上一期的內(nèi)容中，我給大家介紹了如何使用觸碰傳感器檢測障礙物和避障，今天我們?cè)賮碚f說如何使用顏色傳感器和超聲波傳感器檢測障礙物和避障。

使用顏色傳感器

在大多數(shù)情況下，EV3顏色傳感器并不適合用于障礙物檢測。顏色傳感器尋找的是由物體反射回傳感器的光線，非常適合用于檢測任務(wù)場地上的標(biāo)記，但并不適合檢測機(jī)器人何時(shí)與障礙物接觸。

理論上說，我們可以讓顏色傳感器面向前方，當(dāng)它無法檢測到反射光時(shí)，就是與其他物體接觸了，但是陰影或光照條件的變化可能會(huì)讓顏色傳感器出現(xiàn)誤判。

在巧妙的結(jié)構(gòu)的幫助下，我們也可以使用EV3顏色傳感器進(jìn)行障礙物檢測，如搭建一個(gè)特殊的接觸杠，當(dāng)按下接觸杠時(shí)，顏色傳感器可以讀取不同的光值。下圖顯示了這樣的結(jié)構(gòu)。

將顏色傳感器安裝在一組黑色科技梁上，當(dāng)接觸杠處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，科技梁遮住了顏色傳感器，所以傳感器的讀數(shù)很小；但是當(dāng)按下接觸杠時(shí)，如下圖所示，移開顏色傳感器前面的科技黑梁，傳感器可以讀取到較大的光值。

使用顏色傳感器時(shí)，無論接觸杠關(guān)閉還是打開，外部光源都可能會(huì)影響傳感器讀取的光值，因此最好對(duì)顏色傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。

使用這種接觸杠的EV3代碼與使用觸動(dòng)傳感器的代碼非常相似。在下圖的代碼示例中，只要顏色傳感器檢測到黑色，機(jī)器人就向前移動(dòng)；一旦顏色傳感器不再看到黑色，機(jī)器人將停止然后后退。

使用超聲波傳感器

EV3超聲波傳感器適合在任務(wù)場地中檢測大型物體。傳感器發(fā)出超聲波并接收由物體表面反射回來的反射波，傳感器根據(jù)聲波返回所需的時(shí)間來確定距離，超聲波傳感器應(yīng)該被安裝在水平位置以獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)，使用厘米單位時(shí)檢測效果最好。傳感器無法準(zhǔn)確讀取小于3cm的距離，此外，當(dāng)物體距離傳感器超過25cm時(shí)，傳感器的精度會(huì)降低。超聲波傳感器的最佳范圍為3~25cm。傳感器的左側(cè)是接收器，也就是說傳感器從右側(cè)發(fā)出超聲波，所以檢測右側(cè)的物體時(shí)信號(hào)較強(qiáng)。

計(jì)算物體與機(jī)器人超聲波之間的距離時(shí)，可以在EV3程序塊內(nèi)置的查看功能中查看超聲波傳感器的讀數(shù)，嘗試不同的位置，看看檢測特定物體時(shí)哪一個(gè)位置給出的測量值是最一致的。如果在類似FLL比賽中使用超聲波傳感器時(shí)，傳感器的安裝高度應(yīng)該低于比賽臺(tái)的側(cè)墻。如果另一個(gè)賽臺(tái)的機(jī)器人也使用了超聲波傳感器，則兩個(gè)機(jī)器人的超聲波信號(hào)可能會(huì)互相干擾，讓傳感器的高度低于賽臺(tái)側(cè)墻，可以避免這種干擾。

超聲波傳感器在檢測較大的平坦的物體時(shí)工作效果很好，但它不能精確檢測較小或弧形表面的物體。就如在2010年FLL“智能交通”比賽中，有一些機(jī)器人必須檢測的“感應(yīng)墻”，機(jī)器人可以撞倒它們或者繞過它們。如果我們的比賽策略是讓機(jī)器人繞過“感應(yīng)墻”，那么使用接觸杠或觸動(dòng)傳感器檢測“感應(yīng)墻”肯定不是理想方式。這堵墻大而平坦，使用超聲波傳感器可以完美完成任務(wù)，所以用超聲波傳感器檢測墻壁非常適宜。在下圖中，我們可以看到DemoBot上安裝了超聲波傳感器，正在檢測“感應(yīng)墻”。

上圖所示的EV3代碼用超聲波傳感器檢測障礙物，機(jī)器人向前移動(dòng)，檢測到前方的物體后停止并向右轉(zhuǎn)，以避免撞上障礙物。

在機(jī)器人上使用超聲波傳感器時(shí)，一定要注意可能進(jìn)入傳感器視野中的意外物體。在許多比賽中，裁判或團(tuán)隊(duì)成員可能必須要拿掉比賽場地中的某些掉落的物體。大家要小心，不要讓機(jī)器人檢測到進(jìn)入賽臺(tái)的人員，否則機(jī)器人會(huì)認(rèn)為自己遇到了障礙物，從而改變路徑。

通過上期和本期的介紹，我們了解到利用傳感器是讓機(jī)器人更加智能的最佳方式。能夠通過環(huán)境信息進(jìn)行導(dǎo)航的機(jī)器人可以更好地處理任務(wù)場地的變化或差異。大家快快用起來吧！

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總結(jié)

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