靈活避障 快速循跡

智能救援車是機(jī)器，必須給它安裝各種傳感器，車子才能感知外邊的精彩世界，按照"大腦"即微控制器的控制完成相應(yīng)的任務(wù)。在完成智能救援車單片機(jī)最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加避障電路、循跡電路，智能救援車就能按要求走路了。

一、避障電路（見圖1）

避障電路采用漫反射式光電開關(guān)進(jìn)行避障。光電開關(guān)是集發(fā)射頭與接收頭于一體的檢測(cè)開關(guān)，其工作原理是根據(jù)發(fā)射頭發(fā)出的光束，被物體反射，接收頭據(jù)此做出判斷是否有障礙物。當(dāng)有光線反射回來時(shí)，輸出低電平；當(dāng)沒有光線反射回來時(shí)，輸出高電平。單片機(jī)根據(jù)接收頭電平的高低做出相應(yīng)控制，避免小車碰到障礙物。由于接收管輸出TTL電平，有利于單片機(jī)對(duì)信號(hào)的處理。

避障電路由雙向總線驅(qū)動(dòng)器U8（74HC245）、E門檢測(cè)光電開關(guān)U10（E3F-DS30C4）、右避障光電開關(guān)U11（E3F-DS30C4）、左避障光電開關(guān)U12（E3F-DS30C4）、前避障光電開關(guān)U13（E3F-DS30C4）組成。4個(gè)光電開關(guān)的安裝：底層最前面一個(gè)光電開關(guān)U13檢測(cè)前方障礙物，左側(cè)光電開關(guān)U12檢測(cè)左側(cè)障礙物，右側(cè)光電開關(guān)U11檢測(cè)右側(cè)障礙物，上層右側(cè)光電開關(guān)U10負(fù)責(zé)檢測(cè)場(chǎng)地的E門，4個(gè)光電開關(guān)配合完成避障和尋門的作用。具體的安裝位置見圖3。

調(diào)試：

1.為保證絕大多數(shù)情況下智能救援車行走在道路中間，左右避障光電開關(guān)探測(cè)距離應(yīng)保證一致。具體方法是：左右避障光電開關(guān)在裝車之前接5V電源，調(diào)節(jié)光電開關(guān)的微調(diào)電位器，使障礙物在光電開關(guān)的前方距離為8cm時(shí)，光電開關(guān)輸出低電平，測(cè)試點(diǎn)為B3、B4，如圖2所示。測(cè)試方法見圖4。

2.前避障光電開關(guān)用于前方障礙物檢測(cè)，為保證前方障礙物檢測(cè)的可靠性應(yīng)作相應(yīng)調(diào)試：調(diào)試方法與要點(diǎn)1方法相同，測(cè)試點(diǎn)為B5，如圖2所示。

3.E門避障光電開關(guān)專門用于場(chǎng)地E門的檢測(cè)，調(diào)試方法與要點(diǎn)1相同，使障礙物在光電開關(guān)的前方距離為10cm時(shí)，光電開關(guān)輸出低電平，測(cè)試點(diǎn)為B2，如圖2所示，各避障光電開關(guān)的檢測(cè)距離如表1所示。

二、循跡電路（見圖5）

智能救援車的循跡采用2個(gè)光電開關(guān)U15（E3F-DS30C4）、U16（E3F-DS30C4）來完成，其安裝圖見圖5。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到淺色物體時(shí)，光線反射較強(qiáng)，輸出低電平。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到深色物體時(shí)，光線反射較弱，輸出高電平。單片機(jī)根據(jù)2個(gè)光電開關(guān)電平的高低做出相應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)循跡。圖7所示為智能救援車的循跡偏左時(shí)的狀態(tài)：液晶顯示left；右側(cè)發(fā)光二極管亮，指示下一步車要右轉(zhuǎn)。圖8所示為智能救援車的循跡偏右時(shí)的狀態(tài)：液晶顯示right；左側(cè)發(fā)光二極管亮，指示下一步車要左轉(zhuǎn)。

調(diào)試：

1.為保證智能救援車循跡的可靠性，經(jīng)測(cè)試左右循跡光電開關(guān)作如下調(diào)試：左右循跡光電開關(guān)在裝車之前接5V電源，調(diào)節(jié)光電開關(guān)的微調(diào)電位器，使光電開關(guān)在循跡線的上方距離為7cm時(shí)，光電開關(guān)輸出低電平，電平測(cè)試點(diǎn)為B6、B7，如圖2所示；距離測(cè)試如圖10所示。

2.因循跡線采用寬度為20mm黑色線條，為保證循跡的可靠性，用于循跡的2個(gè)光電開關(guān)的發(fā)射頭應(yīng)排在內(nèi)側(cè)，接收頭在外側(cè)，發(fā)射頭中心點(diǎn)間距為18mm，左右循跡光電開關(guān)距黑線邊緣1mm。如圖5所示。

3.循跡光電開關(guān)距離循跡線實(shí)際距離為2mm，如圖10所示。左右循跡光電開關(guān)測(cè)試點(diǎn)及距離見表2。這就是避障、循跡電路，只要選擇好避障、循跡電路用的漫反射式光電開關(guān)，照?qǐng)D1和圖6接線；調(diào)試方法得當(dāng)，智能救援車就能避障、循跡。

圖8 循跡偏右