智能小车系统设计-基于STM32 课件 【ch14】实验12-避障应用实验

实验12避障应用实验智能小车系统设计——基于STM32避障模式是指智能小车能检测到障碍物，并主动避开障碍物继续前进的状态。本章将编写智能小车避障应用程序，实现在避障模式下，小车能主动识别墙面、台阶等障碍物，并自主避开障碍物。避障模式为小车自主运行模式，不受人为控制，类似于自动驾驶。01实验内容学习智能小车避障模式的工作原理，利用小车电机、超声测距、避障模块和寻迹驱动模块，编写智能小车避障应用程序，并完成测试。实验内容02实验原理实验原理通过超声测距模块计算角度在避障模式中，遇到墙面是比较常见的情况，小车遇到墙面时的示意图如图14-1所示。首先计算出需要旋转的角度(α),然后计算出旋转时长(小车通过旋转时间长短来控制转动角度),最后选择左转或右转一定角度，达到避开墙面的目的。实验原理通过超声测距模块计算角度超声测距模块的感应角度只有15°,当它与被检测物体之间的倾角大于15°时，超声测距模块发出的超声波将会被反弹到其他方向，超声波在经过多次反射之后才有可能传回超声测距模块，使得检测精度大大降低。这样的误差具有随机性，与实验环境有关。实验原理通过超声测距模块计算角度如图14-1所示，小车与墙面间的倾角(β)一般大于15°,所以不能根据x、y和z的测量距离来计算α角。而舵机转动时，舵机与小车的相对角度是已知的，因此这里用搜寻法计算α角。实验原理通过超声测距模块计算角度如图14-1所示，小车与墙面间的倾角(β)一般大于15°,所以不能根据x、y和z的测量距离来计算α角。而舵机转动时，舵机与小车的相对角度是已知的，因此这里用搜寻法计算α角。实验原理通过超声测距模块计算角度如图14-1所示，小车与墙面间的倾角(β)一般大于15°,所以不能根据x、y和z的测量距离来计算α角。而舵机转动时，舵机与小车的相对角度是已知的，因此这里用搜寻法计算α角。通过超声测距模块计算角度

舵机计算角度的流程图如图14-2所示。这里设置了最小旋转时长，因为旋转时长过短将导致小车转向失败，最小值应不低于150ms。实验原理避障模式流程

避障模式流程图如图14-3所示，下面介绍其中的关键部分。(1)智能小车检测到无障碍物或踏空，继续前进。(2)小车检测到有障碍物后稍微后退，起到的作用是紧急刹车。(3)小车检测到左、右均有障碍物，表明小车遇到了墙角，此时可以根据小车与两面墙之间的距离差异来选择左转或右转。实验原理03实验步骤步骤1:复制文件并编译原始工程

首先，将“D:STM32KeilTest\Material\12.避障应用实验”文件夹复制到“D:\STM32KeilTesttProduct”文件夹中。然后，双击运行“D:STM32KeilTestProduct12.避障应用实验\Project”文件夹中的STM32KeilPrj.uvprojx,参见4.3节步骤1验证原始工程，若原始工程正确，则进入下一步操作。实验步骤实验步骤步骤3:完善AvoidObstacle.h文件

首先，在AvoidObstacle.c文件的“包含头文件”区，添加代码#include"Avoidobstacle.h",完成添加后，单击圈按钮进行编译。编译结束后，在Project面板中，双击AvoidObstacle.c下的AvoidObstacle.h。在AvoidObstacle.h文件中，添加防止重编译处理代码，如程序清单14-1所示。实验步骤实验步骤步骤4:完善AvoidObstacle.c文件在AvoidObstacle.c文件的“包含头文件”区添加头文件，如程序清单14-3所示。实验步骤步骤4:完善AvoidObstacle.c文件在AvoidObstacle.c文件的“枚举结构体定义”区，添加结构体StructAvoidProc的声明代码，如程序清单14-5所示。StructAvoidProc用于存储避障模式中的各种参数，下面按照顺序介绍其中的成员变量。(1)obstacleSts为有障碍标志，其值为1时，表示小车遇到障碍；为0时，小车正常前进。(2)leftDis表示小车左侧(舵机135°)超声测距结果。(3)rightDis表示小车右侧(舵机45°)超声测距结果。(4)directDis表示小车正前方(舵机90°)超声测距结果。(5)speedLower表示小车前进速度，1800～2400为最佳，最大不能超过7200。(6)spcedFaster表示小车左、右旋转速度，小车在左、右旋转时需要较大的速度，以6400左右为最佳，最大不要超过7200。(7)spinTime表示小车左、右旋转的时间。实验步骤步骤5:完善避障应用层

在Common.c文件的“包含头文件”区添加头文件，如程序清单14-10所示。实验步骤步骤6:编译及下载验证

代码编写完成并编译成功后，将程序下载到STM32微控制器中。下载完成后，调节智能小车左、右两侧的避障模块和正下边的寻迹模块。调节好后按KEY₁