《ROS原理與技術(shù)應(yīng)用》能力模塊一掌握車身硬件的搭建方法

任務(wù)一認(rèn)知小車組件導(dǎo)入

2022年4月，因?yàn)樾鹿谝咔楣芸兀虾Ｎ镔Y配送緊張。京東、美團(tuán)等企業(yè)從外地調(diào)撥大量自動(dòng)駕駛車輛支援上海完成物資配送任務(wù)。

這些自動(dòng)駕駛車輛為客戶提供訂單交付、為移動(dòng)方艙醫(yī)院提供物資配送等服務(wù)，在一定程度上緩解了當(dāng)?shù)匚镔Y配送困境。這類車輛是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的呢？目錄

CONTENTS0102自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展史自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架使用03自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)03ROS智能車的整體架構(gòu)新授一、自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展歷史“美國奇跡”汽車FrancisP.Houdina發(fā)辮的該汽車通過無線電遙控的方式實(shí)現(xiàn)車輛方向盤、離合器等遠(yuǎn)程操作，是人類歷史上第一輛有證可查的自動(dòng)駕駛汽車1925第一個(gè)基于攝像頭的自動(dòng)駕駛汽車由日本的筑波工程研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，這輛車內(nèi)配備了兩個(gè)攝像頭，并用模擬計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理。時(shí)速能達(dá)到30公里，但需要高架軌道的輔助。1977FirebirdII概念車由通用公司展出，是世界上第一輛配備了汽車安全及自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的，神似火箭頭的概念車。19561984“動(dòng)態(tài)視覺計(jì)算”項(xiàng)目ErnstDickmanns團(tuán)隊(duì)成功改裝了一輛奔馳S500轎車，配備了攝像頭和傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路環(huán)境。成功的在普通交通環(huán)境下自動(dòng)駕駛了超過1000公里。一、自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展歷史ARGO項(xiàng)目改裝汽車?yán)昧Ⅲw視覺系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)制定的導(dǎo)航路線進(jìn)行了2000公里的長距離實(shí)驗(yàn)，其中94%路程使用自主駕駛，平均時(shí)速為90公里，最高時(shí)速123公里。1998谷歌改裝豐田普銳斯，進(jìn)入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域谷歌在DARPA的支持下，進(jìn)入自動(dòng)駕駛，改裝的豐田普銳斯在太平洋沿岸行駛了1.4萬英里。使用了視頻系統(tǒng)、雷達(dá)和激光自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)2009斯坦福改裝汽車穿越Mojave沙漠改裝的大眾途銳攜帶了攝像頭，配備激光測(cè)距儀、雷達(dá)遠(yuǎn)程視距、GPS傳感器以及英特爾奔騰M處理器20042014谷歌發(fā)布“完全自主設(shè)計(jì)”的自動(dòng)駕駛原型車成品谷歌該款自動(dòng)駕駛原型車在加利福尼亞州山景城的公路正式上路測(cè)試一、自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展歷史單目攝像頭傳統(tǒng)汽車廠商也開始進(jìn)行自動(dòng)駕駛汽車的研發(fā)奔馳在2021年12月，推出新一代S級(jí)、EQS純電動(dòng)車的DrivePilot正式被批準(zhǔn)在德國高速公路上以低于60公里/小時(shí)的速度激活使用。這是全球首個(gè)真正意義上獲得政府許可，并大規(guī)模上市的L3級(jí)自動(dòng)駕駛國內(nèi)毫末智行背靠長城汽車發(fā)展自動(dòng)駕駛技術(shù)，2022獲得數(shù)億元A+輪融資毫末智行在2022年輔助駕駛系統(tǒng)出貨量將超過10萬套，覆蓋34款車型大約70個(gè)項(xiàng)目。此外，毫末智行還稱2022年開始將努力把產(chǎn)品搭載至除長城汽車之外多個(gè)品牌的車型，成為國內(nèi)自動(dòng)駕駛頭部企業(yè)之一IT企業(yè)進(jìn)入自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，國內(nèi)的百度于百度發(fā)布了全新升級(jí)的自動(dòng)駕駛出行服務(wù)平臺(tái)——“蘿卜快跑”2021年11月25日當(dāng)日接單，隨后陸續(xù)在長沙、滄州、北京、廣州、重慶和上海面向大眾全面開放了無人駕駛服務(wù)。到2021年第三季度，蘿卜快跑已向市場(chǎng)提供了11.5萬次乘車服務(wù)，百度也成為全球最大的自動(dòng)駕駛出行服務(wù)提供商一、自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展歷史小結(jié)：

自動(dòng)駕駛一直屬于前沿技術(shù)，它的存在形式也是多種多樣的，一個(gè)世紀(jì)以來，國內(nèi)外無數(shù)的科學(xué)家們都在不斷地探索，自動(dòng)駕駛能夠增強(qiáng)高速公路安全、緩解交通擁堵、減少空氣污染等有顯著優(yōu)勢(shì)。抓住了自動(dòng)駕駛的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是引領(lǐng)了未來的潮流。二、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架的使用提供高效的開發(fā)支持靈活配置自動(dòng)駕駛系統(tǒng)支持可視化工具的應(yīng)用

自動(dòng)駕駛是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，由傳感、感知、決策、車輛控制等幾個(gè)部分組成，每個(gè)部分又包含了若干個(gè)模塊，它們之間有著大量數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)處理和反饋。

現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用想要整理這么多模塊和數(shù)據(jù)嗎，需要使用一個(gè)合適的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架來實(shí)現(xiàn)。使用自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架能夠滿足如下需求：二、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架的使用（一）提供高效的開發(fā)支持

自動(dòng)駕駛處于快速迭代和快速發(fā)展過程中，無論感知算法、決策算法還是整體技術(shù)開發(fā)，無論是以2D為主的視覺方案還是以3D為主的方案都在快速迭代中，對(duì)快速地構(gòu)建系統(tǒng)和功能驗(yàn)證有非常大的需求。

