线跟随机器人如何导航？

描述
线路跟随器PCB

线路跟随器阵列是一个长板，由八个红外传感器组成，这些传感器已配置为读取为数字位！我们设计了线跟随器阵列以跟随大约 ? 英寸宽或更小（喷漆或电工胶带）在浅色背景上。每个阵列都具有可见的 LED，当板（正确）连接时向上指向，因此您可以看到机器人看到的内容、板上的亮度控制以及用于读取和电源控制的 I2C 接口。在这里，RedBot Shadow Chassis 被用作测试平台，但实际上它被设计为几乎所有机器人的附加组件。



线跟随器的功能是读取 8 位反射率读数以用于跟随线或读取暗/亮模式，并且可以从大约 ? 至 ？英寸远。IR 亮度控制和指示灯可以通过板载电位器进行调节，并能够向您显示 IR LED 的强度。照明可以通过软件打开和关闭以节省电力，或者始终保持打开以加快读数。线路跟随器阵列需要 5V 电源，电源电流范围为 25-185mA（禁用选通）和 16-160mA（启用选通）。此外，我们在线路跟随器上添加了六个安装孔，其中两个内孔设计用于安装我们的 Shadow Chassis，而其他四个是通用的。

特征：
8 个传感器眼（QRE1113，就像我们的线传感器分线器一样）
I2C接口
使用旋钮即时调整 IR 亮度
使用软件打开和关闭 IR
使用软件打开和关闭视觉指示器
使用软件反转暗/亮视线
基于 SX1509 I/O 扩展器

如前所述，需要运算放大器将 IR 传感器输出转换为 TTL 逻辑。
我使用的运算放大器是 LM358，因为它便宜且容易获得。该芯片包含 2 个运算放大器，因此 5 个 LED 传感器需要 3 个芯片（每个芯片 2 个）。

传感器输入连接到非反相端子（引脚 3 和 5）。
运算放大器的引脚 1 和 7 是输出引脚，并连接到 arduino 数字引脚。输出端有 LED 指示灯是可选的……虽然它增加了很好的效果并有助于调试：p
引脚 4 接地，8 至 5V。



通常一个 10k 电位器用作反相端子的输入，以便可以改变传感器的灵敏度。但是，自从我测试它并获得了不错的范围以来，我使用了两个 4.7kΩ 电阻器。
对于运算放大器连接，请查看提供的 ckt 图……每个运算放大器的连接都是相同的。
公头引脚是连接 IR 传感器阵列的输出的地方，母头是运算放大器板的输出连接到 arduino 的地方。
注意：由于我的目标是检测白色表面上的黑线，因此我已相应地进行了连接……如果您想检测黑色表面上的白线，只需切换反相和非反相引脚的连接即可。

因此，我们将使用光的这种特性来检测线条。要检测光，可以使用 LDR（光敏电阻）或 IR 传感器。对于这个项目，我们将使用 IR 传感器，因为它具有更高的精度。为了检测线，我们在机器人的左侧和右侧放置了两个红外传感器，如下图所示。然后我们将机器人放在线上，使线位于两个传感器的中间。我们已经介绍了详细的 Arduino 红外传感器教程，您可以查看该教程以了解有关使用 Arduino Uno 使用红外传感器的更多信息。
红外传感器由两个元件组成，发射器和接收器。发射器基本上是一个 IR LED，它产生信号，而 IR 接收器是一个光电二极管，它感应发射器产生的信号。红外传感器在物体上发射红外光，照射到黑色部分的光被吸收，因此输出较低，但照射到白色部分的光反射回发射器，然后由红外接收器检测到，从而产生模拟输出. 使用所述原理，我们通过驱动连接到电机的轮子来控制机器人的运动，电机由微控制器控制。
线跟随机器人如何导航？



典型的线跟随机器人有两组电机，我们称它们为左电机和右电机。两个电机分别根据从左右传感器接收到的信号旋转。机器人需要执行 4 组运动，包括前进、左转、右转和停止。下面给出关于这些情况的描述。

