1.
四路顏色感測器應用
Revised on November 11, 2022
 巡線控制原理
 設計直線巡線自走車
 彎道巡線處理程序
 設計彎道巡線自走車
 使用偏差值修正車子行進
 避障處理程序
 設計巡線避障自走車
 顏色識別
 設計彎道巡線紅燈暫停自走車

2.
 Quad RGB Sensor 使用可見光作為補光，顯著降低了環境光的干擾。
除了用來識別顏色之外，也可做為巡線感測之用
四路顏色感測器
2
mBuild連接埠 mBuild連接埠
光線感測器4
補光燈4
軌道追踨狀態LED4
調校按鈕

3.
 白色有較強反射光，深色軌道反射光相對較弱
 四路顏色感測器校準
 如果 mBot2 巡線控制效果不佳，應進行 Quad RGB 感測器基本校準
1. 將 mBot2 放置在軌道圖的背景上，然後雙擊調校按鈕
2. 四路顏色感測器之軌道追踪狀態 LED 開始快速閃爍，平移車子使四路
顏色感測器緩慢滑過軌道，直到 LED 停止閃爍。大約需要 2.5 秒。就
會自動存儲獲得的參數值
3. 如果學習失敗，指示燈會慢閃，需要重新開始學習
註：⻑按調校按鈕，可切換補光燈的顏色。⼀般來說，並不需要⼿動改變顏色。學習
完成後會自動設置補光燈顏色
巡線控制原理 1/4
3

4.
 路線檢測初級應用
 使用中間二顆顏色感測器 (L1及R1) 檢測軌道狀況
巡線控制原理 2/4
4
傳回值3，保持前進 傳回值2，應向左修正 傳回值1，應向右修正 傳回值0，策略?

5.
 中級應用
 使用四顆顏色感測器檢測軌道狀況
巡線控制原理 3/4
5
傳回值7，右直角
傳回值15，無法判別T路口或十字路口
直接駛過 T 並檢查線路是否繼續
傳回值14，左直角
傳回值6 傳回值6 傳回值6

6.
 進階應用
 讀取偏差值，介於 -100~100 之間
 正值表示車子偏右，負值表示車子偏左。偏差值愈大表示車子愈偏離軌道
中心
 補光的顏色可能對輸出值有輕微影響。切換補光燈的顏色，確保自走車放
在直線中間時輸出值為 0
 能在車子還未駛離出軌道前即時修正
巡線控制原理 4/4
6

7.
回轉巡線處理程序
7
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

8.
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵 B，mBot2 開始前進
 到達黑色軌道線盡頭時，自動調頭回轉
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
設計直線巡線自走車 1/3
8
左回轉
左回轉

9.
 參考程式
 新增 u_turn 積木指令
設計直線巡線自走車 2/3
9

10.
設計直線巡線自走車 3/3
10

11.
 使用變數累計自走車偏離軌道程度
彎道巡線處理程序 1/2
11
-5 5
0
非常偏左 非常偏右
車子偏左，須向右修正 車子偏右，須向左修正

12.
 依據 pilot 變數值，修正 mBot2 左右輪動力
 當偏移值 = 5 (偏右)
 左輪 = 50 - 8*5 = 10
 右輪 = -50 - 8*5 = -90
 當偏移值 = -5 (偏左)
 左輪 = 50 - 8*(-5) = 90
 右輪 = -50 - 8*(-5) = -10
彎道巡線處理程序 2/2
12

13.
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵 B，mBot2 開始前進
 當 mBot2 偏離黑色軌道線時，以配速方式轉彎方式調整 mBot2 方向，使
mBot2 循著黑色軌道前進
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
設計彎道巡線自走車 1/3
13

14.
 參考程式
 建立 pilot 變數
設計彎道巡線自走車 2/3
14

15.
設計彎道巡線自走車 3/3
15

16.
 使用偏差值即時修正車子左右輪配速，只要車子偏離中心點就會開始
修正，而不是等感測器超出軌道再修正，車子行進會更順暢
 讀取偏差值，介於 -100~100 之間
 正值表示車子偏右，負值表示車子偏左。偏差值愈大表示車子愈偏離軌道
中心
使用偏差值修正車子行進 1/2
16

17.
 將偏差值換算 pilot 變數值
 依據 pilot 變數值，修正 mBot2 左右輪動力
 當偏移值 = 5 (偏右)
 左輪 = 50 - 8*5 = 10
 右輪 = -50 - 8*5 = -90
 當偏移值 = -5 (偏左)
 左輪 = 50 - 8*(-5) = 90
 右輪 = -50 - 8*(-5) = -10
使用偏差值修正車子行進 2/2
17

18.
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵 B，mBot2 開始前進
 當 mBot2 偏離黑色軌道中心時，以配速方式轉彎方式調整 mBot2 方向，
使 mBot2 循著黑色軌道前進
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
設計彎道巡線自走車II 1/2
18

19.
 參考程式
 建立pilot變數
設計彎道巡線自走車II 2/2
19

20.
 須視障礙物大小，調整旋彎及轉彎角度
避障處理程序
20
偵測到障礙物時，原地右轉後前進一段距離
左彎前進
等右側循線進入軌道後，右彎前進，直到回到軌道直線前進

21.
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵B，mBot2 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
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
 設計注意事項
 須調校轉彎角度及速度
設計避障巡線自走車 1/5
21
左回轉
左回轉
左回轉
繞過障礙物

22.
 參考程式
 新增 route、u_turn 積木指令
設計避障巡線自走車 2/5
22

23.
設計避障巡線自走車 3/5
23
須依據障礙物調校繞路弧度

24.
設計避障巡線自走車 4/5
24

25.
設計避障巡線自走車 5/5
25

26.
 巡軌指令也可應用於顏色判讀
 當四路顏色傳感器位於紅色區塊上，回傳值為 3
顏色識別
26

27.
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵 B，mBot2 開始前進
 當 mBot2 偏離黑色軌道中心時，以配速方式轉彎方式調整 mBot2 方向，
使 mBot2 循著黑色軌道前進。遇到紅色區塊時暫停3秒後繼續前進
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
設計彎道巡線紅燈暫停自走車 1/3
27

28.
 參考程式
 建立 pilot 變數
設計彎道巡線紅燈暫停自走車 2/3
28

29.
設計彎道巡線紅燈暫停自走車 3/3
29

30.
 顏色感測器時可能因環境光或其它因素而存在色差，影響顏色識別的
準確度，此時可改用以下指令檢測顏色讀值，做為程式進行顏色判讀
的基準
 設定自定義顏色
 表示紅色值介於 185~215，綠色值介於 35~0，藍色值介於 35~0
 判斷顏色感測器是否在自定義顏色上(注意回傳值只有 0 與 1)
自定義顏色識別
30

31.
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵 B，mBot2 開始前進
 當 mBot2 偏離黑色軌道中心時，以配速方式轉彎方式調整 mBot2 方向，
使 mBot2 循著黑色軌道前進。遇到紅色區塊時暫停3秒後繼續前進
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
設計彎道巡線紅燈暫停自走車II 1/3
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32.
 參考程式
 建立 pilot 變數
設計彎道巡線紅燈暫停自走車II 2/3
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33.
設計彎道巡線紅燈暫停自走車II 3/3
33