通過使用框架開發(fā)希望算法工程師能夠?qū)⒏嗑Ψ旁谒惴üδ艿难邪l(fā)上（如右圖中各節(jié)點(diǎn)的功能實(shí)現(xiàn)算法）

而諸如配置管理、部署運(yùn)行、底層通信等功能由框架來統(tǒng)一提供，這樣可以快速地構(gòu)建系統(tǒng)原型，驗(yàn)證算法和功能。ROS的計(jì)算圖結(jié)構(gòu)二、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架的使用（二）靈活配置自動(dòng)駕駛系統(tǒng)

類似傳感、感知、決策等，本身都是包含了若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的自動(dòng)駕駛算法模塊。

模塊之間只有數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，對(duì)于框架來說，需要能夠在開發(fā)階段減少各個(gè)模塊之間的耦合，而在車上運(yùn)行階段能夠?qū)⒏鱾€(gè)模塊組合串聯(lián)起來，按模塊需求靈活配置自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)模塊構(gòu)成二、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)框架的使用（三）支持可視化工具的應(yīng)用

由于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)涉及大量圖像、主體算法，因此在調(diào)試過程中系統(tǒng)對(duì)各種可視化工具有非常強(qiáng)烈的需求，比如障礙物檢測(cè)算法，需要看圖像識(shí)別障礙物框得準(zhǔn)不準(zhǔn)，規(guī)劃路徑是否合理，定位算法也需要看調(diào)試時(shí)車是不是在正確位置上。三、自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的感知、決策和控制三個(gè)環(huán)節(jié)。（一）感知

感知，即通過攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、加速度計(jì)等多種傳感器獲取的信息，進(jìn)行綜合處理后，讓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)感知周圍的環(huán)境信息和車輛狀態(tài)信息。感知環(huán)節(jié)主要工作包括定位、物體識(shí)別和追蹤。其中，環(huán)境信息包括：道路的形狀、方向、曲率、坡度、車道、交通標(biāo)志、信號(hào)燈、其他車輛或行人的位置、大小、前進(jìn)方向和速度等。車輛狀態(tài)信息包括：車輛的前進(jìn)速度、加速度、轉(zhuǎn)向角度、車身位置及姿態(tài)等。多傳感器信息融合技術(shù)就是感知環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它能將多種傳感器獲得的環(huán)境信息進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)算法輸出融合結(jié)果。比如攝像頭和激光雷達(dá)感知到的同一車輛的大小、位置、前進(jìn)方向和速度信息進(jìn)行融合，保證同一車輛在不同傳感器中的時(shí)間和空間的一致。三、自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)（二）決策

決策，在整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，決策單元扮演著“駕駛員大腦”的角色，主要完成行為預(yù)測(cè)、路徑規(guī)劃和避障工作，如圖所示。它具體包括：選取哪條車道、是否換道、是否跟車行駛、是否繞行、是否停車等。這個(gè)環(huán)節(jié)需要用到增強(qiáng)學(xué)習(xí)等關(guān)鍵技術(shù)。決策環(huán)節(jié)的主要工作（三）控制

控制，主要通過對(duì)轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)三方面的控制，實(shí)現(xiàn)線控底盤執(zhí)行決策單元下發(fā)的目標(biāo)線速度和角速度。這個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是PID反饋控制等技術(shù)。PID反饋控制技術(shù)算法原理示意圖四、ROS智能車的整體架構(gòu)什么是ROS？

機(jī)器人操作系統(tǒng)（RobotOperatingSystem，ROS）最早是一個(gè)用于編寫機(jī)器人軟件的靈活框架，它集成了大量的工具、庫、協(xié)議，提供了類似操作系統(tǒng)所提供的功能，包括硬件抽象描述、底層驅(qū)動(dòng)程序管理、共用功能的執(zhí)行、程序間的消息傳遞、程序發(fā)行包管理，可以極大簡化繁雜多樣的機(jī)器人平臺(tái)下的復(fù)雜任務(wù)創(chuàng)建與穩(wěn)定行為控制。ROS后來被各知名學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)和多家自動(dòng)駕駛技術(shù)公司采用，已經(jīng)成為自動(dòng)駕駛研究領(lǐng)域重要的系統(tǒng)框架。通過對(duì)ROS的學(xué)習(xí)和應(yīng)用可以更好理解自動(dòng)駕駛技術(shù)。行云橋智慧貓ROS智能車

智慧貓ROS智能車，硬件使用了當(dāng)前自動(dòng)駕駛技術(shù)中常用的深度攝像頭、單目攝像頭、單點(diǎn)激光雷達(dá)、單線激光雷達(dá)、IMU等多種傳感器。這些傳感器可以借助相應(yīng)功能包完成環(huán)境感知。智慧貓線控底盤則使用了控制精度較高的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可以較好地根據(jù)決策單元下發(fā)的信號(hào)，準(zhǔn)確執(zhí)行自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)。四、ROS智能車的整體架構(gòu)行云橋智慧貓ROS智能車智慧貓線控底盤的電機(jī)編碼器信號(hào)可以轉(zhuǎn)換為里程計(jì)信息，并利用配合深度攝像頭獲取深度信息，完成環(huán)境感知激光雷達(dá)的深度信息經(jīng)過SLAM算法的處理，完成地圖構(gòu)建。在導(dǎo)航的時(shí)候，自主定位功能包amcl通過里程計(jì)信息或里程計(jì)+IMU等方式實(shí)現(xiàn)當(dāng)前小車的定位（感知）確定目標(biāo)位置后，導(dǎo)航路徑規(guī)劃功能包move_base則調(diào)用構(gòu)建后的地圖，以及當(dāng)前小車的位姿，并結(jié)合攝像頭獲取的障礙物信息來實(shí)現(xiàn)小車導(dǎo)航過程中最優(yōu)路徑規(guī)劃（決策模塊）321控制模塊：將運(yùn)動(dòng)控制信息發(fā)送給底盤控制器（底盤控制單元），完成控制環(huán)節(jié)的任務(wù)4任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備（一）軟件、硬件準(zhǔn)備（二）安全要求及注意事項(xiàng)1.智慧貓ROS智能車11.認(rèn)知過程中注意不要損壞小車22.符合6S管理要求。

