基于樹莓派的避障機器人研究

吳金文 湯林浩 陳名杰

摘 要：本項目基于樹莓派控制技術，設計并實現(xiàn)了一種智能避障機器人方案。本設計使用樹莓派系統(tǒng)模塊、紅外控制模塊、超聲波控制模塊和電機驅(qū)動模塊等硬件模塊組成機器人。實現(xiàn)機器人前進、偵測前進道路上的障礙物、自動避開等操作，最終實現(xiàn)自動避障控制功能。

關鍵詞：樹莓派；避障；紅外傳感器；超聲波傳感器；模塊化

中圖分類號：TP242.6 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）03-0176-02

Research on Obstacle Avoidance Robot Based on Raspberry Pi

WU Jinwen，TANG LinHao，CHEN Mingjie

（Pujiang College of Nanjing Technology University，Nanjing 211112，China）

Abstract：Based on Raspberry Pi control technology，an intelligent obstacle avoidance robot is designed and implemented in this project. This design uses raspberry system module，infrared control module，ultrasonic control module and motor drive module to build robots. The robot can move forward and detect obstacles and automatic avoidance on the way ahead，and ultimately achieve automatic obstacle avoidance control function.

Keywords：Raspberry Pi；obstacle avoidance；infrared sensor；ultrasonic sensor；modularization

0 引 言

本課題選擇了Raspberry Pi開發(fā)平臺作為避障機器人的核心，并自主選擇了零配件進行了研究組裝，對小車自主行動避障的程序進行了編程。機器人避障，通俗地說就是讓機器人能夠自主避開障礙物的行為。

1 項目設計方案

系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。主要由電池組、主控、電機、模塊傳感器等部分組成，各系統(tǒng)設計如下：

機器人通過兩節(jié)3.7V鋰電池提供7.4V的直流電壓，并通過穩(wěn)壓電路為系統(tǒng)提供直流穩(wěn)壓電源。經(jīng)電機驅(qū)動板分別驅(qū)動4只1：48直條雙軸減速馬達，來驅(qū)動四只車輪，以達到穩(wěn)定、快速運行的基本需求。電機驅(qū)動板上的IN1、2、3、4連接樹莓派GPIO1、4、5、6口。樹莓派主板不另供電，使用降壓模塊降低電壓，后通過樹莓派上Micro接口進行供電。另在硬件主板上設置多個供電的公頭，后期各功能模板可直接利用杜邦線進行連接。

1.1 黑線循跡功能的設計

紅外反射式傳感器由紅外發(fā)射管和接受管組成。紅外發(fā)射管發(fā)射出波長為940nm的紅外線，照射到白色物體后反射最強，照射到黑色物體時反射最弱，反射信號被光電二極管接收后引起接收端電流變化，然后由微控制器產(chǎn)生高低電平來控制電機驅(qū)動模塊工作。……