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DO VIS:Arduino+超声波实现自主避障解决方案整理

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发表于 2016-7-24 14:13:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 DOVIS666 于 2016-9-12 00:06 编辑

DO VIS: APM开源自动避障系列教学贴 第一课开课啦!!!
http://www.moz8.com/thread-78864-1-1.html?x=41152

看教学,请移步






感谢这一路上大家的支持!我会搜集资料后,不定期更新!(如有侵权,立即删除)==============更新日记
2016.7.24   首发
7.24  更新Arduino智能避障小车(带超声波舵机云台)8。10 和狼哥筹备详细教学视频  已经得到狼哥一套apm飞控 希望有条件的摩友能够赞助一下小弟 !项目完成后可以原件返回 谢谢!


超声波原理介绍(动手前必读)

https://yunpan.cn/c6sDFDExyNkJK (提取码:
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复


在此我总结了几种关于超声波避障的解决方案,希望能给大家提供帮助
=================================================
智能避障小车
硬件:SR04超声波模块
           智能小车开发板
           面包板
           9G舵机

智能避障小车源代码:

//====================================================================
//  智能小车超声波避障实验(有舵机)
//  程序中电脑打印数值部分都被屏蔽了,打印会影响小车遇到障碍物的反应速度
//  调试时可以打开屏蔽内容Serial.print,打印测到的距离
//  本实验控制速度的pwm值和延时均有调节,但还是配合实际情况,实际电量调节数值
//=============================================================================
//#include <Servo.h>
#include <LiquidCrystal.h> //申明1602液晶的函数库
//申明1602液晶的引脚所连接的Arduino数字端口,8线或4线数据模式,任选其一
//LiquidCrystal lcd(12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2);   //8数据口模式连线声明
LiquidCrystal lcd(3,4,7,8,11,12,13); //4数据口模式连线声明

int Echo = A5;  // Echo回声脚(P2.0)
int Trig =A4;  //  Trig 触发脚(P2.1)

int Front_Distance = 0;//
int Left_Distance = 0;
int Right_Distance = 0;

int Left_motor_back=9;     //左电机后退(IN1)
int Left_motor_go=5;     //左电机前进(IN2)
int Right_motor_go=6;    // 右电机前进(IN3)
int Right_motor_back=10;    // 右电机后退(IN4)

int key=A0;//定义按键 A0 接口
int beep=A1;//定义蜂鸣器 A1 接口

int servopin=2;//设置舵机驱动脚到数字口2
int myangle;//定义角度变量
int pulsewidth;//定义脉宽变量
int val;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);     // 初始化串口
  //初始化电机驱动IO为输出方式
  pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
  pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
  pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM)
  pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
  pinMode(key,INPUT);//定义按键接口为输入接口
  pinMode(beep,OUTPUT);
  // pinMode(SensorRight, INPUT); //定义右循迹红外传感器为输入
  // pinMode(SensorLeft, INPUT); //定义左循迹红外传感器为输入
  //pinMode(SensorRight_2, INPUT); //定义右红外传感器为输入
  //pinMode(SensorLeft_2, INPUT); //定义左红外传感器为输入
  //初始化超声波引脚
  pinMode(Echo, INPUT);    // 定义超声波输入脚
  pinMode(Trig, OUTPUT);   // 定义超声波输出脚
  lcd.begin(16,2);      //初始化1602液晶工作                       模式
  //定义1602液晶显示范围为2行16列字符  
  pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口
}
//=======================智能小车的基本动作=========================
//void run(int time)     // 前进
void run()     // 前进
{
  digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);  // 右电机前进
  digitalWrite(Right_motor_back,LOW);     
  analogWrite(Right_motor_go,165);//PWM比例0~255调速,左右轮差异略增减
  analogWrite(Right_motor_back,0);
  digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);  // 左电机前进
  digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
  analogWrite(Left_motor_go,160);//PWM比例0~255调速,左右轮差异略增减
  analogWrite(Left_motor_back,0);
  //delay(time * 100);   //执行时间,可以调整  
}

void brake(int time)  //刹车,停车
{
  digitalWrite(Right_motor_go,LOW);
  digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
  digitalWrite(Left_motor_go,LOW);
  digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
  delay(time * 100);//执行时间,可以调整  
}

void left(int time)         //左转(左轮不动,右轮前进)
//void left()         //左转(左轮不动,右轮前进)
{
  digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);        // 右电机前进
  digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
  analogWrite(Right_motor_go,200);
  analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
  digitalWrite(Left_motor_go,LOW);   //左轮后退
  digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
  analogWrite(Left_motor_go,0);
  analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
  delay(time * 100);        //执行时间,可以调整  
}

