一.功能说明
- 基于Arduino的智能避障小车能够自动行驶前进，当前方有障碍物时，使用超声波测距模块检测小车和障碍物间的距离，结合控制算法，自动判断一条可以安全前进的路线，使智能小车不会碰撞到任何障碍物。
- 注：后续将增加红外遥控、蓝牙遥控、WiFi遥控、自动循迹等多种功能的讲解。
二.硬件组成
基于Arduino的智能避障小车硬件主要包括：Arduino UNO核心控制板，L298N电机驱动模块、HC-SR04超声波测距模块、SG90 舵机模块、12V电源稳压模块。
三.编程软件
使用官方开源软件Arduino IDE，没有使用其他外部库，软件安装完成后即可运行智能避障源代码。
四.智能避障源代码
#include <Servo.h>
//超声波
#define trigPin 2
#define echoPin 4
//舵机
#define pwmPin 3
//A代表右电机
#define ENA 6
#define inPinA1 7
#define inPinA2 8
//B代表左电机
#define ENB 5
#define inPinB1 12
#define inPinB2 13
//由于硬件原因导致左右电机转速不同，需根据实际情况进行小车直线行驶调节，确定左右电机速度
const int speedA = 80;//右电机速度
const int speedB = 93;//左电机速度
Servo myServo;
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(inPinA1,OUTPUT);
pinMode(inPinA2,OUTPUT);
pinMode(inPinB1,OUTPUT);
pinMode(inPinB2,OUTPUT);
pinMode(trigPin,OUTPUT);
pinMode(echoPin,INPUT);
Serial.begin(9600);
pinMode(pwmPin,OUTPUT);
//使用servo库时 电机PWM调速应避开9和10引脚 否则会导致PWM调速失效
myServo.attach(pwmPin);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
//舵机恢复到中间位置
servoRun(90);
float value1 = 0;
Serial.print("value1: ");
value1 = getDistance();
//距离前方障碍物小于25cm时
if(value1 < 25)
{
//小车停止
stopA();
stopB();
float value2 = 0;
float value3 = 0;
//舵机转到最右侧45度
servoRun(45);
Serial.print("value2: ");
value2 = getDistance();
//舵机转到最左侧135度
servoRun(135);
Serial.print("value3: ");
value3 = getDistance();
//舵机恢复到中间位置
servoRun(90);
//距离左方和右方障碍物均小于25cm时
if(value2 < 25 && value3 < 25)
{
//前方、左方、右方具有障碍物时
//后退
backwardPwm(speedA, speedB);
delay(250);
//右转
forwardRight(speedB);
delay(250);
}
else if(value2 >= value3)
{
//前方和左方有障碍物时 右转
forwardRight(speedB);
delay(250);
}
else if(value2 < value3)
{
//前方和右方有障碍物时 左转
forwardLeft(speedB);
delay(250);
}
}
else
{
//无障碍物时 前进
forwardPwm(speedA, speedB);
}
}
//获取超声波模块测量的距离
float getDistance()
{
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
float valueCM = 0;
valueCM = float(pulseIn(echoPin,HIGH)*17/1000);
Serial.print(valueCM);
Serial.println("cm");
delay(100);
return valueCM;
}
//侍服电机旋转的角度取值范围（0~179）
void servoRun(int angle)
{
myServo.write(angle);
delay(500);//需延时等待超声波模块稳定
}
//PWM调节小车前进速度
void forwardPwm(int valueA,int valueB)
{
forwardPwmA(valueA);
forwardPwmB(valueB);
}
//PWM调节右电机正转
void forwardPwmA(int value)
{
analogWrite(ENA, value);
digitalWrite(inPinA1,LOW);
digitalWrite(inPinA2,HIGH);
}
//PWM调节左电机正转
void forwardPwmB(int value)
{
analogWrite(ENB, value);
digitalWrite(inPinB1,LOW);
digitalWrite(inPinB2,HIGH);
}
//右电机停止
void stopA()
{
analogWrite(ENA, HIGH);
digitalWrite(inPinA1,LOW);
digitalWrite(inPinA2,LOW);
}
//左电机停止
void stopB()
{
analogWrite(ENB, HIGH);
digitalWrite(inPinB1,LOW);
digitalWrite(inPinB2,LOW);
}
//value:0~255
//PWM调节小车后退速度
void backwardPwm(int valueA,int valueB)
{
backwardPwmA(valueA);
backwardPwmB(valueB);
}
//PWM调节右电机反转
void backwardPwmA(int value)
{
analogWrite(ENA, value);
digitalWrite(inPinA1, HIGH);
digitalWrite(inPinA2, LOW);
}
//PWM调节左电机反转
void backwardPwmB(int value)
{
analogWrite(ENB, value);
digitalWrite(inPinB1, HIGH);
digitalWrite(inPinB2, LOW);
}
//小车左转
void forwardLeft(int value)
{
stopB();
forwardPwmA(value);
}
//小车右转
void forwardRight(int value)
{
stopA();
forwardPwmB(value);
}
说明：
- 驱动模块使用参考本专栏文章《基于Arduino的L298N电机驱动模块使用》。
- 舵机模块使用参考本专栏文章《基于Arduino的SG90舵机驱动》。
- 超声波模块使用参考本专栏文章《基于Arduino的超声波测距模块HC-SR04》。
- 智能避障控制方法参考本专栏文章《基于Arduino的智能避障小车的控制方法》。