Arduino避障循迹小车
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更新于2023-12-29
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《Arduino 设计及应用》课程报告 - 基于 Arduino 的简易循迹避障小车
1. 项目内容
本项目旨在利用 Arduino UNO 开发一个具备避障和循迹功能的小车,以展示自动控制技术在自动驾驶领域的基本应用。小车采用三轮设计,前两轮动力驱动,通过超声波测距模块与循迹模块协同工作,实现在预设轨迹上行驶并避开障碍物。
2. 项目总体设计
硬件系统由 Arduino UNO 单片机、L298N 电机驱动模块、循迹模块和避障模块(超声波模块 HC-SR04)构成。电源由3节3.3V干电池提供,Arduino负责控制电机运动,通过灰度传感器监测小车位置,超声波模块则用于探测前方障碍物,实现避障功能。
3. 项目功能及详细设计
3.1 驱动电机实现基本的移动
小车移动的关键在于电机驱动。由于Arduino无法直接驱动大功率电机,因此使用L298N电机驱动模块。L298N可接受Arduino的数字信号,将其转化为控制电机转速和方向的电压和电流。3.3V电池为电机提供动力,确保电机稳定运行。
3.2 超声波测距完成避障
超声波传感器HC-SR04发出脉冲,测量回波时间来计算与障碍物的距离。当检测到距离小于预设安全阈值时,Arduino将控制小车转向避开障碍物。这一功能是小车自主导航的基础,确保在遇到物体时能作出反应。
3.3 循迹
循迹模块通常包括一组灰度传感器,用于识别黑白线条之间的对比度变化。小车上安装的八路灰度传感器持续监测地面颜色,根据传感器读数调整两动力轮的转速,从而使小车保持在黑色轨迹上行驶。通过实时调整,小车能在复杂环境中保持路径。
3.4 全部代码
完整的代码实现包括初始化设置、传感器读取、电机控制以及避障和循迹算法。代码需要编写函数来处理传感器数据,决定电机动作,并根据避障需求实时调整行驶策略。
4. 总结
该项目展示了Arduino作为控制器在自动化系统中的应用潜力。尽管这个简易小车仅适用于简单场景,它揭示了基础的自动控制原理和传感器集成技术。随着技术的发展,更精确的传感器和复杂算法将进一步提升小车的智能水平,使之适应更多复杂环境。本设计作为一个基础平台,为更高级的自动驾驶研究提供了起点。
Pierce..
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