基于MATLAB的超声波传感器智能小车避障控制系统

资 源 简 介

该项目利用MATLAB实现智能小车超声波避障功能，通过实时采集传感器数据，动态计算安全路径并控制电机转向，确保小车自主避开障碍物。

详 情 说 明

基于超声波传感器的小车智能避障控制系统

项目介绍

本项目实现了一个智能小车的自主避障控制系统。系统核心利用安装于小车前方的超声波传感器实时探测前方障碍物距离，当检测到的距离小于预设安全阈值时，系统通过集成的PID控制算法与模糊逻辑决策机制，自动计算安全避障路径，并驱动电机调整小车行进方向，从而在复杂环境中实现智能、安全的导航。

功能特性

• 实时测距：采用超声波测距技术，持续获取小车与前方障碍物的精确距离。
• 智能决策：结合模糊逻辑与PID控制算法，根据实时距离信息做出快速、平滑的避障决策（如左转、右转、后退）。
• 可配置参数：用户可灵活调整安全距离阈值、电机控制参数及环境噪声滤波参数，以适应不同场景需求。
• 状态监控：系统提供实时障碍物距离显示（数值与图形化界面）、三种级别的系统状态指示灯（正常/警告/危险）以及详细的避障决策日志。
• 运动控制：输出精确的电机控制指令（PWM占空比、转向角度），控制小车完成前进、后退、左转、右转等动作。
• 数据记录：具备记录避障动作日志的功能，并可选择生成避障路径轨迹图，用于分析与优化。

使用方法

1. 硬件连接：正确连接超声波传感器、电机驱动模块与主控单元。
2. 参数配置：根据实际应用环境，在配置文件中设定合适的安全距离阈值、电机参数及滤波参数。
3. 启动系统：运行主程序文件，系统即开始自动进行环境感知与避障控制。
4. 监控与调试：通过图形化界面观察实时距离信息与系统状态，查阅日志文件了解避障决策过程，必要时调整参数以优化性能。

系统要求

• 硬件平台：支持ARM Cortex-M系列或类似性能的微控制器。
• 传感器：HC-SR04或类似型号的超声波传感器。
• 驱动模块：L298N或同类直流电机驱动板。
• 软件环境：MATLAB（用于算法仿真与数据分析）或嵌入式C/C++开发环境（用于实际部署）。
• 依赖库（如适用）：基本的数学运算库、硬件抽象层（HAL）库或定时器/PWM库。

文件说明

主程序文件集成了系统的核心控制逻辑，主要承担以下功能：负责初始化超声波传感器、电机驱动等硬件模块；进入主循环后，持续调用距离采集函数获取前方障碍物信息；随后根据预设的安全阈值，利用模糊决策与PID控制算法进行避障判断，并生成相应的电机控制信号；同时，该文件还协调实时数据可视化、状态指示以及系统运行日志的记录与输出，确保整个避障流程的连贯与稳定执行。