送藥小車(chē)立創(chuàng)開(kāi)源平臺(tái)資料：https://oshwhub.com/li-chuang-kai-fa-ban/21-dian-sai-f-ti-zhi-neng-song-yao-xiao-che

送藥小車(chē)代碼倉(cāng)庫(kù)：https://gitee.com/lcsc/medical_car

結(jié)構(gòu)相關(guān)

1. 小車(chē)長(zhǎng)×寬×高不大于?25cm×20cm×25cm，只能使用普通車(chē)輪。在轉(zhuǎn)彎時(shí)不能碰到走廊邊緣，所以小車(chē)要盡可能小，越小越不容易碰到走廊邊緣。

2. 藥品重約 200g。

硬件相關(guān)

1. 兩個(gè)小車(chē)均由電池供電。

2. 兩車(chē)之間要能無(wú)線通訊。

3. 外界不能有任何附加電路與控制裝置。

4. 要有一個(gè) RGB 燈（通過(guò)不同的 PWM 值控制來(lái)切換顏色）或者直接三個(gè)紅，黃，綠燈。

5. 作品應(yīng)能適應(yīng)無(wú)陽(yáng)光直射的自然光照明及頂置多燈照明環(huán)境，測(cè)試時(shí)不得有特殊照明條件要求。

軟件相關(guān)

1. 每次測(cè)試開(kāi)始時(shí)，只允許按一次復(fù)位鍵，裝載藥品后即刻啟動(dòng)運(yùn)送時(shí)間記時(shí)，卸載藥品后即刻啟動(dòng)返回時(shí)間記時(shí)。不能人工干預(yù)，測(cè)試項(xiàng)目只能測(cè)試一次。

2. 在藥房處識(shí)別病房號(hào)的時(shí)間不超過(guò) 20s，發(fā)揮部分 1 中自選暫停點(diǎn)處的小車(chē) 2 與小車(chē) 1 的車(chē)頭投影外沿中心點(diǎn)的紅實(shí)線距離不小于 70cm。

3. 有任何一個(gè)指示燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)的小車(chē)必須處于停止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)送過(guò)程中不允許在同一走廊上錯(cuò)車(chē)或超車(chē)。

功能（得分）相關(guān)

1. 近端病房號(hào)位置固定不變，中部病房和遠(yuǎn)端病房號(hào)（3-8 號(hào)）在測(cè)試時(shí)隨機(jī)設(shè)定。

2. 檢測(cè)到藥品裝載完成后就開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)送。

3. 單個(gè)小車(chē)運(yùn)送藥品到指定的近端病房并返回到藥房，運(yùn)送時(shí)間和返回時(shí)間均小于 20s，超時(shí)扣分。

基本要求

1. 根據(jù)走廊上的標(biāo)識(shí)信息自動(dòng)識(shí)別，尋徑將藥品送到指定病房，投影要在門(mén)口區(qū)域內(nèi)，

2. 到了指定病房后，點(diǎn)亮紅色指示燈，等待卸載藥品。

3. 人工卸掉藥品后，小車(chē)自動(dòng)熄滅紅色指示燈，開(kāi)始返回。

4. 自動(dòng)返回藥房，點(diǎn)亮綠色指示燈。

發(fā)揮部分

1. 兩個(gè)小車(chē)協(xié)同運(yùn)送到同一指定的中部病房，小車(chē) 1 到達(dá)病房后等待卸載藥品，小車(chē) 2 識(shí)別病房房號(hào)裝載藥品后啟動(dòng)運(yùn)送，到達(dá)自選暫停點(diǎn)后暫停，點(diǎn)亮黃色指示燈，等待小車(chē) 1 卸載；小車(chē) 1 卸載藥品后開(kāi)始返回，同時(shí)控制小車(chē) 2 熄滅黃色指示燈，繼續(xù)運(yùn)送。（從小車(chē) 2 啟動(dòng)運(yùn)送開(kāi)始，到小車(chē) 1 返回藥房且小車(chē) 2 到達(dá)病房的總時(shí)間越短越好，不計(jì)算小車(chē) 2 黃燈亮?xí)r的暫停時(shí)間，不超過(guò) 60s）

