雙超聲波防撞小車系統(tǒng)設(shè)計
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圖2 超聲波傳感器空間方位
其中d 為R1 與R2 的距離，z1、z2 分別為物體到各個接收端的距離 ，如果直接這樣計算就會過于復(fù)雜，普通單片機處理的話耗時較多， 于是我們提出了一種基于計算二者距離差來大致判斷物體位置的方法。一般來講小車只關(guān)心在車前方的物體，我們設(shè)定一個距離參數(shù)l代表前方障礙物與小車的水平距離，再設(shè)定一個距離參數(shù)h，代表前方障礙物與小車的垂直距離。我們可以由下面的關(guān)系推導(dǎo)出h， l， d與z2-z1的關(guān)系(公式3---公式6)。
將公式6想減的兩項做除法不難發(fā)現(xiàn)第一項始終大于第二項，所以z2-z1是關(guān)于l的增函數(shù)， 同時隨著h的減小，z2-z1同樣會變大，也就是說當(dāng)障礙物體靠近小車時，如果其偏離了小車的中心(即不會撞到)有一個明顯的特征為其z2-z1的值會比較大，我們可以取d=5cm h=30cm， 讓l在[10cm，30cm]間變化，做出的曲線如圖3所示，各個物理量的幾何關(guān)系見圖4 。
圖3 z2-z1與l的關(guān)系
圖4 各個物理量的幾何關(guān)系
不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)l距離在[10cm，30cm](h 30cm)區(qū)間時，z2-z1的差將 > 4cm.據(jù)此我們設(shè)定了一個閾值4cm，當(dāng)檢測到差值大于4cm，不需要做任何剎車控制，直接直行通過，通過這樣簡單的計算判斷，我們可以有效避免由于偏離小車中心的障礙物靠小車過近造成的z1，z2的值過小，從而引來可能的剎車誤判。在做這個項目時，我們采用的車模體積不大，因此設(shè)計的閾值等不是很大，若應(yīng)用到實際車模中時可根據(jù)情況改變閾值的大小。
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