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(yīng)的任務(wù)。在完成智能救援車單片機最小系統(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(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(zé)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(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，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(yīng)作相應(yīng)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(yīng)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(yīng)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