2. 兩個(gè)小車(chē)協(xié)同運(yùn)送到不同的遠(yuǎn)端病房送、取藥品，小車(chē) 1 送藥，小車(chē) 2 取藥。小車(chē) 1 識(shí)別病房號(hào)裝載藥品后開(kāi)始運(yùn)送，小車(chē) 2 在藥房處識(shí)別病房號(hào)等待小車(chē) 1 的取藥開(kāi)始指令；小車(chē) 1 到達(dá)病房后卸載藥品，開(kāi)始返回，同時(shí)向小車(chē) 2 發(fā)送啟動(dòng)取藥指令；小車(chē) 2 收到取藥指令后開(kāi)始啟動(dòng)，到達(dá)病房后停止，亮紅色指示燈（從小車(chē) 1 返回開(kāi)始，到小車(chē) 1 返回到藥房且小車(chē) 2 到達(dá)取藥病房的總時(shí)間越短越好，不超過(guò) 60s）

3. 其他

如何基于梁山派制作一個(gè)送藥小車(chē)

從上面的題目我們可以分析出，完成題目的基礎(chǔ)要求有這些：

主控

1. 主控當(dāng)然是用?立創(chuàng)·梁山派開(kāi)發(fā)板?了，他用的芯片是?GD32F470ZGT6，主頻 240、內(nèi)部 SDRAM 512K。

2. 對(duì)于智能車(chē)比賽來(lái)說(shuō)是足夠用了。

• 板載 4 個(gè) led，可以用來(lái)做狀態(tài)指示。
  

• 核心板上有兩個(gè)按鍵可以用來(lái)設(shè)置參數(shù)。

• 一路 SDIO-TF 卡槽，如果需要記錄調(diào)試數(shù)據(jù)，可以移植文件系統(tǒng)，把要記錄的數(shù)據(jù)以 CSV 格式寫(xiě)入 sd 卡中，需要查看調(diào)試數(shù)據(jù)時(shí)把 sd 卡中的文件拷入到電腦里，用 EXCEl 或者 Python 做數(shù)據(jù)分析

• 一路 SPI Flash，可以用來(lái)存儲(chǔ)需要掉電保存的數(shù)據(jù)以及各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

• SWD+串口調(diào)試接口，可以通過(guò)這個(gè)接口直接燒錄調(diào)試，并且?guī)б粋€(gè)串口方便調(diào)試。

更多信息可以去立創(chuàng)開(kāi)發(fā)板官網(wǎng)查看

航模電池需要給小車(chē)核心板供電，但用的航模 3S 電池是不能直接供給開(kāi)發(fā)版的，開(kāi)發(fā)版需要的電壓是 5V，所以需要一個(gè)降壓芯片。常用的降壓模塊可就多了去了，比如 MP1584EN，LM2596，TPS5430 等。這里我們?yōu)榱巳珖?guó)產(chǎn)化就選用國(guó)產(chǎn) SGMICRO（圣邦微）的 SGM6132，最大電流 3A，輸入范圍 4.5V-28.5V。

驅(qū)動(dòng)小車(chē)前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎的動(dòng)力裝置（只能用普通車(chē)輪）

1. 驅(qū)動(dòng)方式選擇
   

1. 后驅(qū)+前置舵機(jī)轉(zhuǎn)向方式（就是平常路上開(kāi)的那種小轎車(chē)的結(jié)構(gòu)，適用于路線直角轉(zhuǎn)彎比較少的地方，相信大家也知道汽車(chē)過(guò)直角彎有多麻煩，這種對(duì)轉(zhuǎn)彎半徑要求較高，并且還需要考慮后兩輪差速問(wèn)題）

2. 四輪驅(qū)動(dòng)+差速轉(zhuǎn)彎（比如最近比亞迪新出的仰望 U8，他的輪子由四個(gè)電機(jī)獨(dú)立控制，每一個(gè)電機(jī)可以單獨(dú)控制輪子實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，當(dāng)左側(cè)兩個(gè)輪子和右側(cè)兩個(gè)輪子以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向）

3. 兩輪驅(qū)動(dòng)+萬(wàn)向輪||牛眼輪（對(duì)于這個(gè)比賽我認(rèn)為用兩個(gè)輪子+一個(gè)或兩個(gè)從動(dòng)輪就夠用了，而且輪子電機(jī)少，做出來(lái)的小車(chē)尺寸也更小，不容易壓到題目中說(shuō)的走廊邊緣。這個(gè)的轉(zhuǎn)彎就是給兩個(gè)電機(jī)不同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向就行了）

