循跡小車(chē)的追蹤與避障

摘要：介紹了采用灰度傳感器的自循跡小車(chē)的設計與實(shí)現，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(xiàn)引導小車(chē)按既定路線(xiàn)前進(jìn)，若接近開(kāi)關(guān)檢測到物體時(shí)，實(shí)現追蹤功能。通過(guò)改編程序，同樣利用這兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)可實(shí)現避障功能，即遇到障礙物時(shí)，自動(dòng)轉彎。
關(guān)鍵詞：追蹤；避障；循跡；灰度傳感器

隨著(zhù)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(ài)，尤其是各種智能小車(chē)，由于這類(lèi)玩具具有較好的交互性，可控性，能夠給人們帶來(lái)很好的娛樂(lè )以及參與其中的體驗，高科技智能化的電子類(lèi)玩具逐漸成為市場(chǎng)的主流。與此同時(shí)，智能小車(chē)可以應用于考古、機器人、醫療器械等許多方面，尤其在足球機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景。因此，智能化小車(chē)的研究不僅具有很大的現實(shí)意義，還具有極為廣闊的應用前景和市場(chǎng)價(jià)值。

1 系統設計
循跡小車(chē)左右車(chē)輪各用一個(gè)直流減速電機驅動(dòng)，通過(guò)調制兩個(gè)輪子的轉速從而達到控制轉向的目標，在車(chē)體前按照一定方式安裝七個(gè)灰度傳感器，將傳感器所檢測到的信號送到CPU，通過(guò)CPU控制電機所轉方向，實(shí)現小車(chē)的循跡。在小車(chē)車(chē)體上左右安裝兩個(gè)紅外傳感器，當傳感器檢測到前面有物體時(shí)，即實(shí)現追蹤功能，當左邊一個(gè)傳感器檢測到時(shí)，即向左轉，同理，右邊一個(gè)檢測到時(shí)，即向右轉。若要讓其實(shí)現避障功能，則需改變原始程序，若這兩個(gè)紅外傳感器檢測到障礙物時(shí)，即向右轉(也可向左轉)。自動(dòng)循跡小車(chē)控制系統框圖如圖1所示。

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

本系統灰度排布為兩排，前排三個(gè)，后排四個(gè)。前排每一個(gè)與后相應兩個(gè)占3 cm(循跡黑線(xiàn)的寬度)，如圖2，若a1，b2檢測到黑線(xiàn)時(shí)，小車(chē)速度的80％向左微轉，若a1，b1檢測到黑線(xiàn)時(shí)，小車(chē)以原速度的50％向左轉，只有b1檢測到時(shí)，小車(chē)以原速度的30％向左轉。若a2，b3檢測到黑線(xiàn)時(shí)，小車(chē)以原速度的80％向右微轉，a3，b4檢測到時(shí)，則以原速度50％向右轉，只有b4檢測到時(shí)，則以原速度30％向右轉。其它情況小車(chē)即直走?；叶葌鞲衅髋帕蟹绞饺鐖D2所示。