基于DSP的自動(dòng)避障小車(chē)

3 自動(dòng)避障小車(chē)的軟件設計
DSP每隔一段時(shí)間對I／OPE4，I／OPE5，I／OPE6這3個(gè)端口進(jìn)行查詢(xún)，沒(méi)有障礙物時(shí)這3個(gè)端口為高電平。即111，左邊有障礙物時(shí)為011，右邊有障礙物時(shí)為110。前方有障礙物時(shí)則為010。小車(chē)根據紅外傳感器接收的信號判斷前方障礙物的分布并做出相應的動(dòng)作，如表1所示。

小車(chē)在普通情況下(無(wú)障礙物)處于前進(jìn)狀態(tài)，當T3定時(shí)器發(fā)生周期中斷時(shí)，進(jìn)入程序開(kāi)始檢測光電開(kāi)關(guān)的信號線(xiàn)端口，如果有障礙物則從避障程序中選擇一個(gè)執行(左轉、右轉、后轉)，進(jìn)行避障動(dòng)作，如果沒(méi)有障礙物則小車(chē)繼續前進(jìn)并且等待定時(shí)器的下一次中斷，其程序流程如圖5所示。

調節PID參數不僅可實(shí)現系統穩定。還能兼顧系統的帶載能力和抗擾能力。首先應找出小車(chē)的理想速度，這是PID調節的前提，也是加入測速的原因。由于測速電機測得的是小車(chē)右輪實(shí)際速度。先給小車(chē)右輪電機一個(gè)初始速度，讓小車(chē)以給定的初始速度運轉起來(lái)。然后利用PID算法調速：在給定速度不變的情況下，每掃描一次程序。小車(chē)的實(shí)際反饋速度便與理想速度相比較，利用PID算法便可更新給定值。這樣，不斷更新給定值，直到實(shí)際速度與理想速度保持一致或者到下一次賦值則停止更新(ek=O)。程序流程如圖6所示，圖6中，設右輪給定速度v對應的理想速度為V，僅限右輪電機，b’為給定速度b對應的實(shí)際速度。

4 試驗
避障小車(chē)安裝調試完成后，對小車(chē)性能進(jìn)行測試：
1)小車(chē)的避障能力試驗測試 錯落擺放障礙物，讓小車(chē)向障礙物方向前進(jìn)，當距障礙物約25 cm時(shí)，小車(chē)左轉，然后再向前(左方?jīng)]有障礙物)。試驗發(fā)現小車(chē)的傳感器對亮色反映比較明顯，比如遇到白色障礙物，小車(chē)會(huì )在30 cm外就發(fā)現障礙物并產(chǎn)生動(dòng)作；當小車(chē)遇到黑色障礙物時(shí)，一般約在15 cm時(shí)才能感應到障礙物。
2)PID算法和PWM方法測試 分3次對小車(chē)進(jìn)行測試，每次要求避開(kāi)10個(gè)黑色障礙物。采用不加入PID程序和PWM程序的小車(chē)進(jìn)行測試，小車(chē)3次分別避開(kāi)6、7、7個(gè)障礙物；而采用加入PID程序和PWM程序的小車(chē)進(jìn)行測試，小車(chē)3次分別避開(kāi)9、10、9個(gè)障礙物。試驗表明加入PID算法和PWM方法的小車(chē)在調速方面明顯優(yōu)于不加入程序的，并在遇到障礙物時(shí)和避開(kāi)障礙物后都能夠快速調速，使小車(chē)避障能力大大提高。

5 結論
本文對避障小車(chē)的設計進(jìn)行分析后，提出了在DSPTMS320LF2407技術(shù)平臺上實(shí)現小車(chē)自動(dòng)檢測前方障礙物，并給出躲避動(dòng)作方法。避障車(chē)最終實(shí)現了從無(wú)障礙地區啟動(dòng)前進(jìn)，利用車(chē)體前端傳感器感應前進(jìn)路線(xiàn)上的障礙物后，并且根據障礙物的位置選擇下一步行進(jìn)方向，避開(kāi)障礙物。由于紅外傳感器探測信息有限(只能探測障礙物的有無(wú)，無(wú)法得到距離信息)，不能夠判斷障礙物的距離、大小及形狀等。如果使用攝像頭作為視覺(jué)探測系統，則可使避障小車(chē)性能更好，應用范圍更廣泛。這也是后續研究方向。