自动寻迹小车的传感器模块设计

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1、传感器技术王晶等:自动寻迹小车的传感器模块设计自动寻迹小车的传感器模块设计王晶,翁显耀,梁业宗(武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070)摘要:介绍利用反射式红外光电传感器实现小车自动寻迹导航的设计与实现以及小车的一种寻迹算法。自动寻迹是智能小车(SmartCar)机器人系统的重要组成部分,其用实现小车自动识别路径。在实验中采用与白色地面色相差很大的黑色线条引导小车按照既定路线前进,系统控制核心采用飞思卡尔的MC9S12DG128B单片机,系统驱动采用控制方式为PWM的直流电机。实验证明此方案可行并且可靠。该技术可以应用于

2、无人驾驶机动车、无人生产线、仓库、服务机器人等领域。关键词:自动寻迹;红外传感器;PWM方式;数据处理中图分类号:TP212文献标识码:B文章编号:10042373X(2008)222192203DesignoftheSensorModuleinAutomaticTrackFindingModelCarWANGJing,WENGXianyao,LIANGYezong(CollegeofAutomation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan,430070,China)Abstract:This

3、articleintroducesthedesignandexecutionofautomatictrackfindingnavigationcarrealizedbyreflectivein2fraredphotoeletricsensoranditsalgorithm.Theautomatictrakfidingisanimportantfunctionofsmart2carrobotsystem,torealizecarautomaticidentificationpath.Intheexperiment,taking

4、useoftheblackguidingwirewhosecolordistinguishesfromthewhitebackgroundtoguidethecartomovealongthegivenlineautomatically.TheMC9S12DG128Bfromfreescalesinglechipmicrocomputerisusedforthecontrolcoreinthissystem,andthePWMdirectcurrentelectromotorforthemotiveforceorpowers

5、ystem.Theexperimentprovesthatthisprojectisfeasibleandcredible.Thistechnologycouldservetodriverlessmo2bile,unmannedproducinglines,warehouse,servicerobotandetc.Keywords:automatictrackfinding;infraredsensor;PWM;dataprocessing管光生电流的增大。将这个变化转为电压信号,就可以1引言被处理器接收并处理,进而实现对反

6、光性差别较大的2随着科学技术的发展,机器人的应用已经遍及机种颜色(如黑白两色)的识别。械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。利用传感器进行自动导航的机器人已得到初步应用。但传感器CCD价格较高、体积较大、数据处理复杂,因此在按路面画好既定路线行走的自寻迹机器人设计中,红外反射式传感器以其体积小、价格低、数据处理方便显得更有优势。图1ST188的内部电路示意图因此该设计采用红外反射式传感器,成功实现了小车的寻黑线行走。3具体设计与实现[1]单片机对传感器的检测信号的处理有连续和离散2传感器的选择和介绍2种方式。在实际中连续控

7、制比离散控制更具优势。本文采用型号为ST188的反射式红外光电传感在离散控制中检测到的是离散的信号,舵机的控制也只器。其内部电路如图1所示。即由1个红外发射管(发能是针对离散量进行控制,这一般在低速的情况下是适射器)和1个光电二极管(接收器)构成。红外发射管发用的;在高速情况下过于离散的控制将造成系统控制缓出的红外光在遇到反光性较强的物体(表面为白色或近慢、滞后。所以对小车进行连续控制很有必要。而一般白色)后被折回,其被光电二极管接收到,引起光电二极认为传感器分辨黑线白线时只能输出0和1两种信号,即黑线低电压,白线高电压,通

8、过这两种信号来对黑白收稿日期:2008203218192《现代电子技术》2008年第22期总第285期þ新型元器件ü进行区分。然而通过测量可知,其输出电压的大小与传实验,Front2PWM的频率为1kHz,低电平的占空比为感器距离黑色路径的垂直距离有关,距黑线越近,则电10%(本电路是低电