一、光電傳感器

　　光電傳感器的選擇及電路設(shè)計(jì)

　　光電傳感器位于智能車的最前方，起到預(yù)先判斷路徑的作用。其發(fā)射的光對(duì)白色和黑色有不同的反射率，因此能得到不同的電壓值，采進(jìn)單片機(jī)后通過(guò)一定的算法比較電壓來(lái)判斷黑線的位置，從而控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方法易于實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度快，實(shí)時(shí)性好，成本低。

　　本文選用性價(jià)比基本適合的反射式紅外傳感器tcrt5000。紅外光電傳感器電路的設(shè)計(jì)形式多種多樣，由于本文算法中采用的是傳感器陣列經(jīng)驗(yàn)判斷方法，為了控制簡(jiǎn)便采用數(shù)字量輸出傳感器電路，如圖2所示。

　　光電管采用脈沖調(diào)制式發(fā)光，即vo是震蕩電路產(chǎn)生的脈沖電壓，這樣易濾除外界干擾。雖然電路相對(duì)復(fù)雜，但足以保證模型車的穩(wěn)定行駛。

　　光電傳感器布局的研究

　　光電管陣列的布局直接影響智能車的循線效果。一般來(lái)說(shuō)，典型的布局有“一”字形布局和“w”形布局兩種。

　　所謂“一”字形布局，就是把多個(gè)傳感器按照“一”字排開(kāi)。這種傳感器布局方式最常見(jiàn)，算法在理論上易于實(shí)現(xiàn)。其不足之處在于：對(duì)賽道的曲率幾乎沒(méi)有任何預(yù)測(cè)功能。因此一般不采用這種布局。

　　而“w”形布局，是把多個(gè)傳感器按照“w”形排列。“w”形布局由于傳感器分布在兩排，使得智能車對(duì)彎道有一定的預(yù)測(cè)功能，這種預(yù)測(cè)功能特別體現(xiàn)在直道進(jìn)入彎道時(shí)刻。后一排傳感器仍在直道時(shí)，前一排傳感器已經(jīng)進(jìn)入彎道。而不足之處是增加了控制算法的復(fù)雜程度，判斷舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，往往需要上一次的檢測(cè)數(shù)據(jù)。經(jīng)驗(yàn)判斷的可能性也隨著傳感器數(shù)量的增加而增加。

　　光電傳感器布局仿真

　　經(jīng)多次仿真實(shí)驗(yàn)，最終確定了傳感器的布局和數(shù)量。采用如圖3所示的“w”形布局，一共有13個(gè)傳感器，前排8個(gè)，后排5個(gè)，前后兩排間距為3.5cm。設(shè)置這個(gè)間距，使其對(duì)賽道有一定預(yù)測(cè)功能。具體的布局及仿真效果如圖4所示。