割草机单片机工程
编辑 | blame | 历史 | 原始文档

快速入门指南 - 5分钟上手

🚀 快速开始

前置条件

  • ✅ STM32H7固件已烧录
  • ✅ GPS模块连接UART2
  • ✅ SBUS接收器连接UART4
  • ✅ USB串口连接UART5到PC
  • ✅ Python 3.7+ 已安装

步骤1: 安装Python依赖 (1分钟)

cd python
pip install pyserial numpy matplotlib

步骤2: 测试GPS/IMU接收 (1分钟)

修改串口配置:
python # 编辑 gps_imu_receiver.py 第284行 PORT = "COM3" # 改为你的实际串口号 (Windows: COMx, Linux: /dev/ttyUSBx)

运行接收测试:
bash python gps_imu_receiver.py

预期输出:
[INFO] 串口已连接: COM3 @ 921600 bps [INFO] 开始接收数据... (按 Ctrl+C 停止) [GPS] 纬度: 31.12345678°, 经度: 121.98765432°, 航向: 45.23°, ... [IMU] 加速度(X/Y/Z): 0.012/0.003/-1.001 g, 角速度: ...

如果没有数据:
- 检查GPS是否有卫星信号 (LED闪烁)
- 检查串口号是否正确
- 检查波特率 (应为921600)

步骤3: 测试控制命令发送 (2分钟)

A. 手动模式测试 (CH8 < 1500)

确保遥控器开机，CH8通道低于中点

python test_control_protocol.py

选择测试项目:
1. 测试中立位置 (1500us) # 先测试这个，确保不会乱动 2. 测试转向控制 (左-中-右) # 观察转向舵机响应 3. 测试油门控制 (前进-停止) # 观察电机响应

预期行为:
- 在手动模式下，Python命令应该**不生效**
- 遥控器可以正常控制

B. 自动模式测试 (CH8 > 1500)

将CH8通道拨到高于中点

python test_control_protocol.py

再次选择测试项目

预期行为:
- Python命令应该**生效**
- 遥控器信号被忽略
- 转向/油门按照Python命令响应

步骤4: 准备路径文件 (1分钟)

创建简单测试路径 test_path.json:
json [ [0.0, 0.0], [1.0, 0.0], [2.0, 0.0], [3.0, 0.5], [4.0, 1.0], [5.0, 1.0] ]

或使用现有的 example_path.json

步骤5: 运行实时控制 (开始自动驾驶!)

修改配置:
python # 编辑 realtime_control.py 第316-318行 PORT = "COM3" # 你的串口号 BAUDRATE = 921600 PATH_FILE = "test_path.json" # 你的路径文件

运行控制程序:
bash python realtime_control.py

预期输出:
```
[INFO] 加载路径: 6 个点
[INFO] 运动控制器初始化完成
[INFO] 串口已连接: COM3 @ 921600 bps
[INFO] 控制命令发送器就绪
[INFO] 开始实时控制... (按 Ctrl+C 停止)
[INFO] 等待GPS数据...
[INFO] GPS就绪: 质量=4, 卫星=12
[INFO] 开始控制循环

[CTRL] 状态: running, 前进: +45, 转向: -12, PWM: S=1440, T=1725, 横向误差: 0.23m, 航向误差: -5.3°
...
[INFO] 路径跟踪完成!
```

⚠️ 安全检查清单

在启动实时控制前，**必须确认:**

  • [ ] 遥控器已开机且信号正常
  • [ ] CH8可以随时切换模式 (测试切换几次)
  • [ ] 车辆有足够的活动空间 (至少10m x 10m)
  • [ ] 无障碍物和人员
  • [ ] 电池电量充足
  • [ ] 急停开关可用
  • [ ] 已在手动模式下测试过转向/油门方向正确

🐛 常见问题速查

Q1: 串口连接失败

[ERROR] 串口连接失败: [Errno 2] could not open port COMx

解决:
- 检查串口号是否正确 (设备管理器查看)
- 关闭其他占用串口的程序
- 尝试拔插USB线重新识别

Q2: 没有GPS数据

[INFO] 等待GPS数据... (一直等待)

解决:
- 检查GPS模块LED是否闪烁 (有卫星信号)
- 移动到室外开阔地带
- 检查UART2连接
- 用串口工具验证GPS模块输出NMEA数据

Q3: Python命令不生效

[CTRL] 状态: running, ... (但车辆不动)

解决:
- 确认CH8 > 1500 (切换到自动模式)
- 检查SBUS信号是否正常
- 查看STM32调试输出: PythonLink_PrintDebugInfo()
- 确认Control RX count在增加

Q4: 控制振荡或不稳定

车辆左右摇摆，无法直行

解决:
- 降低转向增益: k_xte = 0.5 (在realtime_control.py中)
- 降低最大转向速率: max_yawrate = pi/3
- 增加前视距离: lookahead_min = 0.5
- 检查GPS更新频率是否正常

Q5: 车辆突然停止

控制过程中突然恢复中立位置

原因:
- SBUS信号丢失 (1秒超时)
- Python命令超时 (1秒无新命令)

解决:
- 检查遥控器电池
- 检查SBUS接收器天线
- 检查Python程序是否还在运行
- 查看控制频率是否正常 (应为74Hz)

📊 性能监控

实时查看控制状态 (每秒更新):
```
[CTRL] 状态: running, 前进: +45, 转向: -12, ...
↑状态 ↑油门 ↑转向

横向误差: 0.23m ← 应该 < 0.5m
航向误差: -5.3° ← 应该 < 15°
```

查看统计信息 (每10秒):
========== 运行统计 ========== 运行时间: 45.3s 控制次数: 3352 ← 应约等于 运行时间 × 74 GPS数据包: 453 ← 应约等于 运行时间 × 10 IMU数据包: 4530 ← 应约等于 运行时间 × 100 命令发送: 3352 错误计数: 2 ← 应该很少 ==============================

🎯 下一步

成功运行后，可以尝试:

  1. 调整参数 - 修改 realtime_control.py 中的控制参数
  2. 复杂路径 - 使用 path_planner.py 创建复杂路径
  3. 记录数据 - 保存轨迹和控制信号用于分析
  4. 优化算法 - 调整 mower_controller.py 中的控制逻辑

📖 深入学习

  • 系统架构: 阅读 docs/CONTROL_SYSTEM_README.md
  • 协议细节: 阅读 docs/PROTOCOL_SPEC.md
  • 实现总结: 阅读 docs/IMPLEMENTATION_SUMMARY.md

💬 获取帮助

遇到问题？

  1. 检查上面的常见问题
  2. 查看详细文档
  3. 使用调试工具验证每个环节
  4. 提交Issue并附上日志输出

祝你测试顺利！🎉

记住: 安全第一，始终保持遥控器可以手动接管!