DO VIS：Arduino+超声波实现自主避障解决方案整理
本帖最后由 DOVIS666 于 2016-9-12 00:06 编辑DO VIS： APM开源自动避障系列教学贴 第一课开课啦！！！
http://www.moz8.com/thread-78864-1-1.html?x=41152
看教学，请移步
感谢这一路上大家的支持！我会搜集资料后，不定期更新！（如有侵权，立即删除）==============更新日记
2016.7.24 首发
7.24更新Arduino智能避障小车（带超声波舵机云台）8。10 和狼哥筹备详细教学视频已经得到狼哥一套apm飞控 希望有条件的摩友能够赞助一下小弟 ！项目完成后可以原件返回 谢谢！
超声波原理介绍（动手前必读）：
https://yunpan.cn/c6sDFDExyNkJK （提取码：**** Hidden Message *****）
在此我总结了几种关于超声波避障的解决方案，希望能给大家提供帮助
=================================================
智能避障小车
硬件：SR04超声波模块
智能小车开发板
面包板
9G舵机
智能避障小车源代码：
//====================================================================
//智能小车超声波避障实验(有舵机)
//程序中电脑打印数值部分都被屏蔽了，打印会影响小车遇到障碍物的反应速度
//调试时可以打开屏蔽内容Serial.print，打印测到的距离
//本实验控制速度的pwm值和延时均有调节，但还是配合实际情况，实际电量调节数值
//=============================================================================
//#include <Servo.h>
#include <LiquidCrystal.h> //申明1602液晶的函数库
//申明1602液晶的引脚所连接的Arduino数字端口，8线或4线数据模式，任选其一
//LiquidCrystal lcd(12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2); //8数据口模式连线声明
LiquidCrystal lcd(3,4,7,8,11,12,13); //4数据口模式连线声明
int Echo = A5;// Echo回声脚(P2.0)
int Trig =A4;//Trig 触发脚(P2.1)
int Front_Distance = 0;//
int Left_Distance = 0;
int Right_Distance = 0;
int Left_motor_back=9; //左电机后退(IN1)
int Left_motor_go=5; //左电机前进(IN2)
int Right_motor_go=6; // 右电机前进(IN3)
int Right_motor_back=10; // 右电机后退(IN4)
int key=A0;//定义按键 A0 接口
int beep=A1;//定义蜂鸣器 A1 接口
int servopin=2;//设置舵机驱动脚到数字口2
int myangle;//定义角度变量
int pulsewidth;//定义脉宽变量
int val;
void setup()
{
Serial.begin(9600); // 初始化串口
//初始化电机驱动IO为输出方式
pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM)
pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
pinMode(key,INPUT);//定义按键接口为输入接口
pinMode(beep,OUTPUT);
// pinMode(SensorRight, INPUT); //定义右循迹红外传感器为输入
// pinMode(SensorLeft, INPUT); //定义左循迹红外传感器为输入
//pinMode(SensorRight_2, INPUT); //定义右红外传感器为输入
//pinMode(SensorLeft_2, INPUT); //定义左红外传感器为输入
//初始化超声波引脚
pinMode(Echo, INPUT); // 定义超声波输入脚
pinMode(Trig, OUTPUT); // 定义超声波输出脚
lcd.begin(16,2); //初始化1602液晶工作 模式
//定义1602液晶显示范围为2行16列字符
pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口
}
//=======================智能小车的基本动作=========================
//void run(int time) // 前进
void run() // 前进
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);// 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,165);//PWM比例0~255调速，左右轮差异略增减
analogWrite(Right_motor_back,0);
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);// 左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,160);//PWM比例0~255调速，左右轮差异略增减
analogWrite(Left_motor_back,0);
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}
void brake(int time)//刹车，停车
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW);
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
digitalWrite(Left_motor_go,LOW);
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
delay(time * 100);//执行时间，可以调整
}
void left(int time) //左转(左轮不动，右轮前进)
//void left() //左转(左轮不动，右轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,200);
analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,0);
analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}
void spin_left(int time) //左转(左轮后退，右轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,150);
analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
