避障大师

概述

避障是无人机智能化的重要功能。在本项目中，你将学习如何用超声波传感器实现前方避障功能。

你将学到什么

• 超声波传感器原理
• 传感器接口编程
• 条件逻辑设计
• 实时控制

所需材料

物品	数量	说明
ESP32 无人机	1	-
HC-SR04 超声波模块	1	测距传感器
面包板、杜邦线	若干	连接用

步骤 1：硬件接线

将 HC-SR04 连接到 ESP32：

HC-SR04	ESP32
VCC	5V
GND	GND
Trig	GPIO 18
Echo	GPIO 19

步骤 2：打开项目

解压 obstacle_avoid.zip，用 VS Code 打开。

步骤 3：编写测距函数

打开 ultrasonic.c，实现 ultrasonic_get_distance 函数：

float ultrasonic_get_distance(void) {
  // 1. 发送 10us 触发信号
  gpio_set_level(TRIG_PIN, 1);
  ets_delay_us(10);
  gpio_set_level(TRIG_PIN, 0);

  // 2. 测量 Echo 高电平持续时间
  uint32_t start = 0, end = 0;
  while (!gpio_get_level(ECHO_PIN)) start = esp_timer_get_time();
  while (gpio_get_level(ECHO_PIN)) end = esp_timer_get_time();

  // 3. 计算距离：声速 340m/s，距离 = 时间 * 声速 / 2
  float distance = (end - start) * 0.034 / 2;
  return distance;
}

步骤 4：添加避障逻辑

打开 flight_control.c，在主循环中添加：

float distance = ultrasonic_get_distance();
if (distance < 50) { // 距离小于 50cm
  if (distance < 20) { // 距离小于 20cm
    // 紧急刹车
    motorsSetRatio(MOTOR_M1, 0);
    motorsSetRatio(MOTOR_M2, 0);
    motorsSetRatio(MOTOR_M3, 0);
    motorsSetRatio(MOTOR_M4, 0);
  } else {
    // 减速并左转
    motorsSetRatio(MOTOR_M1, current_ratio * 0.5);
    motorsSetRatio(MOTOR_M2, current_ratio * 0.8);
    motorsSetRatio(MOTOR_M3, current_ratio * 0.5);
    motorsSetRatio(MOTOR_M4, current_ratio * 0.8);
  }
}

步骤 5：测试

在无人机前方移动障碍物（如纸箱），观察是否能自动避开。

故障排除

测距不准确

• 检查传感器连接
• 调整声速参数

避障反应慢

• 优化代码执行频率
• 减少不必要的延迟

成就感

恭喜你！你已经实现了无人机的避障功能，这是智能化的重要一步！

下一步

在下一个项目中，你将学习如何利用摄像头实现视觉识别功能。