二、實(shí)施步驟（一）智慧貓整體結(jié)構(gòu)認(rèn)知

本課程選用了行云新能公司推出的“智慧貓ROS智能車”作為項(xiàng)目載體進(jìn)行自動(dòng)駕駛系統(tǒng)原理與技術(shù)應(yīng)用的學(xué)習(xí)。智慧貓的線控底盤可以靈活搭配不同的功能模塊，適應(yīng)多種自動(dòng)駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景。例如搭載多功能貨艙的智慧貓，如圖所示。適應(yīng)多應(yīng)用場(chǎng)景的ROS智能車二、實(shí)施步驟（一）智慧貓整體結(jié)構(gòu)認(rèn)知ROS智能車由線控底盤、感知單元、決策單元以及功能模塊組成。其中線控底盤包括：底盤控制單元（也稱下位機(jī)）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車輪和外殼等部件；感知單元包括單線激光雷達(dá)、單點(diǎn)激光雷達(dá)、單目攝像頭、深度攝像頭和IMU模塊等部件；決策單元也稱上位機(jī)，安裝在線控底盤內(nèi)部。二、實(shí)施步驟（一）智慧貓整體結(jié)構(gòu)認(rèn)知ROS智能車線控底盤包括USB擴(kuò)展器、電池模塊、車尾背光板、車尾接口板、決策單元、底盤控制單元。內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖所示：二、實(shí)施步驟（二）智慧貓整體控制框架認(rèn)知

智慧貓ROS智能車依靠感知單元完成環(huán)境感知，并將獲取信息傳輸?shù)經(jīng)Q策單元。決策單元預(yù)裝了自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的功能包，形成控制指令（線控底盤運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度）。底盤控制單元接收到控制指令后，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，底盤控制單元還將采集四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并上傳反饋給決策單元。整體控制過程如圖所示。隨堂討論隨堂討論我們學(xué)習(xí)到了智慧貓ROS智能車的整體架構(gòu)，整體控制過程是什么樣呢？可以用自己語言表述出來。1.各組派代表統(tǒng)計(jì)遇到的問題。2.各組就各自的主要問題進(jìn)行交流，并分享解決方法。謝

謝

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任務(wù)二完成車身結(jié)構(gòu)的拼裝導(dǎo)入

搭建一輛ROS智能車完成自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)，首先必須知道ROS智能車都包括了哪些主要元件。智慧貓ROS智能車的結(jié)構(gòu)主要部件包括決策單元、單線激光雷達(dá)、單點(diǎn)激光雷達(dá)、深度攝像頭、單目攝像頭、IMU、底盤控制單元以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。本任務(wù)希望同學(xué)們通過正確拆裝一些重要部件認(rèn)識(shí)智慧貓ROS智能車的結(jié)構(gòu)。目錄

