如何使用树莓派制作智能小车

这篇文章将为大家详细讲解有关如何使用树莓派制作智能小车，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

电影里，时不时地可以看到一些这样的场景，一辆小车，上面装有摄像头，这辆小车可以通过电脑或都是手机进行远程遥控，车上摄像头拍到的画面，可以实时地显示在电脑或手机上，就像下图这样。

没有接触过这方面的朋友或许会觉得这是一门很高大上的技术活，其实，并不然，这种小车做起来其实很简单。那么，这样子的小车，需要怎么去做呢？

其实，我们只需要准备一块控制小车的电路板（开发板），2到4个电机（马达）、小车架子一个、摄像头以及摄像头云台一个，以上这些基础配件，然后对开发板进行编程、控制就可以了，整 体硬件成本加起来不到500块钱。

** 开发板：**

开发板有很多种，比如51单片机、树莓派、STM32、Arduino、micro:bit等等，都可以做为小车的控制板，我使用的是树莓派开发板，然后，可持树莓派有很多版本、型号，最便宜的树莓派zero 68元就可以买到，不过不建议买这种，没有网卡，需要另外买网线模块，我使用的是树莓派3B，价格220元，带有无线和有线网卡，还带有蓝牙。

**小车架子：**某宝上有很多这种车架子，各式各样的，只需要在某宝上搜索"智能小车"就能找到，带上马达一整套，也就五六十块钱。

**摄像头+云台：**某宝上也是一搜一大堆，比如我下面用的那个，45块钱。

配件准备好了，就是给小车的开发板装系统，然后对小车进行编程控制。

小车的控制最主要有两方面的控制，一个是小车的前后左右的运动控制，一个是摄像头的拍摄、上下左右转运的控制。

小车的前后左右控制：

#-*- coding:UTF-8 -*-import RPi.GPIO as GPIOimport time#小车电机引脚定义LeftIn1 = 20LeftIn2 = 21LeftSpeed = 16RightIn1 = 19RightIn2 = 26RightSpeed = 13#设置GPIO口为BCM编码方式GPIO.setmode(GPIO.BCM)#忽略警告信息GPIO.setwarnings(False)#电机引脚初始化操作def car_init():    global pwm_LeftSpeed    global pwm_RightSpeed    global delaytime    GPIO.setup(LeftSpeed,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)    GPIO.setup(LeftIn1,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)    GPIO.setup(LeftIn2,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)    GPIO.setup(RightSpeed,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)    GPIO.setup(RightIn1,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)    GPIO.setup(RightIn2,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)    #设置pwm引脚和频率为2000hz    pwm_LeftSpeed = GPIO.PWM(LeftSpeed, 2000)    pwm_RightSpeed = GPIO.PWM(RightSpeed, 2000)    pwm_LeftSpeed.start(0)    pwm_RightSpeed.start(0)#小车前进   def run(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.HIGH)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.HIGH)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.LOW)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)#小车后退def back(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.HIGH)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.HIGH)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)#小车左转   def left(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.HIGH)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.LOW)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)#小车右转def right(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.HIGH)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.LOW)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)#小车原地左转def spin_left(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.HIGH)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.HIGH)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.LOW)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)#小车原地右转def spin_right(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.HIGH)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.HIGH)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)#小车停止   def brake(delaytime):    GPIO.output(LeftIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(LeftIn2, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn1, GPIO.LOW)    GPIO.output(RightIn2, GPIO.LOW)    pwm_LeftSpeed.ChangeDutyCycle(80)    pwm_RightSpeed.ChangeDutyCycle(80)    time.sleep(delaytime)

摄像头控制有两部分，一是拍摄、二是云台转动。

**摄像头的拍摄：**拍摄部分，我使用的是mjpg-streamer，这个工具可以把小车上的摄像头当作远程摄像头（Web Camera）使用，安装的方式也很简单：

#安装必要的库sudo apt-get updatesudo apt-get install libjpeg8-devsudo apt-get install imagemagicksudo apt-get install libv4l-devsudo apt-get autoremove cmakesudo apt-get install cmake

