循迹小车的追踪与避障

摘要：介绍了采用灰度传感器的自循迹小车的设计与实现，并加以追踪与避障的功能。采用与白色地面反差很大的黑色路线引导小车按既定路线前进，若接近开关检测到物体时，实现追踪功能。通过改编程序，同样利用这两个接近开关可实现避障功能，即遇到障碍物时，自动转弯。
关键词：追踪；避障；循迹；灰度传感器

随着人们物质文化生活水平的不断提高，智能化的电子玩具深受人们的喜爱，尤其是各种智能小车，由于这类玩具具有较好的交互性，可控性，能够给人们带来很好的娱乐以及参与其中的体验，高科技智能化的电子类玩具逐渐成为市场的主流。与此同时，智能小车可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面，尤其在足球机器人研究方面具有很好的发展前景。因此，智能化小车的研究不仅具有很大的现实意义，还具有极为广阔的应用前景和市场价值。

1 系统设计
循迹小车左右车轮各用一个直流减速电机驱动，通过调制两个轮子的转速从而达到控制转向的目标，在车体前按照一定方式安装七个灰度传感器，将传感器所检测到的信号送到CPU，通过CPU控制电机所转方向，实现小车的循迹。在小车车体上左右安装两个红外传感器，当传感器检测到前面有物体时，即实现追踪功能，当左边一个传感器检测到时，即向左转，同理，右边一个检测到时，即向右转。若要让其实现避障功能，则需改变原始程序，若这两个红外传感器检测到障碍物时，即向右转(也可向左转)。自动循迹小车控制系统框图如图1所示。

2 灰度传感器排布与循迹实现
本系统使用的灰度传感器为ITR9909，根据实验测得其离地面大约1.5cm时，高低电平电压差最大，所以安装时，离跑道高度为1.5cm。

本系统灰度排布为两排，前排三个，后排四个。前排每一个与后相应两个占3 cm(循迹黑线的宽度)，如图2，若a1，b2检测到黑线时，小车速度的80％向左微转，若a1，b1检测到黑线时，小车以原速度的50％向左转，只有b1检测到时，小车以原速度的30％向左转。若a2，b3检测到黑线时，小车以原速度的80％向右微转，a3，b4检测到时，则以原速度50％向右转，只有b4检测到时，则以原速度30％向右转。其它情况小车即直走。灰度传感器排列方式如图2所示。