6ES7315-2AF01-0AB0紅外避障模塊設計

　　在小車行進過程中遇到障礙物，6ES7315-2AF01-0AB0無法正常通過時，采用紅外線檢測器檢測障礙物，并設計算法控制小車繞開障礙物繼續(xù)尋跡前進。在小車前端兩側分別安裝1個紅外發(fā)射二極管（如東芝TLN110）進行紅外信號的發(fā)射，紅外線光源發(fā)出的信號調制到38kHz，使用2407A的PWM輸出產生精確的信號。紅外接收器由安裝在車頭*的紅外接收模塊（如CRVPl738）對紅外信號進行接收。小車前進路線中障礙物的判斷原則：a.左邊紅外發(fā)射二極管發(fā)射信號，檢測*接收端，判斷是否接收到信號；b.右邊紅外發(fā)射二極管發(fā)射信號，檢測*接收端，判斷是否接收到信號；c.若左邊發(fā)射時，有信號接收則小車左邊有障礙物；若右邊發(fā)射時，有信號接收則小車右邊有障礙物；若左邊和右邊發(fā)射時，都有信號接收則小車正前方有障礙物。

　　6ES7315-2AF01-0AB0在小車前進過程中有三種避障算法：沿左邊行走，沿右邊行走，左右相結合行走。本設計要實現(xiàn)在多種環(huán)境下都能避障，所以選擇左右結合行走的算法。在小車左、右側兩側等比例安裝若干紅外測距傳感器（GP2D12），用于防止小車在避障過程中與障礙物發(fā)生碰撞，由于GP2-D12輸出為0.4~2.4V的模擬信號，對應80~10cm距離，輸出與距離成反比關系，且為非線性，可直接利用2407A集成的A/D轉換功能，進行A/D轉換得到相應參數(shù)，根據(jù)參數(shù)由 DSP進行相應處理，進行避障前進。在避障過程中，采用接近式控制策略，維持障礙物和傳感器之間的距離為一固定常數(shù)，當兩者距離偏小時，機器人向遠離障礙物的方向旋轉；當兩者距離偏大時，向靠近障礙物的方向旋轉。小車沿障礙物行進過程中，在車頭底部光電傳感器檢測到黑線時，小車開始調整行進姿勢，遠離障礙物，繼續(xù)尋跡。另外在小車無法成功繞過障礙物繼續(xù)尋跡時，可以通過無線通信模塊控制小車繞過障礙物使其繼續(xù)尋跡。

　　2.4 6ES7315-2AF01-0AB0無線通信模塊設計

　　6ES7315-2AF01-0AB0在機器人無法成功避障的情況下，可通過DSP與上位機（PC機）之間的通信協(xié)作來完成避障任務。DSP與PC機之間的通信方式分為有線和無線兩種，多數(shù)采用串行通信。在本設計中采用無線通信方式，可以克服有線通信造成的操作不便。PTR2000是基于nRF401器件的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，具有低頻發(fā)射、靈敏度高的特點，使其在嵌入式短程無線產品中得到廣泛的應用。要實現(xiàn)DSP與PC機之間的無線通信，需在DSP與小車車體分別安裝一個 PTR2000器件，其系統(tǒng)硬件結構框圖如圖4所示。通過2407A的RXD和TXD引腳與PTR2000的DO和DI引腳直接相連，2407A的控制引腳與PTR2000模式控制引腳相連完成PTR2000于DSP之間的連接，通過采用MAX232器件在PTR2000和計算機串口進行RS-232和 TTL電平之間的轉換后，完成PTR2000和PC機串口的連接。在DSP和PC機端軟件配合設置PTR2000的狀態(tài)（發(fā)射或接收），選擇固定的通信頻道，并讓PTR2000一直處于正常工作狀態(tài)，再通過設計軟件系統(tǒng)實現(xiàn)無線通信的功能。

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