第十四讲 红外线导航.ppt

使用红外线前灯探测道路,宝贝车机器人使用红外线两极管LED作为前灯，他们发射红外光，在一些情况下，红外线从物体反射从机器人前进的方向折回。宝贝车机器人的眼睛是红外检测器。红外检测器发出信号来表明它们是否检测到从物体反射回的红外线。宝贝车机器人的大脑，MCS-51微控制器据此做出判断并基于这个传感器的输入控制伺服电机。,红外检测器,IR（红外线）检测器有内置的光滤波器，除了需要我们用它的内部的光敏二极管传感器检测的980nm红外线，它几乎不允许其它光通过。红外检测器也有一个电子滤波器，它只允许大约38.5kHz的信号通过。换句话说，检测器只寻找每秒闪烁38,500次的红外光。,任务一：搭建并测试IR发射和探测器对,元件清单:(1)两个红外检测器(2)两个IRLEDs(3)两对IRLED套管(4)两个220电阻(红-红-棕)(5)两个1k电阻(棕-黑-红),测试红外发射探测器,本任务中，你要用P1_4发送持续1秒的38.5kHz的红外光，如果红外光被小车路径上的物体反射回来，红外检测器将给微控制器发送一个信号，让它知道已经检测到反射回的红外光,发送1ms频率为38.5kHz的红外信号for(counter=0;counter38;counter+)P1_4=1;delay_nus(13);P1_4=0;delay_nus(13);irDetectLeft=P1_5state();,当没有IR信号返回时，探测器的输出状态为高。当它探测到被物体反射的38500Hz和声时，它的输出为低。当发送红外信号后，IR探测器的输出处于低状态不到1毫秒，因此当发送完后立即将IR探测器的输出存储到变量中是很重要的。这些存储的值会显示在调试终端或被机器人用来导航。,例程:TestLeftIrPair.c,#include#includeintP1_5state(void)return(P1,while(1)for(counter=0;counter38;counter+)P1_4=1;delay_nus(13);P1_4=0;delay_nus(13);irDetectLeft=P1_5state();printf(irDetectLeft=%dn,irDetectLeft);delay_nms(100);,验证当你放一个物体在IR组前时，调试终端是否会显示0，当你将物体移开时，它是否显示1。,任务二：物体检测和红外干涉的实地测试,元件清单:(1)两个红色LED(2)两个220电阻(红-红-棕),for(i=0;i1;i+);这是一个for空操作语句，它什么也不做，但能产生延时。我们可以用示波器测量，它能产生约12us延时。,例程TestIrPairsAndIndicators.c,#include#includeintP1_5state(void)return(P1,while(1)for(counter=0;counter125;counter+)P1_4=1;P3_5=0;for(i=0;i1;i+);P1_4=0;P3_5=0;for(i=0;i1;i+);/延时1ms左右,irDetectLeft=P1_5state();irDetectRight=P3_6state();if(irDetectLeft=0)P1_2=1;elseP1_2=0;if(irDetectRight=0)P3_4=1;elseP3_4=0;delay_nms(100);,验证当检测器检测到物体时，每个检测器旁的LED是否会发光。,该你了远程测试和范围测试拔掉连接在宝贝车机器人上的串口电缆，将其放到几个不同的物体之前，以测试IR探测器的范围。测试对不同颜色物体的探测范围，对什么颜色的物体探测的范围最远，什么颜色的物体探测的范围最近？,任务三：红外检测范围调整,任务三：红外检测范围调整,更小的电阻使通过LED的电流更多。更多的电流使LED更亮。本任务中，你将检测LED和IRLED串不同电阻值的效果。,元件清单:本节中需要一些特殊的部件：(1)两个470电阻(黄-紫-棕)(2)两个220电阻(红-红-棕)(3)两个2k电阻(红-黑-红)(4)两个4.7k电阻(黄-紫-红),该你了测试LED亮度观察电路中用220电阻时，连接到P2_3的LED的亮度。用470电阻代替连接P2_3和右边LED阴极的220电阻。注意观察现在LED的亮度。用2k电阻代替。用4.7k电阻代替。,该你了测试IRLED的范围用1k的电阻替代原电阻。用一个尺子测量离IRLED最远的可以探测到面对IRLED的一张纸的距离，在表7-2中记录测量数据。用4.7k的电阻代替连接P1_4到IRLED阳极的1k电阻。确定能够检测到同一张纸的最远距离，记录数据。用2k电阻代替。用470电阻代替。用220的电阻代替。,表7-2检测距离与电阻的关系IRLED电阻()最远检测距离470020001000470220,任务四：探测和避开障碍物,if(irDetectLeft=0),例程RoamingWithIr.c,#include#include#include#defineLeftIRP1_5/左边红外接收连接到P15#defineRightIRP3_6/右边红外接收连接到P36#defineLeftLaunchP1_4/左边红外发射连接到P14#defineRightLaunchP3_5/右边红外发射连接到P35intIRLaunch(unsignedcharIR)unsignedintcounter;if(IR=L)for(counter=0;counter1000;counter+),LeftLaunch=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LeftLaunch=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();,elsefor(counter=0;counter1000;counter+)/右边发射RightLaunch=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();RightLaunch=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();,voidForward(void)/向前行走子程序P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);,voidLeft_Turn(void)/左转子程序inti;for(i=1;i=26;i+)P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);,voidRight_Turn(void)/右转子程序inti;for(i=1;i=26;i+)P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);,voidBackward(void)/向后行走子程序inti;for(i=1;i=65;i+)P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);,intmain(void)bitirDetectLeft,irDetectRight;inti,counter;while(1)IRLaunch(R);irDetectRight=RightIR;/右边接收IRLaunch(L);irDetectLeft=LeftIR;/左边接收,if(irDetectLeft=0),在每个脉冲之间采样以避免碰撞,这个程序使用稍微不同的方法来使用驱动脉冲。除了两个存储IR检测器输出的状态以外，它还使用两个16位的无符号数变量来设置发送的脉冲持续时间。bitirDetectLeft;bitirDetectRight;pulseLeft;pulseRight;在while循环中，发送38.5kHz的IR信号给每个IRLED。当1ms脉冲被发送后，变量立即存储IR检测器的输出状态。这是很有必要的，因为如果你等待的时间太长，无论是否发现物体，将返回没有探测到物体的状态0。,在ifelse语句中，程序不是发送脉冲或调用导航程序而是设置发送的脉冲持续时间。,if(irDetectLeft=0),elseif(irDetectRight=0)pul