灵活避障 快速循迹

智能救援车是机器，必须给它安装各种传感器，车子才能感知外边的精彩世界，按照"大脑"即微控制器的控制完成相应的任务。在完成智能救援车单片机最小系统的基础上增加避障电路、循迹电路，智能救援车就能按要求走路了。

一、避障电路（见图1）

避障电路采用漫反射式光电开关进行避障。光电开关是集发射头与接收头于一体的检测开关，其工作原理是根据发射头发出的光束，被物体反射，接收头据此做出判断是否有障碍物。当有光线反射回来时，输出低电平；当没有光线反射回来时，输出高电平。单片机根据接收头电平的高低做出相应控制，避免小车碰到障碍物。由于接收管输出TTL电平，有利于单片机对信号的处理。

避障电路由双向总线驱动器U8（74HC245）、E门检测光电开关U10（E3F-DS30C4）、右避障光电开关U11（E3F-DS30C4）、左避障光电开关U12（E3F-DS30C4）、前避障光电开关U13（E3F-DS30C4）组成。4个光电开关的安装：底层最前面一个光电开关U13检测前方障碍物，左侧光电开关U12检测左侧障碍物，右侧光电开关U11检测右侧障碍物，上层右侧光电开关U10负责检测场地的E门，4个光电开关配合完成避障和寻门的作用。具体的安装位置见图3。

调试：

1.为保证绝大多数情况下智能救援车行走在道路中间，左右避障光电开关探测距离应保证一致。具体方法是：左右避障光电开关在装车之前接5V电源，调节光电开关的微调电位器，使障碍物在光电开关的前方距离为8cm时，光电开关输出低电平，测试点为B3、B4，如图2所示。测试方法见图4。

2.前避障光电开关用于前方障碍物检测，为保证前方障碍物检测的可靠性应作相应调试：调试方法与要点1方法相同，测试点为B5，如图2所示。

3.E门避障光电开关专门用于场地E门的检测，调试方法与要点1相同，使障碍物在光电开关的前方距离为10cm时，光电开关输出低电平，测试点为B2，如图2所示，各避障光电开关的检测距离如表1所示。

二、循迹电路（见图5）

智能救援车的循迹采用2个光电开关U15（E3F-DS30C4）、U16（E3F-DS30C4）来完成，其安装图见图5。当光电开关检测到浅色物体时，光线反射较强，输出低电平。当光电开关检测到深色物体时，光线反射较弱，输出高电平。单片机根据2个光电开关电平的高低做出相应控制，实现循迹。图7所示为智能救援车的循迹偏左时的状态：液晶显示left；右侧发光二极管亮，指示下一步车要右转。图8所示为智能救援车的循迹偏右时的状态：液晶显示right；左侧发光二极管亮，指示下一步车要左转。

调试：

1.为保证智能救援车循迹的可靠性，经测试左右循迹光电开关作如下调试：左右循迹光电开关在装车之前接5V电源，调节光电开关的微调电位器，使光电开关在循迹线的上方距离为7cm时，光电开关输出低电平，电平测试点为B6、B7，如图2所示；距离测试如图10所示。

2.因循迹线采用宽度为20mm黑色线条，为保证循迹的可靠性，用于循迹的2个光电开关的发射头应排在内侧，接收头在外侧，发射头中心点间距为18mm，左右循迹光电开关距黑线边缘1mm。如图5所示。

3.循迹光电开关距离循迹线实际距离为2mm，如图10所示。左右循迹光电开关测试点及距离见表2。这就是避障、循迹电路，只要选择好避障、循迹电路用的漫反射式光电开关，照图1和图6接线；调试方法得当，智能救援车就能避障、循迹。

图8 循迹偏右