void spin_left(int time)         //左转(左轮后退,右轮前进)
{
  digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);        // 右电机前进
  digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
  analogWrite(Right_motor_go,150);
  analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
  digitalWrite(Left_motor_go,LOW);   //左轮后退
  digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
  analogWrite(Left_motor_go,0);
  analogWrite(Left_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
  delay(time * 100);        //执行时间,可以调整  
}

void right(int time)
//void right()        //右转(右轮不动,左轮前进)
{
  digitalWrite(Right_motor_go,LOW);   //右电机后退
  digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
  analogWrite(Right_motor_go,0);
  analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
  digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
  digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
  analogWrite(Left_motor_go,200);
  analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
  delay(time * 100);        //执行时间,可以调整  
}

void spin_right(int time)        //右转(右轮后退,左轮前进)
{
  digitalWrite(Right_motor_go,LOW);   //右电机后退
  digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
  analogWrite(Right_motor_go,0);
  analogWrite(Right_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
  digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
  digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
  analogWrite(Left_motor_go,150);
  analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
  delay(time * 100);        //执行时间,可以调整   
}

void back(int time)          //后退
{
  digitalWrite(Right_motor_go,LOW);  //右轮后退
  digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
  analogWrite(Right_motor_go,0);
  analogWrite(Right_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
  digitalWrite(Left_motor_go,LOW);  //左轮后退
  digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
  analogWrite(Left_motor_go,0);
  analogWrite(Left_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
  delay(time * 100);     //执行时间,可以调整  
}
//==========================================================

void keysacn()//按键扫描
{
  int val;
  val=digitalRead(key);//读取数字7 口电平值赋给val
  while(!digitalRead(key))//当按键没被按下时,一直循环
  {
    val=digitalRead(key);//此句可省略,可让循环跑空
  }
  while(digitalRead(key))//当按键被按下时
  {
    delay(10);        //延时10ms
    val=digitalRead(key);//读取数字7 口电平值赋给val
    if(val==HIGH)  //第二次判断按键是否被按下
    {
      digitalWrite(beep,HIGH);                //蜂鸣器响
      while(!digitalRead(key))        //判断按键是否被松开
        digitalWrite(beep,LOW);                //蜂鸣器停止
    }
    else
      digitalWrite(beep,LOW);          //蜂鸣器停止
  }
}

float Distance_test()   // 量出前方距离
{
  digitalWrite(Trig, LOW);   // 给触发脚低电平2μs
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(Trig, HIGH);  // 给触发脚高电平10μs,这里至少是10μs
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(Trig, LOW);    // 持续给触发脚低电
  float Fdistance = pulseIn(Echo, HIGH);  // 读取高电平时间(单位:微秒)
  Fdistance= Fdistance/58;       //为什么除以58等于厘米,  Y米=(X秒*344)/2
  // X秒=( 2*Y米)/344 ==》X秒=0.0058*Y米 ==》厘米=微秒/58
  //Serial.print("Distance:");      //输出距离(单位:厘米)
  //Serial.println(Fdistance);         //显示距离
  //Distance = Fdistance;
  return Fdistance;
}  

void Distance_display(int Distance)//显示距离
{
  if((2<Distance)&(Distance<400))
  {
    lcd.home();        //把光标移回左上角,即从头开始输出   
    lcd.print("    Distance: ");       //显示
    lcd.setCursor(6,2);   //把光标定位在第6行,第2列
    lcd.print(Distance);       //显示距离
    lcd.print("cm");          //显示
  }
  else
  {
    lcd.home();        //把光标移回左上角,即从头开始输出  
    lcd.print("!!! Out of range");       //显示
  }
  delay(250);
  lcd.clear();
}

void servopulse(int servopin,int myangle)/*定义一个脉冲函数,用来模拟方式产生PWM值*/
{
  pulsewidth=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值
  digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平置高
  delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
  digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平置低
  delay(20-pulsewidth/1000);//延时周期内剩余时间
}

void front_detection()
{
  //此处循环次数减少,为了增加小车遇到障碍物的反应速度
  for(int i=0;i<=5;i++) //产生PWM个数,等效延时以保证能转到响应角度
  {
    servopulse(servopin,90);//模拟产生PWM
  }
  Front_Distance = Distance_test();
  //Serial.print("Front_Distance:");      //输出距离(单位:厘米)
// Serial.println(Front_Distance);         //显示距离
//Distance_display(Front_Distance);
}

void left_detection()
{
  for(int i=0;i<=15;i++) //产生PWM个数,等效延时以保证能转到响应角度
  {
    servopulse(servopin,175);//模拟产生PWM
  }
  Left_Distance = Distance_test();
  //Serial.print("Left_Distance:");      //输出距离(单位:厘米)
  //Serial.println(Left_Distance);         //显示距离
}

void right_detection()
{
  for(int i=0;i<=15;i++) //产生PWM个数,等效延时以保证能转到响应角度
  {
    servopulse(servopin,5);//模拟产生PWM
  }
  Right_Distance = Distance_test();
  //Serial.print("Right_Distance:");      //输出距离(单位:厘米)
  //Serial.println(Right_Distance);         //显示距离
}
//===========================================================
void loop()
{
  keysacn();           //调用按键扫描函数
  while(1)
  {
    front_detection();//测量前方距离
   