CONTENTS0102決策單元環(huán)節(jié)感知單元03執(zhí)行單元新授一、決策單元

智慧貓ROS智能車的結(jié)構(gòu)主要部件包括決策單元、單線激光雷達(dá)、單點(diǎn)激光雷達(dá)、深度攝像頭、單目攝像頭、IMU、底盤控制單元以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。一、決策單元決策單元（又稱上位機(jī)）選用了英偉達(dá)的JetsonNano，如圖1-2-1所示。JetsonNano外形小巧（約為100*80*30mm）卻功能強(qiáng)大，可以運(yùn)行多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、對(duì)象檢測(cè)、分割和語音處理等應(yīng)用程序。JetsonNano搭載了四核ARMA57處理器，128核MAXWELLGPU及4GBLPD-DR內(nèi)存，擁有足夠的計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)智慧貓的自動(dòng)駕駛功能。決策單元被安裝在智慧貓的線控底盤內(nèi)部。決策單元（英偉達(dá)，JetsonNano）二、環(huán)境感知單元智慧貓ROS智能車使用的環(huán)境感知單元主要包括激光雷達(dá)、視覺傳感器以及慣性單元等，具體結(jié)構(gòu)如下。智慧貓環(huán)境感知單元單點(diǎn)激光雷達(dá)單線激光雷達(dá)深度攝像頭IMU模塊單目攝像頭ABCDE二、環(huán)境感知單元（一）單線激光雷達(dá)單線激光雷達(dá)選用了鐳神智能LS01系列二維掃描測(cè)距的產(chǎn)品，如圖所示。該系列激光雷達(dá)可以在探測(cè)范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)360°進(jìn)行二維平面的掃描，從而產(chǎn)生空間的平面點(diǎn)云地圖信息。它使用了三角測(cè)量原理，性價(jià)比高；最大可承受的環(huán)境光強(qiáng)為20000lux；體積小，功耗低，壽命長，使用安全。鐳神智能LS01單線激光雷達(dá)被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)建圖與導(dǎo)航場(chǎng)景，比如自動(dòng)清掃機(jī)器人等。單線激光雷達(dá)被安裝在智慧貓的線控底盤車頭上方。單線激光雷達(dá)（鐳神智能，LS01B）二、環(huán)境感知單元（二）單點(diǎn)激光雷達(dá)單點(diǎn)激光雷達(dá)采用北醒TFminiPlus，如圖所示。TFminiPlus是一款小型化激光雷達(dá)模組短距離傳感器，基于TFmini升級(jí)而來。TFminiPlus繼承了TFmini低成本、小體積和低功耗的三大優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品整體性能——提高輸出幀率，縮小測(cè)距盲區(qū)，提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性及準(zhǔn)度。與此同時(shí)，增加IP65級(jí)防護(hù)，優(yōu)化各類補(bǔ)償算法，極大的拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)景，被應(yīng)用于自動(dòng)駕駛車輛短距離測(cè)距，可以彌補(bǔ)毫米波雷達(dá)測(cè)距盲區(qū)。單點(diǎn)激光雷達(dá)被安裝在智慧貓的線控底盤車頭前方。單點(diǎn)激光雷達(dá)（北醒，TFminiPlus）二、環(huán)境感知單元（三）深度攝像頭深度攝像頭采用奧比中光Astra傳感攝像頭，如圖所示。Astra深度攝像頭擁有人臉識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、人體骨架識(shí)別、三維測(cè)量、環(huán)境感知、三維地圖重建等多項(xiàng)功能，讓硬件設(shè)備擁有一雙感知環(huán)境的“智慧之眼”，被廣泛運(yùn)用于人機(jī)交互識(shí)別（如家庭游戲機(jī)、手機(jī)、服務(wù)機(jī)器人等）、汽車自動(dòng)駕駛輔助等領(lǐng)域。它通用性較強(qiáng)，測(cè)量范圍大、應(yīng)用場(chǎng)景多，適用于各類開發(fā)者進(jìn)行原型機(jī)開發(fā)。深度攝像頭被安裝在智慧貓的線控底盤車頭前方。深度攝像頭（奧比中光，Astra）二、環(huán)境感知單元（四）單目攝像頭單目攝像頭是可以通過USB連接的工業(yè)高清攝像頭，如圖所示。這款單目攝像頭采用了CMOS感光元件，135度廣角無畸變，像素高達(dá)210萬，最大分辨率1920*1080，工作電壓5V，工作電流在120mA到220mA之間。它使用場(chǎng)景廣，能在室內(nèi)外部署，可以滿足智慧貓普通圖像采集的任務(wù)。單目攝像頭也是被安裝在智慧貓的線控底盤車頭前方。單目攝像頭二、環(huán)境感知單元（五）IMU模塊智慧貓所采用的IMU模塊（如圖所示）能夠與ROS進(jìn)行通信。這款I(lǐng)MU模塊內(nèi)部集成了高精度的傳感器（包括3軸陀螺儀、3軸加速度計(jì)以及3軸磁力計(jì)）。它集成的姿態(tài)解算器配合動(dòng)態(tài)卡爾曼濾波算法，能夠在動(dòng)態(tài)環(huán)境下準(zhǔn)確輸出模塊的當(dāng)前姿態(tài)，穩(wěn)定性極高。并且為物體在3維空間中的確定方位提供了精確的計(jì)算數(shù)據(jù)，如歐拉角、四元數(shù)和常用的翻滾/俯仰/偏航的方向數(shù)據(jù)。采用數(shù)字濾波技術(shù)，能夠降低測(cè)量噪聲，提高測(cè)量精度。IMU模塊被安裝在智慧貓的線控底盤內(nèi)部。IMU模塊三、執(zhí)行單元（一）底盤控制單元底盤控制單元是行云新能公司自主研發(fā)的產(chǎn)品，它采用了容易上手編程學(xué)習(xí)的ArduinoMega2560作為核心板。ArduinoMega2560是基于Atmega2560芯片的微控制板，有54路數(shù)字輸入/輸出端口（其中15個(gè)可以作為PWM輸出），16路模擬輸入端口，4路UART串口，16MHz的晶振，USB連接口，電池接口，ICSP頭和復(fù)位按鈕。智慧貓ROS智能車的執(zhí)行單元主要由底盤控制單元及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等部件組成。底盤控制單元三、執(zhí)行單元（一）底盤控制單元底盤控制單元包含的4路微型直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊能夠根據(jù)核心板發(fā)出的指令，精準(zhǔn)地為4個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度和旋轉(zhuǎn)方向控制。底盤控制單元包含的降壓模塊可以將電池送過來的12V降壓成5V后輸出給決策單元。底盤控制單元包含的TTL轉(zhuǎn)USB模塊能將從單線激光雷達(dá)和單點(diǎn)激光雷達(dá)串行接口信號(hào)轉(zhuǎn)成符合USB通信協(xié)議的信號(hào)，并傳送給決策單元。底盤控制單元三、執(zhí)行單元（二）驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（如圖所示）選用了線控性較好的微型直流有刷電機(jī)，自帶編碼器和減速機(jī)構(gòu)。編碼器有A、B雙相輸出，可以辨識(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。大減速比的減速機(jī)構(gòu)則將電機(jī)旋轉(zhuǎn)速降低并增大旋轉(zhuǎn)扭矩，實(shí)現(xiàn)電機(jī)與車輪剛性連接，保證控制精準(zhǔn)度。驅(qū)動(dòng)電機(jī)被安裝在智慧貓的線控底盤內(nèi)部，輸出軸則伸出底盤外部通過聯(lián)軸器直接連接車輪。驅(qū)動(dòng)電機(jī)任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備（一）軟件、硬件準(zhǔn)備（二）安全要求及注意事項(xiàng)1.智慧貓ROS智能車2.螺絲刀套裝、螺絲分類盒11.拆解小車部件時(shí)注意分類擺放整齊22.符合6S管理要求。

