基于红外反射循迹小车的传感器布局研究.pdf

《工业控制计算机}2009年 22卷第 8期 97 基于红外反射循迹小车的传感器布局研究 宫纪波 (山东大学信息学院，山东 济南 250001) 摘 要 在 自动控制的小车设计与应用中，循迹是小车完成各项功能所依靠最基本的功能，在 目前的电子竞赛，实际应用中都有 很广泛的应用。主要针对 目前基于红外对管反射式循迹技术小车的传感器布局进行相应研究总结。 关键词 ：循迹 ，小车 ，传感器，布局 1 循迹小车红外反射循迹原理 ． 基于红外反射式循迹原理 ：红外反射式传感器 由两部分组 成 ，一部分为红外发射部分，另一部分为红外接收部分 。有效距 离通常控制在3cm 以内。通过地面 白黑对红外线的反射效果不 同而检测地面状况输 出变化 电平 ，当检测到地面黑线时红外线 被吸收，输 出高 电平。为了便于单片机处理 ，可在后续加入一 电 压 比较器 ，同时可以通过调整 R2与 R3来调整红外对管 的检测 灵敏度。原理 图如 图 1。 ≥ _ 一—-_{lOAv+l_ 图 2 I … f TI ll1 时对弯道的检测。由于传感器不在同一直线上，故转弯的时候边 警 lES3II ：r～ 侧后部的传感器有较大的采样空间，内部前端的传感器则对信 R l ： 号采集有更好的前瞻性 ，M型中间底部的传感器择更好的确定 小车的位置。整个布局有利于在弯道处提高小车速度。但相对一 ， l ～bur f l I ， l：II’ ／ h - ： 字型布局 ，M型布局容易产生不稳定信号采集，从而产生信号震 }I0，lSo IOP~MP! ：。。；』 荡 ，影响小车行驶的稳定性。 、 I j J ： I 1 j l i ： j j { 图 1 采用 ST168发射级 电阻根据具体管子不 同而略有差异，考 虑到安装位置为小车前端距地面 1-2cm处，综合灵敏度等方 面，选取电阻在 500~～1kQ之间。比较 电路采用 LM311，分压电 阻采用两个 1k欧 电路提供 比较电平 。上拉 电阻采用几百欧即 图 3 可 。考虑输 出电平直接接而单片机 lO 口最高电平为5V，故采用 方案三 ：活动型布局 5V电源供 电。 活动型布局采用矩阵模式 ，将传感器排布成矩阵形状 ，通过 2 传感器分布方案 对不同位置传感器采集到信息的选择来适应各种不同的跑道。 传感器通过信号采集，向MCU提供信息 ，所 以合理的传感 这样对不 同路况有更强的适应性 。此种方案可调性大，但此种方 器布局能使在相同传感器下，获取的信息量最大。尤其在快速行 法需要较多传感器 ，冗余较大，比较笨重 ，增 J／D4,车的重量 ，不利 进的小车 中，通常传感器布局需要