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(为什么图片太大传不上去啊啊啊啊啊{:1_10:}






基于QQ飞控的单向无人机避障系统
硬件 :  QQ飞控

         一块Arduino nano
         sr04的超声波传感器
源代码:
code:
// uav.ino

#include<Servo.h>;
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那么我们可以得到这样的结果:如果测出的距离是130或0那么变量delta就为0。如果距离是100,那么delata就是30,所以我的目的是给飞机一个0-130的雷达范围,当距离为130或者大于130时则系统认为是没有障碍物的,当有障碍物进入范围后,这个delta的作用就是测出障碍物进入雷达范围边缘的距离,也可以理解为超边缘距离,而后,将这个delta除以4,作用是给delta做一个比例P,这个比例P的大小为1/4即25%。最后,将delta作用在OUTELE = OUTELE - delta;这样就实现了飞机遇到障碍物后,会根据障碍物的远近做出避让,障碍物越近,那么delta越大,臂章动作越大,实现避开障碍的目的。而刚刚我说到测出的距离是0或大于130都要赋值130,现在你已经知道为什么大于等于130要赋值成130,但可能会问为什么distance等于0的时候也要赋值130,这里要和sr()函数里的
distance = pulseIn(EchoPin, HIGH , 8000) / 58.00;有关系,这里有一个8000微秒的超时时间,这个值确定了当脉冲反馈的时间大于这个值时,那么函数就认为超时,那么就会得出0的值,原因是距离太长后,在8000微秒的检测时间内脉冲还没有反馈回系统,就认为这个脉冲不会回来了,所以等价于距离过长也认为是大于等于130的条件值。8000微秒的超时时间一般能检测130mm-140mm的长度,超过就会是0,而我设置的130则是考虑一些外界干扰因素让判断范围更保守一些,这个道理相当于你用尺子去测一个1米左右的物体,你肯定更愿意选择1米5量程的尺子去。
此文讲解一个探测方向的实现方法和内容,全方位的探测系统道理一样,以此类推,但需要注意声波脉冲的相互干扰误判!


作者:Leonardo ARDUINO中文社区 (侵删)







QQ飞控 SR04.jpg
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 楼主| 发表于 2016-7-24 14:29:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 DOVIS666 于 2016-7-24 17:28 编辑

希望大家踊跃回帖!


一楼字数限制   将战场转移到二楼
硬件:arduino  2560板


源代码:
#include<Servo.h>//The Arduino Mega has an additional four: numbers 2 (pin 21), 3 (pin 20), 4 (pin 19), and 5 (pin 18).
int ppm1 = 2;
int ppm2 = 3;
unsigned long rc1_PulseStartTicks, rc2_PulseStartTicks;
volatile int rc1_val, rc2_val;
int OUTAIL, OUTELE; //输出
////////////////////////////超声波值///////////////////
int distance1 = 300, distance2 = 300, distance3 = 300, distance4 = 300;
//////////////////////////超声波针脚定义///////////////
int input1 = 22, input2 = 24, input3 = 30, input4 = 32;
int output1 = 23, output2 = 25, output3 = 31, output4 = 33;
Servo AIL;
Servo ELE;
void setup()
{
  // 电平变化即触发中断
  attachInterrupt(0, rc1, CHANGE);
  attachInterrupt(1, rc2, CHANGE);
  ////////////////////////////////
  AIL.attach(8);
  ELE.attach(9);
  pinMode(ppm1, INPUT);
  pinMode(ppm2, INPUT);
  pinMode(input1, INPUT);
  pinMode(output1, OUTPUT);
  pinMode(input2, INPUT);
  pinMode(output2, OUTPUT);
  pinMode(input3, INPUT);
  pinMode(output3, OUTPUT);
  pinMode(input4, INPUT);
  pinMode(output4, OUTPUT);
    Serial.begin(9600);
}
void rc1()
{ // did the pin change to high or low?
  if (digitalRead( ppm1 ) == HIGH)
    rc1_PulseStartTicks = micros();    // store the current micros() value
  else
    rc1_val = micros() - rc1_PulseStartTicks;
}
void rc2()
{
  // did the pin change to high or low?
  if (digitalRead( ppm2 ) == HIGH)
    rc2_PulseStartTicks = micros();
  else
    rc2_val = micros() - rc2_PulseStartTicks;
}
void loop() {

