DeepPiCar - 第2部分：Raspberry Pi設置和PiCar組裝

組裝PiCar硬件并安裝所有軟件驅(qū)動程序。讓它在客廳里運行

執(zhí)行摘要

歡迎回來！在本指南中，我們將首先介紹要購買的硬件以及我們需要它們的原因。接下來，我們將對它們進行設置，以便在本文末尾我們將在客廳中運行PiCar。

硬件供應清單

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• 1 x Raspberry Pi 3型號B +套件，帶2.5A電源（50美元）這是DeepPiCar的大腦。這款最新型號的Raspberry Pi配備1.4Ghz 64位四核處理器，雙頻wifi，藍牙，4個USB端口和一個HDMI端口。我推薦這個套件（僅在Raspberry Pi板上），因為它帶有一個電源適配器，你需要在進行非驅(qū)動編碼和測試時插入，以及兩個芯片散熱器，這將阻止你的Raspberry Pi CPU過熱。
• 1 x 64 GB micro SD卡（8美元）這是Raspberry Pi操作系統(tǒng)和我們所有軟件的存儲位置。任何品牌的micro SD卡都應該可以正常工作。你可能只有一個人躺在你的房子周圍。32GB也應該沒問題。我選擇了64 GB，因為我計劃在我的汽車行駛時記錄大量視頻，以便稍后分析其行為，并使用視頻在以后的項目中進行深度學習培訓。

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• 1 x SunFounder PiCar-V套件（115美元）這是DeepPiCar的主體。確保你得到如上所示的Model V（又名Version 2.0）。除了Raspberry Pi和電池外，它還配備了機器人汽車所需的一切。市場上有很多Raspberry Pi車載套件，我之所以選擇這款車載套件是因為它配備了開源python API來控制汽車，而其他供應商則擁有其專有的API或基于C的API。眾所周知，python現(xiàn)在是機器學習和深度學習的首選語言。此外，開源很重要，因為如果我們發(fā)現(xiàn)API中的錯誤而不必等待制造商提供軟件更新，我們可能會自己修改汽車API的內(nèi)部。
• 4 x 18650電池和1 x電池充電器（20美元）您可以獲得任何18650電池和兼容充電器。這些電池適用于高耗電應用，例如驅(qū)動Raspberry Pi板和PiCar。PiCar只需要兩個電池，但你總是想要另外一對新電池，這樣你就可以隨時保持你的車在軌道上運行。我建議晚上給兩套充電，這樣你就不必擔心測試過程中電池沒電了。

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• 1個Google Edge TPU USB加速器（75美元）每個英雄都需要一個伙伴。谷歌的邊緣TPU（Edge意味著它適用于移動和嵌入式設備，而TPU代表Tensor處理單元）是Raspberry Pi板的絕佳附件。雖然Pi CPU在很小的捆綁中包含了大量的計算能力，但它并不是為深度學習而設計的。另一方面，Google新發(fā)布的Edge TPU（2019年3月）專門用于運行用TensorFlow編寫的深度學習模型。在本系列的第6部分中，我們將在TensorFlow中構建一個實時交通標志檢測模型。這個模型深200多層！僅在Raspberry Pi的CPU上運行此模型只能處理每秒1幀（FPS），這幾乎不是實時的。此外，它消耗100％的CPU并使所有其他程序無響應。但在Edge TPU的幫助下，我們現(xiàn)在可以處理12個FPS，這對于實時工作來說已經(jīng)足夠了。我們的CPU保持冷卻，可用于執(zhí)行其他處理任務，如控制汽車。

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• 1 套迷你交通標志（15美元）和一些樂高小雕像。如果您的年輕人在游戲室中有一些玩具標志和樂高小雕像，您可能不需要購買它們。你可以使用你發(fā)現(xiàn)的任何標志來訓練模型，只要確保它們不是太大了！

