mBot教學(8) - 巡線控制應用
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反射式紅外線感測原理、巡線控制原理、mBot轉彎控制、直線巡線設計、彎道巡線設計、巡線避障設計
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mBot教學(8) - 巡線控制應用
- 1. 電子工程系車用電子與資訊組 教學(8) 巡線控制應用 吳錫修 February 14, 2018 反射式紅外線感測原理、巡線控制原理、mBot轉彎 控制、直線巡線設計、彎道巡線設計、巡線避障設計
- 2. shapethefuture 巡線感應模組預設接到mCore連接埠2，左右各有⼀組反射式紅外 線感應器 mBot巡線感應模組 1/2 2 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 右側 反射式IR 反射式IR 左側
- 3. shapethefuture mBot巡線感應模組 2/2 3 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. IR發射二極體 IR接收二極體
- 4. shapethefuture 利用顏色對光線的反射率，來檢測路徑軌跡 黑色吸收光線，巡線感應器在黑色軌道線上時不會收到IR反射訊號 巡線感應器對於純白或純黑表面分辨率最佳，使用白紙及黑色電工 膠帶，效果比較明顯 紅外線感應器背面有藍色LED指示燈，當LED燈亮起，表示接收到反 射的紅外線 巡線控制原理 1/2 4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 5. shapethefuture 兩組感應器與黑色路徑之間會有四種狀態 依據巡線感應器的狀態，控制左右輪子的轉速，來達到mBot自動循 著黑色路徑移動的目的 巡線控制原理 2/2 5 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 傳回值0 保持前進 傳回值1 應向左修正 傳回值2 應向右修正 傳回值3 策略?
- 6. shapethefuture 巡線狀態指令 通常將巡線感測器回傳值存入變數，再判斷如何調整mBot移動 巡線策略須考量以下因素 前進的速度 轉彎的時機、方式、速度 巡線感應模組控制指令 6 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 7. shapethefuture 1. 連接mBot與PC 2. mBlock選單命令連接>更新韌體 3. 編輯程式區塊 4. 測試 mBot在軌道上左右移動，觀察數值變化情形 Lab 測試巡線感應器傳回值 7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 8. shapethefuture 功能要求 按下按鈕後，mBot開始前進 mBot到達桌子邊緣時自動後退，並隨機轉彎 Lab 桌上自走車練習 1/3 8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 9. shapethefuture 程式流程 Lab 桌上自走車練習 2/3 9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 隨機轉彎 前進 後退1秒 按下按鈕 是 否 重覆執行 巡線感測<3 是 否
- 10. shapethefuture 參考程式 Lab 桌上自走車練習 3/3 10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 11. shapethefuture 行進間右轉：左側馬達轉速>右側馬達轉速 以右輪為支點右轉 以左輪為支點右轉 原地右旋轉 mBot轉彎控制 1/2 11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 12. shapethefuture 行進間左轉：左側馬達轉速<右側馬達轉速 以左輪為支點左轉 以右輪為支點左轉 原地左旋轉 mBot轉彎控制 2/2 12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 13. shapethefuture 巡線感測器回傳值對應的mBot動作 0代表車子在黑線上，可繼續往前進 1代表車子偏向右邊，須往左修正 2代表車子偏向左邊，須往右修正 3代表車子偏離黑線，此時該如何呢? 修正移動策略，使mBot移動靈活性與巡線準確性取得最佳平衡點 調校前進的速度 調校轉彎的速度 調校偏離黑線時的移動修正策略 設計直線巡線自走車 13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 14. shapethefuture 回轉巡線設計 14 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 高速回轉直到左側巡線慼測器進入軌道 低速回轉直到自走車回到軌道
- 15. shapethefuture 功能要求 按下按鈕後，mBot開始前進 到達黑色軌道線盡頭時，自動回轉 Lab 直線巡線應用練習 1/3 15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 左回轉 左回轉
- 16. shapethefuture 程式流程 Lab 直線巡線應用練習 2/3 16 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 直行 巡線感測器0 偏左前進 1(偏右) 偏右前進 2(偏左) 3 回轉 回轉 巡線感測器=1 高速左轉 低速左轉 巡線感測器=0 前進 是 是 否 否 返回
