基于超声波传感器的测距巡航机器人避障方法研究.doc

摘要：随着科学技术的不断进步，人类开发机器人越来越先进，机器人也在逐渐脱离人类的实时控制，变得越来越智能。想要让它们自主运动的重要前提，就是能提前发现并及时躲避运动方向上的障碍物。

本文介绍了一种基于超声波传感器的测距巡航机器人。使用Arduino这一新型集成单片机作为开发环境。详细介绍了小车的硬件组成、软件设计、避障的方法与优势及试验的结果。本设计选取Arduino单片机为控制核心，使用超声波传感器发出和接收信号，在单片机内处理信息来达到避障的目的。当传感器检测到小车前方1m有障碍物时，蜂鸣器报警，同时小车右转一定角度，右转过后并不是直接前进而是选择继续声波探测。如果前方1m内没有检测到障碍物则继续向前进，否则继续右转并检测。通过不断检测并判断的过程来实现实时避障。

硬件设计的方面，系统选择Arduino单片机作为控制核心，用超声波距离传感器检测与障碍物之间的距离，以L298N模块驱动两个直流电机，实现小车的灵活运动，达到自动避障的目的。软件设计方面，利用Arduino语言编程，通过编程语言来指挥小车的动作。实现小车根据外部情况，能够自主选择，做出前进、后退和右转等动作，从而避障。本设计具有一定的实际运用意义。

关键词：超声波传感器；Arduino单片机；智能避障

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1课题的工程背景、目的和意义-1

1.2超声波传感器-1

1.2.1超声波传感器的研究背景-1

1.2.2超声波传感器的应用-2

1.3.Arduino单片机-3

1.3.1Arduino单片机简介-3

1.3.2Arduino单片机发展现状-4

1.4避障巡航机器人的研究意义和目的-5

1.5论文的主要内容-5

第二章 测距巡航机器人的总体设计-6

2.1设计原理与方法-6

2.2硬件设计-6

2.3软件设计-7

2.3.1Arduino UNO-7

2.3.2Arduino编程软件-8

2.4实验前期准备-9

第三章 硬件模块-10

3.1各模块的基本性能-10

3.1.1单片机模块-10

3.1.2超声波避障模块-10

3.1.3电机驱动模块-11

3.1.4供电模块-12

3.2连线-13

3.2.1电机驱动模块的连线-13

3.2.2超声波模块的的连线-13

3.2.3供电模块的连线-13

3.2.4超声波避障小车总体连线-14

第四章 软件设计-16

4.1软件设计总体思路-16

4.2程序分块详细说明-16

4.2.1主函数-16

4.2.2小车前进程序-17

4.2.3小车停止程序-18

4.2.4小车后退程序-18

4.2.5小车右转程序-19

4.2.6小车按键控制启动程序-20

4.2.7检测障碍物并右转程序-20

第五章 编译与调试-22

5.1程序的编译-22

5.2程序的调试-23

第六章 总结与展望-24

致  谢-25

参考文献-26

附录-27