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• （可選）1 x 170度廣角USB相機（40美元）。這是一個可選配件。我買了它來取代SunFounder PiCar附帶的相機，這樣汽車就可以擁有廣闊的視野。相機很棒，但不像我喜歡的廣角，它不能看到前輪前面3-4英寸的車道線。我最初使用相機拍攝了第4部分中的代碼。在嘗試了幾個鏡頭后，我發(fā)現(xiàn)這款廣角相機的精度和穩(wěn)定性大大提高了?？刂朴布蛙浖ㄅc在汽車模擬器中運行汽車相比）是很好的，因為如果單獨通過軟件無法輕易解決問題，您可以采用硬件修復。
• USB鍵盤/鼠標和帶HDMI輸入的顯示器。在Pi的初始設置階段，您只需要這些。之后，我們可以通過VNC或Putty遠程控制Pi。
• 運行Windows / Mac或Linux的臺式機或筆記本電腦，我將在此處稱之為“PC”。我們將使用此PC遠程訪問并將代碼部署到Pi計算機。

有時候，我的驚喜是Raspberry Pi，我們汽車的大腦只有30美元左右，比我們的許多其他配件便宜。事實上，隨著時間的推移，硬件變得越來越便宜，而且軟件完全免費且豐富。難道我們不是生活在一個偉大的時代嗎？！

這是組裝完成后的最終產(chǎn)品。我在這里使用廣角相機。

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• 在安裝過程中，Pi會要求您更改默認用戶的密碼pi。rasp例如，我們將密碼設置為。
• 初始安裝后，Pi可能需要升級到最新的軟件。這可能需要10-15分鐘。

設置遠程訪問

設置遠程訪問允許Pi計算機無頭運行（即沒有顯示器/鍵盤/鼠標），這使我們無需一直連接顯示器和鍵盤/鼠標。該視頻提供了有關如何設置SSH和VNC遠程訪問的非常好的教程。無論如何，這是步驟。

• 打開終端應用程序，如下所示。終端應用程序是一個非常重要的程序，因為后面文章中的大多數(shù)命令都將從終端輸入。

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• 通過運行找到Pi的IP地址ifconfig。在這種情況下，我的Pi的IP地址是192.168.1.120。

• sudo raspi-config在終端中運行以啟動“Raspberry Pi軟件配置工具”。系統(tǒng)可能會提示您輸入用戶密碼pi

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• 啟用S??SH服務器：選擇5\. Interface Options- > SSH- >Enable
• 啟用VNC服務器：選擇5\. Interface Options- > VNC- >Enable
• 下載RealVNC Viewer并將其安裝到您的PC上。
• 使用Real VNC Viewer連接到Pi的IP地址。您將看到與Pi正在運行的桌面相同的桌面。
• 此時，您可以安全地斷開顯示器/鍵盤/鼠標與Pi計算機的連接，只需插入電源適配器即可。

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設置遠程文件訪問

由于我們的Pi將無頭運行，我們希望能夠從遠程計算機訪問Pi的文件系統(tǒng)，以便我們可以輕松地將文件傳輸?shù)絇i計算機或從Pi計算機傳輸文件。我們將在Pi上安裝Samba文件服務器。

然后設置Samba服務器密碼。為簡單起見，我們將使用與raspSamba服務器密碼相同的內(nèi)容。設置密碼后，重新啟動Samba服務器。

事實上，這是我們的Pi計算機文件系統(tǒng)，我們可以從它的文件管理器中看到。這將非常有用，因為我們可以直接從我們的PC編輯駐留在Pi上的文件。例如，我們可以使用PyCharm IDE首先在Pi上編輯Python程序，然后使用Pi的終端（通過VNC）來運行這些程序。

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如果你有一臺Mac，這里是如何連接到Pi的文件服務器。按Command-K打開“連接到服務器”窗口。輸入網(wǎng)絡驅(qū)動器路徑（替換為Pi的IP地址），即smb：//192.168.1.120/homepi，然后單擊“連接”。輸入登錄名/密碼，即pi / rasp，然后單擊“確定”以安裝網(wǎng)絡驅(qū)動器。然后，驅(qū)動器現(xiàn)在將顯示在桌面和Finder窗口側欄中。有關Mac上更深入的網(wǎng)絡連接說明，請查看此優(yōu)秀文章。