二、實(shí)施步驟

步驟1：拆除外殼及其附件，具體操作如下：

（1）使用十字螺絲刀拆除智慧貓ROS智能車多功能貨艙，如圖所示。

（2）使用十字螺絲刀拆除拆除智慧貓ROS智能車貨艙密封墊，如圖所示二、實(shí)施步驟

步驟2：拆解與認(rèn)識(shí)智慧貓內(nèi)部組件，具體操作如下：

（1）使用十字螺絲刀拆除拆除智慧貓ROS智能車的IMU模塊及其支架，如圖所示。這個(gè)IMU模塊是通過USB連接線對(duì)外輸出信號(hào)的。

二、實(shí)施步驟

步驟2：拆解與認(rèn)識(shí)智慧貓內(nèi)部組件，具體操作如下：

（2）拆除智慧貓ROS智能車的底盤控制模塊。如圖所示。如果拆解過程需要拔除連接線束，請(qǐng)注意拍照記錄線束連接情況。拔除線束過程注意接頭卡扣，不要損壞二、實(shí)施步驟

步驟2：拆解與認(rèn)識(shí)智慧貓內(nèi)部組件，具體操作如下：（3）拆除智慧貓ROS智能車決策單元及USB擴(kuò)展槽。如果拆解過程需要拔除連接線束，請(qǐng)注意拍照記錄線束連接情況。決策單元USB擴(kuò)展槽

二、實(shí)施步驟

步驟2：拆解與認(rèn)識(shí)智慧貓內(nèi)部組件，具體操作如下：

（4）使用十字螺絲刀拆除拆除智慧貓ROS智能車的深度攝像頭、單目攝像頭、單線激光雷達(dá)，如圖所示

二、實(shí)施步驟

步驟2：拆解與認(rèn)識(shí)智慧貓內(nèi)部組件，具體操作如下：

（5）使用十字螺絲刀拆除拆除主控單元、驅(qū)動(dòng)單元的支架板，如圖所示

二、實(shí)施步驟

步驟2：拆解與認(rèn)識(shí)智慧貓內(nèi)部組件，具體操作如下：

（5）使用十字螺絲刀拆除拆除主控單元、驅(qū)動(dòng)單元的支架板后的底盤，如圖所示

二、實(shí)施步驟

步驟3：安裝智慧貓組件，具體操作如下：（1）安裝過程與拆解步驟相反。需要注意的是同一個(gè)部件或支架有多顆緊固螺絲時(shí)，需要同步擰緊。盡量避免完全擰緊某顆螺絲再擰緊下一顆的情況。（2）如果拆解過程拔除了連接線束，請(qǐng)注意按照拔除前拍的照片進(jìn)行連接，或者參照下一個(gè)任務(wù)“連接小車電路”中相關(guān)內(nèi)容完成線束連接。

隨堂討論隨堂討論在動(dòng)手實(shí)際操作拆解、安裝ROS智能小車的過程中，請(qǐng)用自己的語言表達(dá)小車的整體結(jié)構(gòu)是什么？實(shí)操有什么需要注意事項(xiàng)？1.各組派代表統(tǒng)計(jì)遇到的問題。2.各組就各自的主要問題進(jìn)行交流，并分享解決方法。謝

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看《ROS原理與技術(shù)應(yīng)用》能力模塊一掌握車身硬件的搭建方法

任務(wù)三完成車身電路的連接導(dǎo)入假如你想搭建一輛ROS智能車，首先你需要知道搭建一輛ROS智能車的所需要的硬件，包括傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊和電源規(guī)格。在具備所有硬件設(shè)備的前提下，能夠正確安裝傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊和電源，并完成電源線和信號(hào)線的連接。本次任務(wù)將帶領(lǐng)你熟悉小車線路拆接，增強(qiáng)對(duì)ROS智能車的結(jié)構(gòu)認(rèn)知。目錄

CONTENTS0102智慧貓供電連接電路智慧貓信號(hào)連接線路新授一、智慧貓ROS智能車供電連接電路智慧貓ROS智能車整車的供電連接電路如圖所示一、智慧貓ROS智能車供電連接電路智慧貓ROS智能車由鋰離子電池模組提供電源。這個(gè)電池模組被一個(gè)鋁合金外殼盒封裝后固定在線控底盤的底部，它采用的是與電動(dòng)汽車同款的動(dòng)力型三元聚合物鋰離子電芯制作，支持大電流放電。因?yàn)殇囯x子單體電池最高電壓4.2V，最低電壓（受保護(hù)板限制）3.2V，而智慧貓電池采用了3節(jié)電芯串聯(lián)（3S）設(shè)計(jì)，所以電池包工作電壓約在9.6~12.6V之間（通常簡稱為12V直流電源）。日常使用過程中，為了能有更好的使用體驗(yàn)，建議當(dāng)車尾的電壓顯示屏（如圖所示）顯示電壓值低于11.1V時(shí)，就要盡快安排充電。電源供電：如上圖所示，智慧貓有專門的充電口，位于車尾的電壓顯示屏附近。使用專用的充電器（能夠輸出電流不小于2A，電壓為12.6V的直流電）插接入智慧貓的充電口后，就能夠?yàn)殇囯x子電池模組充電。