• 直流減速有刷電機(jī)

• 優(yōu)點(diǎn)

• 轉(zhuǎn)速范圍廣，轉(zhuǎn)速高，扭矩大。

• 控制簡(jiǎn)單，使用方便。

• 價(jià)格低廉。

• 缺點(diǎn)

• 需要外接減速器，體積較大。

• 轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，精度不高。

• 不適合高精度運(yùn)動(dòng)控制。

• 步進(jìn)電機(jī)

• 優(yōu)點(diǎn)

• 轉(zhuǎn)動(dòng)精度高，不需要編碼器。

• 可以實(shí)現(xiàn)高精度定位和運(yùn)動(dòng)控制。

• 適合低速高精度運(yùn)動(dòng)。

• 缺點(diǎn)

• 轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)速慢。

• 需要驅(qū)動(dòng)器，控制復(fù)雜。

• 價(jià)格相對(duì)較高。

• FOC無(wú)刷電機(jī)

• 優(yōu)點(diǎn)

• 轉(zhuǎn)速范圍廣，轉(zhuǎn)速高，扭矩大。

• 轉(zhuǎn)速精度高，控制精度高。

• 能夠?qū)崿F(xiàn)高效能、低噪音的運(yùn)行。

• 缺點(diǎn)

• 硬件成本相對(duì)較高。

• 控制復(fù)雜，需要配合專門(mén)的控制器使用。

• 對(duì)控制算法的要求較高。

那我就選擇普通的直流減速有刷電機(jī)了，要自帶編碼器，因?yàn)榫幋a器可以提供電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置信息，這些信息對(duì)于小車(chē)的控制非常重要?？梢詭椭悄苘?chē)更加精確地控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，可以提供反饋，提高小車(chē)的可靠性和穩(wěn)定性。
用步進(jìn)電機(jī)也是不錯(cuò)的選擇，適合中低速，只要電流足夠并且扭矩不超過(guò)額定值，設(shè)置好細(xì)分，你給一個(gè)脈沖他就轉(zhuǎn)一定的角度，甚至可以不用編碼器就可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，相對(duì)來(lái)說(shuō)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器一般都比較大，要注意布局。
用 FOC 電機(jī)就更好了，高中低速都適合，但是對(duì)控制算法要求很高，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路要求也高，大佬可以用。

針對(duì)直流電機(jī)的選型，要注意轉(zhuǎn)速和額定電壓。可以確定了輪子直徑后再來(lái)確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
輪胎直徑為6.5cm，周長(zhǎng)=0.065*3.14=0.2041米，走1米的距離需要轉(zhuǎn)4.90圈，也就是如果每秒轉(zhuǎn)4.90圈，全速1m/s需要 300轉(zhuǎn)/分鐘，全速2m/s需要 600轉(zhuǎn)/分鐘，全速3m/s需要 900轉(zhuǎn)/分鐘
輪胎直徑為8.5cm，周長(zhǎng)=0.085*3.14=0.2669米，走1米的距離需要轉(zhuǎn)3.75圈，也就是如果每秒轉(zhuǎn)3.75圈，全速1m/s需要 225轉(zhuǎn)/分鐘，全速2m/s需要 450轉(zhuǎn)/分鐘，全速3m/s需要 675轉(zhuǎn)/分鐘

直流電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇
用直流減速電機(jī)的話電機(jī)驅(qū)動(dòng)就比較簡(jiǎn)單了，常用的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)有以下這些：

1. L298N，經(jīng)久不衰，相信每一個(gè)剛開(kāi)始接觸智能車(chē)比賽或者循跡小車(chē)的人都知道。它可以 5V 和 12V 供電，是一個(gè)雙 H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以控制兩個(gè)直流電機(jī)或者一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。他有一個(gè)非常大的散熱片，當(dāng) 12V 供電時(shí)，他還可以對(duì)外輸出 5V 給外部設(shè)備供電。

2. 自己搭建 H 橋驅(qū)動(dòng)電路，一般都是要驅(qū)動(dòng)的電機(jī)功率很高以及制作者水平很高。對(duì)于這個(gè)送藥小車(chē)比賽來(lái)說(shuō)，用成品的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片就夠了

