智能小車系統(tǒng)設(shè)計-基于STM32 課件 【ch14】實驗12-避障應(yīng)用實驗

實驗12避障應(yīng)用實驗智能小車系統(tǒng)設(shè)計——基于STM32避障模式是指智能小車能檢測到障礙物，并主動避開障礙物繼續(xù)前進的狀態(tài)。本章將編寫智能小車避障應(yīng)用程序，實現(xiàn)在避障模式下，小車能主動識別墻面、臺階等障礙物，并自主避開障礙物。避障模式為小車自主運行模式，不受人為控制，類似于自動駕駛。01實驗內(nèi)容學(xué)習(xí)智能小車避障模式的工作原理，利用小車電機、超聲測距、避障模塊和尋跡驅(qū)動模塊，編寫智能小車避障應(yīng)用程序，并完成測試。實驗內(nèi)容02實驗原理實驗原理通過超聲測距模塊計算角度在避障模式中，遇到墻面是比較常見的情況，小車遇到墻面時的示意圖如圖14-1所示。首先計算出需要旋轉(zhuǎn)的角度(α),然后計算出旋轉(zhuǎn)時長(小車通過旋轉(zhuǎn)時間長短來控制轉(zhuǎn)動角度),最后選擇左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)一定角度，達到避開墻面的目的。實驗原理通過超聲測距模塊計算角度超聲測距模塊的感應(yīng)角度只有15°,當它與被檢測物體之間的傾角大于15°時，超聲測距模塊發(fā)出的超聲波將會被反彈到其他方向，超聲波在經(jīng)過多次反射之后才有可能傳回超聲測距模塊，使得檢測精度大大降低。這樣的誤差具有隨機性，與實驗環(huán)境有關(guān)。實驗原理通過超聲測距模塊計算角度如圖14-1所示，小車與墻面間的傾角(β)一般大于15°,所以不能根據(jù)x、y和z的測量距離來計算α角。而舵機轉(zhuǎn)動時，舵機與小車的相對角度是已知的，因此這里用搜尋法計算α角。實驗原理通過超聲測距模塊計算角度如圖14-1所示，小車與墻面間的傾角(β)一般大于15°,所以不能根據(jù)x、y和z的測量距離來計算α角。而舵機轉(zhuǎn)動時，舵機與小車的相對角度是已知的，因此這里用搜尋法計算α角。實驗原理通過超聲測距模塊計算角度如圖14-1所示，小車與墻面間的傾角(β)一般大于15°,所以不能根據(jù)x、y和z的測量距離來計算α角。而舵機轉(zhuǎn)動時，舵機與小車的相對角度是已知的，因此這里用搜尋法計算α角。通過超聲測距模塊計算角度

舵機計算角度的流程圖如圖14-2所示。這里設(shè)置了最小旋轉(zhuǎn)時長，因為旋轉(zhuǎn)時長過短將導(dǎo)致小車轉(zhuǎn)向失敗，最小值應(yīng)不低于150ms。實驗原理避障模式流程

避障模式流程圖如圖14-3所示，下面介紹其中的關(guān)鍵部分。(1)智能小車檢測到無障礙物或踏空，繼續(xù)前進。(2)小車檢測到有障礙物后稍微后退，起到的作用是緊急剎車。(3)小車檢測到左、右均有障礙物，表明小車遇到了墻角，此時可以根據(jù)小車與兩面墻之間的距離差異來選擇左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。實驗原理03實驗步驟步驟1:復(fù)制文件并編譯原始工程

首先，將“D:STM32KeilTest\Material\12.避障應(yīng)用實驗”文件夾復(fù)制到“D:\STM32KeilTesttProduct”文件夾中。然后，雙擊運行“D:STM32KeilTestProduct12.避障應(yīng)用實驗\Project”文件夾中的STM32KeilPrj.uvprojx,參見4.3節(jié)步驟1驗證原始工程，若原始工程正確，則進入下一步操作。實驗步驟實驗步驟步驟3:完善AvoidObstacle.h文件

首先，在AvoidObstacle.c文件的“包含頭文件”區(qū)，添加代碼#include"Avoidobstacle.h",完成添加后，單擊圈按鈕進行編譯。編譯結(jié)束后，在Project面板中，雙擊AvoidObstacle.c下的AvoidObstacle.h。在AvoidObstacle.h文件中，添加防止重編譯處理代碼，如程序清單14-1所示。實驗步驟實驗步驟步驟4:完善AvoidObstacle.c文件在AvoidObstacle.c文件的“包含頭文件”區(qū)添加頭文件，如程序清單14-3所示。實驗步驟步驟4:完善AvoidObstacle.c文件在AvoidObstacle.c文件的“枚舉結(jié)構(gòu)體定義”區(qū)，添加結(jié)構(gòu)體StructAvoidProc的聲明代碼，如程序清單14-5所示。StructAvoidProc用于存儲避障模式中的各種參數(shù)，下面按照順序介紹其中的成員變量。(1)obstacleSts為有障礙標志，其值為1時，表示小車遇到障礙；為0時，小車正常前進。(2)leftDis表示小車左側(cè)(舵機135°)超聲測距結(jié)果。(3)rightDis表示小車右側(cè)(舵機45°)超聲測距結(jié)果。(4)directDis表示小車正前方(舵機90°)超聲測距結(jié)果。(5)speedLower表示小車前進速度，1800～2400為最佳，最大不能超過7200。(6)spcedFaster表示小車左、右旋轉(zhuǎn)速度，小車在左、右旋轉(zhuǎn)時需要較大的速度，以6400左右為最佳，最大不要超過7200。(7)spinTime表示小車左、右旋轉(zhuǎn)的時間。實驗步驟步驟5:完善避障應(yīng)用層

在Common.c文件的“包含頭文件”區(qū)添加頭文件，如程序清單14-10所示。實驗步驟步驟6:編譯及下載驗證

代碼編寫完成并編譯成功后，將程序下載到STM32微控制器中。下載完成后，調(diào)節(jié)智能小車左、右兩側(cè)的避障模塊和正下邊的尋跡模塊。調(diào)節(jié)好后按KEY?