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实验九、机器人的距离检测 内容 测试红外各扫描频率的探测距离 尾随小车 跟踪黑色条纹带 9.1 测试红外各扫描频率的探测距离 9.1.1 红外探测距离的原理 右图显示的是一个特殊 品牌的红外线探测器数据表 （Panasonic PNA4602M）的 部分摘录。这个摘录显示了 红外线探测器在接收到频率 不同于38.5 kHz时红外线信 号时其敏感程度随频率变化 的曲线图。 例如，当你发送频率为40 kHz的信号给探测器时，它的灵敏度是频率为38.5 kHz的50%。如果红外LED发送频率为42 kHz，探测器的灵敏度是频率为38.5 kHz的20%左右。尤其是对于让探测器的灵敏度很底的频率，为了让探测器探测到红外线的反射，物体必须离探测器更近让反射的红外光更强。 最高灵敏度的频率可以探测最远距离的物体，较低灵敏度的频率可以探测距离较近的物体。 比如，选择5个不同频率，然后从最高灵敏度到最低灵敏度进行测试。首先尝试最高灵敏度频率，如果物体被探测到了，就让仅次于它的高灵敏度频率测试，观察是否可以探测到。依赖于探测器不能再检测到物体的红外线频率，我们就可以推断物体的大概位置。 实地测试 在实验八中，我们都对一对红外进行了测试。这里，我们对实验八中的测试程序 TestLeftIrPair.c稍作修改。先做这样的实验，以两个不同频率为例，调制两个频率的红外光，分别测试红外传感器的探测距离，比较测试结果。 编程时要做的工作 定时器模式选择（38KHz） 定时器的计数初值计算 距离的计算 unsigned int frequency[5] ={29370,31230,33050,35700,38460}; void FreqOut(unsigned int Freq) { time = 256 - (500000/Freq); //根据频率计算初值 TH0 = 0XFF; //高八位设FF TL0 = time; //低八位根据公式计算 TR0 = 1; //启动定时器 delay_nus(800); //延时 TR0 = 0; //停止定时器 } void Timer0_Interrupt(void) interrupt 1 //定时器中断服务函数 { LeftLaunch = ~LeftLaunch; //取反 TH0 = 0xFF; //重新设值 TL0 = time; } void Get_lr_Distances() { unsigned int count; leftdistance = 0; //初始化左边的距离 for(count = 0;count5;count++) { FreqOut(frequency[count]);//发射频率 irDetectLeft = LeftIR; printf(irDetectLeft = %d,irDetectLeft); if(irDetectLeft == 1) leftdistance++; } } 9.2 尾随小车 让一个宝贝车跟随 另一个宝贝车行走， 跟随的宝贝车，也叫 尾随车，必须知道 距离引导车有多远。 如果尾随车落在后面， 它必须能察觉并加速。 如果尾随车距离引导车 太近，它也要能察觉并 减速。如果当前距离正好合适， 它会等待直到测量距离变远或变近。 下图所示的方框图描述了宝贝车用到的比例控制过程的步骤，即宝贝车用右边的IR LED/探测器探测距离并用右边的伺服电机调节机器人之间的位置以维持适当的距离。 设定位置为2，说明我们想宝贝车维持它和任何它探测到的物体之间的距离是2。 如果测量的距离为4，距离太远。误差是设定值减去测量值的差，即2 - 4 = - 2 ，这在圆圈的左方以符号的形式指出，这个圆圈叫求和点。 接着，误差传入一个操作框。这个操作框显示，误差将乘以一个比例常数Kp。Kp的值为70。该操作框的输出显示为–2×70 = –140，这叫输出校正。 这个输出校正结果输入到另一个求和点，这时它与电机的零点脉冲宽度1500相加。相加的结果是1360，这个脉宽可以让电机大约以3/4全速顺时针旋转。这让宝贝车右轮向前、朝着物体的方向旋转。 （2）左侧电机 左边的IR LED/探测器以及左边的伺服电机的控制框图如图