3. TB6612，體積小巧，市面上有很多基于這個(gè)芯片的模塊，用的人多，不容易出問(wèn)題

4. RZ7899，國(guó)產(chǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主要用在玩具，閥門(mén)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電磁門(mén)鎖驅(qū)動(dòng)等。在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料時(shí)發(fā)現(xiàn)有些帖子說(shuō)在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)芯片燒毀的現(xiàn)象，有可能是其內(nèi)部沒(méi)有做死區(qū)控制引起的。而且查詢其 datasheet 也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)輸入 PWM 頻率的限制和說(shuō)明，網(wǎng)友一般都建議在 1khz 以下。

5. AT8870，這款的 datasheet 已說(shuō)明有死區(qū)控制，網(wǎng)上評(píng)價(jià)比較高，且其最大 PWM 輸入頻率可以高達(dá) 100Khz，這就意味著電機(jī)控制會(huì)很順滑，不會(huì)出現(xiàn)異常的噪音。對(duì)于一般的電機(jī)控制速度來(lái)說(shuō)，PWM 信號(hào)最少也得來(lái)個(gè) 1Khz 以上吧。

輪子選擇
盡量選擇輪子的外部材料為軟質(zhì)橡膠，接觸面積越大越不容易打滑，在小車(chē)啟動(dòng)和停止的時(shí)候更不容偏移。不過(guò)考慮到小車(chē)尺寸?25cm×20cm×25cm?的要求，在滿足抓地力的情況下小車(chē)輪子與地面接觸面越小越不容易壓到走廊黑線。輪子的直徑越小對(duì)電機(jī)扭矩的要求就越小。在選擇的時(shí)候自由取舍。

檢測(cè)地圖中紅線以及檢測(cè)門(mén)口區(qū)域（黑色）

1. 視覺(jué)識(shí)別

1. Openmv（現(xiàn)在最火的嵌入式機(jī)器視覺(jué)模塊，使用 MicroPython 驅(qū)動(dòng)，可以把它當(dāng)成一個(gè)可編程攝像頭）

2. K210（是國(guó)內(nèi)廠家勘智研發(fā)的一款采用 RISC-V 處理器架構(gòu)，典型設(shè)備功耗 1w，算力1TOPS 的 AI 芯片，自帶 SRAM，可以在本地完成數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)，國(guó)內(nèi)廠家也根據(jù) openmv 的 IDE 重新制作了 Canmv IDE 和 Maixpy IDE）

3. 樹(shù)莓派，卡片個(gè)人電腦，可以在上面直接運(yùn)行 OpenCV，進(jìn)行循跡和數(shù)字識(shí)別，性能比上面兩個(gè)都強(qiáng)得多，但是開(kāi)發(fā)難度也是最大的，它可以用很高清的攝像頭，用它來(lái)參賽簡(jiǎn)直可以說(shuō)是降維打擊。

4. 這幾個(gè)都可以使用 Python 編程，前兩個(gè)上手比較容易，這第一個(gè)和第二個(gè)文檔資料比較豐富。

5. 針對(duì)巡線，一般來(lái)說(shuō)就是要找到圖像區(qū)域中想要的色塊，不管是灰度閾值還是 LAB 閾值，都需要提前獲取你想要找到的對(duì)應(yīng)顏色的閾值，盡量選取能和比賽時(shí)環(huán)境差多不的情況下的閾值。這個(gè)閾值的調(diào)節(jié)可以參考他們對(duì)應(yīng) IDE 里面的機(jī)器視覺(jué)中的閾值編輯器，可以很方便的更改閾值。

6. 初學(xué)的話可以先運(yùn)行一下他們各自的找色塊例程，熟悉一下如何使用，然后學(xué)習(xí)怎么劃分 ROI，感興趣區(qū)，讓處理器只在你要求的區(qū)域?qū)ふ疑珘K。

7. 這里我們就選擇國(guó)產(chǎn)的 K210 了，他在性能上比 openmv 強(qiáng)，但是他的軟件庫(kù)要比 openmv 落后不少，有些能在 openmv 上執(zhí)行的語(yǔ)句在 K210 上是執(zhí)行不了的，不對(duì)對(duì)于找色塊對(duì)它來(lái)說(shuō)就是小菜一碟。了解了如何獲取到色塊中心坐標(biāo)后，就再運(yùn)行一下他提供的串口例程然后修改它讓他可以傳輸色塊的中心坐標(biāo)，可以用串口助手在電腦上收到 k210 發(fā)送過(guò)來(lái)的色塊坐標(biāo)信息后基本就可以了。

