设计一辆自动化的玩具汽车：会沿着由蓝色边界线划定的特定路径行驶，当它检测到红色信号时，便会停止运行

我们的团队被指派要制造一辆自动化的玩具汽车。我们的汽车经过特别设计，能够沿着带有蓝色线条边界的道路行驶，并在赛道上的红色方块处停车。我们的任务是实现车道保持功能、设置用于转向的 PID/PD 控制器，以及采用基于编码器的控制器来控制速度。

确定分辨率、比例增益和微分增益

在确定分辨率时，我们不想让 pi 负担起处理高分辨率图像的任务。因为我们只需要检测线条，所以选择了相对较小的 160x120 的分辨率。为了达到这个效果，我们需要能够同时捕捉蓝色胶带线条，并进行极端情况的测试。首先，我们选择了较高的分辨率，然后又降至非常低的分辨率。接着，我们对平均分辨率进行了校准。我们发现，在平均分辨率的较低端进行检测能够可靠地检测到边缘，于是就确定了这个分辨率。现在关于比例增益，我们希望让汽车在赛道的直道上行驶，并降低 kp 变量的值，如果汽车出现转向过度的情况。对于导数增益，这有助于确定我们的转向控制会如何考虑转向修正。为了测试这一点，我们让汽车朝着弯道行驶，看看它是否会转向过或转向不足。我们会根据实际情况相应地调整导数增益，即导数增益值越大意味着修正阻力越大，反之则修正阻力越小。

处理停止纸张事宜

首先，我们希望我们的软件能够识别出红色轮廓。我们将相机画面转换为 HSV 彩色空间，并使用两个红色色域来构建红色像素的掩码。利用这个掩码，我们能够找到红色轮廓，并忽略较小的区域。如果一个轮廓是红色的且面积大于 1000 像素，那么我们就将其认定为红色停止标志。由于存在两个这样的标志，所以我们希望准备好不同的状态并相应地执行逻辑。一种状态是尚未到达中间的红色停止标志，另一种状态是已经遇到了红色停止标志。我们实现了暂停-继续的逻辑，即如果刚刚遇到了第一个停止标志，就继续前进，而一旦遇到第二个停止标志就停止。

硬件图片

本文编译自hackster.io