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避障小车原理,看! 超声波避障小车

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一、避障小车原理

避障小车原理:

一、运动机理:

控制前面两个轮子的转动方向就可以控制整个机器人行进的方向:

1、左右两个前轮都向前转,则机器人向“正前方”直线前进;

2、左右两个前轮都向后转,则机器人向“正后方”直线倒退;

3、左前轮向后转,右前轮向前转,则机器人将以后轮为轴心逆时针转动,即实现向“右后方”转弯倒退;

4、左前轮向前转,右前轮向后转,则机器人将以后轮为轴心顺时针转动,即实现向“左后方”转弯倒退。

二、控制原理

在机器人的头部用钢丝做两根触须,一左一右各连接到一个碰撞开关,分别控制两个前轮的旋转方向。

特别注意,左右触须与对应控制的电机是交叉过来的,即:左边的触须连接右边的碰撞开关,控制右边的电机;右边的触须连接左边的碰撞开关,控制左边的电机。

(1)无障碍物

当前方都没有障碍物,左右两个轮子都向前正转,则机器人向“前方”直线前进。

(2)左前方有障碍物

当左前方有障碍物,在左边触须碰到障碍物时,控制右边的轮子反转,则机器人向“左后方”倒退并转弯,即方向转向了障碍物的右边,从而避开了左边的障碍物。

向后倒退转弯会持续一会,在完成转弯之后,左边触须不再碰到障碍物,则两个轮子都正转,机器人继续向新的没有障碍物的“前方”直线前进。

(3)右前方有障碍物

当右前方有障碍物,在右边触须碰到障碍物时,控制左边的轮子反转,则机器人向“右后方”倒退并转弯,即方向转向了障碍物的左边,从而避开了右边的障碍物。

向后倒退转弯会持续一会,在完成转弯之后,右边触须不再碰到障碍物,则两个轮子都正转,机器人继续向新的没有障碍物的“前方”直线前进。

(4)正前方有障碍物

当正前方有障碍物,左右两边的触须都会碰到障碍物,控制左右两边的轮子都反转,则机器人向“正后方”倒退,从而避开障碍物。

在直线倒退持续了一会后,左右两边的触须都不再碰到障碍物,则两个轮子都正转又变成直线前进;然后又会遇到正前方的障碍物又会直线倒退,再直线前进……如此反复变成一个死循环。

三、电路原理

机器人头部有两根钢丝作的触须,触须分别连接在两个碰撞开关上(注意两根钢丝对应的碰撞开关是交叉的,即:“左—右”钢丝,对应“右—左”碰撞开关)。

(1)没有障碍物时,触须没有被挤压,不触发碰撞开关,碰撞开关默认的通路,给电机供给一个“正方向”的电流,电机于是“顺时针方向”旋转。

二、智能循迹避障小车原理

智能循迹避障小车原理介绍如下:

循迹避障小车原理

一)小车功能实现

利用光电传感(红外对射管,红外发射与接收二极管组成)检测黑白线,实现小车能跟着白线(或黑线)行走,同时也可避开障碍物,即小车寻迹过程中,若遇障碍物可自行绕开,绕开后继续寻迹。

二)电路分析

1.光电传感

循迹光电传感器原理,利用黑白线对红外线不同的反射能力。然后通过光敏二极管或光敏三极管,接收反射回的不同光强信号,把不同光强转换为电流信号,最后通过电阻,转换为单片机可识别的高低电平。

循迹传感器基本电路

电路解释:TC端是传感器工作控制端,为高电平时,发光二极管不工作,传感器休眠,为低电平时,传感器启动。Signal端为检测信号输出,当遇到黑线,黑线吸收大量的红外线,反射的红外线很弱,光敏三极管不导通,signal输出高电平,当遇到白线,与黑线相反,反射的红外线很强,使光敏三极管导通,signal输出低电平。

寻迹部分

调整左右传感器之间的距离,两探头距离约等于白线宽度最合适,一般白线宽度选择范围为3–5厘米比较合适。注意:该传感器的灵敏度是可调的,偶尔传感器遇到白线却不能送出相应的信号,通过调节传感器上的可调电阻,适当的增大或减小灵敏度。

另外,循迹传感器的安放也算是比较有讲究的,有两种方法,一种是两个都是放置在白线内侧但紧贴白线边缘,第二种是都放置在白线的外侧,同样紧贴白线边缘。我们通常采用第二种方法。

编写程序使小车遇白线时,小车跟着白线走。当小车先前前进时,如果向左偏离了白线。那么右边传感器会产生一个低电平,单片机判断这个信号,然后向右拐。回到白线后。两传感器输出信号为高电平。小车前进。如果小车向右偏离白线,左边传感器产生一个低电平,单片机判断这个信号,然后向左拐。如此如此,小车必不偏离白线。

若小车的两对光电传感器同时输出的信号为高电平(黑底)或低电平(白底),即单片机判断的都为高电平或低电平,小车向前直走,在此过程中(直走)小车若遇白线,小车又重复上面动作跟着白线走。

看!超声波避障小车

2019-05-17 08:58·中国教育新闻网

5月16日举行的国际人工智能与教育大会展览会通过直观生动的形式,向世界介绍我国人工智能技术在教育领域的应用情况。该展览按照人工智能教育和人工智能技术在教育中的应用两大板块进行设计,涵盖基础教育、职业教育和高等教育、教师发展、教育管理等,每个展区均有可互动、可体验的展品,展现人工智能技术在教育中的应用场景和效果。图为北京市第十八中学学生向参观人员介绍他们参照蝙蝠、海豚的传感原理并模仿无人驾驶技术设计的“超声波避障小车”。本报记者张劲松摄

《中国教育报》2019年05月17日第1版

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发布人:zuyue0101 发布时间:2024-11-01

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