树莓派上利用Tensorflow实现小车的自动驾驶

原创
2018/11/12 15:32
阅读数 4.6W

先抛出大家最关心的——代码地址:

github传送门:https://github.com/Timthony/self_drive

码云传送门:https://gitee.com/tiantianhang/self_drive

基于树莓派的人工智能自动驾驶小车

# 整体流程
电机控制    
摄像头调试    
道路数据采集    
搭建深度学习模型,参数调试    
自动驾驶真实道路模拟    
参数最终调试    

使用方法:    
1. 先将树莓派小车硬件组装好
2. 使用zth_car_control.py来控制小车的前后左右移动,配合zth_collect_data.py来人工操作,使小车在自己制作的跑道进行数据采集。(该过程在树莓派进行)
3. 数据采集完成以后使用zth_process_img.py来对采集的数据进行处理,之前当前先完成一些数据清洗的工作。(电脑上执行)
4. 使用神经网络模型对数据进行训练zth_train.py,得到训练好的模型。(电脑上执行)
5. 在树莓派小车上使用zth_drive和训练好的模型,载入模型,即可实现在原先跑道的自动驾驶。(树莓派上执行)    
注意:只需要使用上述提到的代码即可,别的都是一些初始版本或者正在增加的一些新模块。    

 


# 注意事项:
1. 赛道需要自己制作,很重要,决定了数据质量。(我是在地板上,贴的有色胶带,然后贴成了跑道的形状)。
2. 赛道的宽度大约是车身的两倍。
3. 大约采集了五六万张图像,然后筛选出三四万张。
4. 摄像头角度问题

# 具体制作流程: 
1. 小车原始模型,某宝购买玩具车即可,比如:有电机,有自带电池盒(给电机供电)
2. 树莓派,摄像头,蓄电电池组(用于树莓派供电)
3. 使用一些螺栓,螺柱,亚克力板将树莓派,蓄电电池固定在小车上(具体方法,看手头的工具吧)
4. 组装好以后,树莓派通过VNC连接电脑,登陆树莓派,在树莓派安装keras环境,以便最后调用训练好的模型。
5. 关于小车的控制(电机控制,摄像头采集数据),都在源文件,有注释,大致思路就是通过方向键AWSD来控制方向,使用了pygame的工具包。
6. 通过电脑端的wasd方向键手动控制小车(已经VNC连接好)在制作好的赛道上进行图像采集,直线部分按w,左拐弯按a,右拐弯按d等,建议采集50000张以上。
(采集的图像命名要求为,0_xxxx,1_xxxx,其中首位字母就代表了你按下的是哪个键,比如图像是0开头,那么这张图像就是直行,按下的是w键,这些0,1,2,3,4 数字就相当于数据的标签值)
7. 将图片从树莓派拷贝下来,进行数据清洗,使用电脑端的深度学习环境进行模型训练,使用的模型可以自行定义。
8. 将训练好的模型文件.h5拷贝到树莓派,然后通过树莓派调用载入模型,即可处理实时的图像,并且根据图像预测出是0,1,2,3,4等数字,也就表示了树莓派该怎么移动,通过树莓派控制电机即可。


# 正在进行一些改进:    
1.使用迁移学习进行fine-tuning是否可以提高精度    
2.处理光照问题    
3.处理数据类别不平衡的问题    
欢迎交流讨论    

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Exception in thread Thread-4:
Traceback (most recent call last):
File "/usr/lib/python3.5/threading.py", line 920, in _bootstrap_inner
self.run()
File "drive.py", line 74, in run
prediction_array = model.predict(camera_data_array, batch_size=20, verbode=1)
NameError: name 'model' is not defined
请问这个要怎么解决??
2019/11/27 12:01
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你的代码里面建立模型那个函数model.add(Lambda(lambda x: (x/102.83-1), input_shape=INPUT_SHAPE))这个里面的102.83-1是什么意思呢?
2019/04/26 16:40
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Timthony博主

引用来自“代号997”的评论

博主,你好,请问一下你采集的摄像头数据之后,要自己手工标记数据还是可以通过程序自动标记数据?如果手工标记数据,那工作量是不是太大了,那可是几万张照片的命名。。
采集数据的时候程序里自动标注的
2018/12/17 21:40
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我也准备做一个这个东西,希望博主可以指点指点,在此感谢了
2018/12/17 20:57
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博主,你好,请问一下你采集的摄像头数据之后,要自己手工标记数据还是可以通过程序自动标记数据?如果手工标记数据,那工作量是不是太大了,那可是几万张照片的命名。。
2018/12/17 20:55
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Timthony博主

引用来自“亓斌哥哥”的评论

你好,我也在做这个东西,但是我采集不到这么多数据,请问你是怎么在这么小的赛道下采集到这么多数据的?
我铺的赛道大概有2.5*1.5米,多跑一些圈采集,太少的话再进行一些图片的旋转等操作扩充数据集就可以。
2018/11/15 11:59
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你好,我也在做这个东西,但是我采集不到这么多数据,请问你是怎么在这么小的赛道下采集到这么多数据的?
2018/11/15 11:38
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请问

backMotorEn = 12 #使能端口1
frontMotorEn = 16 #使能端口2

这两个使能端口是控制哪的啊?方向的舵机?感觉不像啊
2018/11/15 10:20
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NB啊!
2018/11/15 09:16
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引用来自“红薯”的评论

引用来自“Timthony”的评论

引用来自“红薯”的评论

代码托管到码云吧,我们推荐一下:)
好的,已上传https://gitee.com/tiantianhang/self_drive

已在码云推荐,链接加多一个码云的链接呗,嘿嘿

引用来自“Timthony”的评论

已增加,谢谢😀
star 数虽然不多,已超过 github 啦,记得保持更新哦:)
2018/11/14 10:29
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