二哈2——“如影随形”PI视觉跟随履带车

【项目简介】
       本项目基于 Arduino UNO + L298N 双路电机驱动板，搭配 DFRobot HuskyLens 2 AI 视觉传感器，实现“看得见”的履带小车。通过 HuskyLens2 内置的“人体姿态识别”算法，实时获取人物在画面中的中心坐标 (X, Y) 以及人体框高/宽。整套控制系统采用 PI 算法：  
       1. 水平方向以画面中心 X=320 为基准，计算误差后输出差速 PWM，使车头始终“盯人”；  
       2. 深度方向以人体框高、宽作为“距离”参考，当目标小于安全阈值时，主动前进；大于阈值时，原地待命。  
       整个开发过程在 Mind+ 图形化环境中完成，分三阶段递进调试，既适合新手理解 PID 思想，又能直接落地为“如影随形”的跟随小车。

【硬件清单】  
1. Arduino UNO R3 ×1 +IO扩展板
2. L298N 双路电机驱动板 ×1  
3. 履带小车底盘（带 2×TT 电机） ×1  
4. HuskyLens 2 人工智能摄像头 ×1  
5. 7.4 V 2200 mAh 锂电池组 ×2  (分别给L289N和Arduino供电)
7. 杜邦线、螺丝、魔术扎带若干  

【硬件连线】  
- 电机接口：左电机 → L298N OUT1/OUT2；右电机 → OUT3/OUT4。  
- 电源接口：电池+ → L298N +12 V；电池– → L298N GND；并与Arduino共地。
- 信号接口：  
  – HuskyLens SDA → A4，SCL → A5（I²C 通信）  
  – L298N 输入端：IN1~IN4 分别接 D7、D8、D9、D10（Mind+ 图形块默认引脚）。  
  – PWM 调速：ENA→D5，ENB→D3（支持 0~255 级调速）。  

【软件环境】
Mind+ v2.0版本，主控选择“Arduino UNO”，扩展库加载“HuskyLens2”。图形块可转 Arduino C，方便后续迁移到 VSCode/PlatformIO。  

【算法拆解】  
1. 误差定义  
   error = X_center – 320  
   取值范围：[0, 640]  

2. 比例项 P  
   Kp = 250 / 320 ≈ 0.78  
   Vp_turn = Kp × error  
   直接决定小车的“瞬时”转向力度。  

3. 积分项 I  
   integral = integral + error × dt （dt 在 Mind+ 主循环里近似为 20 ms）  
   Ki 取 0.0002  （根据个人小车实际情况进行调整）
   Vi_turn = Ki × integral  
   作用：消除“差一点就正”的稳定误差，防止小车在目标前方左右摇摆。  

4. 抗积分饱和  
   当 |integral| > 5000 时强制归零，避免电池低压或人为抱起小车时积分暴走。  

5. 深度方向策略  
   当人体框高度 > 400 像素 或 宽度 > 300 像素，判定“过近”，原地待命；  仅执行转向，不前进。
   否则，判定“过远”，直线前进；  


【三阶段调试日志】  
阶段一：三段区间  控制  
- 代码：if(X<280) 左转; if(X>360) 右转; 否则刹车。  
- 现象：小车像“磕头机”，左右猛拐，无法静止。  

阶段二：纯比例 P  
- 现象：振荡幅度明显减小，但车头有可能始终偏离目标 10~15°，存在稳态误差。  

阶段三：PI 合击
- 加入积分项后，稳态误差在 3 s 内收敛到 ±2°，即使地面摩擦力不均也能保持“盯人”。

- 深度方向策略叠加后，小车在 1.5~3 m 范围内自动保持“社交距离”，人物后退它跟随，人物靠近它停止。  

【关键参数整定表】  
Kp = 0.78，Ki = 0.0002，采样周期 T ≈ 20 ms，积分限幅 ±5000，PWM 基速 30/255。  

【常见问题 FAQ】  
Q1. 电池电压掉到 6 V 以下，小车无力？  
A：L298N 的 5 V 逻辑端会随电池下降而降低，导致 HuskyLens 重启。务必给 Arduino UNO（HuskyLens2耗电）单独供电。  

【成果展示】  

  

【结语】  
       通过“三段区间→P→PI”的递进调试，我们不仅得到了一辆会“咬人”的小履带车，更在 Mind+ 的可视化环境里把抽象的 PID 公式变成了肉眼可见的曲线。希望这篇文章能为正在做视觉跟随的同学提供一条“不踩坑”的捷径，也欢迎你把改进后的代码回传到社区，一起让小车“跟”得更稳、“跟”得更远！