智能循跡小車的設計與實現

許思維 強俊

摘要：針對大學生學科競賽的熱點項目，設計了一款速度快、運行穩定、循跡精度高的基于光電傳感器的智能小車。通過對整體硬件結構設計，PID算法設計，實現了對智能小車的路徑控制，速度控制和穩定性控制。實驗表明，該設計方案能結合賽道的實際情況，高速、穩定、準確的完成比賽。

關鍵詞：智能循跡小車；光電傳感器；PID算法；控制

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）24-5746-04

循跡小車的設計與制作是現在大學生學科競賽的一個熱點項目。智能循跡小車實際上是智能機器人的另一種表現形式，輪子相當于機器人的雙腿，雖然它在機械設計和電路方面以及控制系統都比智能機器人較為簡單，但是其對行車速度和行駛方向的配合則要求較嚴格，通常在比賽中要求小車能沿著與地面具有明顯對比度的黑色或白色引導線前進，通過傳感器獲取目標道路信息，然后結合智能小車當前的行駛狀態做出決策，對其行駛方向與行車速度進行調整，從而達到準確快速跟蹤道路的目的。本系統是由12V鉛酸蓄電池供電，7路光敏電阻傳感，后兩輪驅動，STC51單片機控制的自主循跡機器人系統。

1 智能循跡小車硬件結構設計

機器人通過STC51單片機的AD轉換功能實現數據采集，通過STC單片機的PCA/PWM實現控制電機轉度，通過執行存儲在用戶程序區的程序實現對采樣數據的后續加工以及對電機的控制，從而對車體的實時控制。

整體硬件結構設計主要包括輸入輸出模塊、電機驅動模塊、通信模塊、傳感器模塊和電源。……