智能小車自動糾偏與避撞的實現(xiàn)
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2．1 避撞檢測模塊
為保證兩車不相撞，需要使兩車之間距離保持在一個合適的范圍，即避撞。系統(tǒng)使用HY-SRF05超聲測距傳感器，將其安裝在小車車頭，可實時測得兩車縱向距離，從而控制兩車加速減速來使距離保持適中。HY-SRF05有優(yōu)秀的性能，感應(yīng)角度：不大于15度；探測距離：2～450 cm；精度可達(dá)0．2 cm。設(shè)l為測量距離，t為往返時間差，超聲波的傳播速度為c，則有t=2l／c，而聲波在空氣中傳輸速率為
(m／s)。式中T為環(huán)境溫度；Co為絕對溫度時的速度，是常數(shù)。從上述兩式可以推出
。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/160343.htm
2．2 轉(zhuǎn)彎線檢測模塊
采用紅外反射收發(fā)對管來檢測黑色標(biāo)志線，放置在小車車頭，用于檢測圖1中的轉(zhuǎn)彎標(biāo)志線和超車標(biāo)志線，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外線照射到平板上，若紅外接收管不能接收到反射回的光線則表示光線全被吸收，則檢測出黑色標(biāo)志線，從而輸出高電壓，若能接收到反射回的光線則表示檢測到非黑色標(biāo)志線，輸出低電壓。
2．3 直道糾偏檢測模塊
行車道40 cm，邊界由2 cm黑膠帶圍成，如果不加防護(hù)措施小車容易滑落。正常如果不加防護(hù)措施，小車容易脫離跑道。由小車側(cè)面兩個E18-D80NK紅外傳感器進(jìn)行直道中的糾偏，將兩個紅外避障傳感器分別向外傾斜一定角度，安裝在小車兩側(cè)，如圖4所示，調(diào)節(jié)紅外避障傳感器的感應(yīng)距離，使避障距離介于傳感器到跑道與傳感器到地面之間，當(dāng)傳感器探測到跑道時，輸出低電平，表示小車在跑道上，當(dāng)探測到地面時，輸出高電平，說明小車即將脫離跑道，這時及時糾偏，確保小車正常行駛。
2．4 通信接口
超車時，為了確定兩車的位置、及時調(diào)節(jié)兩車的速度、減少超車時間，需要使用nRF905在兩車間進(jìn)行無線通信。nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器，使用SPI接口與微控制器通信。
2．5 電機(jī)驅(qū)動模塊
采用L298N驅(qū)動直流電機(jī)，利用它內(nèi)部的橋式電路來驅(qū)動電機(jī)，這種方法的優(yōu)點是利用PWM波來控制電機(jī)速度，其余端口可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
3 軟件設(shè)計
小車行駛模式分為：自主模式、跟隨模式。自主模式即前面的車依照事先設(shè)定的速度行駛，并自動糾偏。跟隨模式即后車緊跟在前車后面，保持一定距離，并自動糾偏。自主模式和跟隨模式能自動切換。
3．1 直道糾偏算法
小車行駛過程中，直道糾偏采用兩次糾偏的方式。如果僅采用一次糾偏，如圖5左所示，雖然可以把小車的前進(jìn)方向糾正，但小車整體處在跑道邊緣，偏離跑道中心，在下次出現(xiàn)偏離時很容易出現(xiàn)來不及糾正而小車已經(jīng)掉落跑道的情況。根據(jù)否定之否定規(guī)律，采用兩次糾偏，在糾正行車方向同時，調(diào)整小車位置趨向跑道中心。該算法如下：
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