摘　要：

摘　要：國(guó)內(nèi)外目前比較普及的汽車(chē)泊車(chē)系統(tǒng)為自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)[1]和汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)影像系統(tǒng)，但是這兩種系統(tǒng)都沒(méi)有把汽車(chē)入庫(kù)和泊車(chē)的直觀影像傳遞給司機(jī)。本文提出了一種通過(guò)在液晶屏上繪制汽車(chē)入庫(kù)時(shí)的俯視平面圖來(lái)輔助駕駛?cè)藛T完成入庫(kù)的思想，在原有入庫(kù)輔助系統(tǒng)基礎(chǔ)上，給司機(jī)一種更加直觀的入庫(kù)視覺(jué)體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：泊車(chē)　液晶屏　平面圖

      目前，汽車(chē)泊車(chē)入庫(kù)輔助技術(shù)伴隨著科技的進(jìn)步也在與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展。汽車(chē)倒車(chē)影像雷達(dá)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外很普遍，它是通過(guò)在車(chē)身后面安裝攝像頭，在車(chē)身后視鏡或其他位置安裝超聲波測(cè)距模塊，達(dá)到司機(jī)方便觀測(cè)車(chē)尾部分的情況和提醒司機(jī)危險(xiǎn)信息的目的。本文在現(xiàn)有輔助技術(shù)基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)思想——平面顯示汽車(chē)入庫(kù)形態(tài)圖。
　　
1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析
　　本文提出設(shè)計(jì)方案主要任務(wù)為以下幾個(gè)方面：在單片機(jī)上移植uC/OS-II操作系統(tǒng)和uC/GUI圖形開(kāi)發(fā)界面；驅(qū)動(dòng)測(cè)距模塊和地磁傳感器，獲得距離和方位參；在LCD上繪制汽車(chē)入庫(kù)形態(tài)圖。
　　輔助儀工作效果概念圖如圖1所示。

