初级机器人技术与实践第六章：步行机器人的红外避障运动

第六章步行机器人的红外避障运动回顾IR（红外）检测器有内置的光滤波器，只允许980nm红外线通过（光速为3*108m/s，则此波长的红外线频率为3*1014Hz）。IR（红外）检测器还有一个电子滤波器，只允许频率大约38.5kHz的信号通过。FREQOUT命令主要用来输出精确定时的高低压电平，其实际工作范围是1到32.768KHz。太阳光是直流干涉光源（0Hz）。室内光依赖于所在区域的主电源，闪烁频率接近100或120Hz。命令FREQOUT8,1,38500

向P8发送持续1毫秒的38.5

kHz的高低压电平信号。当红外检测器没有检测到由红外二极管发射的38.5kHz红外信号时，输出状态是高电平；检测到红外信号时，其输出变为低电平。红外探测器接收到红外信号后，其输出状态处于低电平的时间不到1毫秒，因此发送完FREQOUT命令后应立即将红外探测器的输出状态存储到变量中。串联电阻小时，发光二极管更亮，可以检测更远的物体。尽管FREQOUT命令的最高设计发射信号频率只有32.768kHz，但未经过滤的FREQOUT输出信号包括了一系列谐波，这些谐波包含38.5kHZ的谐波。下图（a）中显示的是由命令

FREOUTPin,Period,27036

发射的信号，通过调整电子接收器，比如我们要使用的红外检测器，可以检测到被称之为谐波的信号成分。拓展FREOUTPin,Period,27036(b)基本谐波，(c)三阶谐波。图(c)中显示的三阶谐波也可以直接通过输入命令如FREQOUTPin,Period,38500来控制。如需40kHz谐波，可用命令：FREQOUTPin,Period,40000InputoutputSyntax:

INPUTPinFunction

Makethespecifiedpinaninput.Pinisavariable/constant/expression*(0-15)thatspecifieswhichI/Opintosettoinputmode.

Syntax:

OUTPUTPinFunction

Makethespecifiedpinanoutput.Pinisavariable/constant/expression*(0-15)thatspecifieswhichI/OpintosettooutputmodeToddlerProgram6.1:InfraredPairsDisplay红外传感器接线图左右该你了！输入并执行程序6.1。该程序使用了BASICStamp的编辑器调试终端，因此在执行时请将串口线与步行机器人连接。执行程序6.1时，让红外线检测装置指向一个使附近任何可能反射回来红外线都无法接收的方向。最好的办法就是让步行机器人指向天花板。调试终端窗口显示的左右红外检测返回的值都应该是“1”。把你的手放到红外检测对的前面，相应检测对对应的调试终端显示窗口的检测值应该从“1”变为“0”。移开你的手，相应的检测显示应当返回“1”状态。这个现象应该对每个检测对都有效，你也应当可以把你的手放在两个检测对的前面，让两个检测输出显示都从“1”变为“0”。

如果红外检测对通过了这些测试，你就可以准备继续下面的实验，否则，检查你的程序和电路的错误。采用比38.5kHz高的频率对红外检测对进行实验，比如39.0，39.5，40.0，40.5和41KHz。通过逐步向红外检测对移动一个物体，观察在哪个距离开始让红外检测对的输出从“1”变为“0”，确定不同频率下可以检测的最大距离。物体检测和避碰运动红外线检测对提供了步行机器人所需的避碰运动信息。一个简单的避碰程序能让机器人在一个屋子里随意行走而不会发生碰撞。当然障碍物必须足够高，以使步行机器人的红外检测器可以检测到。ToddlerProgram6.2:ObjectDetectionandAvoidance该程序使用了一些新的编程技术，这些技术非常有用。该程序声明了sensors（传感器）变量，这是一个半字节（四位）长RAM变量。在传感器变量这四个位中，只使用了最低的两位。0位用于存储左边检测的输出，1位用于存储右边检测的输出。

FREQOUTlEmitter,1,38500

'Sendfreqoutsignal-left

IRLED.sensors.BIT0=lInput

'StoreIRdetectoroutputinRAM.FREQOUTrEmitter,1,38500

'RepeatfortherightIRpair.sensors.BIT1=rInput二进制值十进制值基于传感器输出状态值的分支动作

00000rInput=0和lInput=0,

两个红外检测装置均检测到物体，机器人后退

00011rInput=0和lInput=1,

右边的红外检测装置检测到物体，机器人左转

00102rInput=1和lInput=0,

左边的红外检测装置检测到物体，机器人右转

00113rInput=1和lInput=1,

两个红外检测装置均没有检测到物体，机器人前进LOOKUPsensors,[Backward,PivotLeft,PivotRight,Forward],Mx挑战课题你可以重新排列LOOKUP命令中的地址表，以使步行机器人碰到障碍物时执行不同的动作。一个有趣的实验是用Forward地址代替Backward地址。这样在Lookup地址列表中将有两个Forward实例，但这不是一个问题。另外，也可以交换Le