戴文翔 孙智勇
摘要：有许多基于树莓派的汽车实验，如通过网页控制汽车；使用超声波避障...本文主要介绍使用红外避障的汽车。为了实现小车的避障功能，需要设计基于树莓派的智能避障小车。以树莓派为核心程序驱动器L298n电机驱动控制直流电机，控制汽车；利用红外避障传感器模块实时监控汽车与障碍物的距离，设计基于红外反射测距的避障算法。
关键词:避障车；红外避障；覆盆子派；L298n；程序实例
中图分类号：TP391 文献标识码：A 1007-9416(2018)01-0089-02
1 硬件设计
(1)避障车的硬件组成包括:车底盘、三轮(两个前轮、一个后轮)、两个直流电机、红外模块、红外避障传感器(2)、电源盒、移动电源(小)、无线网卡、覆盆子派。PS：在三个车轮中，两个前轮直接由直流电机驱动，后轮选择万向轮。
(2)电源部分：包括四节1.5V (5)电池，5000毫安移动电源。.5V (5号)电池为L298n提供6V5000毫安移动电源为树莓派提供稳定的5V电压。
(3)驱动部分:包括汽车底盘，L298n电机驱动、直流电机(2)、三轮(两个前轮和一个万向轮)。L298n驱动前轮，配合万向轮实现前进、后退和左右转向。
(4)主控部分:树莓派。树莓派通过L298n控制直流电机的旋转，全方位移动。覆盆子连接红外传感器模块，通过红外接发器实时测量与障碍物之间的距离。这样，汽车就可以在遇到障碍物之前避开它。最终实现智能回避。
(5)传感器部分:红外避障模块。红外传感器模块与覆盆子派相连。正常工作时，红外避障模块的工作电压为5V红外避障模块上的红外接发器在遇到障碍物时，电压会下降0.1V左右。进而产生信号，是树莓派执行避让语句。
2 软件设计
(1)通道建设及通道位置:L298n电机驱动可驱动两个直流电机。需要控制直流电机L298n四个端口：方向端IN1、IN2、IN3、IN4(PS：如果不需要使用，不要使用ENA、ENB以及板载5V拔掉能量端帽，保持高点平)。通过改变IN1、IN直流电机在四个端口的高低电频状态下正转或反转。树莓派通过引脚连接IN1、IN控制电机转向的二等端口。如图1所示如图1所示：
(2)初始化GPIO端口:不要忘记设置信息通道(channel)之后，还要定义GPIO代码如下：
(3)定义基本方向:避障是基本方向 树莓派选择调用组成，因此需要在这里定义最基本的基本移动方式。代码如下：
(4)红外避障:
一般来说，红外避障是指覆盆子派利用红外避障模块收集的信息（离障碍物的距离）在接近障碍物时呼叫基本方向避免。代码如图2所示：
3 结语
树莓的实验远不止智能汽车，但要熟练进行实验操作，需要在树莓派所使用Linux以及基于指令的需要Linux的nano和vim编译器进行性学习。同样的语言基础是必不可少的。在大多数情况下，Python是Linux默认编译语言(安装了一些覆盆子派Windows此时系统需要C语言)，因此需要加深正确性Python的学习。适当理解一些图像WinSCP这种辅助程序会减少我们在实验中的麻烦。