為了確保智慧貓使用安全，充電過程建議先關(guān)閉總電源鍵，斷開智能車全車用電設(shè)備。一、智慧貓ROS智能車供電連接電路從整車電源供電連接電路可看出供電分為12V和5V。其中使用12V供電的是底盤控制單元和電壓顯示模塊。這種連接方式使得電壓顯示模塊可以實(shí)時(shí)顯示鋰離子電池模組的電壓。底盤控制單元獲得12V直流電輸入后，一部分直接連接到其內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，將電流按照控制策略提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另外一部分則通過其內(nèi)部的降壓模塊轉(zhuǎn)換為5V直流電提供給智能車的其它多個(gè)用電設(shè)備。一、智慧貓ROS智能車供電連接電路5V供電模塊：底盤控制單元的降壓模塊輸出的5V直流電直接給自身的TTL轉(zhuǎn)USB模塊、決策單元、USB擴(kuò)展器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的編碼器、車頭背光板以及車尾背光板供電。此外，深度攝像頭、單目攝像頭、鍵盤鼠標(biāo)接收器以及IMU模塊是通過USB線纜從USB擴(kuò)展器或決策單元處獲取5V直流電；單線激光雷達(dá)和單點(diǎn)激光雷達(dá)則是通過專門線纜從底盤控制單元的TTL轉(zhuǎn)USB模塊處獲取5V直流電。獲取5V直流電模塊分布二、智慧貓ROS智能車信號(hào)連接線路智慧貓ROS智能車信號(hào)連接線路如圖所示二、智慧貓ROS智能車信號(hào)連接線路決策單元是自動(dòng)駕駛的“大腦”，各傳感器（雷達(dá)、攝像頭等）或執(zhí)行器（底盤控制單元）都通過USB線纜與之進(jìn)行信號(hào)交流。但因?yàn)闆Q策單元選用的JetsonNano的USB連接端口僅有4個(gè)，所以智慧貓使用了一個(gè)6口的USB擴(kuò)展器。大致連接分布：單點(diǎn)激光雷達(dá)、單線激光雷達(dá)--通過TTL轉(zhuǎn)USB模塊直接與線控底盤控制單元連接。線控底盤控制單元的核心板、深度攝像頭、單目攝像頭以及鍵盤鼠標(biāo)接收器--通過USB線纜插接到USB拓展器中。USB擴(kuò)展器、IMU模塊--通過USB接口直接連接到?jīng)Q策單元。驅(qū)動(dòng)電機(jī)后端的編碼器信號(hào)線（分別為A、B兩相）--通過線束連接到線控底盤控制單元。任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備（一）軟件、硬件準(zhǔn)備（二）安全要求及注意事項(xiàng)1.智慧貓ROS智能車2.螺絲刀套裝、螺絲分類盒11.拆解小車部件時(shí)注意分類擺放整齊22.符合6S管理要求。

二、實(shí)施步驟智慧貓ROS智能車的底盤控制模塊外圍連接線束，如圖所示二、實(shí)施步驟

步驟1：拔除底盤控制模塊連接線束，具體步驟如下：

（1）拔除所有USB連接線束，包括：連接到USB擴(kuò)展器的2根USB連接線束、連接到?jīng)Q策單元的1根USB連接線束以及接USB擴(kuò)展器供電的線束。（2）拔除供電和驅(qū)動(dòng)線束，包括：接總開關(guān)的供電線束、連接4路電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)線束、連接決策單元供電的線束以及接車尾背光板供電的線束。

（3）拔除信號(hào)連接線束，包括：單點(diǎn)激光雷達(dá)與單線激光雷達(dá)的供電與通信線束、4路電機(jī)編碼器連接線束，拔除線束過程注意接頭卡扣，不要用力過猛損壞。二、實(shí)施步驟

步驟2：拔除決策單元及USB擴(kuò)展器連接線束，具體步驟如下：

（一）拔除智慧貓ROS智能車決策單元周邊接線二、實(shí)施步驟

步驟2：拔除決策單元及USB擴(kuò)展器連接線束，具體步驟如下：

（一）拔除智慧貓ROS智能車決策單元周邊接線二、實(shí)施步驟

步驟2：拔除決策單元及USB擴(kuò)展器連接線束，具體步驟如下：

（二）拔除智慧貓ROS智能車決策單元周邊接線二、實(shí)施步驟

步驟3：線束連接，注意事項(xiàng)：

（一）安裝線束過程與拆解步驟相反，但一定注意不要用力過猛，損壞連接器。（二）連接線束前注意線束外觀完整無破損，電線與連接器之間無裸露、無脫落。（三）注意各部件連接的USB口可以調(diào)換順序。隨堂討論隨堂討論在動(dòng)手實(shí)際操作拆解、安裝ROS智能小車的過程中，請(qǐng)用自己的語言表達(dá)小車的整體結(jié)構(gòu)是什么？實(shí)操有什么需要注意事項(xiàng)？1.各組派代表統(tǒng)計(jì)遇到的問題。2.各組就各自的主要問題進(jìn)行交流，并分享解決方法。謝

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任務(wù)四完成調(diào)試線控底盤串口的調(diào)試導(dǎo)入線控底盤是自動(dòng)駕駛車輛的重要組成部分。通過線控底盤開放的接口，依照約定協(xié)議對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)調(diào)試是順利執(zhí)行車輛自動(dòng)駕駛的重要保障。智慧貓線控底盤開放了串行通信接口，并設(shè)計(jì)了簡單的通信協(xié)議保證決策單元下發(fā)的電機(jī)轉(zhuǎn)速指令被精確執(zhí)行。此外線控底盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)也通過串行接口發(fā)送到?jīng)Q策單元。如何使用串口通信完成對(duì)智慧貓線控底盤的調(diào)試呢？目錄