2. 光電二極管灰度傳感器（主要是利用光電二極管對(duì)光線的敏感性，通過(guò)測(cè)量物體表面反射的光線強(qiáng)度來(lái)確定物體表面的灰度值，探測(cè)到不同顏色地面時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的電壓值，電壓值會(huì)隨被測(cè)面的顏色變化而變化，所以理論上可以識(shí)別任意顏色）

1. 模擬式（模擬式需要單片機(jī)自帶 AD 采集（模擬量采集），采集到的信息更準(zhǔn)確，需要在單片機(jī)端自己設(shè)置閾值來(lái)進(jìn)行判斷當(dāng)前識(shí)別的顏色）

2. 數(shù)字式（他就是基于模擬式，一般會(huì)自帶一個(gè)處理芯片或者比較器，通過(guò)手動(dòng)調(diào)整電路板上的旋轉(zhuǎn)電阻器來(lái)設(shè)置靈敏度，針腳直接輸出的就是高低電平）

3. 紅外反射傳感器（只適用于黑線識(shí)別，調(diào)整非常麻煩，基本上是不能用，雖然他簡(jiǎn)單，不易受光線影響，但是他是無(wú)法區(qū)分白和紅的，而本次題目中是紅線）

4. 線性CCD，可以說(shuō)他是只有一個(gè)像素的攝像頭，是一個(gè)一維的攝像頭，他可以很容易識(shí)別紅色與白色。

小車(chē)底板和固定藥品裝置，固定攝像頭機(jī)構(gòu)，供電電池，緊急開(kāi)關(guān)

1. 小車(chē)底板一般常用的板材有

1. 亞克力板

2. 碳纖板

3. 玻纖板

4. 電木板

5. 鋁合金板

6. 我們普通的電路板都是 FR-4 玻纖板，1.6mm 板厚對(duì)于做這種小車(chē)來(lái)說(shuō)強(qiáng)度是足夠的，而且加工也挺方便的，畫(huà)個(gè)電路板板框，里面再加一些孔位和一些導(dǎo)線，直接發(fā)到嘉立創(chuàng)等收貨就行了，如果想用亞克力板的話也可以用嘉立創(chuàng) EDA 專業(yè)版畫(huà)面板，然后去立創(chuàng)商城下單，把面板當(dāng)成小車(chē)底板用。在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以多打一些孔，方便后面調(diào)整各個(gè)部件的位置。如果你的預(yù)算充足的話，也可以用鋁合金板，現(xiàn)在三維猴可以接 CNC 訂單。

2. 固定藥品裝置

1. 題目中要求是一次性裝置約 200g 藥品，但沒(méi)有要求測(cè)量藥品重量，所以只要能檢測(cè)到藥品有沒(méi)有裝上就行了。可以使用接近開(kāi)關(guān)傳感器或者直接用輕觸開(kāi)關(guān)，不怕麻煩的話也可以直接用稱重傳感器。

2. 既然選了用砝碼來(lái)替代藥品，就得設(shè)計(jì)一個(gè)裝載砝碼的打印結(jié)構(gòu)，防止小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)造成砝碼脫落。設(shè)計(jì)時(shí)要注意 3D 文件的壁厚不要太薄，強(qiáng)度不夠容易破裂，畫(huà)完后導(dǎo)出 STL 文件后直接到三維猴下單就行了，一般這種不長(zhǎng)時(shí)間在太陽(yáng)下使用的結(jié)構(gòu)件，直接選最便宜的樹(shù)脂材料就行。

3. 固定攝像頭裝置

1. 這個(gè)一般也是用 3D 打印來(lái)制作，考慮到遠(yuǎn)端病房有四個(gè)數(shù)字并排放置的情況，如果攝像頭不動(dòng)的話很有可能是識(shí)別不全的。所以還需要加一個(gè)舵機(jī)使得攝像頭可以左右偏轉(zhuǎn)。為了小車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定，小車(chē)的重心應(yīng)該盡量靠近兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪中間，所以 k210 主板和攝像頭是分開(kāi)的，攝像頭架子上就是一個(gè)單獨(dú)的 OV2640 攝像頭和 FPC 延長(zhǎng)板。對(duì)于這個(gè)重量，用 5V 供電的塑料齒銀燕舵機(jī) ES08A II 也就夠了。

