智能小車(chē)自動(dòng)糾偏與避撞的實(shí)現
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2．1 避撞檢測模塊
為保證兩車(chē)不相撞，需要使兩車(chē)之間距離保持在一個(gè)合適的范圍，即避撞。系統使用HY-SRF05超聲測距傳感器，將其安裝在小車(chē)車(chē)頭，可實(shí)時(shí)測得兩車(chē)縱向距離，從而控制兩車(chē)加速減速來(lái)使距離保持適中。HY-SRF05有優(yōu)秀的性能，感應角度：不大于15度；探測距離：2～450 cm；精度可達0．2 cm。設l為測量距離，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為絕對溫度時(shí)的速度，是常數。從上述兩式可以推出
。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/160343.htm
2．2 轉彎線(xiàn)檢測模塊
采用紅外反射收發(fā)對管來(lái)檢測黑色標志線(xiàn)，放置在小車(chē)車(chē)頭，用于檢測圖1中的轉彎標志線(xiàn)和超車(chē)標志線(xiàn)，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外線(xiàn)照射到平板上，若紅外接收管不能接收到反射回的光線(xiàn)則表示光線(xiàn)全被吸收，則檢測出黑色標志線(xiàn)，從而輸出高電壓，若能接收到反射回的光線(xiàn)則表示檢測到非黑色標志線(xiàn)，輸出低電壓。
2．3 直道糾偏檢測模塊
行車(chē)道40 cm，邊界由2 cm黑膠帶圍成，如果不加防護措施小車(chē)容易滑落。正常如果不加防護措施，小車(chē)容易脫離跑道。由小車(chē)側面兩個(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(chē)兩側，如圖4所示，調節紅外避障傳感器的感應距離，使避障距離介于傳感器到跑道與傳感器到地面之間，當傳感器探測到跑道時(shí)，輸出低電平，表示小車(chē)在跑道上，當探測到地面時(shí)，輸出高電平，說(shuō)明小車(chē)即將脫離跑道，這時(shí)及時(shí)糾偏，確保小車(chē)正常行駛。
2．4 通信接口
超車(chē)時(shí)，為了確定兩車(chē)的位置、及時(shí)調節兩車(chē)的速度、減少超車(chē)時(shí)間，需要使用nRF905在兩車(chē)間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)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 電機驅動(dòng)模塊
采用L298N驅動(dòng)直流電機，利用它內部的橋式電路來(lái)驅動(dòng)電機，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是利用PWM波來(lái)控制電機速度，其余端口可以控制電機的正反轉。
3 軟件設計
小車(chē)行駛模式分為：自主模式、跟隨模式。自主模式即前面的車(chē)依照事先設定的速度行駛，并自動(dòng)糾偏。跟隨模式即后車(chē)緊跟在前車(chē)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(chē)行駛過(guò)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(chē)的前進(jìn)方向糾正，但小車(chē)整體處在跑道邊緣，偏離跑道中心，在下次出現偏離時(shí)很容易出現來(lái)不及糾正而小車(chē)已經(jīng)掉落跑道的情況。根據否定之否定規律，采用兩次糾偏，在糾正行車(chē)方向同時(shí)，調整小車(chē)位置趨向跑道中心。該算法如下：
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