　　                                                                                                     圖1　輔助儀功能概念圖
1.1　單片機(jī)的選擇
　　由于我們需要運(yùn)行操作系統(tǒng)uC/OS-II，再考慮到功耗和資源利用率問(wèn)題，，最終使用STM32F103VET6單片機(jī)作為本系統(tǒng)的主控器。該單片機(jī)采用ARM公司的 M3內(nèi)核，擁有512KB的flash程序存儲(chǔ)器和64K字節(jié)的SRAM存儲(chǔ)器，最高工作頻率72MHz，且?guī)в袃陕酚布蘒IC總線，能夠運(yùn)行uC/OS操作系統(tǒng)。
1.2　MAG3110地磁傳感器
　　飛思卡爾半導(dǎo)體推出首款磁力計(jì)M AG 3110是一款小體積、低功耗的三軸數(shù)字磁力計(jì)，它提供增強(qiáng)型數(shù)字電子羅盤(pán)功能。它兼容標(biāo)準(zhǔn)IIC串行接口，能夠測(cè)量高達(dá)10高斯的所在位置磁場(chǎng)，輸出數(shù)據(jù)率最高可達(dá)80赫茲。本設(shè)計(jì)使用它來(lái)測(cè)量車(chē)身地磁方位。
　　
2　系統(tǒng)的移植開(kāi)發(fā)
2.1　uC/OS-II移植
　　uC/OS-II絕大部分代碼是用標(biāo)準(zhǔn)的ANSI C編寫(xiě)的，但是在讀/寫(xiě)處理器寄存器時(shí)，uC/OS-II仍需要通過(guò)匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，移植工作主要集中在與處理器相關(guān)的三個(gè)文件：os_cpu.h、os_cpu_a.asm、os_cpu_c.c。
2.2　uC/GUI移植
　　本設(shè)計(jì)采用內(nèi)置ILI9341控制器和XPT2046觸摸芯片的液晶顯示屏，顯示屏的控制模式采用16位并口模式，uC/GUI 移植過(guò)程應(yīng)將uC/GUI文件與其它文件分離，本設(shè)計(jì)使用Keil MdK編譯環(huán)境下的uC/GUI的移植主要移植和修改文件為：LCDConf.h文件、GUIConf.h 文件、GUITouchConf.h文件。
2.3　MAG3110的驅(qū)動(dòng)
　�。�1）I2C總線讀寫(xiě)測(cè)試。上電之后讀 WHO_AM_I (0x07)寄存器，返回值應(yīng)為 0xC4。如果返回錯(cuò)誤值：檢查有無(wú)ACK，若無(wú)ACK，則MAG3110可能沒(méi)有正常工作；檢查時(shí)序及SCL時(shí)鐘是否大于最小時(shí)間要求。
　　（2）MAG3110初始化。先將MAG3110設(shè)為STANDBY模式（CTRL_REG1寄存器低兩位00），配置OSR、ODR將MAG3110設(shè)為ACTIVE模式（CTRL_REG1寄存器低兩位01），傳感器開(kāi)始轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。
　　（3）讀數(shù)據(jù)。讀DR_STATUS(0x00)狀態(tài)寄存器，如果DR_STATUS&0x08=1，一次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，此時(shí)可以讀取數(shù)據(jù)；讀OUT_X_MSB(0x01)、OUT_X_LSB(0x02)、OUT_Y_MSB(0x03)、OUT_Y_LSB(0x04)、OUT_Z_MSB(0x05)、OUT_Z_LSB(0x06)寄存器，分別得到X、Y、Z三軸十六位的數(shù)據(jù)；此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)MAG3110，三軸數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生變化。
　�。�4）數(shù)據(jù)處理�？紤]到只是當(dāng)做電子指南針使用，默認(rèn)是水平放置的，所以只需要處理X、Y軸的數(shù)據(jù)。
2.4　主進(jìn)程程序流程概述
　　在系統(tǒng)主進(jìn)程中檢測(cè)輔助儀軟件圖標(biāo)button按鈕是否按下，當(dāng)檢測(cè)到button按下后，開(kāi)啟子進(jìn)程，進(jìn)入軟件繪制了簡(jiǎn)潔的軟件界面，系統(tǒng)界面建立的窗口有兩個(gè)button按鈕，同時(shí)顯示出MAG3110和超聲波模塊返回的數(shù)據(jù)信息接口。
　　子進(jìn)程阻塞等待檢測(cè)“CarPark”button是否按下，當(dāng)按下左邊CarPark按鈕時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入入庫(kù)界面，在軟件主界面開(kāi)了一個(gè)窗口，白色框代表的是車(chē)庫(kù)，藍(lán)色線條繪制的圖形表示汽車(chē)后部分車(chē)身，Mag3110和HC-SR04開(kāi)始工作，獲取汽車(chē)方位和距離信息，當(dāng)檢測(cè)到信息采集完成時(shí)，界面開(kāi)啟窗口，繪制汽車(chē)動(dòng)態(tài)圖。然后獲取超聲波和地磁傳感器信息顯示出來(lái)。
　　汽車(chē)形態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算部分，使用的是枚舉列表法。把舵機(jī)旋轉(zhuǎn)180度分成20份，當(dāng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，把超聲波采集的20個(gè)距離值存進(jìn)表Csb_table中；然后把地磁方位分成20份，中心值為庫(kù)的方位值，即車(chē)身正入庫(kù)時(shí)的方位值，方位表為Fw_table。當(dāng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)一遍時(shí)，采集到Csb_table數(shù)據(jù)后，根據(jù)MAG3110返回的數(shù)值，和Fw_table（方位數(shù)據(jù)）進(jìn)行比較，得到當(dāng)前方位位于表中的位置序號(hào)，然后根據(jù)序號(hào)，取Csb_table中的相應(yīng)序號(hào)的值作為庫(kù)最里面墻壁和車(chē)尾的距離，然后再通過(guò)方位差為90度的值的序號(hào)，從Csb_table中取出左邊墻壁和右邊墻壁與車(chē)尾相應(yīng)的距離數(shù)值。最后便可得到車(chē)尾與車(chē)庫(kù)里墻、車(chē)庫(kù)左墻和車(chē)庫(kù)右墻的三個(gè)距離值。然后，通過(guò)左右距離值和車(chē)身寬度相加計(jì)算出車(chē)庫(kù)的寬度，讓它和LCD上開(kāi)的白色窗口寬度比較得出圖例Bili，便可以很輕松地繪制出車(chē)身與車(chē)庫(kù)的關(guān)系了。
　　
3　系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證
 搭建好硬件系統(tǒng)后，移植uC/OS-II和uC/GUI到STM32上，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

　         　                                                                                            圖2　輔助儀實(shí)際效果圖
　　設(shè)計(jì)效果基本實(shí)現(xiàn)了輔助儀的功能。但由于在設(shè)計(jì)中存在著超聲波分辨率精度的影響和地磁儀穩(wěn)定性的問(wèn)題，數(shù)據(jù)漂移較大，造成了最終繪制出來(lái)的圖形有所扭曲和漂移，但是本設(shè)計(jì)提出的“平面化“思想得到可行性驗(yàn)證。
　　
4　結(jié)論
　　未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)是汽車(chē)入庫(kù)輔助儀將廣泛用于各種情況下的泊車(chē)和入庫(kù)，具有高適應(yīng)性、準(zhǔn)確性和安全性，為司機(jī)創(chuàng)造更好的停車(chē)環(huán)境。本文提出的平面繪制汽車(chē)入庫(kù)的動(dòng)態(tài)形態(tài)圖思想，將便于司機(jī)更加直觀的觀測(cè)汽車(chē)入庫(kù)時(shí)和車(chē)庫(kù)的相對(duì)形態(tài)，從而利于司機(jī)做出準(zhǔn)確的車(chē)身修正和危險(xiǎn)規(guī)避。
參考文獻(xiàn)：
[1]張海亮等.汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].上海汽車(chē),2011(4)：32-35.
[2]石億,黃輝先,趙娟,徐建閩.uC/OS-Ⅱ與uC/GUI在Cortex-M3上的移植研究與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2012(9)：159-161.
[3]劉火良,楊森.STM32庫(kù)開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2013.
[4]Jean J.Labrosse.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2012.