基于DSP的自动避障小车

3 自动避障小车的软件设计
DSP每隔一段时间对I／OPE4，I／OPE5，I／OPE6这3个端口进行查询，没有障碍物时这3个端口为高电平。即111，左边有障碍物时为011，右边有障碍物时为110。前方有障碍物时则为010。小车根据红外传感器接收的信号判断前方障碍物的分布并做出相应的动作，如表1所示。

小车在普通情况下(无障碍物)处于前进状态，当T3定时器发生周期中断时，进入程序开始检测光电开关的信号线端口，如果有障碍物则从避障程序中选择一个执行(左转、右转、后转)，进行避障动作，如果没有障碍物则小车继续前进并且等待定时器的下一次中断，其程序流程如图5所示。

调节PID参数不仅可实现系统稳定。还能兼顾系统的带载能力和抗扰能力。首先应找出小车的理想速度，这是PID调节的前提，也是加入测速的原因。由于测速电机测得的是小车右轮实际速度。先给小车右轮电机一个初始速度，让小车以给定的初始速度运转起来。然后利用PID算法调速：在给定速度不变的情况下，每扫描一次程序。小车的实际反馈速度便与理想速度相比较，利用PID算法便可更新给定值。这样，不断更新给定值，直到实际速度与理想速度保持一致或者到下一次赋值则停止更新(ek=O)。程序流程如图6所示，图6中，设右轮给定速度v对应的理想速度为V，仅限右轮电机，b’为给定速度b对应的实际速度。

4 试验
避障小车安装调试完成后，对小车性能进行测试：
1)小车的避障能力试验测试 错落摆放障碍物，让小车向障碍物方向前进，当距障碍物约25 cm时，小车左转，然后再向前(左方没有障碍物)。试验发现小车的传感器对亮色反映比较明显，比如遇到白色障碍物，小车会在30 cm外就发现障碍物并产生动作；当小车遇到黑色障碍物时，一般约在15 cm时才能感应到障碍物。
2)PID算法和PWM方法测试 分3次对小车进行测试，每次要求避开10个黑色障碍物。采用不加入PID程序和PWM程序的小车进行测试，小车3次分别避开6、7、7个障碍物；而采用加入PID程序和PWM程序的小车进行测试，小车3次分别避开9、10、9个障碍物。试验表明加入PID算法和PWM方法的小车在调速方面明显优于不加入程序的，并在遇到障碍物时和避开障碍物后都能够快速调速，使小车避障能力大大提高。

5 结论
本文对避障小车的设计进行分析后，提出了在DSPTMS320LF2407技术平台上实现小车自动检测前方障碍物，并给出躲避动作方法。避障车最终实现了从无障碍地区启动前进，利用车体前端传感器感应前进路线上的障碍物后，并且根据障碍物的位置选择下一步行进方向，避开障碍物。由于红外传感器探测信息有限(只能探测障碍物的有无，无法得到距离信息)，不能够判断障碍物的距离、大小及形状等。如果使用摄像头作为视觉探测系统，则可使避障小车性能更好，应用范围更广泛。这也是后续研究方向。