基于Arduino的麦轮的避障算法

### Arduino麦轮小车避障算法实现方案 #### 1. 硬件配置 基于Arduino的麦轮小车避障系统通常由以下几个部分组成： - **核心控制器**: 使用Arduino UNO作为主控芯片[^1]。 - **传感器模块**: HC-SR04超声波测距模块用于检测障碍物距离，配合舵机(SG90)扩展测量范围[^3]。 - **驱动模块**: L298N电机驱动模块负责控制四个麦轮电机的转向和速度。 #### 2. 工作原理 麦轮小车通过多个自由度的运动方式能够灵活改变方向。其避障逻辑主要依赖于前方、左侧以及右侧三个方向上的障碍物距离数据采集与分析。具体流程如下： - 当前无任何一侧存在低于预设阈值内的物体时，保持直行状态； - 若正前方发现近距离目标，则暂停动作，并启动舵机带动超声探头旋转至两侧指定角度位置分别获取左右两区域的实际数值； - 经过短暂延时确保读数准确性之后传回给单片机处理单元进行下一步决策操作；如果某一侧的数据表明该处空间较为开阔（即大于设定的安全间距），则优先选择朝向这一边转弯规避风险源后再恢复常规轨迹推进模式直至再次触发新的状况为止。 #### 3. 关键代码片段 以下是简化版的核心程序框架供参考学习之用: ```cpp #include <Servo.h> #define trigPin 9 #define echoPin 10 int distanceFront; // 前方距离变量定义 float angleStep = 45; unsigned long lastTime; // 初始化伺服对象实例化过程省略... void setup(){ Serial.begin(9600); } void loop(){ checkObstacle(); delay(100); } void checkObstacle(){ servo.write(90); // 设置初始正面扫描角为90° delay(500); distanceFront=getDistance(); if(distanceFront<SAFE_DISTANCE){ stopCar(); scanAndDecidePath(); } } void scanAndDecidePath(){ int distances[3]; unsigned char angles[] ={45,90,135}; for(int i=0;i<=2;i++){ servo.write(angles[i]); delay(700); distances[i]=getDistance(); } decideDirection(distances); moveForward(); } bool decideDirection(int *dist){ bool flag=false; float maxDist=*max_element(&dist[0],&dist[sizeof(dist)/sizeof(*dist)]); switch(findIndex(maxDist,dist)){ case LEFT_TURN_INDEX: turnLeft(); break; default : turnRight(); break;} return true; } double getDistance(){ digitalWrite(trigPin,HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin,LOW); long duration=pulseIn(echoPin,HIGH); return (duration/2)*0.0343; } ``` 上述代码实现了基本的功能需求，其中包含了几个重要环节如初始化设置、实时监测环境变化情况并通过相应措施作出反应等功能点[^2]。 #### 4. 注意事项 - 在实际应用过程中需要注意调整各个参数比如安全距离`SAFE_DISTANCE`,以适应不同场景下的精确程度要求。 - 对于舵机控制方面，《Servo.h》库提供了便捷的方法来生成标准PWM信号从而有效操控SG90型号产品的工作姿态变换等问题解决办法已经提及过了，在此不再赘述[^4]。