红外避障小车实验

红外避障小车实验报告

一、实验简介

在本实验中，我们在“创意之星”模块化学习套件所提供的机械构件基础上，组装出四轮驱动式小车结构。利用机器人的控制器和系统程序，通过多传感器融合技术结合逻辑判断算法对智能小车的运行状态进行实时调控，最终实现自主探路、判断及选择正确的行进路线功能，完成自主躲避障碍物的任务。

二、实验目的

（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组

装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。

（3）通过 NorthStar 的流程图功能，实现简单的逻辑控制（4）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能

（5）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，

解决问题。

三、实验器材

计算机（ 1 台）；标准版控制器（ 1 个）；红外接近传感器（ 2 个）；红外测距传感器（ 1 个）；直流电源（ 1 个）；充电器（ 1 个）；数字舵机（ 4 个）；多功能调试器（ 1 个）；轮子（ 4 个）；螺丝刀（ 1 个）； KD （ 4 个）； L3-1 （ 4 个）； U3H （ 5 个）；I7 （ 1 个）；螺丝和垫片（若干）

四、实验原理

利用红外传感器，其优点是对近距离的障碍物反应速度灵敏，不同方位的传感器之间信号不会相互干扰，最终选择红外传感器作为小车的眼睛，进行避障。

由于本次实验小车轮子没有实现转弯功能，所以通过设定左右两组轮子的不同前进速度来实现转弯功能。当向右转时，左侧轮子的速度要比右侧轮子的前进速度快，反之实现左转功能，此设计需小心谨慎，防止出现轮子不同步，无法实现转弯功能。

五、实验内容

（ 1 ）搭建智能小车，掌握基本构型的组装方法，主要包括舵机和轮子的连接、传感器的安装以及舵机和传感器的接线

（ 2 ）通过编程控制智能小车的前进、后退、变速以及转向（ 3 ）将控制策略的流程图用真正的程序语言实现，并下载到

控制器上，实现智能小车自主躲避障碍物的功能

六、程序设计

1.程序流程图

当前方没有障碍物的的时候车就一直直走。如果前方遇到障碍物，左右两个红外判断，左侧有障碍物，则小车做右转运动。直至左红外感应不到障碍物，这时小车恢复直走。

如果左方，右方均有障碍物，则小车先后退，默认向右转，直至前左方，右方任一方向没有障碍，则此时小车开始直走。

2、设计程序

根据程序流程图，应用程序软件进行小车避障程序设计，通过不同的if，while语句的判断进行小车转弯的程序设计（在进行程序设计时要注意判断条件的设定），设计完成后，下载到控制器，进行小车避障的检测，并发现问题进行相应的改进。七、实验小结

（1）通过本次红外避障小车实验，使我了解了机器人小车执行各种功能的原理和利用的器件。了解了小车最基本的前进后退转弯的工作原理，了解了小车如何寻线行驶，了解小车如何避障和寻找目标。

（2）让我亲身感受到传感器在机器人工作中的运用，可以说，机器人每做一个任务都离不开传感器，从避障，找目标物等等任务中完全体现出来。

（3）体验到实际操作与理论的差别，例如，理论上只要调好程序，就可以完全做到精确地寻线行驶，但是实际中会出现外部因素的改变，周围物体对小车判断的各种影响

红外避障小车，经过多次反复的验证，再经过多次的整体软硬件结合的调试，不断地对程序进行优化，小车完成了各项功能。管脚的设定尤为重要。