라즈베리파이를 이용한 자율주행 자동차

자율주행자동차

1. 개요

자율주행자동차 키트와 센서를 사용하여 아래와 같은 트랙을 빠져나오는 프로젝트

2. 개발 과정

자동차 키트를 사용하고 초음파 센서 3개를 사용했다.

하드웨어 조립

• 조립

  

• 측면

  

• 앞

  

처음에는 앞과 왼쪽에 초음파 센서를 사용하여 left hand알고리즘을 사용하려고 하였으나 오른쪽에 부딪힐 경우 예외처리로 빠져나오기 위해서 오른쪽도 센서를 달아 3개를 사용하였다.

PID제어

float ki,kp,kd;

int speed=0,pre_speed=0,cnt=0;

float err=0;

float i=0;

float d=0,p=0;

float lsterr=0;

float pivot;

 

p=kp*err;

i=i+ki*err;

d=(err-lsterr) * kd;

PID제어 데이터를 뽑은 결과 다음과 같이 나왔다.

초흠파거리센서가 0.001초 마다 가져와서 제대로된 제어가 안되는 거라고 판단해서 0.1초마다 가져오기위해 메인에 슬립을 주었다.

그 결과 제어가 좀더 가능해 졌다.

처음에는 제어를 잘했지만 뒤쪽에는 직선 구간이 부딪히는 상황이 생겨서 값이 뛰어 제어가 잘 안되는 것을 볼 수 있다.

게인값 -> kp=4 ki=0.0002 kd=25

코드

코드 부분은 모터 동작(직진,후진,왼쪽,오른쪽턴)을 함수로 구현하였다.

모터의 하드웨어적 문제가 발생하여(왼 바퀴가 더 센데 초기값을 주면 굴러가지가 않음) 순간적으로 255의 값을 PWM을 주어서 왼쪽 바퀴를 굴길 수 있게 하였다.

쓰레드를 3개 사용하여 각각의 초음파센서의 값을 받아오도록 하였다.

메인에는 발생할 상황을 조건문으로 나누어서 각각의 상황에 맞에 구현하였다.

초음파 센서가 받아오는 값이 너무 빨라서 제어를 좀더 정확하게 하기위해서 0.1초의 딜레이를 주었다.

• 코드 링크

• 깃허브

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시연 동영상 (클릭)

제어 처음 부분

3. 결과

최종 시연 동영상 (클릭)

4. 사용기술

• C

• 라즈베리파이 & 초음파 센서

• pigpiod 라이브러리

• PID 제어

https://coupa.ng/bRKjXu

Raspberry Pi 스마트 로봇 자동차 키트 RPi 4 B 및 SD PiCar-S 모듈 기반 그래픽 비주얼 프로그래밍 언어

https://coupa.ng/bRKj62

아두이노 초음파 거리 센서 모듈 HC-SR04 DM453

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