相關知識

常見的避障方式：

接觸式：通過觸碰開關來進行判斷，經常應用在掃地機器人的擋板上。

非接觸式：使用接近傳感器實現功能，在沒有物理接觸的情況下檢測物體的運動/存在并將捕獲的信息傳遞為電信號的傳感器。在避障小車的應用上，我們通常使用紅外接近傳感器或者超聲波傳感器。

超聲波原理： 本節課我們主要使用超聲波傳感器來實現避障功能，這里針對超聲波的原理再復習一下。

車輛避障功能設計模型：

電路搭建

所需材料

ArduinoUNO * 1
前兩節課的車輛結構 * 1
超聲波模塊 *1
杜邦線若干

電路接線

程序編寫

練習一：右轉避障

小車在前行的過程中，20cm以內有障礙物，小車能自動右轉避開，效果如下：

圖形化方式：

具體右轉時間可以根據實際情況進行調整。

代碼方式：

/* 項目名稱:右轉避障車
 * 項目時間:2022.04.02
 * 項目作者:MRX
 */
int IN1 = 2;   // IN1 connected to pin 4
int IN2 = 4;   
int ENA = 3; 
int IN3 = 6;   // IN3 connected to pin 6
int IN4 = 7;   
int ENB = 5;  
int value = 255;   // the duty cycle
const int TrigPin = 12;//設置2號數字引腳為觸發引腳
const int EchoPin = 13;//設置3號數字引腳為接收引腳
int distance = 0;


void Forward() {
  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Back() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Right() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,0);
}


void Left() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Stop() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,0);
}


void setup(){
  Serial.begin(9600);
  for (int i = 4;i <= 10;i++){
    pinMode(i, OUTPUT);
    }
  pinMode(TrigPin,OUTPUT);//12號腳為輸出引腳
  pinMode(EchoPin,INPUT);//13號腳為輸入狀態
}

void loop(){
  digitalWrite(TrigPin,LOW);//先設置為低電平
  delayMicroseconds(2);//持續2微秒
  digitalWrite(TrigPin,HIGH);//設置為高電平
  delayMicroseconds(10);//持續10微秒
  digitalWrite(TrigPin,LOW);//再設置為低電平，這樣模擬出了脈沖信號
  distance = pulseIn(EchoPin,HIGH)/58;//返回的是脈沖寬度/58得到實際距離
  if (distance <= 20) {
    Right();
    delay(1000);
  } else {
    Forward();
  }
}

練習二： 車輛自主避障

在前行的過程中，20cm以內有障礙物，小車自動繞開障礙物，然后繼續前行，效果如下：

圖形化方式：

延時時間數據需根據實際情況調試獲得。

代碼方式：

/* 項目名稱:自動避障車
 * 項目時間:2022.04.02
 * 項目作者:MRX
 */
int IN1 = 2;   // IN1 connected to pin 4
int IN2 = 4;   
int ENA = 3; 
int IN3 = 6;   // IN3 connected to pin 6
int IN4 = 7;   
int ENB = 5;  
int value = 255;   // the duty cycle
const int TrigPin = 12;//設置2號數字引腳為觸發引腳
const int EchoPin = 13;//設置3號數字引腳為接收引腳
int distance = 0;
int flag = 1;


void Forward() {
  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Back() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Right() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,0);
}


void Left() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Stop() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,0);
}


void setup(){
  Serial.begin(9600);
  for (int i = 4;i <= 10;i++){
    pinMode(i, OUTPUT);
    }
  pinMode(TrigPin,OUTPUT);//12號腳為輸出引腳
  pinMode(EchoPin,INPUT);//13號腳為輸入狀態
}

void loop(){
  digitalWrite(TrigPin,LOW);//先設置為低電平
  delayMicroseconds(2);//持續2微秒
  digitalWrite(TrigPin,HIGH);//設置為高電平
  delayMicroseconds(10);//持續10微秒
  digitalWrite(TrigPin,LOW);//再設置為低電平，這樣模擬出了脈沖信號
  distance = pulseIn(EchoPin,HIGH)/58;//返回的是脈沖寬度/58得到實際距離
  if (distance <= 20) {
    if (flag == 1) {
      Right();
      delay(500);
      flag = flag + 1;
    } else if (flag == 2) {
      Left();
      delay(500);
      Forward();
      delay(500);
      Stop();
      while(true);
    }
  } else {
    Forward();
  }
}