第一章循跡小車黑線檢測

1、循跡小車黑線檢測一、背景自動導(dǎo)引車（Automated Guided Vehicle AGV是一種以電池為動力，裝有非接觸導(dǎo)向裝置和獨(dú)立尋址系統(tǒng)，無人駕駛并能完成一系列 預(yù)定工作的自動化車輛。它能在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下按指令自主駕駛。自動沿著規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，到達(dá)指定地點(diǎn)后完成一系列作業(yè)任務(wù)。該產(chǎn)品已經(jīng)成為柔性生產(chǎn)線、柔性裝配線、倉儲物流自動化系統(tǒng)的重 要設(shè)備。對于線路既定的 AGV系統(tǒng)來講，與CCD傳感器相比，采用 紅外反射式傳感器循跡在價(jià)格、數(shù)據(jù)處理方面有較大優(yōu)勢。本次制作采用紅外反射式傳感器作為循跡裝置（簡單化的AGV） 完成小車的循跡，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的識別、 信息獲取和上傳 的功能

2、。二、循跡電路的制作1循跡常用方案1）分離式光電二極管2）反射式光電傳感器3）激光傳感器4）攝像頭5）電磁導(dǎo)軌2、小車循跡原理該智能小車在畫有黑線的白紙“路面”上行駛，由于黑線和白紙對光線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷 “道路”一黑線。本次制作利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法一一 紅外探測法圖1小車循跡跑道紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光， 當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號。3、傳感器選擇市場上用于紅外探測法

3、的器件較多，可以利用反射式傳感器外接 簡單電路自制探頭，也可以使用結(jié)構(gòu)簡單、工作性能可靠的集成式紅 外探頭。ST系列集成紅外探頭價(jià)格便宜、體積小、使用方便、性能 可靠、用途廣泛，所以該系統(tǒng)中最終選擇了 ST188反射傳感器作為紅 外光的發(fā)射和接收器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外接電路均較為簡單，如圖2所示:圖2傳感器電路ST188米用高發(fā)射功率紅外光、電二極管和高靈敏光電晶體管組 成，采用非接觸式檢測方式。ST188的檢測距離很小，一般為815 毫米，因?yàn)?毫米以下是它的檢測盲區(qū)，而大于 15毫米則很容易受 干擾。經(jīng)過多次測試、比較，發(fā)現(xiàn)把傳感器安裝在距離檢測物表面 10毫米時(shí)，檢測效果最好。R1限制發(fā)射

4、二極管的電流，發(fā)射管的電流和發(fā)射功率成正比， 但受其極限輸入正向電流50mA的影響，用R1 = 150的電阻作為限流電 阻,Vcc=5V作為電源電壓，測試發(fā)現(xiàn)發(fā)射功率完全能滿足檢測需要； 可變電阻R2可限制接收電路的電流，一方面保護(hù)接收紅外管；另一 方面可調(diào)節(jié)檢測電路的靈敏度。因?yàn)閭鞲衅鬏敵龆说玫降氖悄M電壓信號，所以在輸出端增加了比較器，先將 ST188輸出電壓與2.5V進(jìn) 行比較，再送給單片機(jī)處理和控制。傳感器的安裝傳感器的安裝有很多種方法，這里面講的方法不是 最好的， 希望同學(xué)們能開動腦筋自己分析，找出自己認(rèn)為不錯的方法。正確選擇檢測方法和傳感器件是決定循跡效果的重要因素， 而且 正確的

5、器件安裝方法也是循跡電路好壞的一個(gè)重要因素。 從簡單、方 便、可靠等角度出發(fā)，同時(shí)在底盤裝設(shè)4個(gè)紅外探測頭，進(jìn)行兩級方 向糾正控制，將大大提高其循跡的可靠性，具體位置分布如圖3所示。左 輪i左i丨左$ :X : : X =| 2 | 1 1 | |XXi I ；右:右： jY:：Y=I 1 |2 |"?B右輪圖3紅外探頭的分布圖圖中循跡傳感器全部在一條直線上。其中X1與Y1為第一級方向 控制傳感器，X2與丫2為第二級方向控制傳感器，并且黑線同一邊的 兩個(gè)傳感器之間的寬度不得大于黑線的寬度。 小車前進(jìn)時(shí)，始終保持 （如圖3中所示的行走軌跡黑線）在X1和Y1這兩個(gè)第一級傳感器之 間，當(dāng)小車偏離黑線時(shí)，第一級傳感器就能檢測到黑線，把檢測的信號送給小車的處理、控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號對小車軌跡予以糾 正。第二級方向探測器實(shí)際是第一級的后備保護(hù)，它的存在是考慮到小車由于慣性過大會依舊偏離軌道， 再次對小車的運(yùn)動進(jìn)行糾正，從 而提高了小車循跡的可靠性。單片機(jī)軟件控制單元此部分是整個(gè)小車運(yùn)行的核心部件，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。其程序控制方框圖如圖 4所示。圖4系統(tǒng)的程序流程圖小車進(jìn)入循跡模式后，即開始不停地掃描與探測器連接的單片機(jī) I/O 口，一旦檢測到某個(gè)I/O 口有信號變化，程