CONTENTS0102認(rèn)識(shí)線控底盤選用Arduino平臺(tái)的依據(jù)03認(rèn)識(shí)ArduinoMega25600405認(rèn)識(shí)ArduinoIDE串行通信與并行通信06認(rèn)識(shí)串口監(jiān)視器新授一、認(rèn)識(shí)線控底盤線控底盤（如圖所示）是指采用了線控技術(shù)的汽車底盤。而線控技術(shù)指的是將傳統(tǒng)的底盤機(jī)械操縱系統(tǒng)變成通過高速容錯(cuò)通信總線（比如車載常見的CAN總線）與高性能計(jì)算處理單元（比如智慧貓裝備的JetsonNano）相連的電氣系統(tǒng)。線控底盤的使用能讓汽車機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單、質(zhì)量更小、制造更方便以及運(yùn)轉(zhuǎn)更高效。線控底盤將是智能汽車的標(biāo)準(zhǔn)配備。目前的線控技術(shù)主要包括線控動(dòng)力系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。以色列REEAutomotive和日本KYBCorporation共同合作開發(fā)的線控底盤對(duì)于智慧貓而言，因?yàn)閷?shí)訓(xùn)項(xiàng)目的重點(diǎn)是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安裝和參數(shù)調(diào)校，所以它的線控底盤進(jìn)行了簡化。智慧貓線控底盤的動(dòng)力系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都是通過對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)布不同控制策略來實(shí)現(xiàn)的。二、選用Arduino平臺(tái)的依據(jù)3412Arduino名字的起源編程語言開放性CC許可據(jù)說“Arduino”這個(gè)名字源于大約一千年前某個(gè)意大利國王的名字。MassimoBanzi，DavidCuartielles以及DavidMellis等人為了解決當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上難以找到便宜好用的單片機(jī)模塊這一難題而設(shè)計(jì)了電路板，并為該電路板設(shè)計(jì)了編程語言，這就是Arduino。Arduino作為開源電子原型開發(fā)平臺(tái)，其軟硬件設(shè)計(jì)資料都全面向?qū)W習(xí)者開放。Arduino平臺(tái)包含了Arduino系列開發(fā)板（硬件）和ArduinoIDEArduino官方團(tuán)隊(duì)決定采用CreativeCommons（CC）許可。在CC許可下，任何人都被允許生產(chǎn)和銷售Arduino開發(fā)板的復(fù)制品，只需要說明Arduino團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)以及保留Arduino這個(gè)名字，實(shí)現(xiàn)開放學(xué)習(xí)的目的。二、選用Arduino平臺(tái)的依據(jù)目前通用的開發(fā)版有兩種，一種是Arduino官方出品的官方板（板子上印刷有“Arduino”字樣），另一種則是其它廠商使用Arduino團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)所制作和銷售的克隆板（板子上沒有印刷“Arduino”字樣），如圖所示官方板（左）與克隆板（右）二、選用Arduino平臺(tái)的依據(jù)方便與ROS系統(tǒng)連接通信適合跨平臺(tái)開發(fā)程序語言清晰明了擁有大量開源代碼和擴(kuò)展硬件Arduino平臺(tái)作為智慧貓線控底盤控制單元的優(yōu)勢(shì)二、選用Arduino平臺(tái)的依據(jù)（一）方便與ROS系統(tǒng)連接通信

