雙超聲波防撞小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　圖2 超聲波傳感器空間方位

　　其中d 為R1 與R2 的距離，z1、z2 分別為物體到各個(gè)接收端的距離 ，如果直接這樣計(jì)算就會(huì)過于復(fù)雜，普通單片機(jī)處理的話耗時(shí)較多， 于是我們提出了一種基于計(jì)算二者距離差來大致判斷物體位置的方法。一般來講小車只關(guān)心在車前方的物體，我們?cè)O(shè)定一個(gè)距離參數(shù)l代表前方障礙物與小車的水平距離，再設(shè)定一個(gè)距離參數(shù)h，代表前方障礙物與小車的垂直距離。我們可以由下面的關(guān)系推導(dǎo)出h， l， d與z2-z1的關(guān)系(公式3---公式6)。

　　將公式6想減的兩項(xiàng)做除法不難發(fā)現(xiàn)第一項(xiàng)始終大于第二項(xiàng)，所以z2-z1是關(guān)于l的增函數(shù)， 同時(shí)隨著h的減小，z2-z1同樣會(huì)變大，也就是說當(dāng)障礙物體靠近小車時(shí)，如果其偏離了小車的中心(即不會(huì)撞到)有一個(gè)明顯的特征為其z2-z1的值會(huì)比較大，我們可以取d=5cm h=30cm， 讓l在[10cm，30cm]間變化，做出的曲線如圖3所示，各個(gè)物理量的幾何關(guān)系見圖4 。

　　圖3 z2-z1與l的關(guān)系

　　圖4 各個(gè)物理量的幾何關(guān)系

　　不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)l距離在[10cm，30cm](h 30cm)區(qū)間時(shí)，z2-z1的差將 > 4cm.據(jù)此我們?cè)O(shè)定了一個(gè)閾值4cm，當(dāng)檢測(cè)到差值大于4cm，不需要做任何剎車控制，直接直行通過，通過這樣簡(jiǎn)單的計(jì)算判斷，我們可以有效避免由于偏離小車中心的障礙物靠小車過近造成的z1，z2的值過小，從而引來可能的剎車誤判。在做這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，我們采用的車模體積不大，因此設(shè)計(jì)的閾值等不是很大，若應(yīng)用到實(shí)際車模中時(shí)可根據(jù)情況改變閾值的大小。