第一章循迹小车黑线检测

1、循迹小车黑线检测一、背景自动导引车（Automated Guided Vehicle AGV是一种以电池为动力，装有非接触导向装置和独立寻址系统，无人驾驶并能完成一系列 预定工作的自动化车辆。它能在计算机的监控下按指令自主驾驶。自动沿着规定的导引路径行驶，到达指定地点后完成一系列作业任务。该产品已经成为柔性生产线、柔性装配线、仓储物流自动化系统的重 要设备。对于线路既定的 AGV系统来讲，与CCD传感器相比，采用 红外反射式传感器循迹在价格、数据处理方面有较大优势。本次制作采用红外反射式传感器作为循迹装置（简单化的AGV） 完成小车的循迹，并在此基础上实现目标物的识别、 信息获取和上传 的功能

2、。二、循迹电路的制作1循迹常用方案1）分离式光电二极管2）反射式光电传感器3）激光传感器4）摄像头5）电磁导轨2、小车循迹原理该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断 “道路”一黑线。本次制作利用了简单、应用也比较普遍的检测方法一一 红外探测法图1小车循迹跑道红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光， 当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。3、传感器选择市场上用于红外探测法

3、的器件较多，可以利用反射式传感器外接 简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红 外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能 可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了 ST188反射传感器作为红 外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示:图2传感器电路ST188米用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组 成，采用非接触式检测方式。ST188的检测距离很小，一般为815 毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于 15毫米则很容易受 干扰。经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面 10毫米时，检测效果最好。R1限制发射

4、二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比， 但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1 = 150的电阻作为限流电 阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要； 可变电阻R2可限制接收电路的电流，一方面保护接收红外管；另一 方面可调节检测电路的灵敏度。因为传感器输出端得到的是模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将 ST188输出电压与2.5V进 行比较，再送给单片机处理和控制。传感器的安装传感器的安装有很多种方法，这里面讲的方法不是 最好的， 希望同学们能开动脑筋自己分析，找出自己认为不错的方法。正确选择检测方法和传感器件是决定循迹效果的重要因素， 而且 正确的

5、器件安装方法也是循迹电路好坏的一个重要因素。 从简单、方 便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方 向纠正控制，将大大提高其循迹的可靠性，具体位置分布如图3所示。左 轮i左i丨左$ :X : : X =| 2 | 1 1 | |XXi I ；右:右： jY:：Y=I 1 |2 |"?B右轮图3红外探头的分布图图中循迹传感器全部在一条直线上。其中X1与Y1为第一级方向 控制传感器，X2与丫2为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边的 两个传感器之间的宽度不得大于黑线的宽度。 小车前进时，始终保持 （如图3中所示的行走轨迹黑线）在X1和Y1这两个第一级传感器之 间，当小车偏离黑线时，第一级传感器就能检测到黑线，把检测的信号送给小车的处理、控制系统，控制系统发出信号对小车轨迹予以纠 正。第二级方向探测器实际是第一级的后备保护，它的存在是考虑到小车由于惯性过大会依旧偏离轨道， 再次对小车的运动进行纠正，从 而提高了小车循迹的可靠性。单片机软件控制单元此部分是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。其程序控制方框图如图 4所示。图4系统的程序流程图小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接的单片机 I/O 口，一旦检测到某个I/O 口有信号变化，程