K230场景化自动驾驶

此案例需要搭配八路智能巡线模块（红外巡线模块）使用

串口通讯

USART：通用同步异步收发器。可以根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可以自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接成一个字节数据，存放在数据寄存器里。这次实验用到的就是UART2。

在使用串口进行通信时，要求通信双方必须是“同频道”。“同频道” 指 相同的通信协议。 串口（USART)约定：通信时数据必须以“帧”的形式传递串口的一帧数据包括：起始位 + 数据位 + 校验位 + 停止位 其中： 1）起始位：固定是1个周期的低电平信号 2）数据位：可由通信双方自行约定是 5 ~ 9 bits 3）校验位：串口采用的是奇偶校验，可由通信双方自行约定 4）停止位：可选的 0.5 ~ 2 个周期的高电平 同时，为了同步通信双发的收发速度，还需要约定每秒钟传输的数据帧的数量，称为 波特率，典型波特率有9600、115200、57600 ……

硬件连接

（注：下图接线仅供位置参考，我们出厂有配备K230双头PH2.0 4Pin全黑线材，有防呆设计，不必担心接线问题）

K230协议

当K230识别出路标之后，会通过串口发送一个数据帧，格式是“$09”+“标志内容ID，”+“#” 举例：“$091，#”

当单片机接收到上述数据帧时，会对每一位都进行判断。如果内容是“$09"，继续接收，当收到“#”时，说明一包数据已经完成。解析K230传输的信息，再对标志内容ID跟特定指令比对，如果是对应的指令，小车就会做出对应的操作。

控制流程图

部分代码解析

bsp_k230.c

​x
void data_deal_k230(uint8_t data) {
    // 处理K230设备发送的数据，按特定格式解析单字节数据
    // Process data sent by K230 device, parse single-byte data according to specific format
    switch(data_step) {
        case 0:
            // 重置所有状态，确保起始干净
            // Reset all states to ensure a clean start
            len = 0;
            memset(K230_data, 0, K230_DATA_MAX_LEN);
            if(data == '$') {
                // 检测到起始符'$'，进入下一状态
                // Detected start character '$', move to next state
                data_step++;
            }
            break;
        
        case 1:
            if(data == '0') {
                // 匹配到第二个特征字符'0'，进入下一状态
                // Matched second feature character '0', move to next state
                data_step++;
            } else {
                // 不匹配则重置状态
                // Reset state if not matched
                data_step = 0;
            }
            break;
        
        case 2:
            if(data == '9') {
                // 匹配到第三个特征字符'9'，进入下一状态
                // Matched third feature character '9', move to next state
                data_step++;
            } else {
                // 不匹配则重置状态
                // Reset state if not matched
                data_step = 0;
            }
            break;
        
        case 3:  // 接收x的值（数字）
                 // Receiving x value (numeric digits)
            if(data == ',') {  // 结束接收x，进入校验结束符阶段
                               // End of x reception, enter end character verification phase
                if(len == 0 || len > K230_DATA_MAX_LEN) {
                    // x为空或长度超限，无效数据
                    // x is empty or exceeds max length, invalid data
                    data_step = 0;
                } else {
                    // 数据长度有效，进入等待结束符状态
                    // Valid data length, enter end character waiting state
                    data_step++;  // 进入状态4等待'#'
                                  // Move to state 4 waiting for '#'
                }
            } else if(data >= '0' && data <= '9') {  // 仅接收数字
                                                    // Only receive numeric digits
                if(len < K230_DATA_MAX_LEN) {  // 限制最大长度，防止溢出
                                               // Limit max length to prevent overflow
                    K230_data[len++] = data;
                } else {
                    // 超过最大长度，视为无效数据
                    // Exceeds max length, treat as invalid data
                    data_step = 0;
                    len = 0;
                    memset(K230_data, 0, K230_DATA_MAX_LEN);
                }
            } else {
                // 收到非数字、非','的字符，无效数据
                // Received non-numeric and non-',' character, invalid data
                data_step = 0;
                len = 0;
                memset(K230_data, 0, K230_DATA_MAX_LEN);
            }
            break;
        
        case 4:  // 校验结束符'#'
                 // Verify end character '#'
            if(data == '#') {  // 完整匹配格式
                               // Complete format match
                deal_msg(len);  // 处理接收到的有效消息
                                // Process received valid message
            }
            // 无论是否收到'#'，都重置状态（避免残留）
            // Reset state regardless of whether '#' is received (to avoid residue)
            data_step = 0;
            len = 0;
            memset(K230_data, 0, K230_DATA_MAX_LEN);
            break;
    }
}

void deal_msg(uint8_t length) {
    // 处理解析后的消息，转换数字并校验范围
    // Process parsed message, convert digits and verify range
    data_id = 0;
    if(length == 1) {
        // 单字节数字转换
        // Single-byte digit conversion
        data_id = K230_data[0] - '0';
    } else if(length == 2) {
        // 双字节数字转换（十位+个位）
        // Two-byte digit conversion (tens place + units place)
        uint8_t data_H = K230_data[0] - '0';
        uint8_t data_L = K230_data[1] - '0';
        data_id = data_H * 10 + data_L;
    }
    
