树莓派小车———

#coding=utf-8
import RPi.GPIO as GPIO
import time
from Tkinter import *
from PIL import Image,ImageTk
import tkFileDialog as filedialog
import cv2
import threading#定义电机模块的GPIO口
PWMA=18 #调速端A(左)
IN1=11 #左前
IN2=12 #左后
PWMB=16 #调速端B(右)
IN3=13 #右前
IN4=15 #右后
#定义超声波模块的GPIO口
Trig=35 #发射端
Echo=37 #接收端
#定义红外循迹传感器GPIO口
LSenso=29
RSenso=31
#定义红外避障传感器GPIO口
L_Senso=40
R_Senso=36def init():#设置接触警告GPIO.setwarnings(False)#设置引脚模式为物理模式GPIO.setmode(GPIO.BOARD)#对四个电机进行初始化,将引脚设置为输出GPIO.setup(IN1,GPIO.OUT)GPIO.setup(IN2,GPIO.OUT)GPIO.setup(IN3,GPIO.OUT)GPIO.setup(IN4,GPIO.OUT)#调速端的初始化GPIO.setup(PWMA,GPIO.OUT)GPIO.setup(PWMB,GPIO.OUT)#超声波传感器引脚初始化GPIO.setup(Trig,GPIO.OUT) #将发射端引脚设置为输出GPIO.setup(Echo,GPIO.IN) #将接收端引脚设置为输入#红外循迹传感器引脚初始化,设置为输入，接受红外信号GPIO.setup(LSenso,GPIO.IN)GPIO.setup(RSenso,GPIO.IN)#红外避障传感器引脚初始化，设置为输入，接受红外信号GPIO.setup(L_Senso,GPIO.IN)GPIO.setup(R_Senso,GPIO.IN)#让小车前进
def turn_up(speed,t_time):L_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)R_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)time.sleep(t_time)#让小车后退
def turn_back(speed,t_time):L_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)R_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)time.sleep(t_time)#让小车向左转
def turn_left(speed,t_time):L_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN1,False)GPIO.output(IN2,False)R_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)time.sleep(t_time)#让小车向右转
def turn_right(speed,t_time):L_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)R_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(IN3,False)GPIO.output(IN4,False)time.sleep(t_time)#让小车停止
def car_stop():L_Motor.ChangeDutyCycle(0)GPIO.output(IN1,False)GPIO.output(IN2,False)L_Motor.ChangeDutyCycle(0)GPIO.output(IN3,False)GPIO.output(IN4,False)#超声波测距函数
def get_distance():GPIO.output(Trig,GPIO.HIGH) #给Trig发送高电平，发出触发信号time.sleep(0.00015) #需要至少10us的高电平信号，触发Trig测距GPIO.output(Trig,GPIO.LOW)while GPIO.input(Echo)!=GPIO.HIGH: #等待接收高电平passt1=time.time() #记录信号发出的时间while GPIO.input(Echo)==GPIO.HIGH: #接收端还没接收到信号变成低电平就循环等待（等高电平结束）passt2=time.time() #记录接收到反馈信号的时间distance=(t2-t1)*340*100/2 #计算距离，单位换成cmreturn distance#避障功能函数（超声波避障结合红外避障）
def bizhang():safe_dis=40 #设置一个安全距离while True:barrier_dis=get_distance() #获取当前障碍物的距离#当测得前方障碍物距离小于安全距离时，先让小车停止if (barrier_dis < safe_dis) == True:while (barrier_dis < safe_dis) == True:L_S=GPIO.input(L_Senso)R_S=GPIO.input(R_Senso) #接受红外避障传感器的信号#如果红外传感器检测到左边有障碍物，右边没有，小车向右转if L_S == False and R_S == True:print "左有障碍物先后退再右转"turn_back(18,0.5)turn_right(18,0.2)#如果红外传感器检测到右边有障碍物，左边没有，小车向左转if L_S == True and R_S == False:print "右有障碍物先后退再左转"turn_back(18,0.5)turn_left(18,0.2)#如果红外传感器检测到左右两边都有障碍物，小车后退if L_S ==False and R_S == False:print "两边都有障碍物后退"turn_back(18,0.5)#再次接收红外信号（说明刚才的路线已经不能再走，退到一定程度，小车就得左转或者右转，提前寻找新的路线）L_S=GPIO.input(L_Senso)R_S=GPIO.input(R_Senso)#退到左前和右前都没有障碍物的位置if L_S == True and R_S == True:print "右转"turn_right(18,0.2)#退到了右前没有障碍物的位置if L_S == False and R_S == True:print "右转"turn_right(18,0.2)#退到了左前没有障碍物的位置if L_S == True and R_S == False:print "左转"turn_left(18,0.2)#还没有退出刚才的死路，继续后退if L_S == False and R_S == False:print "后退"turn_back(18,0.5)#如果红外传感器检测到两边都没有障碍物，此时让小车后退一点，然后向右转if L_S == True and R_S == True:print "两边都没有障碍物，后退再右转"turn_back(18,0.5)turn_right(18,0.2)print barrier_dis,'cm'print ''barrier_dis=get_distance()else:#小车在安全区里内，但是由于超声波传感器无法检测到除了正前方其他方向的障碍物，所以在此接收红外信号，通过左前和右前有没有障碍物，来判断小车该怎样运行L_S=GPIO.input(L_Senso)R_S=GPIO.input(R_Senso) #接受红外避障传感器的信号#在安全距离内同时红外传感器检测到左前和有前方没有障碍物，小车前进if L_S == True and R_S == True:print "前方40cm内没有障碍物，且左前和右前方没有障碍物，前进"turn_up(18,0)#在安全距离内，但左前有障碍物，让小车后退，再右转if L_S == False and R_S == True:print "前方40cm内没有障碍物，左前有障碍物，右前方没有障碍物，后退右转"turn_back(18,0.5)turn_right(18,0.2)#在安全距离内，但右前有障碍物，让小车后退，再左转if L_S == True and R_S == False:print "前方40cm内没有障碍物，右前有障碍物，左前方没有障碍物，后退右转"turn_back(18,0.5)turn_left(18,0.2)#在安全距离内，但左前，右前都有障碍物，让小车后退if L_S == False and R_S == False:print "前方40cm内没有障碍物，左前,右前方都有障碍物，后退"turn_back(18,0.5)#再次接收红外信号（说明刚才的路线已经不能再走，退到一定程度，小车就得左转或者右转，提前寻找新的路线）L_S=GPIO.input(L_Senso)R_S=GPIO.input(R_Senso)#退到左前和右前都没有障碍物的位置if L_S == True and R_S == True:print "右转"turn_right(18,0.2)#退到了右前没有障碍物的位置if L_S == False and R_S == True:print "右转"turn_right(18,0.2)#退到了左前没有障碍物的位置if L_S == True and R_S == False:print "左转"turn_left(18,0.2)#还没有退出刚才的死路，继续后退if L_S == False and R_S == False:print "后退"turn_back(18,0.5)print barrier_dis,'cm'print ''#红外循迹函数
def track():while True:#接收两个红外传感器的信号LS=GPIO.input(LSenso)RS=GPIO.input(RSenso)#左右两个传感器都检测到黑色，小车在赛道上，前进if LS==True and RS==True:print "前进"turn_up(16,0.1)#左边的传感器没检测到黑色，说明小车车身偏离赛道靠左，右转将小车车身向右调整elif LS==False and RS==True:print "右转"turn_right(18,0.1)#右边的传感器没检测到黑色，说明小车车身偏离赛道靠右，左转将小车车身向左调整elif LS==True and RS==False:print "左转"turn_left(18,0.1)#两个传感器都没有检测到黑色，说明小车完全偏离赛道，停止else:print "停止"car_stop()#清除GPIO占用
def gpio_clean():print "清除GPIO占用"GPIO.cleanup()#创建线程执行避障函数
def Thread_bizhang():thread_bizhang=threading.Thread(target=bizhang)thread_bizhang.start()#创建线程执行循迹函数
def Thread_track():thread_track=threading.Thread(target=track)thread_track.start()#创建线程执行清理GPIO函数
def Thread_gpio_clean():Thread_gpio_clean=threading.Thread(target=gpio_clean)Thread_gpio_clean.start()#控制界面函数
def ConInterface():#播放本地视频的函数def playLocalVideo():moviePath=filedialog.askopenfilename() #文件对话框，用来打开文件夹，选择文件print(moviePath)playBtn.place_forget() #隐藏播放按钮movie=cv2.VideoCapture(moviePath)waitTime= 1000/movie.get(5) #获取每帧需要的时间print(waitTime)movieTime = (movie.get(7) / movie.get(5))/60 #用视频文件的总帧数除以视频文件的帧速率得到视频的总时长，并换算成分钟print(movieTime)playSc.config(to=movieTime)while movie.isOpened():ret,readyFrame=movie.read() #read()返回两个值，ret 表示帧是否为空，readyFrame表示当前帧if ret==True:movieFrame=cv2.cvtColor(readyFrame,cv2.COLOR_BGR2RGBA) #校正颜色newImage=Image.fromarray(movieFrame).resize((675,360)) #调整大小newCover=ImageTk.PhotoImage(image=newImage)video.configure(image=newCover)  #将图像加入到video标签中video.image=newCovervideo.update()cv2.waitKey(int(waitTime)) #播放完每帧等待的时间else:break#使用opencv调用树莓派摄像头def playVideo():playBtn.place_forget()  #点击播放按钮之后开始播放视频，隐藏按钮movie=cv2.VideoCapture(0)  #打开摄像头movie_fps=movie.get(5)  #得到画面的帧速率print(movie_fps)waitTime=int(1000/movie_fps)print(waitTime)while movie.isOpened():#读取帧，返回布尔值和当前帧，ret 表示帧是否为空，readyFrame表示当前帧ret,readyFrame=movie.read()if ret==True:#校正图像颜色movieFrame=cv2.cvtColor(readyFrame,cv2.COLOR_BGR2RGBA)#设置图像大小newImage=Image.fromarray(movieFrame).resize((675,360))#将照片设置成和tkinter兼容的图像newCover=ImageTk.PhotoImage(image=newImage)#将图像放入Label中video.configure(image=newCover)video.image=newCovervideo.update()cv2.waitKey(20)else:breakmovie.release()   #释放资源#设置线程执行播放视频程序def Thread_playVideo():thread_playVideo=threading.Thread(target=playVideo)thread_playVideo.start()root=Tk() #初始化tkroot.title("控制界面")     #设置标题root.geometry("1080x720")  #设置窗口大小root['bg']="#333333"       #设置窗口背景颜色#root.iconbitmap('/home/pi/ZRcode/go.ico')root.resizable(width=False,height=False)    #设置窗口长和宽是否可以变化#分别设置三个Frame 模块用于存放Label,Buttonvideof=Frame(root,height=360,width=675,cursor="cross")videof.place(x=199,y=0)f1=Frame(root,height=270,width=540,cursor="circle",bg="#333333")f1.place(x=269,y=359)f2=Frame(root,height=180,width=540,cursor="plus",bg="#333333")f2.place(x=269,y=629)#视频窗口movieImage=Image.open('/home/pi/ZRcode/raspberry.jpg').resize((675,360))cover=ImageTk.PhotoImage(image=movieImage)video=Label(videof,width=675,height=360,bd=0,bg="pink",image=cover)video.place(x=0,y=0)#播放按钮的布局iconImag=Image.open('/home/pi/ZRcode/play.ico').resize((32,32))icoBtn=ImageTk.PhotoImage(image=iconImag)playBtn=Button(videof,image=icoBtn,cursor="hand2",command=Thread_playVideo,relief="groove")playBtn.place(x=319,y=159)#playSc=Scale(videof,from_=0,to=90,length=675,orient=HORIZONTAL,resolution=0.2,showvalue=0,bd=0,cursor="hand2",troughcolor="white")#playSc.place(x=0,y=310)#控制按钮up=Button(f1,text="前进",command=lambda:turn_up(20,1),activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)up.place(x=267,y=39)left=Button(f1,text="左转",command=lambda:turn_left(20,1),activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)left.place(x=132,y=134)right=Button(f1,text="右转",command=lambda:turn_right(20,1),activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)right.place(x=412,y=134)back=Button(f1,text="后退",command=lambda:turn_back(20,1),activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)back.place(x=267,y=230)stop=Button(f1,text="停止",command=car_stop,activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)stop.place(x=267,y=134)xunji=Button(f2,text="循迹",command=Thread_track,activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)xunji.place(x=68,y=44)bz=Button(f2,text="避障",command=Thread_bizhang,activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=4)bz.place(x=461,y=44)over=Button(f2,text="OVER",command=Thread_gpio_clean,activeforeground="green",activebackground="yellow",height=1,width=6)over.place(x=263,y=44)root.mainloop()#主函数
if __name__=="__main__":init()L_Motor=GPIO.PWM(PWMA,100)L_Motor.start(0)R_Motor=GPIO.PWM(PWMB,100)R_Motor.start(0)try:ConInterface()except KeyboardInterrupt:GPIO.cleanup()      #清除GPIO占用

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