analogWrite(Left_motor_go,0);
analogWrite(Left_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}
void right(int time)
//void right() //右转(右轮不动，左轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机后退
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,0);
analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,200);
analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}
void spin_right(int time) //右转(右轮后退，左轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机后退
digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
analogWrite(Right_motor_go,0);
analogWrite(Right_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,150);
analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}
void back(int time) //后退
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW);//右轮后退
digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
analogWrite(Right_motor_go,0);
analogWrite(Right_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW);//左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
analogWrite(Left_motor_go,0);
analogWrite(Left_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}
//==========================================================
void keysacn()//按键扫描
{
int val;
val=digitalRead(key);//读取数字7 口电平值赋给val
while(!digitalRead(key))//当按键没被按下时，一直循环
{
val=digitalRead(key);//此句可省略，可让循环跑空
}
while(digitalRead(key))//当按键被按下时
{
delay(10); //延时10ms
val=digitalRead(key);//读取数字7 口电平值赋给val
if(val==HIGH)//第二次判断按键是否被按下
{
digitalWrite(beep,HIGH); //蜂鸣器响
while(!digitalRead(key)) //判断按键是否被松开
digitalWrite(beep,LOW); //蜂鸣器停止
}
else
digitalWrite(beep,LOW); //蜂鸣器停止
}
}
float Distance_test() // 量出前方距离
{
digitalWrite(Trig, LOW); // 给触发脚低电平2μs
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(Trig, HIGH);// 给触发脚高电平10μs，这里至少是10μs
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(Trig, LOW); // 持续给触发脚低电
float Fdistance = pulseIn(Echo, HIGH);// 读取高电平时间(单位：微秒)
Fdistance= Fdistance/58; //为什么除以58等于厘米，Y米=（X秒*344）/2
// X秒=（ 2*Y米）/344 ==》X秒=0.0058*Y米 ==》厘米=微秒/58
//Serial.print("Distance:"); //输出距离（单位：厘米）
//Serial.println(Fdistance); //显示距离
//Distance = Fdistance;
return Fdistance;
}
void Distance_display(int Distance)//显示距离
{
if((2<Distance)&(Distance<400))
{
lcd.home(); //把光标移回左上角，即从头开始输出
lcd.print(" Distance: "); //显示
lcd.setCursor(6,2); //把光标定位在第6行，第2列
lcd.print(Distance); //显示距离
lcd.print("cm"); //显示
}
else
{
lcd.home(); //把光标移回左上角，即从头开始输出
lcd.print("!!! Out of range"); //显示
}
delay(250);
lcd.clear();
}
void servopulse(int servopin,int myangle)/*定义一个脉冲函数，用来模拟方式产生PWM值*/
{
pulsewidth=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值
digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平置高
delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平置低
delay(20-pulsewidth/1000);//延时周期内剩余时间
}
void front_detection()
{
//此处循环次数减少，为了增加小车遇到障碍物的反应速度
for(int i=0;i<=5;i++) //产生PWM个数，等效延时以保证能转到响应角度
{
servopulse(servopin,90);//模拟产生PWM
}
Front_Distance = Distance_test();
//Serial.print("Front_Distance:"); //输出距离（单位：厘米）
// Serial.println(Front_Distance); //显示距离
//Distance_display(Front_Distance);
}
void left_detection()
{
for(int i=0;i<=15;i++) //产生PWM个数，等效延时以保证能转到响应角度
{
servopulse(servopin,175);//模拟产生PWM
}
Left_Distance = Distance_test();
