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【RT-Thread作品秀】声源自动跟随小车

2020/12/01
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概述:

声源自动跟随小车,方案主要是通过采集实时环境声音,计算声音的到达方向,同步小车的角度和声源方向角度并行进,达到声源跟随的目的。主要可以应用在电子宠物上,与人进行互动,也可以判断声源方向用来指示目标,是一个比较有趣的设计。

开发环境

硬件: ART-Pi开发板Raspberry Pi开发板

扩展板:四通道麦克风扩展板,GY-521 MPU-6050模块,直流电机驱动模块, 锂电池电源组件

RT-Thread版本:RT-Thread Nano

开发工具及版本:STM32CubeMX 5.6.1   MDK 5.20

RT-Thread使用情况概述

采用STM32CubeMX 生成 RT-Thread Nano的代码工程

内核部分:调度器。

调度器:创建2个线程分别实现MPU-6050的DMP角度数据读取和小车平台姿态与声源达到方向角的同步。

硬件框架

ART-Pi定时读取MPU-6050的小车平台姿态数据,然后通过对比串口中断接收的Raspberry Pi声源到达方向角数据,PWM驱动直流电机芯片同步小车姿态并前进,实现声源跟随功能。

软件框架说明

本项目软件分为两部分:

第一部分:Raspberry Pi 软件

通过ReSpeaker 4-Mics Pi HAT扩展板采集实时现场环境音频数据,估算声源的到达方向并通过USB TTL串口发送声源到达方向角数据到ART-Pi串口接收端。

第二部分:ART-Pi 软件

ART-Pi开发板上电之后首先完成板级外设的初始化,并初始化MPU-6050的数字运动处理器DMP实现小车姿态的获取。开启串口中断接收Raspberry Pi发送的声源到达方向角数据,输出PWM控制小车的直流电机来改变小车姿态符合声源到达方向角,再控制小车前进。

软件模块说明

Raspberry Pi 软件:

安装ReSpeaker 4-Mics Pi HAT的驱动,安装声源到达方向应用mic_array,修改vad_doa.py使其能够通过USB TTL串口输出声源到达方向角数据。

ART-Pi 软件:

创建了2个线程

thread1_entry:周期性的读取MPU-6050的数字运动处理器DMP数值,并把读取到的值放入全局变量中;

thread2_entry:循环检查串口数据接收变量,如有声源到达方向角数据就控制小车姿态符合声源到达方向角。

演示效果

视频观看:

代码地址

(附件为代码地址,下载后打开可见)

比赛感悟

RT-Thread Nano集成在STM32 Cubemx工具中,直接图形化配置生成初始代码真的非常方便。

由衷的感谢开源社区大佬们的贡献。

最后感谢主办方提供了这么好的一个平台,能学到很多知识。

  • 项目地址.txt
  • 声源自动跟随小车_大赛作品提交.docx

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