從網上下載循跡小車紅外線線性處理方法

ID:330820 · 發表于 2023-8-26 12:03

1.

使用光反射器
為了確定要遵循的路線，大多數參賽者正在使用兩個或更多數量的反光板。與地板反射率成正比的輸出電流通過電阻器轉換為電壓，并檢測是否檢測到線路。但是，閾值電壓不能固定為任何水平，因為如右圖所示，環境光會向輸出電流添加光電流。

大多數工業用光電檢測模塊都使用調制光，以避免環境光的干擾。使用帶通濾波器對檢測到的信號進行濾波，并過濾掉不使用的信號。因此，只能檢測到來自發光器的調制信號。當然，檢測器一定不能被環境光飽和，這在檢測器在線性區域工作時是有效的。

在該項目中，脈沖光用于消除環境光。這適用于順序掃描的折迭式傳感器，以避免來自下一個傳感器的干擾。微控制器開始掃描傳感器狀態，采樣輸出電壓，打開LED并再次采樣輸出電壓。兩個樣本之間的差異是LED產生的光電流，環境光產生的輸出電壓被抵消。其他傳感器也按順序掃描相同的avobe。

線路檢測的信號處理

上圖顯示了實際的線位置與檢測到的線位置（中心值為640）之間的關系。微控制器掃描六個傳感器，并通過線附近兩個傳感器的輸出比來計算線位置。因此，僅使用六個傳感器就可以線性檢測線位置。所有傳感器輸出均被捕獲為與反射率成比例的模擬值，并且它們之間的靈敏度各不相同。在該系統中，為了消除輸出的變化，可以將每個傳感器的校準參數保存在非易失性存儲器中。這可以通過在線模式完成。ISP電纜時，微控制器進入在線模式附件，可以用N81 38.4kbps串行格式的終端程序進行控制。S1命令監視傳感器值，S2命令校準參考表面（白皮書）上傳感器增益的變化。ATmega8必須設置為8MHz內部osc。

2.

巡線

該機器人具有巡線能力。這意味著它能夠遵循明亮表面上標記的黑色引導線。軌道上可能存在交叉線，在這種情況下，機器人會選擇直線方向。機器人可以避開途中的障礙物；如果檢測到障礙物，機器人就會倒轉并繼續向后移動。

最終，機器人可以在未知環境中找到引導線。當機器人下方沒有線時，機器人開始沿螺旋軌跡尋找，直到穿過引導線。

線路傳感器模塊

指南標有黑色 PVC 隔離膠帶。這種材料不反射紅外光，因此很容易通過表面的光反射來區分引導線。

傳感器模塊由3個探測器和4個發射器組成。發射器（紅外 LED）和檢測器（光電晶體管）交替放置成一排，以便每個光電晶體管被兩個紅外 LED 包圍。由于這種設計，僅使用三個光電晶體管和四個紅外 LED 就可以測量傳感器模塊下方六個點的表面反射率。一般來說，這種方法減少了線路傳感器模塊所需的組件和 ADC 輸入的數量，這在尺寸限制方面是理想的。

下圖顯示了該方法的工作原理：

LED1發射紅外光，反射到光電晶體管T1，因此測量點1的光反射率。

然后，LED1 關閉，LED2 開始發射紅外光。光電晶體管 T1 測量點 2 處的光反射率。

在實際應用中（特別是需要高刷新率時）必須考慮IR組件的特性。由于反應延遲（延遲），如果在測量點1 的反射率后立即測量點2 的反射率，來自傳感器的數據可能會有偏差。為了避免這種情況，我在示波器上分析了傳感器特性，然后修改了掃描以某種方式排序，以便傳感器不會相互影響。

環境光抑制

由于光照條件往往會根據時間和地點的不同而變化，因此需要使用環境光抑制算法才能使傳感器正常工作。該方法很簡單：每個傳感器進行兩次測量。首先，它掃描環境光量。然后，它打開紅外 LED 并再次測量該值。減去這兩個值，環境光的偏差就被抑制了。

傳感器校準

各個光學元件的特性可能存在細微差異；因此應校準傳感器模塊。校準分兩步手動完成：

1.偏移校準

所有傳感器均放置在黑色引導線上方。一旦接收到校準命令，所有傳感器都會測量表面反射率，并將測量值存儲在存儲器中。這些是偏移校準值。從現在起，所有測量值都會自動使用此偏移進行校正。（每次進行測量時，只需從實際值中減去偏移量）。因此，當所有傳感器位于黑線上方時，它們將返回相同的值。

2. 增益校準

在增益校準期間，所有傳感器都放置在白色表面上方。某些傳感器可能比其他傳感器更敏感，因此測量值彼此不同。但由于傳感器模塊下方的表面反射率應該相等，因此可以輕鬆計算每個傳感器的增益係數。為了以后的測量，每個測量值都會與其增益係數相乘（相乘）；以便所有校準的傳感器都具有相似的特性。

因此，校準的傳感器模塊將輸出標準化值。

處理來自傳感器、電機控制的數據

光學傳感器測量表面的光反射率，并通過線檢測算法處理獲取的數據。該算法的設計方式使得線寬無關緊要。線檢測算法輸出有符號整數值，該值表示引導線的實際偏轉。接近零的值意味著該線準確地位于傳感器模塊的中間，正值表示該線向右偏轉了多少，負值表示向左偏轉了??多少。然后，該輸出用于線路跟蹤的比例積分微分 (PID) 控制。PID控制器根據實際的線路偏轉和之前的狀態來調整電機的速度。每秒評估線的位置 30 次。

換句話說，PID控制器驅動機器人，使得線路始終以傳感器模塊的中間為中心，從而使機器人執行平滑的線路跟蹤。

3.

在下一個視頻中，我展示了使用 8 個 CNY70 傳感器進行的測試。這些傳感器通過 Arduino Nano 的端口 A0 至 A7 進行模擬測量。我使用初始算法通過將范圍標準化為 0 到 1000 來校準傳感器，其中 0 代表白色背景，1000 代表黑線。完成校準后，進入循環并開始讀取周期，計算0到7000的位置，分別代表左傳感器到右傳感器。該位置值用于計算比例誤差P。P的范圍是-3500（左）到3500（右），以0為中心值。該算法會記住檢測到黑線的最后一個傳感器（左或右）的位置值，目的是使用該數據進行制動操作和線路恢復.

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

久久久久久久999_99精品久久精品一区二区爱城_成人欧美一区二区三区在线播放_国产精品日本一区二区不卡视频_国产午夜视频_欧美精品在线观看免费

從網上下載循跡小車紅外線線性處理方法

評分