基于单片机的无人避障小车系统设计

雷 丹

(四川信息职业技术学院，四川 广元 628017)

0 引言

随着科技的发展和进步，采用机器人替代人工来探知一些危险区域或人类不能直接到达的地域，要求探测机器人在行进中可以实时检测周围的障碍物，然后根据检测结果设计出合理的运行轨迹，保证机器人可以安全抵达任何位置。本文以自动避障功能为主要研究对象，选取合适的障碍物探测方式及避障控制算法，完成整个无人避障小车系统的设计。

1 系统设计方案

根据目前特殊行业的需求，本文设计了无人避障小车，主要从以下几个方面提出了相应的设计方案。

1.1 障碍物检测设计

本文采用了超声波传感器和红外传感器，超声波传感器采用HC-SR04，该传感器探测距离为2 cm～450 cm，探测角度为15°，工作电压为5 V，可以由单片机直接供电。为了实现无人避障小车180°的测距，增加了可旋转360°伺服舵机来带动超声波传感器进行测距，伺服舵机的转动角度分别设计为0°、90°、180°，使得超声波测距范围形成一个封闭的半圆形结构。由于超声波测距有一个测距周期，当没有达到该测距周期时就使用红外传感器来代替超声波传感器进行障碍物的检测，这是对超声波传感器的一个时间上的补偿，这样就能更加精确地对外界环境进行检测。

1.2 控制算法设计

超声波传感器需要在0°、90°、180°三个方位上分别进行数据检测，每个方位上单次检测会获得5组数据，分别为d1、d2、d3、d4、d5，然后采用冒泡排序法对5组数据进行计算，得出较为精确的结果。……