2. 因?yàn)樘崆耙膊磺宄z像頭哪個(gè)角度跟合適，所以需要這個(gè)固定攝像頭的裝置也可以上下手動(dòng)調(diào)節(jié)，一般我們可以在 3d 模型上開(kāi)出圓弧形狀的槽或者圓弧陣列防止的螺絲孔。這個(gè)對(duì)于精準(zhǔn)角度的要求不高，但是固定好確定好角度之后就應(yīng)該是不變的，方便后續(xù)數(shù)字識(shí)別的采集和選線。

4. 供電電池：考慮到要驅(qū)動(dòng)直流減速電機(jī)，所以除了要考慮容量也要考慮放電倍率，一般選用航模電池就足夠了，一般常用的電機(jī)都是 12v 驅(qū)動(dòng)，所以這里可以選擇一個(gè) 3s 航模鋰電池。

5. 緊急開(kāi)關(guān)：為了防止調(diào)試小車(chē)時(shí)出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致失控從而造成傷車(chē)傷人，可以加一個(gè)急停開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)異常的情況時(shí)拍一下急停開(kāi)關(guān)讓小車(chē)斷電。

用來(lái)識(shí)別任務(wù)目標(biāo)房號(hào)和走廊上房號(hào)的數(shù)字識(shí)別模塊

因?yàn)轭}中是確定的印刷體，所以比較簡(jiǎn)單的方法是模板匹配，他是將采集到的數(shù)字與模板的像素點(diǎn)做對(duì)比運(yùn)算來(lái)計(jì)算相似率的。

