靈活避障 快速循跡

智能救援車(chē)是機器，必須給它安裝各種傳感器，車(chē)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(wù)。在完成智能救援車(chē)單片機最小系統的基礎上增加避障電路、循跡電路，智能救援車(chē)就能按要求走路了。

一、避障電路（見(jiàn)圖1）

避障電路采用漫反射式光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行避障。光電開(kāi)關(guān)是集發(fā)射頭與接收頭于一體的檢測開(kāi)關(guān)，其工作原理是根據發(fā)射頭發(fā)出的光束，被物體反射，接收頭據此做出判斷是否有障礙物。當有光線(xiàn)反射回來(lái)時(shí)，輸出低電平；當沒(méi)有光線(xiàn)反射回來(lái)時(shí)，輸出高電平。單片機根據接收頭電平的高低做出相應控制，避免小車(chē)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(xiàn)驅動(dòng)器U8（74HC245）、E門(mén)檢測光電開(kāi)關(guān)U10（E3F-DS30C4）、右避障光電開(kāi)關(guān)U11（E3F-DS30C4）、左避障光電開(kāi)關(guān)U12（E3F-DS30C4）、前避障光電開(kāi)關(guān)U13（E3F-DS30C4）組成。4個(gè)光電開(kāi)關(guān)的安裝：底層最前面一個(gè)光電開(kāi)關(guān)U13檢測前方障礙物，左側光電開(kāi)關(guān)U12檢測左側障礙物，右側光電開(kāi)關(guān)U11檢測右側障礙物，上層右側光電開(kāi)關(guān)U10負責檢測場(chǎng)地的E門(mén)，4個(gè)光電開(kāi)關(guān)配合完成避障和尋門(mén)的作用。具體的安裝位置見(jiàn)圖3。

調試：

1.為保證絕大多數情況下智能救援車(chē)行走在道路中間，左右避障光電開(kāi)關(guān)探測距離應保證一致。具體方法是：左右避障光電開(kāi)關(guān)在裝車(chē)之前接5V電源，調節光電開(kāi)關(guān)的微調電位器，使障礙物在光電開(kāi)關(guān)的前方距離為8cm時(shí)，光電開(kāi)關(guān)輸出低電平，測試點(diǎn)為B3、B4，如圖2所示。測試方法見(jiàn)圖4。

2.前避障光電開(kāi)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試：調試方法與要點(diǎn)1方法相同，測試點(diǎn)為B5，如圖2所示。

3.E門(mén)避障光電開(kāi)關(guān)專(zhuān)門(mén)用于場(chǎng)地E門(mén)的檢測，調試方法與要點(diǎn)1相同，使障礙物在光電開(kāi)關(guān)的前方距離為10cm時(shí)，光電開(kāi)關(guān)輸出低電平，測試點(diǎn)為B2，如圖2所示，各避障光電開(kāi)關(guān)的檢測距離如表1所示。

二、循跡電路（見(jiàn)圖5）

智能救援車(chē)的循跡采用2個(gè)光電開(kāi)關(guān)U15（E3F-DS30C4）、U16（E3F-DS30C4）來(lái)完成，其安裝圖見(jiàn)圖5。當光電開(kāi)關(guān)檢測到淺色物體時(shí)，光線(xiàn)反射較強，輸出低電平。當光電開(kāi)關(guān)檢測到深色物體時(shí)，光線(xiàn)反射較弱，輸出高電平。單片機根據2個(gè)光電開(kāi)關(guān)電平的高低做出相應控制，實(shí)現循跡。圖7所示為智能救援車(chē)的循跡偏左時(shí)的狀態(tài)：液晶顯示left；右側發(fā)光二極管亮，指示下一步車(chē)要右轉。圖8所示為智能救援車(chē)的循跡偏右時(shí)的狀態(tài)：液晶顯示right；左側發(fā)光二極管亮，指示下一步車(chē)要左轉。

調試：

1.為保證智能救援車(chē)循跡的可靠性，經(jīng)測試左右循跡光電開(kāi)關(guān)作如下調試：左右循跡光電開(kāi)關(guān)在裝車(chē)之前接5V電源，調節光電開(kāi)關(guān)的微調電位器，使光電開(kāi)關(guān)在循跡線(xiàn)的上方距離為7cm時(shí)，光電開(kāi)關(guān)輸出低電平，電平測試點(diǎn)為B6、B7，如圖2所示；距離測試如圖10所示。

2.因循跡線(xiàn)采用寬度為20mm黑色線(xiàn)條，為保證循跡的可靠性，用于循跡的2個(gè)光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射頭應排在內側，接收頭在外側，發(fā)射頭中心點(diǎn)間距為18mm，左右循跡光電開(kāi)關(guān)距黑線(xiàn)邊緣1mm。如圖5所示。

3.循跡光電開(kāi)關(guān)距離循跡線(xiàn)實(shí)際距離為2mm，如圖10所示。左右循跡光電開(kāi)關(guān)測試點(diǎn)及距離見(jiàn)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(kāi)關(guān)，照圖1和圖6接線(xiàn)；調試方法得當，智能救援車(chē)就能避障、循跡。

圖8 循跡偏右