必要库安装好后，下载mjpg-streamer到树莓派上，并执行编译即可：

cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimentalmake allsudo make install

通过以上操作，就可以启动摄像头了：

#运行mjpg-streamer./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -w ./www"

摄像头启动后，可以在局域网内的任何一台电脑上使用浏览器输入：http://树莓派IP:8080/?action=stream 即可看到摄像头拍到的画面。

**云台控制：**云台的主是对控制上下和左右的两舵机进行编码控制：

import RPi.GPIO as GPIOimport timeimport pygame#舵机引脚定义ServoUpDownPin = 9ServoLeftRightPin = 11#设置GPIO口为BCM编码方式GPIO.setmode(GPIO.BCM)#忽略警告信息GPIO.setwarnings(False)#初始化上下左右角度为90度ServoLeftRightPos = 90ServoUpDownPos = 90def init():    global pwm_UpDownServo    global pwm_LeftRightServo        GPIO.setup(ServoUpDownPin, GPIO.OUT)    GPIO.setup(ServoLeftRightPin, GPIO.OUT)        #设置舵机的频率和起始占空比    pwm_UpDownServo = GPIO.PWM(ServoUpDownPin, 50)    pwm_LeftRightServo = GPIO.PWM(ServoLeftRightPin, 50)        pwm_UpDownServo.start(0)    pwm_LeftRightServo.start(0)#摄像头舵机左右旋转到指定角度def leftrightservo_appointed_detection(pos):     for i in range(1):           pwm_LeftRightServo.ChangeDutyCycle(2.5 + 10 * pos/180)        time.sleep(0.02)                            #等待20ms周期结束        pwm_LeftRightServo.ChangeDutyCycle(0)  #归零信号#摄像头舵机上下旋转到指定角度def updownservo_appointed_detection(pos):      for i in range(1):          pwm_UpDownServo.ChangeDutyCycle(2.5 + 10 * pos/180)        time.sleep(0.02)                            #等待20ms周期结束        pwm_UpDownServo.ChangeDutyCycle(0) #归零信号                #摄像头舵机向上运动def servo_up():    global ServoUpDownPos    pos = ServoUpDownPos    updownservo_appointed_detection(pos)    #time.sleep(0.05)    pos +=0.7     ServoUpDownPos = pos    if ServoUpDownPos >= 180:        ServoUpDownPos = 180#摄像头舵机向下运动      def servo_down():    global ServoUpDownPos    pos = ServoUpDownPos    updownservo_appointed_detection(pos)    #time.sleep(0.05)    pos -= 0.7    ServoUpDownPos = pos    if ServoUpDownPos <= 45:        ServoUpDownPos = 45    #摄像头舵机向左运动def servo_left():    print("servo_left")    global ServoLeftRightPos    pos = ServoLeftRightPos    leftrightservo_appointed_detection(pos)    #time.sleep(0.10)    pos += 0.7    ServoLeftRightPos = pos    print('ServoLeftRightPos:',ServoLeftRightPos)    if ServoLeftRightPos >= 180:        ServoLeftRightPos = 180#摄像头舵机向右运动def servo_right():    global ServoLeftRightPos    pos = ServoLeftRightPos    leftrightservo_appointed_detection(pos)    #time.sleep(0.10)    pos -= 0.7     ServoLeftRightPos = pos    if ServoLeftRightPos <= 0:        ServoLeftRightPos =  0                #所有舵机归位def servo_init():    servoflag = 0    servoinitpos = 90    if servoflag != servoinitpos:          updownservo_appointed_detection(servoinitpos)        leftrightservo_appointed_detection(servoinitpos)        time.sleep(0.5)                pwm_LeftRightServo.ChangeDutyCycle(0)   #归零信号        pwm_UpDownServo.ChangeDutyCycle(0)  #归零信号    #舵机停止def servo_stop():    pwm_LeftRightServo.ChangeDutyCycle(0)   #归零信号    pwm_UpDownServo.ChangeDutyCycle(0)  #归零信号

对小车的控制编程完成后，最后我们使用WebSocket远程连接小车，发送相关的控制命令，就可以使用电脑或手机远程控制小车了。

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