邢强 虞凯西 谷玉之

摘 要： 为实现智能车在狭长通道内的避障，提出基于距离的间距平衡避障策略：控制小车沿两障碍物间距的中点方向前进，沿中间平衡通过。小车以STC12C5A60S2为主控单元，将两超声波测距传感器对称、垂直分布在车头前进方向；根据检测距离，单片机PCA模块产生PWM波控制舵机转向，实现无碳小车避障。该方法模仿生物视觉避障，建立基于距离参数构建间距平衡策略，实现在狭长通道下的单片机控制的实时避障，具有运算量小、运动灵敏、运行稳定等特点。实验表明，间距平衡避障策略，方法简单，并能有效实施实时避障。

关键词： 间距平衡； 避障策略； 超声波测距传感器； 生物视觉； 无碳小车； STC12C5A60S2

中图分类号： TN752.6?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）20?0097?03

Abstract： A distance?based spacing equilibrium obstacle avoidance strategy is proposed to realize obstacle avoidance of the intelligent vehicle running in the long narrow lane. The controlled vehicle moves ahead along the midpoint of the spacing between two obstacles， and passes in equilibrium. STC12C5A60S2 is taken as the main control unit of the vehicle， and two range?finding ultrasonic sensors are symmetrically and vertically installed on the head of the vehicle at the forward motion direction. The PCA module of the SCM generates PWM waves to control the rotation direction of the steering mechanism according to the detection distance， and realize obstacle avoidance for the carbon?free vehicle. In this method， biological vision is simulated for obstacle avoidance to establish the spacing equilibrium strategy based on distance parameters， so as to realize real?time SCM controlled obstacle avoidance in the long narrow lane. The method has characteristics of small computation quantity， flexible motion and stable operation. The experimental results show that the spacing equilibrium obstacle avoidance strategy is simple， and can effectively implement real?time obstacle avoidance.

Keywords： spacing equilibrium； obstacle avoidance strategy； range?finding ultrasonic sensor； biological vision； carbon?free vehicle； STC12C5A60S2

0 引 言

传统移动机器人避障法中的可视图法、栅格法、自由空间法等，仅可实现对障碍信息已知的环境避障。在智能避障法中，人们以障碍物为约束条件将路径规划转换为一个优化问题，研究集中于寻找最优序列配置的人工智能算法：如遗传算法[1]、 神经网络[2]和其他算法如粒子群（PSO）算法[3]、 Layer?iterative 梯度函数算法[4]、 基于多项式空间变换方法[5]。这些方法虽然最终可以找到最优序列，但都比较耗时，不利于在线操作[6]。

在仿生避障法中，人们提出基于光流的路径规划法[7?10]，通过光流参数构建平衡策略[11?12]，实现避障，在实时系统中表现良好。

要实现基于单片机的小车实时避障，需减小传感器的信号采集量与信号处理量。源自光流参数路径规划策略，以检测距离作为避障参数，构建间距平衡的避障策略。……