//Serial.print("Left_Distance:"); //输出距离（单位：厘米）
//Serial.println(Left_Distance); //显示距离
}
void right_detection()
{
for(int i=0;i<=15;i++) //产生PWM个数，等效延时以保证能转到响应角度
{
servopulse(servopin,5);//模拟产生PWM
}
Right_Distance = Distance_test();
//Serial.print("Right_Distance:"); //输出距离（单位：厘米）
//Serial.println(Right_Distance); //显示距离
}
//===========================================================
void loop()
{
keysacn(); //调用按键扫描函数
while(1)
{
front_detection();//测量前方距离
**** Hidden Message *****
http://www.moz8.com/forum.php?mod=image&aid=150545&size=300x300&key=885ca07a5906dc6c&nocache=yes&type=fixnone
（为什么图片太大传不上去啊啊啊啊啊{:1_10:}）
基于QQ飞控的单向无人机避障系统
硬件 ：QQ飞控
一块Arduino nano
sr04的超声波传感器
源代码：
code：
// uav.ino
#include<Servo.h>;
**** Hidden Message *****
那么我们可以得到这样的结果：如果测出的距离是130或0那么变量delta就为0。如果距离是100，那么delata就是30，所以我的目的是给飞机一个0-130的雷达范围，当距离为130或者大于130时则系统认为是没有障碍物的，当有障碍物进入范围后，这个delta的作用就是测出障碍物进入雷达范围边缘的距离，也可以理解为超边缘距离，而后，将这个delta除以4，作用是给delta做一个比例P，这个比例P的大小为1/4即25%。最后，将delta作用在OUTELE = OUTELE - delta;这样就实现了飞机遇到障碍物后，会根据障碍物的远近做出避让，障碍物越近，那么delta越大，臂章动作越大，实现避开障碍的目的。而刚刚我说到测出的距离是0或大于130都要赋值130，现在你已经知道为什么大于等于130要赋值成130，但可能会问为什么distance等于0的时候也要赋值130，这里要和sr（）函数里的
distance = pulseIn(EchoPin, HIGH , 8000) / 58.00;有关系，这里有一个8000微秒的超时时间，这个值确定了当脉冲反馈的时间大于这个值时，那么函数就认为超时，那么就会得出0的值，原因是距离太长后，在8000微秒的检测时间内脉冲还没有反馈回系统，就认为这个脉冲不会回来了，所以等价于距离过长也认为是大于等于130的条件值。8000微秒的超时时间一般能检测130mm-140mm的长度，超过就会是0，而我设置的130则是考虑一些外界干扰因素让判断范围更保守一些，这个道理相当于你用尺子去测一个1米左右的物体，你肯定更愿意选择1米5量程的尺子去。
此文讲解一个探测方向的实现方法和内容，全方位的探测系统道理一样，以此类推，但需要注意声波脉冲的相互干扰误判！
http://www.moz8.com/forum.php?mod=image&aid=150529&size=300x300&key=ece786fb2846a4ea&nocache=yes&type=fixnone
作者：Leonardo ARDUINO中文社区 （侵删）
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想找很久啦啦啦啦 好帖子
谢谢分享，正需要呢。支持一下。 来溜达溜达逛逛，顺便顶顶帖子，赚点牛币，就可以下载东西了
啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦，楼主好厉害，加油
什么时候讲和APM的通信还有APM的避障啊？还有电路连接图怎么没有。
很实用但又高档的技术资料。学习了！ 可以看一看吗？
看看 。。有没有接线图啊？ 本帖最后由 DOVIS666 于 2016-7-24 17:28 编辑
希望大家踊跃回帖！
一楼字数限制 将战场转移到二楼
硬件：arduino2560板
源代码：
#include<Servo.h>//The Arduino Mega has an additional four: numbers 2 (pin 21), 3 (pin 20), 4 (pin 19), and 5 (pin 18).
int ppm1 = 2;
int ppm2 = 3;
unsigned long rc1_PulseStartTicks, rc2_PulseStartTicks;
volatile int rc1_val, rc2_val;
int OUTAIL, OUTELE; //输出
////////////////////////////超声波值///////////////////
int distance1 = 300, distance2 = 300, distance3 = 300, distance4 = 300;
//////////////////////////超声波针脚定义///////////////
int input1 = 22, input2 = 24, input3 = 30, input4 = 32;
int output1 = 23, output2 = 25, output3 = 31, output4 = 33;
Servo AIL;
Servo ELE;
void setup()
{
// 电平变化即触发中断
attachInterrupt(0, rc1, CHANGE);
attachInterrupt(1, rc2, CHANGE);
////////////////////////////////
AIL.attach(8);
ELE.attach(9);
pinMode(ppm1, INPUT);
pinMode(ppm2, INPUT);
pinMode(input1, INPUT);
pinMode(output1, OUTPUT);
pinMode(input2, INPUT);
pinMode(output2, OUTPUT);
pinMode(input3, INPUT);
pinMode(output3, OUTPUT);
pinMode(input4, INPUT);
pinMode(output4, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void rc1()
{ // did the pin change to high or low?
if (digitalRead( ppm1 ) == HIGH)
rc1_PulseStartTicks = micros(); // store the current micros() value
else
rc1_val = micros() - rc1_PulseStartTicks;
}
void rc2()
{
// did the pin change to high or low?
