循跡小車的追蹤與避障

摘要：介紹了采用灰度傳感器的自循跡小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并加以追蹤與避障的功能。采用與白色地面反差很大的黑色路線引導(dǎo)小車按既定路線前進(jìn)，若接近開關(guān)檢測到物體時，實(shí)現(xiàn)追蹤功能。通過改編程序，同樣利用這兩個接近開關(guān)可實(shí)現(xiàn)避障功能，即遇到障礙物時，自動轉(zhuǎn)彎。
關(guān)鍵詞：追蹤；避障；循跡；灰度傳感器

隨著人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，智能化的電子玩具深受人們的喜愛，尤其是各種智能小車，由于這類玩具具有較好的交互性，可控性，能夠給人們帶來很好的娛樂以及參與其中的體驗(yàn)，高科技智能化的電子類玩具逐漸成為市場的主流。與此同時，智能小車可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面，尤其在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景。因此，智能化小車的研究不僅具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，還具有極為廣闊的應(yīng)用前景和市場價值。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
循跡小車左右車輪各用一個直流減速電機(jī)驅(qū)動，通過調(diào)制兩個輪子的轉(zhuǎn)速從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目標(biāo)，在車體前按照一定方式安裝七個灰度傳感器，將傳感器所檢測到的信號送到CPU，通過CPU控制電機(jī)所轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)小車的循跡。在小車車體上左右安裝兩個紅外傳感器，當(dāng)傳感器檢測到前面有物體時，即實(shí)現(xiàn)追蹤功能，當(dāng)左邊一個傳感器檢測到時，即向左轉(zhuǎn)，同理，右邊一個檢測到時，即向右轉(zhuǎn)。若要讓其實(shí)現(xiàn)避障功能，則需改變原始程序，若這兩個紅外傳感器檢測到障礙物時，即向右轉(zhuǎn)(也可向左轉(zhuǎn))。自動循跡小車控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 灰度傳感器排布與循跡實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)使用的灰度傳感器為ITR9909，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得其離地面大約1.5cm時，高低電平電壓差最大，所以安裝時，離跑道高度為1.5cm。

本系統(tǒng)灰度排布為兩排，前排三個，后排四個。前排每一個與后相應(yīng)兩個占3 cm(循跡黑線的寬度)，如圖2，若a1，b2檢測到黑線時，小車速度的80％向左微轉(zhuǎn)，若a1，b1檢測到黑線時，小車以原速度的50％向左轉(zhuǎn)，只有b1檢測到時，小車以原速度的30％向左轉(zhuǎn)。若a2，b3檢測到黑線時，小車以原速度的80％向右微轉(zhuǎn)，a3，b4檢測到時，則以原速度50％向右轉(zhuǎn)，只有b4檢測到時，則以原速度30％向右轉(zhuǎn)。其它情況小車即直走。灰度傳感器排列方式如圖2所示。