  Sonar();//超声波函数
  Avoidance (); //避障函数
  OUTAIL = map(rc1_val, 1010, 2007, 47, 144);
  OUTELE = map(rc2_val, 1010, 2007, 47, 144);
  AIL.write(OUTAIL);
  ELE.write(OUTELE);
  Print();//串口输出
}
void Sonar ()
{
  //第一个超声波/前
  digitalWrite(output1, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(output1, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  distance1 = pulseIn(input1, HIGH);
  distance1 = distance1 / 58;
  distance1 = constrain(distance1, 10, 300);//限制量程
  delay(2);
  //第二个超声波/后
  digitalWrite(output2, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(output2, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  distance2 = pulseIn(input2, HIGH);
  distance2 = distance2 / 58;
  distance2 = constrain(distance2, 10, 300);
  delay(2);
  //第三个超声波/左
  digitalWrite(output3, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(output3, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  distance3 = pulseIn(input3, HIGH);
  distance3 = distance3 / 58;
  distance3 = constrain(distance3, 10, 300);
  delay(2);
  //第四个超声波/右
  digitalWrite(output4, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(output4, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  distance4 = pulseIn(input4, HIGH);
  distance4 = distance4 / 58;
  distance4 = constrain(distance4, 10, 300);
  delay(2);
}
void Avoidance ()
{
  if (distance2 <= 80)
  { //前进,后有障碍物
    if ((OUTELE <= 97) && (OUTELE >= 93))
    {
      ELE.write(102);
    }
    else
    { int PTELE1; int NOW_ELE1;
      PTELE1 = 95.5 - OUTELE;
      abs (PTELE1);
      NOW_ELE1 = OUTELE + PTELE1;
      ELE.write(NOW_ELE1);
    }
  }
  //////////////////////////////////////////////////////////////////
  if (distance1 <= 80)
  { //后退,前有障碍物
    if ((OUTELE <= 97) && (OUTELE >= 93))
    {
      ELE.write(87);
    }
    else
    {
      int PTELE2;
      int NOW_ELE2;
      PTELE2 = 95.5 - OUTELE;
      abs (PTELE2);
      NOW_ELE2 = OUTELE - PTELE2;
      ELE.write(NOW_ELE2);
    }
  }
  //////////////////////////////////////////////////////////////////
  if (distance4 <= 80)
  { //左飞,右有障碍物
    if ((OUTAIL <= 97) && (OUTAIL >= 93))
    {
      AIL.write(102);
    }
    else
    { int PTAIL3;
      int NOW_AIL3;
      PTAIL3 = 95.5 - OUTAIL;
      abs (PTAIL3);
      NOW_AIL3 = OUTAIL + PTAIL3;
      AIL.write(NOW_AIL3);
    }
  }
  ////////////////////////////////////////////////////////////////////
  if (distance3 <= 80)
  { //右飞,左有障碍物
    if ((OUTAIL <= 97) && (OUTAIL >= 93))
    {
      AIL.write(87);
    }
    else
    {
      int PTAIL4;
      int NOW_AIL4;
      PTAIL4 = 95.5 - OUTAIL;
      abs (PTAIL4);
      NOW_AIL4 = OUTAIL - PTAIL4;
      AIL.write(NOW_AIL4);
    }
  }
}
void Print()
{
  Serial.print("INAIL=");
  Serial.print(rc1_val);
  Serial.print(" INELE=");
  Serial.print(rc2_val);
  Serial.print(" OUTAIL=");
  Serial.print(OUTAIL);
  Serial.print(" OUTELE=");
  Serial.print(OUTELE);
  Serial.print(" distance1=");
  Serial.print(distance1);
  Serial.print(" distance2=");
  Serial.print(distance2);
  Serial.print(" distance3=");
  Serial.print(distance3);
  Serial.print(" distance4=");
  Serial.print(distance4);
  Serial.println();
  delay(5);
}

作者:sievent234 ARDUINO中文社区 (侵删)

点评

太棒了~  发表于 2017-2-2 11:49
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    感谢分享,技术贴狼来顶~~
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     楼主| 发表于 2016-7-24 15:25:34 | 显示全部楼层
    飞天狼 发表于 2016-7-24 14:55
    感谢分享,技术贴狼来顶~~

    感谢!  我会持续更新!
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    发表于 2016-7-24 15:32:31 | 显示全部楼层
    继续关注支持,快点做好哦
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    发表于 2016-7-24 17:28:20 | 显示全部楼层
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    发表于 2016-7-24 17:45:20 | 显示全部楼层
    太高深,还没到那个境界,只能帮顶

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