if (digitalRead( ppm2 ) == HIGH)
rc2_PulseStartTicks = micros();
else
rc2_val = micros() - rc2_PulseStartTicks;
}
void loop() {
Sonar();//超声波函数
Avoidance (); //避障函数
OUTAIL = map(rc1_val, 1010, 2007, 47, 144);
OUTELE = map(rc2_val, 1010, 2007, 47, 144);
AIL.write(OUTAIL);
ELE.write(OUTELE);
Print();//串口输出
}
void Sonar ()
{
//第一个超声波/前
digitalWrite(output1, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(output1, HIGH);
delayMicroseconds(10);
distance1 = pulseIn(input1, HIGH);
distance1 = distance1 / 58;
distance1 = constrain(distance1, 10, 300);//限制量程
delay(2);
//第二个超声波/后
digitalWrite(output2, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(output2, HIGH);
delayMicroseconds(10);
distance2 = pulseIn(input2, HIGH);
distance2 = distance2 / 58;
distance2 = constrain(distance2, 10, 300);
delay(2);
//第三个超声波/左
digitalWrite(output3, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(output3, HIGH);
delayMicroseconds(10);
distance3 = pulseIn(input3, HIGH);
distance3 = distance3 / 58;
distance3 = constrain(distance3, 10, 300);
delay(2);
//第四个超声波/右
digitalWrite(output4, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(output4, HIGH);
delayMicroseconds(10);
distance4 = pulseIn(input4, HIGH);
distance4 = distance4 / 58;
distance4 = constrain(distance4, 10, 300);
delay(2);
}
void Avoidance ()
{
if (distance2 <= 80)
{ //前进,后有障碍物
if ((OUTELE <= 97) && (OUTELE >= 93))
{
ELE.write(102);
}
else
{ int PTELE1; int NOW_ELE1;
PTELE1 = 95.5 - OUTELE;
abs (PTELE1);
NOW_ELE1 = OUTELE + PTELE1;
ELE.write(NOW_ELE1);
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////
if (distance1 <= 80)
{ //后退,前有障碍物
if ((OUTELE <= 97) && (OUTELE >= 93))
{
ELE.write(87);
}
else
{
int PTELE2;
int NOW_ELE2;
PTELE2 = 95.5 - OUTELE;
abs (PTELE2);
NOW_ELE2 = OUTELE - PTELE2;
ELE.write(NOW_ELE2);
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////
if (distance4 <= 80)
{ //左飞,右有障碍物
if ((OUTAIL <= 97) && (OUTAIL >= 93))
{
AIL.write(102);
}
else
{ int PTAIL3;
int NOW_AIL3;
PTAIL3 = 95.5 - OUTAIL;
abs (PTAIL3);
NOW_AIL3 = OUTAIL + PTAIL3;
AIL.write(NOW_AIL3);
}
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////
if (distance3 <= 80)
{ //右飞,左有障碍物
if ((OUTAIL <= 97) && (OUTAIL >= 93))
{
AIL.write(87);
}
else
{
int PTAIL4;
int NOW_AIL4;
PTAIL4 = 95.5 - OUTAIL;
abs (PTAIL4);
NOW_AIL4 = OUTAIL - PTAIL4;
AIL.write(NOW_AIL4);
}
}
}
void Print()
{
Serial.print("INAIL=");
Serial.print(rc1_val);
Serial.print(" INELE=");
Serial.print(rc2_val);
Serial.print(" OUTAIL=");
Serial.print(OUTAIL);
Serial.print(" OUTELE=");
Serial.print(OUTELE);
Serial.print(" distance1=");
Serial.print(distance1);
Serial.print(" distance2=");
Serial.print(distance2);
Serial.print(" distance3=");
Serial.print(distance3);
Serial.print(" distance4=");
Serial.print(distance4);
Serial.println();
delay(5);
}
作者：sievent234 ARDUINO中文社区 （侵删）
感谢分享，技术贴狼来顶~~ 正需要非常感谢 ！
飞天狼 发表于 2016-7-24 14:55 static/image/common/back.gif
感谢分享，技术贴狼来顶~~
感谢！我会持续更新！
继续关注支持，快点做好哦 感谢分享！ 顶一个。。。。。。。。。。。。。。 顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶 太高深，还没到那个境界，只能帮顶 谢了。楼主！！ yaozicao 发表于 2016-7-24 17:45
太高深，还没到那个境界，只能帮顶
感谢支持其实动手就能完成！源代码已经公布 把代码复制上去就行！ louzhu haobanga楼主好厉害 {:1_1:} 继续关注支持 求看提取码
厉害 支持楼主，持续关注中 楼主好人啊，虽然说看不懂代码 z674163666 发表于 2016-7-24 23:15 static/image/common/back.gif
楼主好人啊，虽然说看不懂代码
小兄弟，你看我像好人吗http://www.moz8.com//mobcent//app/data/phiz/default/06.png