智能小车采用Linux2.6

护花使者

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硬件： 1. 车体 2. S3C2410A开发板 3. 红外测距传感器 4. 伺服器（舵机） 5. 直流电机 6. 电机驱动板 7. 电源 软件： 1. Linux2.6.14内核，包括：Nand Flash、USB、NET、PWM、ADC等驱动；Yaffs等文件系统。 2. VIVI 3. Busybox1.6 主要目标： 使车体能自主地在平地行驶，能躲避一定高度和大小的障碍物。 下一目标： 优化行走算法、行走路线预测、自选行走路线等。 加入编码轮，实现PID。 开发简述： 1. 在前几个月已完成了PRJ1：智能小车的开发，PRJ2硬件跟PRJ1相同，实现功能也基本相同，最大不同的是PRJ1采用UCOSII操作系统，PRJ2采用Linux，由于工作比较忙，PRJ1的介绍稍后撰写发布。 2. 开发板是一年多前买的，自带的linux是2.4的版本，现在很多开发板都已经用上2.6了，我当然也想用2.6做平台了，于是开始了linux2.6.14的移植，用了大概花了3个星期左右，其中也尝试了2.6.18和2.6.22，编译后运行时老是出现visual address什么什么的错误，再网上也没查到原因，于是放弃了。linux2.6.14的移植也算比较顺利，Nand Flash、USB、NET、Yaffs等都很快弄好了。我是在业余时间做的，平时要上班，花了三个星期自己感觉也不算慢了。 3. 内核移植完了下一步当然是文件系统了，首先是移植Busybox1.6，然后建立目录结构、编写好linuxrc还有hosts、passwd等配置文件，在mtd上划出一个分区建立yaffs，把目录结构、Busybox等都copy过去，启动时用这个yaffs分区做根目录。具体的网上也有很多文章参考，这里就从简了。 4. 要使车体工作需要控制三个硬件： a. 红外测距传感器---车体的唯一一个传感器，最大探测距离80cm，负责探测车体周围的障碍物，车体上没有其他接触开关等传感器，所以车体的安全保障就靠它了。 b. 伺服器---负责带动红外测距传感器旋转，使它能探测到不同角度的距离，这里设计是前方140度范围旋转，也就是说能探测前方140度范围的障碍物的距离。 c. 直流电机---负责车体移动。通过了PWM信号驱动电机驱动板来调节车体的运行速度，前方障碍物距离远时运行速度可以快些，当离障碍物距离近时运行速度可以慢些或者停车。 5. 红外测距传感器输出的是模拟电压信号（当障碍物距离远输出电压低，当障碍物距离近输出电压高），所以要用到ADC，需要编写S3C2410_adc驱动。 6. 伺服器和直流电机都需要用到PWM信号，PWM信号是由定时器产生的，S3C2410有五路定时器，linux占用了一个，查看linux内核源码，确定是占用了timer4，其余的4个就可以选用了，选用timer0驱动伺服器，timer1驱动直流电机，分配好了立刻动手编写S3C2410_pwm驱动；车体运行除了要控制速度还需要控制方向（前进、后退、左转、右转等），需要通过I/O对电机驱动板进行控制，本来应该另外编写驱动程序来完成这些的，但考虑到控制对象是一样的（电机），而且控制方向和控制速度关系比较密切，所以把控制I/O的代码也写到S3C2410_pwm里面去了，用起来也方便。 7. 到此，内核和驱动都已经准备好了，下一步要实现的就是应用程序了，包括小车的行走模式、行走算法、障碍物探测等，使用了两个线程来完成这些任务： a. MeasureThread()---探测线程：主要实现伺服器在140度区间来回转动，带动红外测距传感器也随之转动；每转过一定角度就测量障碍物距离；根据测量结果通知MotionThread()做相应的动作，例如：前方障碍物距离在安全范围，通知MotionThread()前进；左前方有障碍物，通知MotionThread()往右转；前方障碍物距离比较近，通知MotionThread()减速，前方障碍物距离比较远，通知MotionThread()加速。通过全局变量Motion_status实现通信。 b. MotionThread()---运动控制线程：根据MeasureThread()设置的状态控制车体运动。当有障碍物时车体需要左转或右转以避开障碍物，当障碍物刚好在安全距离阀值附近时，会出现抖动（有障碍-à左转à无障碍à停à有障碍-à左转），这里采取了每次转动要至少保持一定时间（例如：200ms），在这段时间内禁止改变车体运动状态，通过互斥锁mutex_turning来实现这种同步。