我們上面已經(jīng)選取了 K210 來(lái)做巡線，它自帶 KPU（通用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器），也非常適合用來(lái)作數(shù)字識(shí)別。我使用的 IDE 是 MaixPy，要采集的數(shù)據(jù)集圖像尺寸為 224*224（這是目前最常用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)大小），為了讓結(jié)果更準(zhǔn)確，所以要訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集要盡可能多，每種數(shù)字的數(shù)據(jù)量盡可能相等。但 k210 的算力也是有限的，他所能運(yùn)行的模型也是有限的，對(duì)于 k210：運(yùn)行 c 代碼時(shí)最大可以加載 6MB 左右的模型，運(yùn)行 maixpy 的最小固件時(shí)，能加載 3MB 左右的模型，運(yùn)行 maixpy 的最大固件時(shí)，能夠加載約 2MB 左右的模型。
1. 采集數(shù)據(jù)集
因?yàn)槲覀冞\(yùn)算是在 K210 本地的，圖像來(lái)源也是 K210 自帶的攝像頭，為了讓結(jié)果更準(zhǔn)確，可以用 python 編寫(xiě)一個(gè) K210 的拍照程序，采集固定的 224*224 圖像并保存到 TF 卡里面。最好是搭好小車(chē)框架后，選好攝像頭的安裝位置和角度，將拍照程序保存到 K210 的運(yùn)行 sd 卡里面。當(dāng)按下按鈕的時(shí)候就進(jìn)行當(dāng)前圖像的保存。
2. 對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行標(biāo)注
用讀卡器把 TF 卡里面采集到的訓(xùn)練集保存到電腦上，設(shè)置好標(biāo)簽，在這里標(biāo)簽就是 1，2，3，4，5，6，7，8。用 labellmg 進(jìn)行圖像的標(biāo)注，每種標(biāo)簽最少得來(lái) 100 張。
3. 開(kāi)始訓(xùn)練
1. 訓(xùn)練可以選在線的也可以用本地的，但是如果像是電賽這種時(shí)間很緊張的比賽，為了防止到時(shí)候千軍萬(wàn)馬過(guò)獨(dú)木橋，導(dǎo)致你的訓(xùn)練任務(wù)一直在排隊(duì)，最好先設(shè)置好自己的本地環(huán)境。已經(jīng)有一個(gè)開(kāi)源的大佬只做了一個(gè)免安裝環(huán)境的 Mx-yolo，安裝好后，選好**訓(xùn)練圖片文件夾地址**和**訓(xùn)練標(biāo)簽文件夾地址，**設(shè)置訓(xùn)練次數(shù)，Alpha，Batch Size，是否開(kāi)啟數(shù)據(jù)增強(qiáng)。
2. 模型訓(xùn)練的次數(shù)需要在保證模型收斂的前提下進(jìn)行合理的選擇。如果訓(xùn)練次數(shù)過(guò)少，可能會(huì)導(dǎo)致模型欠擬合，無(wú)法很好地?cái)M合訓(xùn)練數(shù)據(jù)。如果訓(xùn)練次數(shù)過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致模型過(guò)擬合，無(wú)法很好地泛化到新的數(shù)據(jù)。因此，需要根據(jù)具體的問(wèn)題和數(shù)據(jù)集進(jìn)行調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)觀察模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集上的表現(xiàn)來(lái)確定合適的訓(xùn)練次數(shù)。當(dāng)模型在驗(yàn)證集上的表現(xiàn)不再提升時(shí)，可以停止訓(xùn)練，以避免過(guò)擬合。
3. Alpha 主要影響所生成模型的大小，選 0.25 模型大小約 219k，選 0.5 模型大小約 831k，選 0.75 模型大小約 1.85M，選 1.0 模型大小約 3.24M。當(dāng)運(yùn)行 maixpy 的最大固件時(shí)，k210 最大只能加載約 2MB 左右的模型，所以選 0.75 就行了。
4. Batch Size 一般選 8 就行了。這個(gè)參數(shù)是指每次迭代訓(xùn)練時(shí)，所選取的樣本數(shù)。Batch Size 的大小會(huì)影響模型訓(xùn)練的速度和穩(wěn)定性。較大的 Batch Size 可以加快模型訓(xùn)練的速度，因?yàn)槊看蔚幚淼臉颖緮?shù)量更多。但是，如果 Batch Size 過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存不足或顯存不足的問(wèn)題。此外，較大的 Batch Size 還可能導(dǎo)致模型過(guò)度擬合訓(xùn)練數(shù)據(jù)。較小的 Batch Size 可以提高模型訓(xùn)練的穩(wěn)定性，因?yàn)槊看蔚幚淼臉颖緮?shù)量較少，可以更好地避免過(guò)擬合。但是，較小的 Batch Size 也會(huì)導(dǎo)致訓(xùn)練時(shí)間變長(zhǎng)，因?yàn)樾枰啻蔚拍芴幚硗晁袠颖尽?br>5. 數(shù)據(jù)增強(qiáng)建議開(kāi)啟，他主要是做了一些隨機(jī)裁剪，隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，縮放，翻轉(zhuǎn)等。
6. 查看結(jié)果報(bào)告和測(cè)試結(jié)果
7. 訓(xùn)練完之后看一下測(cè)試結(jié)果，測(cè)試樣例是否已經(jīng)被正確識(shí)別了。它還會(huì)給一張測(cè)試報(bào)告，確保模型損失已經(jīng)到了0.1以下。在測(cè)試報(bào)告中，epoch代表訓(xùn)練次數(shù)，model loss是模型損失，train代表訓(xùn)練集，是用來(lái)訓(xùn)練模型的數(shù)據(jù)集。valid代表驗(yàn)證集，是用來(lái)評(píng)估模型性能和調(diào)整超參數(shù)的數(shù)據(jù)集。這兩條線越來(lái)越往下就是越來(lái)越好了。
8. 在k210上面運(yùn)行
9. 用mx-yoloV4訓(xùn)練出來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為K210的Kmodel，也會(huì)給出測(cè)試程序。把boot.py，lables.txt，mx.kmodel一起放到K210的sd卡里，重新上電就可以運(yùn)行了。

用來(lái)指示小車(chē)工作狀態(tài)的的 LED 燈

題目中要求能顯示紅，綠，黃燈，那就直接去立創(chuàng)商城找一個(gè) RGY 三色 LED 燈，我找了一個(gè)，編號(hào)：C2897364。查詢手冊(cè)我們可以知道以下信息：

