尘产辞迟2.0教学-超音波感测应用.辫诲蹿
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本文介绍了超音波的原理及其在自动驾驶和智能机器人中的应用，包括超音波测距和避障自走车的设计。具体案例包括自动避障车、往返巡逻车、自动跟随车和自动减速暂停车。文中还详细阐述了尘产辞迟2超音波模块的控制指令与程序设计方法。
尘产辞迟2.0教学-超音波感测应用.辫诲蹿
- 1. 超音波感測應用 Revised on November 2, 2022 ? 超音波原理與應用 ? mBot2 超音波模組與控制指令 ? 設計自動避障自走車 ? 設計往返巡邏自走車 ? 設計自動跟隨自走車 ? 設計自動減速暫停自走車
- 2. ? 超音波 (ultrasound) 是指頻率超過人類耳朵可以聽到的臨界值 20KHz 之聲波或振動 ? 音速 = 331.31 1 . ? 在??氣壓、25°C 時音波在空氣中之波速約為 346 M/s ? 鯨豚或蝙蝠利用生物聲納 (biosonar) 回音定位 (echolocation) 來捕捉 獵物或躲避障礙物 超音波測距原理 1/2 2 Emitted Wave of Bat Reflected Wave of Prey
- 3. ? 來回距離 = 發射超音波至接收到反射波之時間 * 音速 ? 距離 = (發射超音波至接收到反射波之時間 * 音速) / 2 ? Distance(cm) = duration*346(M/s)/2 = duration*34600/1000000(cm/us)/2 = duration*0.0346(cm/us)/2 超音波測距原理 2/2 3
- 5. ? 左側為超音波發射器 (Transmitter)，用來發射42KHz的超音波訊號 ? 右側為超音波接收器 (Receiver)，接收反射回來的超音波 ? 配置氛圍燈 (8顆藍色LED) ? 檢測範圍：5cm?300cm ? 誤差值：±5% mBot2超音波模組 5 發射器 接收器 ① ② ③ ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧
- 6. ? 距離檢測 (超過測量範圍時，距離回傳值都是 300) ? 氣氛燈控制 mBot2超音波模組控制指令 6
- 7. ? 編輯程式 ? 點擊「Go」按鈕 ? 手掌在超音波感測器前移動，觀察CyberPi LCD顯示的數值變化情形 檢測超音波模組傳回值 7
- 8. ? 功能要求 ? 按下 CyberPi 按鈕 B，mBot2 開始前進 ? mBot2 超音波偵測到前方 15 公分內有障礙物時，後退 0.6 秒，之後隨機左 轉或右轉後前進，自動避開障礙物 ? 按下 CyberPi 按鈕 A，停止動作 設計自動避障自走車 1/2 8 15cm
- 10. ? 功能要求 ? 按下 CyberPi 按鈕 B，mBot2 開始前進 ? mBot2 超音波偵測到前方 10 公分內有障礙物時，迴轉 180 度後繼續前進 ? 按下 CyberPi 按鈕 A，停止動作 ? 設計注意事項 ? 視需要調校迴轉角度度 設計往返巡邏自走車 1/2 10
- 12. ? 功能要求 ? 當手靠近 mBot2 前方 30 公分內，mBot2 進入跟隨模式 ? mBot2 自動前進或後退，隨時與手保持約 10 公分距離 ? 設計注意事項 ? 須調校跟隨反應時間及緩衝距離 設計自動跟隨自走車 1/2 12 10cm
- 13. 設計自動跟隨自走車 2/2 ? 參考程式 ? 建立 distance 及 follow 變數 13
- 14. ? 功能要求 ? 按下 CyperPi 按鈕 B，mBot2 以 75 RPM速度開始前進 ? 當前方 30 公分有障礙物時開始減速，距障礙物5公分時停止；障礙物排除 後繼續以75%動力前進 ? 按下 CyperPi 按鈕 A，停止動作 設計自動減速暫停自走車 1/3 14 開始減速 30cm 停止 5cm
- 15. ? 參考程式 ? 建立 speed、distance 變數 設計自動減速暫停自走車 2/3 15