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安裝USB攝像頭

USB攝像頭的設備驅(qū)動程序應該已經(jīng)配備了Raspian OS。我們將安裝攝像機查看器，以便我們可以看到實時視頻。

• 將USB相機從PiCar套件中取出并插入Pi計算機的USB端口

• sudo apt-get install cheese從終端運行安裝“奶酪”，相機查看器。

• 通過Raspberry Pi button(Top Left Corner)- > Sound & Video- > 啟動奶酪應用程序Cheese您應該看到如上圖所示的實時視頻源。

SunFounder PiCar-V軟件配置（偏離手冊）

在組裝PiCar之前，我們需要安裝PiCar的python API。SunFounder發(fā)布了其Python API的服務器版本和客戶端版本。客戶端API代碼用于遠程控制PiCar，在您的PC上運行，它使用Python版本3.服務器API代碼在PiCar上運行，遺憾的是，它使用的是Python版本2，這是一個過時的版本。由于我們編寫的自驅(qū)動程序?qū)ｉT在PiCar上運行，因此PiCar Server API也必須在Python 3中運行。幸運的是，SunFounder的所有API代碼都是Github上的開源代碼，我制作了一個分支并將整個倉庫（服務器和客戶端）更新為Python 3.（我將很快將我的更改提交給SunFounder，因此它可以合并回到主要回購，一經(jīng)SunFounder批準。）

PiCar大會

裝配過程密切重新組裝構建復雜的樂高套裝，整個過程大約需要2個小時，手眼協(xié)調(diào)很多，并且很有趣。（您甚至可能在施工階段讓您的年輕人參與其中。）PiCar Kit附帶一份印刷的逐步說明手冊。但我推薦這兩個額外的資源。

• 教學手冊的PDF版本。打印手冊很小，圖表可能打印得不是很清楚，而PDF版本非常清晰，可以搜索和放大以獲得更多細節(jié)。我發(fā)現(xiàn)在組裝階段我的筆記本電腦上的PDF非常有幫助。
• 由SunFounder發(fā)布的YouTube 4部分教學視頻。不幸的是，這些視頻適用于較舊版本的PiCar，因此某些部件（如伺服電機組件）不同。但大多數(shù)零件和裝配技術都是一樣的。因此，如果您對裝配手冊中的特定圖表感到頭疼，您可能需要查看視頻的相關部分。我希望SunFounder能夠為新的PiCar-V套件發(fā)布一組新的視頻。

舊版PiCar的裝配視頻（4個部分），一個有用的參考

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當橡膠遇上這條路！

現(xiàn)在PiCar的所有基本硬件和軟件都已到位，讓我們嘗試運行它！

• 通過VNC從PC連接到PiCar
• 確保有新電池，將開關撥到ON位置并拔下micro USB充電線。請注意，您的VNC遠程會話應該仍然有效。
• 在Pi終端中，運行以下命令（以粗體顯示）。你應該：

1. 看到汽車行駛得更快，然后發(fā)出時減速 picar.back_wheel.test()
2. 當發(fā)出時，看到前輪轉(zhuǎn)向左，中間和右側

下一步是什么

恭喜你，你現(xiàn)在應該有一個PiCar，可以看到（通過奶酪），并運行（通過python 3代碼）！它還不是一款深度學習車，但我們正在努力實現(xiàn)這一目標。每當你準備好的時候，請繼續(xù)前進到第3部分，在那里我們將為PiCar提供計算機視覺和深度學習的超級大國。

以下是整個指南的鏈接：

第1部分：概述

第2部分：Raspberry Pi設置和PiCar組裝（本文）

第3部分：讓PiCar看到并思考

第4部分：通過OpenCV進行自主車道導航

第5部分：通過深度學習進行自主車道導航

第6部分：交通標志和行人檢測和處理