Reverse Voltage: 5V（最大反向電壓，超過(guò)這個(gè)就會(huì)壞）

Forward Current: （正向電流）

• R: 25mA

• G: 25mA

• Y: 25mA

Forward Voltage: （正向電壓）

• R: 2.0V

• G: 3.3V

• Y: 2.0V

為了讓每種顏色的燈的最高亮度基本保持一致，我們需要確定限流電阻，計(jì)算公式為 R=（供電電壓-正向電壓）/正向電流。

限流電阻用貼片電阻，0402 電阻功率為 1/16W，即 0.0625W，0603 電阻功率為 1/10W，即 0.1W。不能小馬拉大車(chē)，容易把馬累死。

計(jì)算之后可以知道要選擇下面這幾個(gè)電阻：

R：電阻值：120Ω，功率 0.075 -貼片電阻 0603 以上-立創(chuàng)商城編號(hào)：C22787

G：電阻值：68Ω，功率 0.0425 -貼片電阻 0402 以上-立創(chuàng)商城編號(hào)：C25254

Y：電阻值：120Ω，功率 0.075 -貼片電阻 0603 以上-立創(chuàng)商城編號(hào)：C22787

用于雙車(chē)通訊的無(wú)線模塊

常用的無(wú)線通訊模塊有以下幾種：

1. WiFi 模塊：WiFi 模塊可以實(shí)現(xiàn)高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，但是其功耗較高，不適合低功耗應(yīng)用。

2. 藍(lán)牙模塊：藍(lán)牙模塊具有低功耗、短距離通信等特點(diǎn)，但是其傳輸速率較慢，適用于數(shù)據(jù)量較小的場(chǎng)景。

3. Zigbee 模塊：Zigbee 模塊具有低功耗、低成本、自組網(wǎng)等特點(diǎn)，適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

4. LoRa 模塊：LoRa 模塊具有長(zhǎng)距離、低功耗、低成本等特點(diǎn)，適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

5. NB-IoT 模塊：NB-IoT 模塊具有低功耗、廣覆蓋等特點(diǎn)，適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
   在室內(nèi)使用的話，wifi 和藍(lán)牙都不錯(cuò)，而且這個(gè)智能小車(chē)比賽過(guò)程中兩個(gè)小車(chē)的距離也不會(huì)太遠(yuǎn)，對(duì)于數(shù)據(jù)量的要求也不高，只需要簡(jiǎn)單傳輸一些數(shù)字識(shí)別結(jié)果和指令就夠了。
   我就選藍(lán)牙模塊了，國(guó)內(nèi)沁恒的藍(lán)牙芯片都挺不錯(cuò)的，CH9143 是一個(gè)主從一體的藍(lán)牙芯片，他支持藍(lán)牙-串口-USB 三通，也就是說(shuō)在連個(gè)小車(chē)上各放一個(gè)，他們配對(duì)連接上之后你就把他正常當(dāng)串口用就行了。它的配對(duì)方式也挺方便的，只需要把兩個(gè)芯片同時(shí)上電，他們就可以進(jìn)行配對(duì)了。
   在調(diào)試的時(shí)候也可以把一個(gè)模塊連到電腦上，小車(chē)上那個(gè)可以就可以通過(guò)串口輸出數(shù)據(jù)到電腦上了，遠(yuǎn)程串口挺方便調(diào)試的。

其他附加

1. 可以加一個(gè)無(wú)源蜂鳴器來(lái)進(jìn)行提示和報(bào)警，當(dāng)電池電壓過(guò)低或者出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警。

2. 可以加一個(gè)六軸或者九軸的姿態(tài)傳感器，通過(guò)姿態(tài)解算可以得到當(dāng)前航向角，可以讓小車(chē)在一定時(shí)間內(nèi)保持車(chē)頭朝向不變，這樣就算車(chē)輪打滑小車(chē)的車(chē)頭朝向也不會(huì)大變。但是這個(gè)方法對(duì)姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)要求和算法處理的要求也很高。

3. 預(yù)留灰度傳感器的接口，別萬(wàn)一識(shí)別巡線效果拉了，硬著頭皮也走不下去就G了，多給自己留條后路。

4. 加一個(gè) CAN 芯片，如果你想用 can 芯片控制電機(jī)的話就可以用了，大疆的 robomaster 系列電機(jī)和市面上的一些高性能電機(jī)都是可以用 CAN 通訊來(lái)控制的

5. 加一個(gè) sbus 電路，參加完比賽做個(gè)小遙控車(chē)也不錯(cuò)。