前言

今年是全国大学生智能汽车竞赛-百度智慧交通组的第二年，未来随着计算设备的更新迭代，越来越多的人将会接触到高性能的边缘计算设备，实现更加复杂的任务。本文介绍了本次比赛硬件设备以及其开发实践过程。

一、上位机

本次比赛百度提供了边缘计算设备EdgeBoard，该设备作为控制中枢接收来自摄像头和其他传感器的信息，在处理后将结果发送给下位机，实现对整车的控制。

EdgeBoard计算卡Lite版（FZ3），是百度基于FPGA方案实现的轻量级嵌入式AI计算卡，适用于AI开发验证及智能硬件打造。内置Linux 4.14.0系统和深度学习预装环境，与百度大脑模型定制平台。

1.计算卡的主要架构

EdgeBoard FZ3计算卡内部搭载Linux系统，开发者可以基于Linux系统进行应用程序进行开发。
主要调用流程：1.应用程序获取视频输入->2.调用预测库加载模型->3.调度模型和底层驱动加速模块进行计算->4.获得运行结果）

本次比赛推理模型基于PaddleLite，Paddle Lite是飞桨基于Paddle Mobile全新升级推出的端侧推理引擎，在多硬件、多平台以及硬件混合调度的支持上更加完备，为包括手机在内的端侧场景的AI应用提供高效轻量的推理能力。

2.计算卡接口

可以通过MiniDP接口连接显示器，通过USB转串口或以太网口下载程序，通过USB接口进行与摄像头和下位机的通信。

3.环境部署

（1）安装paddlelite
（2）安装驱动：转串口驱动ch341.ko 遥控器驱动joydev.ko USB驱动usbserial.ko
（3）在/etc/init.d 中设置eb.sh开启启动项
（4）部署主要代码文件 autostart，通过python环境开发不同模块

二、下位机

本次比赛使用的下位机为鲸鱼机器人提供的WOBOT主板，该主板基于Arduino和ATmega2560设计，可接入电机驱动板和舵机、传感器等设备。

1.下位机性能参数

硬件参数
处理器
ATmega2560处理器，时钟频率16MHz，256KB Flashrom，8K RAM
按键
共2个，一个程序复位键和程序运行键
端口
不少于6路RJ11传感器接口，可接模拟、数字、串口、IIC传感器及数字输出。提供不少于2路485串行接口，可接智能舵机，可扩展8个直流电机驱动口、4个步进电机驱动口、8个编码电机驱动口
扩展端口
8路PWM输出接口，4路模拟输入接口，1路IIC与UART硬件接口
电机驱动板
主芯片Cortex-M3处理器，主频72MHz，256k FLASH，64K RAM。4路RJ25电机接口，可接编码电机、直流电机。每路具有过电流保护功能，最大输出电流2.7A，具有软件防堵转功能。
其他设备
集成蜂鸣器、指示灯等，系统工作电压7-12.6V

2、下位机接口

下位机端口示意图：

扩展端口可以接入电机驱动板：

主板可以接入两块电机驱动板（通过电机控制ID区分），驱动板可以接入M1-M4 4个电机，P1-P6可以接入传感器和其他组件。

通过USB接口连接，下位机可以通过WOBOT提供的开发软件进行简单的开发和测试，支持C语言和模块化开发。在实际的上下位机中，需要根据通信协议解析数据包，接受上位机的结果进行处理。

三、通信协议

在上位机得到决策结果后，需要将包括电机运动参数在内的决策结果返回下位机，此时上下位机的通信需要按照协议进行，通信协议的格式如下：

	帧头	长度	驱动板号	电机号	运行模式	速度参数	校验
长度	2 字节	1 字节	1 字节	2 字节	1 字节	2字节	2字节
数据范围	0x77、0x68	Len	（1-2）	（1-4）	（1-0）	（-100-100）	Sum
说明	固定值	帧长度	根据拨码开发设定	M1 对应：0x01 + 实际设备号	闭环：0 开环：1	电机速度设置	加和校验

设备参数示例：

ACT_ENCODE_MOTOR =12, //编码电机
ACT_ENCODE_MOTOR_ALL =121, //编码电机
ACT_DC_MOTOR =53, //直流电机
ACT_SMART_MOTOR_SPEED_POS=54,//智能电机位置
ACT_SMART_MOTOR_SPEED =55,//智能电机速度
ACT_PWM_SERVO =11,//舵机

使用示例：

控制智能伺服电机的角度
set_smart_servo_angle(id, speed, angle);//77 68 06 00 02 36 01 50 02 0A
控制编码电机
set_encoder_motor(en_motor_Id, en_motor_port, en_motor_power);//77 68 06 00 02 0C 01 01 32 0A

总结

本文仅仅介绍了硬件设备的开发和使用，具体的控制逻辑需要根据实际进行设计和调整。

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