避障高手

概述

实时避障是无人机安全飞行的关键保障。在本项目中，你将学习如何开发实时避障系统。

你将学到什么

• 避障算法原理
• 人工势场法
• 向量场直方图（VFH）
• 动态窗口法（DWA）

所需材料

物品	数量	说明
已安装测距传感器的无人机	1	VL53L0X、TOF 传感器
电脑	1	安装 VS Code + ESP-IDF 环境
USB 数据线	1	用于编程
室内环境	1	放置障碍物

步骤 1：了解避障系统

避障系统通过传感器检测周围障碍物，规划安全路径并控制无人机避开障碍物。

常见的避障算法：

• 人工势场法
• 向量场直方图（VFH）
• 动态窗口法（DWA）

步骤 2：传感器布局

在无人机周围安装多个测距传感器（如前方、后方、左方、右方），实现全方位障碍物检测。

步骤 3：避障算法实现

选择 DWA（动态窗口法）：

void obstacleAvoidance() {
    // 读取传感器数据，检测障碍物
    float dist_front = readDistanceSensor(FRONT);
    float dist_left = readDistanceSensor(LEFT);
    float dist_right = readDistanceSensor(RIGHT);

    // 构建障碍物列表
    Obstacle obstacle_list[10];
    int obs_count = 0;

    if (dist_front < 200) {
        obstacle_list[obs_count].x = current_x + dist_front;
        obstacle_list[obs_count].y = current_y;
        obs_count++;
    }

    // 使用 DWA 算法规划安全速度
    float vx, vy, vz, yaw_rate;
    dwaPlanner(&vx, &vy, &vz, &yaw_rate, obstacle_list, obs_count);

    // 控制无人机执行避障动作
    commanderSetVelocitySetpoint(vx, vy, vz, yaw_rate);
}

步骤 4：编译烧录并测试

1. 编译烧录代码
2. 在放置障碍物的室内环境中测试

故障排除

避障反应慢

• 优化传感器读取频率
• 简化避障算法

避障路径不合理

• 调整 DWA 参数
• 增加传感器数量

成就感

恭喜你！你已经实现了实时避障系统，这是无人机安全飞行的重要保障！

下一步

在下一个项目中，你将学习如何用 OpenCV 库实现颜色目标的实时追踪。