    // 校验data_id是否在1-11范围内
    // Verify if data_id is within 1-11 range
    if(data_id >= 1 && data_id <= MAX_ID) {
        stop_flag = 0;  // 有效数据，正常处理
                        // Valid data, normal processing
    } else {
        stop_flag = 1;  // 无效数据，设置停止标志
                        // Invalid data, set stop flag
    }
}

main.py

x
# 如果检测到了目标（det_boxes 不为空列表）
if det_boxes:
    # 遍历检测到的每一个目标
    for det_boxe in det_boxes:
        # det_boxe 是一个列表或元组，里面包含了 (标签ID, 置信度, x1, y1, x2, y2) 等信息
        x1, y1, x2, y2 = det_boxe[2], det_boxe[3], det_boxe[4], det_boxe[5]
        # 根据屏幕分辨率和AI模型输出分辨率的比例，计算出在屏幕上显示的目标框宽度和高度
        # DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT: 屏幕的实际分辨率
        w = float(x2 - x1) * DISPLAY_WIDTH // OUT_RGB888P_WIDTH
        h = float(y2 - y1) * DISPLAY_HEIGHT // OUT_RGB888P_HEIGH

        # 在OSD（On-Screen Display，屏幕显示）图层上绘制矩形框
        # color_four[det_boxe[0]][1:] 表示根据目标的标签ID选择对应的颜色
        osd_img.draw_rectangle(
            int(x1 * DISPLAY_WIDTH // OUT_RGB888P_WIDTH),  
            int(y1 * DISPLAY_HEIGHT // OUT_RGB888P_HEIGH), 
            int(w),  
            int(h), 
            color=color_four[det_boxe[0]][1:]  # 根据标签ID获取颜色
        )
        # 根据标签ID获取对应的标签名称
        label = labels[det_boxe[0]]
        
        # 将置信度（score）保留两位小数并转换为字符串
        score_str = str(round(det_boxe[1], 2))
        score = round(det_boxe[1], 2) 

        # 如果置信度大于0.7
        if score > 0.7:
            # 在目标框上方绘制标签名称和置信度
            osd_img.draw_string_advanced(
                int(x1 * DISPLAY_WIDTH // OUT_RGB888P_WIDTH), 
                int(y1 * DISPLAY_HEIGHT // OUT_RGB888P_HEIGH) - 50,
                32,  
                label + " " + score_str,  
                color=color_four[det_boxe[0]][1:]
            )

            # 构造要通过UART发送的数据字符串
            # 例如，如果检测到标签ID为0的目标，发送的字符串就是 "$090，#"
            send_data = "$" + "09" + str(det_boxe[0]) + ',' + "#"
            
            # 通过UART串口发送数据
            uart.send(send_data)
            
            # 在控制台打印发送的数据，用于调试
            print(send_data)

    Display.show_image(osd_img, 0, 0, Display.LAYER_OSD3)
    
    # 手动进行垃圾回收，释放内存
    gc.collect()

主要函数

data_deal_K230

deal_msg

set_dataid

get_dataid

Reverse_parking_no2

Reverse_parking_no1

Road_sign_right

Road_sign_left

Road_sign_speedlimit

LineWalking_PWM

LineCheck

实验现象

此实验开始前首先需要将程序源码->K230文件中mp_deployment_source文件夹复制到CanMV/data目录下，路径如下，然后将main.py烧录到K230。

本教程地图所放置的路标如下图所示，下载程序成功后，把小车放在地图上，打开开关后，等待一会当K230的屏幕亮了之后，小车开始巡线。因电机机械误差、地面材质、电池电量等诸多因素，循迹，倒库等场景需根据实际场景进行调试

识别到限速标志，小车就会做不超过限速标志的速度巡线运动。

识别到解除限速标志，小车就会恢复到正常巡线运动

识别到左转/右转，小车会做优先左转/右转的巡线运动

识别到鸣笛，小车会停下鸣笛两声。然后恢复到正常巡线运动

识别红绿灯，红灯会停止，绿灯会继续往前走

识别1、2号库，小车识别1号库，会进入1号库；识别2号库，小车会倒进2号库