- 17. shapethefuture 參考程式 Lab 直線巡線應用練習 3/3 17 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 18. shapethefuture 使用變數累計mBot偏離軌道程度 愈多組巡線感測器可更精準判斷路徑狀況 設計彎道巡線自走車 1/2 18 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. -5 50 非常偏右 非常偏左 偏右 偏左
- 19. shapethefuture 依據mBot偏離軌道情形，修正mBot方向 設計彎道巡線自走車 2/2 19 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 20. shapethefuture 功能要求 按下按鈕後，mBot開始前進 當mBot偏離黑色軌道線時，以轉彎方式調整mBot方向，使mBot循著 黑色軌道前進 Lab 曲線巡線練習I 1/3 20 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 21. shapethefuture 程式流程 Lab 曲線巡線練習I 2/3 21 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 偏離指標=0 偵測路徑 巡軌移動 按下按鈕 否 重覆執行 偵測路徑 將偏離指標-1 巡線感測器1(偏右) 0 2(偏左) 偏離指標=0 將偏離指標+1 返回 巡軌移動 偏離指標=0 否 是 右轉 偏離指標>0 是 直行左轉 否 返回
- 22. shapethefuture 參考程式 曲線巡線練習I 3/3 22 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 23. shapethefuture mBot左轉及右轉指令為原地旋轉方式，應用在巡線控制上，mBot 行進明顯頓頓的 使用左右馬達速度差方式轉彎，可讓mBot在行進間轉彎校正車子方 向，巡線控制較平順，但必須視彎道狀況調整速度差，否則遇到大 彎道時，mBot可能脫離軌道 行進間轉彎巡線 23 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 小速度差 中速度差 大速度差
- 24. shapethefuture 功能要求 按下按鈕後，mBot開始前進 當mBot偏離黑色軌道線時，以速度差方式調整mBot方向，使mBot循 著黑色軌道前進 設計注意事項 須視軌道狀況調整左右馬達速度差 Lab 曲線巡線練習II 1/4 24 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 25. shapethefuture 程式流程 Lab 曲線巡線練習II 2/4 25 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 偏離指標=0 偵測路徑 巡軌移動 按下按鈕 否 重覆執行 巡軌移動 偏離指標=0 否 是 偏離指標>0 是 直行 依偏離指標程度 右彎前進 依偏離指標程度 左彎前進 返回 偵測路徑 將偏離指標-1 巡線感測器 1(偏右) 2(偏左) 0(在軌道上) 將偏離指標+1 偏離指標=0 返回 偏離指標=max 3(脫離軌道)
- 26. shapethefuture 參考程式 Lab 曲線巡線練習II 3/4 26 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 27. shapethefuture Lab 曲線巡線練習II 4/4 27 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 28. shapethefuture 功能要求 按下按鈕後，mBot開始前進 遇到障礙物時繞道避開障礙物，並回到軌道繼續前進 到達黑色軌道線盡頭時，自動回轉 設計注意事項 須調校轉彎角度及速度 Lab mBot避障巡邏車 1/4 28 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 左回轉 左回轉 左回轉 繞過障礙物
- 29. shapethefuture 程式流程 Lab mBot避障巡邏車 2/4 29 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 直行 巡線感測器0 偏左前進 1(偏右) 偏右前進 2(偏左) 3 回轉 有障礙物避障 是 回轉 巡線感測器=1 高速左轉 低速左轉 巡線感測器=0 前進 是 是 否 否 返回 避障 通過軌道 左彎前進 右彎前進 回到軌道 是 是 否 否 返回 右轉
- 30. shapethefuture 參考程式 Lab mBot避障巡邏車 3/4 30 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 31. shapethefuture Lab mBot避障巡邏車 4/4 31 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
- 32. shapethefuture 巡線控制原理 mBot巡線感測器控制指令 巡線策略 直線巡線自走車設計 曲線巡線自走車設計 複習 32 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.