靈活避障 快速循跡
智能救援車是機器,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的任務。在完成智能救援車單片機最小系統(tǒng)的基礎上增加避障電路、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)進行避障。光電開關(guān)是集發(fā)射頭與接收頭于一體的檢測開關(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。當有光線反射回來時,輸出低電平;當沒有光線反射回來時,輸出高電平。單片機根據(jù)接收頭電平的高低做出相應控制,避免小車碰到障礙物。由于接收管輸出TTL電平,有利于單片機對信號的處理。
避障電路由雙向總線驅(qū)動器U8(74HC245)、E門檢測光電開關(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個光電開關(guān)的安裝:底層最前面一個光電開關(guān)U13檢測前方障礙物,左側(cè)光電開關(guān)U12檢測左側(cè)障礙物,右側(cè)光電開關(guān)U11檢測右側(cè)障礙物,上層右側(cè)光電開關(guān)U10負責檢測場地的E門,4個光電開關(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)探測距離應保證一致。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,光電開關(guān)輸出低電平,測試點為B3、B4,如圖2所示。測試方法見圖4。
2.前避障光電開關(guān)用于前方障礙物檢測,為保證前方障礙物檢測的可靠性應作相應調(diào)試:調(diào)試方法與要點1方法相同,測試點為B5,如圖2所示。
3.E門避障光電開關(guān)專門用于場地E門的檢測,調(diào)試方法與要點1相同,使障礙物在光電開關(guān)的前方距離為10cm時,光電開關(guān)輸出低電平,測試點為B2,如圖2所示,各避障光電開關(guān)的檢測距離如表1所示。
二、循跡電路(見圖5)
智能救援車的循跡采用2個光電開關(guān)U15(E3F-DS30C4)、U16(E3F-DS30C4)來完成,其安裝圖見圖5。當光電開關(guān)檢測到淺色物體時,光線反射較強,輸出低電平。當光電開關(guān)檢測到深色物體時,光線反射較弱,輸出高電平。單片機根據(jù)2個光電開關(guān)電平的高低做出相應控制,實現(xiàn)循跡。圖7所示為智能救援車的循跡偏左時的狀態(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,光電開關(guān)輸出低電平,電平測試點為B6、B7,如圖2所示;距離測試如圖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個光電開關(guān)的發(fā)射頭應排在內(nèi)側(cè),接收頭在外側(cè),發(fā)射頭中心點間距為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)距離循跡線實際距離為2mm,如圖10所示。左右循跡光電開關(guān)測試點及距離見表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),照圖1和圖6接線;調(diào)試方法得當,智能救援車就能避障、循跡。
圖8 循跡偏右
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