Arduino控制板自帶USB接口，可以通過USB線束直接連接到智慧貓的決策單元（JetsonNano）。智慧貓底盤控制單元已經(jīng)燒錄好可穩(wěn)定運(yùn)行的控制程序，能夠根據(jù)ROS下發(fā)指令控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。（二）適合跨平臺(tái)開發(fā)ArduinoIDE可以在Windows、MacOSX和Linux三大主流操作系統(tǒng)上運(yùn)行。本教材主要教學(xué)內(nèi)容ROS運(yùn)行在Linux平臺(tái)上，所以在對(duì)線控底盤進(jìn)行調(diào)整測(cè)試時(shí)可以直接在Linux平臺(tái)上直接運(yùn)行ArduinoIDE，不需要像其它單片機(jī)控制芯片那樣必須切換回Windows平臺(tái)。二、選用Arduino平臺(tái)的依據(jù)（三）程序語言清晰明了Arduino語言是基于Wiring語言開發(fā)的，是對(duì)AVR-GCC庫的二次封裝。因?yàn)楹芏喙δ苣K已經(jīng)預(yù)先進(jìn)行了封裝，使用時(shí)直接賦參調(diào)用即可（如右圖所示），并不需要太多的單片機(jī)硬件基礎(chǔ)和編程基礎(chǔ)，所以學(xué)習(xí)者可以快速實(shí)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的控制邏輯或理解已有程序的控制邏輯，非常適合青少年學(xué)生入門編程學(xué)習(xí)使用。（四）擁有大量開源代碼和擴(kuò)展硬件Arduino是全球最流行的開源電子平臺(tái)，其開源屬性吸引了眾多開發(fā)者和用戶的參與。因此可以很方便地通過各類網(wǎng)站找到豐富的開源代碼以及成熟的擴(kuò)展硬件，保證了初學(xué)者能更快速、更簡單地完成Arduino各種控制任務(wù)。如右圖，是一些可以直接插接到Arduino控制板上的擴(kuò)展板，非常方便進(jìn)行任務(wù)拓展。可以直接賦參調(diào)用很多Arduino的功能模塊支持堆疊插接的Arduino擴(kuò)展板三、認(rèn)識(shí)ArduinoMega2560控制板控底盤控制單元通常稱為下位機(jī)，本書提到的智慧貓ROS智能車下位機(jī)的核心板是ArduinoMega2560（如下圖所示），它的芯片型號(hào)是Atmega2560，同時(shí)具有54路數(shù)字輸入/輸出管腳。這些輸入/輸出口中，2~13號(hào)以及44~46號(hào)共15個(gè)管腳具備PWM輸出能力。5ArduinoMega2560三、認(rèn)識(shí)ArduinoMega2560控制板ArduinoMega2560控制板包含了4路串行通信接口，分別是0號(hào)串口，包含0號(hào)管腳（RX）和1號(hào)管腳（TX）；1號(hào)串口，包含19號(hào)管腳（RX）和18號(hào)管腳（TX）；2號(hào)串口，包含17號(hào)管腳（RX）和16號(hào)管腳（TX）；3號(hào)串口，包含15號(hào)管腳（RX）和14號(hào)管腳（TX）。其中0號(hào)串口同時(shí)也可以通過USB轉(zhuǎn)串口芯片與方形USB接口（如圖1-4-6）連接，所以智慧貓使用了0號(hào)串口與決策單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。支持堆疊插接的Arduino擴(kuò)展板ArduinoMega2560控制板還包含了16路模擬輸入管腳，分別是A0~A15管腳。每個(gè)管腳輸入精度為10位（即有1024個(gè)不同值的輸入），默認(rèn)輸入信號(hào)范圍是0~5V，但可以通過AREF調(diào)整輸入值的上限三、認(rèn)識(shí)ArduinoMega2560控制板ArduinoMega2560控制板的外部中斷一共有6路，分別對(duì)應(yīng)0號(hào)中斷（2號(hào)管腳）、1號(hào)中斷（3號(hào)管腳）、2號(hào)中斷（21號(hào)管腳）、3號(hào)中斷（20號(hào)管腳）、4號(hào)中斷（19號(hào)管腳）、5號(hào)中斷（18號(hào)管腳）。這些外部中斷的觸發(fā)模式均有3種，分別是上升沿觸發(fā)（RISING）、下降沿觸發(fā)（FALLING）和電平變化觸發(fā)（CHANGE）。外部中斷的三種觸發(fā)模式四、認(rèn)識(shí)ArduinoIDEArduinoIDE是一款官方版Arduino集成開發(fā)環(huán)境，用于完成文本代碼的編寫和程序燒錄工作。ArduinoIDE操作界面包含了菜單欄、工具欄、代碼編輯區(qū)、狀態(tài)欄、調(diào)試信息區(qū)等內(nèi)容。相比于Keil等其它專業(yè)級(jí)的開發(fā)環(huán)境，ArduinoIDE編輯界面非常簡單明了，但正是這樣省去了很多不常用到的功能，使得初學(xué)者上手更容易。四、認(rèn)識(shí)ArduinoIDE新版本的ArduinoIDE默認(rèn)使用操作系統(tǒng)預(yù)設(shè)語言作為編輯器語言。如果是老版本的IDE則可以通過以下方法手動(dòng)修改編輯器語言。菜單欄點(diǎn)擊“File”選擇“Preferences”，在彈出Preferences窗口中（如圖所示），找到“Editorlanguage”，并在下拉框中選定編輯器語言，如ChineseSimplified（簡體中文）。然后點(diǎn)擊窗口下方的【OK】按鈕，并重啟ArduinoIDE，才能生效。（一）首選項(xiàng)的設(shè)置首選項(xiàng)設(shè)置窗口四、認(rèn)識(shí)ArduinoIDE（一）首選項(xiàng)的設(shè)置（1）項(xiàng)目文件夾位置：點(diǎn)擊右側(cè)“瀏覽”按鈕可以修改程序默認(rèn)保存位置（保存路徑最好不要有中文字符）；（2）編輯器語言：更改編輯器界面的語言；（3）編輯器字體大小：可以根據(jù)個(gè)人喜好修改代碼編輯區(qū)顯示字符的大??；（4）界面縮放：可以根據(jù)個(gè)人喜好調(diào)整操作窗口的大?。唬?）顯示行號(hào)：在其左側(cè)方框中打勾后，每行代碼左側(cè)都將顯示行號(hào)；（6）啟用代碼折疊：在其左側(cè)方框中打勾后，可以在代碼編輯區(qū)左側(cè)點(diǎn)擊“+”號(hào)或“-”號(hào)完成代碼展開或折疊；（7）啟動(dòng)時(shí)檢查更新：將其左側(cè)方框中的勾點(diǎn)擊去掉后，每次啟動(dòng)IDE可以省略檢查更新版本的時(shí)間。在這個(gè)“首選項(xiàng)”設(shè)置窗口還可以完成多種設(shè)定，常用的設(shè)定有以下一些：四、認(rèn)識(shí)ArduinoIDE（二）工具欄一些常用功能工具欄顯示了開發(fā)過程常用功能的快捷按鍵，如表所示：五、串行通信與并行通信（一）串行通信的定義串行通信作為計(jì)算機(jī)通信方式之一，主要起到主機(jī)與外設(shè)以或主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸作用。串行通信時(shí)數(shù)據(jù)按位依次傳輸，每位數(shù)據(jù)占據(jù)固定時(shí)長，使用少數(shù)幾條通信線路就可以完成系統(tǒng)間交換信息。智慧貓就是使用串行通信，通過USB轉(zhuǎn)串口芯片，將底盤控制單元核心板ArduinoMega2560控制板與決策單元JetsonNano相連。（二）并行通信的定義并行通信多用于計(jì)算機(jī)或PLC等各種控制器的內(nèi)部總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。并行通信在信息傳送過程允許多比特?cái)?shù)據(jù)同時(shí)通過并行線進(jìn)行傳送，這樣數(shù)據(jù)傳送速度大大提高。不過并行通信線路的長度會(huì)受到限制，因?yàn)殚L度增加，干擾就會(huì)增加，數(shù)據(jù)也就容易出錯(cuò)。五、串行通信與并行通信（三）串行通信與并行通信的比較串行通信具有傳輸線少、成本低的特點(diǎn)，主要適用于近距離的人-機(jī)交換、實(shí)時(shí)監(jiān)控等系統(tǒng)通信工作當(dāng)中，借助于現(xiàn)有的電話網(wǎng)也能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，因此串行通信接口是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中的常用接口。并行通信可以讓數(shù)據(jù)通過多條通道同步傳輸，通信速度更快（比如顯卡與主板之間的連接）；串行通信則是數(shù)據(jù)排隊(duì)在單條通道內(nèi)逐個(gè)傳輸，傳輸速度稍慢（比如鼠標(biāo)與電腦之間的連接），如圖所示。串行通信與并行通信六、認(rèn)識(shí)串口監(jiān)視器在Arduino系列控制板上（包括ArduinoMega2560），串行通信是通過0號(hào)和1號(hào)兩個(gè)管腳實(shí)現(xiàn)的。這兩個(gè)管腳同時(shí)也跟USB轉(zhuǎn)串口芯片（通常為ATmega16u2或CH340）相連，該芯片的另一端通過U