智能小車自動(dòng)糾偏與避撞的實(shí)現(xiàn)
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2．1 避撞檢測(cè)模塊
為保證兩車不相撞，需要使兩車之間距離保持在一個(gè)合適的范圍，即避撞。系統(tǒng)使用HY-SRF05超聲測(cè)距傳感器，將其安裝在小車車頭，可實(shí)時(shí)測(cè)得兩車縱向距離，從而控制兩車加速減速來使距離保持適中。HY-SRF05有優(yōu)秀的性能，感應(yīng)角度：不大于15度；探測(cè)距離：2～450 cm；精度可達(dá)0．2 cm。設(shè)l為測(cè)量距離，t為往返時(shí)間差，超聲波的傳播速度為c，則有t=2l／c，而聲波在空氣中傳輸速率為
(m／s)。式中T為環(huán)境溫度；Co為絕對(duì)溫度時(shí)的速度，是常數(shù)。從上述兩式可以推出
。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/160343.htm
2．2 轉(zhuǎn)彎線檢測(cè)模塊
采用紅外反射收發(fā)對(duì)管來檢測(cè)黑色標(biāo)志線，放置在小車車頭，用于檢測(cè)圖1中的轉(zhuǎn)彎標(biāo)志線和超車標(biāo)志線，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外線照射到平板上，若紅外接收管不能接收到反射回的光線則表示光線全被吸收，則檢測(cè)出黑色標(biāo)志線，從而輸出高電壓，若能接收到反射回的光線則表示檢測(cè)到非黑色標(biāo)志線，輸出低電壓。
2．3 直道糾偏檢測(cè)模塊
行車道40 cm，邊界由2 cm黑膠帶圍成，如果不加防護(hù)措施小車容易滑落。正常如果不加防護(hù)措施，小車容易脫離跑道。由小車側(cè)面兩個(gè)E18-D80NK紅外傳感器進(jìn)行直道中的糾偏，將兩個(gè)紅外避障傳感器分別向外傾斜一定角度，安裝在小車兩側(cè)，如圖4所示，調(diào)節(jié)紅外避障傳感器的感應(yīng)距離，使避障距離介于傳感器到跑道與傳感器到地面之間，當(dāng)傳感器探測(cè)到跑道時(shí)，輸出低電平，表示小車在跑道上，當(dāng)探測(cè)到地面時(shí)，輸出高電平，說明小車即將脫離跑道，這時(shí)及時(shí)糾偏，確保小車正常行駛。
2．4 通信接口
超車時(shí)，為了確定兩車的位置、及時(shí)調(diào)節(jié)兩車的速度、減少超車時(shí)間，需要使用nRF905在兩車間進(jìn)行無線通信。nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器，使用SPI接口與微控制器通信。
2．5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
采用L298N驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，利用它內(nèi)部的橋式電路來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是利用PWM波來控制電機(jī)速度，其余端口可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
3 軟件設(shè)計(jì)
小車行駛模式分為：自主模式、跟隨模式。自主模式即前面的車依照事先設(shè)定的速度行駛，并自動(dòng)糾偏。跟隨模式即后車緊跟在前車后面，保持一定距離，并自動(dòng)糾偏。自主模式和跟隨模式能自動(dòng)切換。
3．1 直道糾偏算法
小車行駛過程中，直道糾偏采用兩次糾偏的方式。如果僅采用一次糾偏，如圖5左所示，雖然可以把小車的前進(jìn)方向糾正，但小車整體處在跑道邊緣，偏離跑道中心，在下次出現(xiàn)偏離時(shí)很容易出現(xiàn)來不及糾正而小車已經(jīng)掉落跑道的情況。根據(jù)否定之否定規(guī)律，采用兩次糾偏，在糾正行車方向同時(shí)，調(diào)整小車位置趨向跑道中心。該算法如下：
評(píng)論