红外传感器发出光线以检测某些环境。在红外光谱中，所有物体都会发出某种形式的热辐射，这是我们肉眼看不到的，但红外传感器可以检测到这些辐射。
这里，IR LED 是发射器，IR 光电二极管是检测器。IR LED 发出 IR 光，光电二极管对 IR 光敏感。当 IR 光落在光电二极管上时，输出电压和电阻将与接收到的 IR 光的幅度成比例地变化。

代码

常量 int rme=10,lme=11; //启用引脚
const int rmb=8, rmf=9, lmb=12, lmf=13; //电机信号
常量 int ir0=2, ir1=3, ir2=4, ir3=5, ir4=6; //ir 信号 white=1 和 black=0
int val0=0，val1=0，val2=0，val3=0，val4=0；//变量无效
InALine(bool x) //移动一行
{ 如果（x==真）
{ 类比写入（rme，60）；
类比写入（lme，60）；
数字写入（人民币，低）；
数字写入（rmf，高）；
数字写入（LMB，低）；
数字写入（lmf，高）；
Serial.println("转发"); }
else //向后移动
{ 类比写入（rme，50）；
类比写入（lme，50）；
数字写入（人民币，高）；
数字写入（rmf，低）；
数字写入（LMB，HIGH）；
数字写入（lmf，低）；
Serial.println("向后"); } }
void Turn(bool y) //转动
{ 类比写入（rme，50）；
类比写入（lme，50）；
if (y==true) //向右移动
{ digitalWrite(rmb,LOW);
数字写入（rmf，低）；
数字写入（LMB，低）；
数字写入（lmf，高）；
Serial.println("对"); }
else //向左移动
{ digitalWrite(rmb,LOW);
数字写入（rmf，高）；
数字写入（LMB，低）；
数字写入（lmf，低）；
Serial.println("左"); } }
无效停止（）
{ 类比写入（rme，0）；
类比写入（lme，0）；
Serial.println("停止"); }
无效设置（）
{ // 把你的设置代码放在这里，运行一次：
pinMode（人民币，输出）；
pinMode（rmf，输出）；
pinMode（lmb，输出）；
pinMode（lmf，输出）；
pinMode（rme，输出）；
pinMode（lme，输出）；
pinMode（ir0，输入）；
pinMode（ir1，输入）；
pinMode（ir2，输入）；
pinMode（ir3，输入）；
pinMode（ir4，输入）；
序列号.开始（9600）；}
无效循环（）
{ // 把你的主要代码放在这里，重复运行：
val0=digitalRead(ir0);
val1=digitalRead(ir1);
val2=digitalRead(ir2);
val3=digitalRead(ir3);
val4=digitalRead(ir4);
if(val0 && val1 && !val2 && val3 && val4) //转发
{布尔x =真；InALine(x); }
else if(val0 && val1 && val2 && !val3 && !val4) //右转
{ 布尔 y=true; 转弯（y）；}
else if(!val0 && !val1 && val2 && val3 && val4) //左转
{ 布尔 y=false; 转弯（y）；}
else if(!val0 && !val1 && !val2 && !val3 && !val4) //停止
{ 停止（）; }
else if(val0 && val1 && val2 && val3 && val4) //圆
{ 布尔 y=false; 转弯（y）；}
else if(!val0 && !val1 && val2 && !val3 && !val4) //在 t 形条件下左转
{ 布尔 y=false; 转弯（y）；}
else if(val0 && val1 && !val2 && !val3 && !val4) //在向前和向左的条件下左转
{ 布尔 y=false; 转弯（y）；}
else if(!val0 && !val1 && !val2 && val3 && val4) //在向前和向右的情况下直走
{布尔x =真；InALine(x); }
否则{布尔x =假；InALine(x); }
延迟（1000）；}