树莓派自动驾驶小车（Donkey Car）调试运行

前面一篇博客记录了硬件清单和组装，这里接着做软件配置让系统能运行起来。

Donkey Car的GitHub仓库地址为：

https://github.com/autorope/donkeycar

我还是先用这个让小车跑起来，它提供了基本的功能，包括通过摄像头采集数据，训练，利用训练结果进行自动驾驶，用网页界面控制小车等。

首先是树莓派的安装配置，这里不展开，不过我之前做过，也记录了详细文档，贴这里仅供参考：

http://www.beavermagic.com/doc/%E6%A0%91%E8%8E%93%E6%B4%BE3B+%E6%90%AD%E5%BB%BA%E7%82%B9%E6%92%AD%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%8F%8A%E6%97%A5%E5%B8%B8%E9%97%AE%E9%A2%98%E8%A7%A3%E5%86%B3.pdf

因为我已经有个树莓派了，这个小车的就需要修改下主机名称，将/etc/hostname中的名称改为donkey，/etc/hosts中127的本地ip也对应改为donkey即可。

接着，树莓派能够运行了，开启了ssh和vnc，处于局域网下，我可以从同局域网的电脑上连接访问它：

不得不说VNC确实舒服。

那么，需要先测试下摄像头能否正常工作，摄像头需要通过树莓派自带的管理器开启，注意摄像头插紧，电源要够标准。我原来遇到过摄像头无法初始化的问题，重启没用，又插拔了摄像头，换了电源就好了。效果如下：

用该命令成功得到一个3280*2464的大图，还是很清晰的，这里就不放图了。

树莓派和摄像头都没问题了，接着就可以进行Donkey Car的配置了。先说明一下，我安装的树莓派系统都是官方的，官方用的是32位系统，所以你看到cpu信息可能是armv7l，那是因为它跑的是32位系统。但是它的cpu是a53，支持64位，所以如果你跑64位系统，看到的应该是armv8（64）吧。其实有人在搞树莓派64位，这里就还继续用官方带桌面的32位系统。

（树莓派用conda还是有较多问题的，而且donkey car自身用的virtualenv，我这里的记录有的是弯路，后面换成virtualenv了）先准备环境，既然是32位系统，那么下载一个miniconda 32位的Linux安装包，而且全面转向python3，选择对应python3的miniconda。但是如果你直接在minicnonda官网页面下载就出问题了，因为这个32位是x86的，而我们树莓派的32位是arm，所以会报错：

无法执行二进制文件: 可执行文件格式错误

所以树莓派安装miniconda需要：

wget http://repo.continuum.io/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-armv7l.sh
bash Miniconda3-latest-Linux-armv7l.sh

创建一个名为py3-env的环境：

conda create -n py3-env python=3.4

这里写python版本3.4，因为arm对应的还没到3.7，只有一个最高的3.4。接着就可以：

git clone https://github.com/autorope/donkeycar.git

这里为了测试donkey car，单独建立一个donkey虚拟环境，上面的py3-env留作以后正式使用。激活该虚拟环境后，安装donkeycar：

pip install donkeycar

官方文档后面好像还有括号和pi，不用带也一样的。等它把各个依赖都安装好：

这里完成后就可以：

python -c "import donkeycar as dk; print(dk.__version__)"

文档后面还有要：

pip install -e ./donkeycar

等操作，主要是为了进行训练的，而训练时放在别的服务器或者笔记本上，不在树莓派上做。这里也就可以说软件配置完成了。

接着创建模板：

donkey createcar ~/mycar --template donkey2

就报错了：

undefined symbol: PyFPE_jbuf not built

查了下好像pip安装的numpy和conda本身环境有冲突。所以我就继续用virtualenv创建一个donkey环境吧，把原来的清理掉。期间pip安装的numpy会花很长时间（还有个pandas），因为numpy是c实现的，需要编译后安装，一定要耐心等。完成后运行上面的createcar命令，得到：

已经有manage.py了，接着运行：

python manage.py drive

提示要tensorflow，然后提示picamera，都用pip安装好后，提示要Adafruit_PCA9685。这个也可以用pip直接安装：

pip install adafruit-pca9685

然后还要i2c开启，如果权限不够，需要将自己的用户添加进i2c组中。如果临时添加，记得要退出当前终端，重新开，不然还是没权限。

一直到这里，我都还没将9685连接到树莓派呢，现在连接上。可是怎么连接呢？之前想买整装的就是担心连接不会，但是无奈买不到整装的，只能DIY了。这里主要参考官方视频：

https://www.youtube.com/watch?v=byRLYkZkJZE&t=3720s

视频还算清楚：

然后结合官网文档和树莓派引脚定义，先将树莓派和这个PCA9685连接起来。这里放一个树莓派引脚图：

结合视频和引脚定义，将树莓派内侧第一个引脚，也就是1号引脚，连接到9685的第二个引脚，也就是它的VCC引脚，这样树莓派的3.3V供电给到9685。树莓派的内侧第二个引脚，也就是3号引脚SDA连接9685的第三个引脚，也就是它的SDA。树莓派的5号引脚SCL连接9685的SCL，树莓派的9号引脚也就是GND连接9685的最后一个引脚也就是他的GND。如下：

接着就是电机部分了，要将控制电机的功能从原来的2.4G接收器上拿掉，放在舵机上让树莓派控制。原来的连接是这样的：

我的这个控制器有四排线，从下面开始数，第一和第二是插着的，第三和第四是空着的只有排针。这上面有防呆接口，第一排线是有小缺口的：

第二排则没有。继续观察，第一排线是接Servo上的，也就是控制转向的，也就是Steering信号。第二排是接到那个小的BEC上的。BEC就是Battery Eliminator Circuit，也就是免电池电路，这些说法都常见于Radio-controlled（RC）模型（车）。BEC能让遥控模型只搭载一组电池，而不需要两组（一组马达电池，一组遥控电路电池）。最终BEC输出的红黑两条线缆给到电机，也就是说第二排是控制速度的，也就是Throttle信号了。

那么这俩如何连接到9685上呢？9685是16路的，这里只需要两路信号。这两路信号线都是一样的颜色，黑色代表的是GND，也就是地，对应到9685上也要是黑色孔。这里想要连接就要看代码了：

#STEERING
STEERING_CHANNEL = 1
STEERING_LEFT_PWM = 420
STEERING_RIGHT_PWM = 360

#THROTTLE
THROTTLE_CHANNEL = 0
THROTTLE_FORWARD_PWM = 400
THROTTLE_STOPPED_PWM = 360
THROTTLE_REVERSE_PWM = 310

所以这里将9685的信号0对应Throttle，也就是第二排线，信号1对应第一排线也就是Steering。另外说一下，如果遇到ESC这个词，说的是Electronic Speed Control，就是电子转速控制。这个小车上用的是7.2V的电源，是6个小电池串联的，每个小电池1.2V。

最后，还需要加一个移动电源，因为车子本身的电池没有树莓派需要的那种标准。我这里用了魅族移动电源，5V/2A输出刚好够树莓派用。

最后组装好了如下：

这就真的运行起来了，就能到浏览器中访问控制页面，输入的网址就是小车的ip加上8887端口号：

为什么小车没动呢，好像昨天晚上车子电池接着车身，不过也没怎么用不会就耗完了吧。充电完成继续测试，总算可以了。用网页控制小车移动还是很不错的，连接收器的电池钱都省了。