树莓派智能车AlphaBot教程——红外避障与超声波避障
摘要
避障就是小车遇到障碍物时，能够改变移动方向，避开障碍物，而不至于撞上障碍物。避障首先要有传感器可以检测到障碍物，常见的避障有红外避障和超声波避障两种。
一、红外避障
如下为AlphaBot2红外避障部分的原理图。红外传感器ST188主要有两部分，红外发射管和红外接收管。红外发射管发出红外光,没有障碍物时,红外接收管接收不到红外光，处于几乎截至的状态。ASR端处于高电平状态。当遇到障碍物时，反射回来被红外接收管接收，接收管慢慢开始导通，ASR端的电压慢慢降低。ASR端的电压随着障碍物的距离变化，障碍物越近时，ASR端电压越低。
LM393为两路比较器。IN1- 端输入的为电位器电压，IN1+端输入的为传感器模拟输出电压。
当IN1+电压比IN-电压高时，OUT1输出高电平。此时LED灯不亮。
当IN1+电压比IN-电压低时，则OUT1输出低电平。此时LED灯亮。表示检测到障碍物。
由此可知。调节电位器的电压可以调节红外传感器的探测距离。当调节到LED灯刚好熄灭时，检测距离最远。如果LED灯常亮或者一直不亮可以调节电位器。使LED灯处于刚好熄灭的状态。
二、超声波避障
超声波测距模块有四个针脚，除了电源(VCC)和地(GND)，还有发射管脚 TRIG 和接收管脚 ECHO。
控制原理： 超声波测距原理是当发送的超声波遇 到物体后被反射回来，被接收端接收。 通过发送信号到接收到回响信号时间 间隔可以算得距离。
以上时序图表明超声波的控制原理。模块工作时IO口给至少10μs的高平信号控制TRIG触发测距。模块将自动发射8个40kHz的方波，并且自动检测是否有信号返回。若有信号返回，通过ECHO输出一个高电平，而高电平的持续时间就是超声波发射到返回的时间。根据声音传播的速度和时间我们可以测出距离：测量距离=（测量时间*声音速度）/2。声 音的传播速度通常按 340m/s 来计算。
红外检测反应快，直接通过读取管脚电平可以判断是否有障碍物，但是检测距离短，容易受太阳光干扰。超声波检测距离长，当同时检测时间也长，而且超声波会反射，当前方障碍物平面不是在小车正前方，与小车形成夹角时测量的距离有可能不准。
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