描述

概述

大多數(shù)漫游車自主機(jī)器人需要的一項(xiàng)功能是線路跟蹤。該項(xiàng)目的目的是構(gòu)建一個(gè)線跟隨機(jī)器人，并以一種有趣的方式開始學(xué)習(xí) PID 控制器。

部分

機(jī)器人與兩個(gè)電機(jī)、Rosbot 底板和一個(gè) 5 通道傳感器一起正常工作。與其他產(chǎn)品不同，您不必購(gòu)買額外的 H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或各種組件，因?yàn)?Rosbot 基板具有內(nèi)置的 2x H 橋雙驅(qū)動(dòng)器。只需將電機(jī)連接到 Rosbot 基板，它將提供比 Arduino Uno 更多的電力。

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• 機(jī)器人框架： KittenBot 陽(yáng)極氧化鋁底盤

酷酷且堅(jiān)固的底盤，帶有大量安裝孔（4.8 毫米樂(lè)高機(jī)械組），您絕對(duì)可以將此底盤重復(fù)用于其他有趣的項(xiàng)目。

• 機(jī)器人的大腦：RosBot 底板

一個(gè)基于 Arduino UNO 的主板，帶有 2 個(gè)板載雙 H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

• 機(jī)器人的眼睛： 5 通道 IR 線跟隨跟蹤器傳感器

5通道紅外探測(cè)器，更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定。

第 1 步：組裝

這個(gè)機(jī)器人很容易組裝，按照說(shuō)明操作，大約需要 15 分鐘。

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首先，將電機(jī)連接到底盤的側(cè)面，只需插入橡膠輪即可。

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將 5 通道紅外傳感器安裝到機(jī)箱前部。

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將您的 Rosbot 底板連接到底盤上，然后機(jī)器人就可以開始接線了。

第2步：擰

以下是 5 通道紅外傳感器的連接：

• VCC 至 5V

• GND 到 RosBot 的 GND

• T1-T4 到引腳 A0-A3

• T5 到 SDA 引腳

直流電機(jī)只需連接到引腳 A+A- 和引腳 B+B-。

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編碼

在代碼中，我們有一個(gè)狀態(tài)機(jī)來(lái)指示每個(gè)可能的傳感器陣列輸出。機(jī)器人根據(jù)傳感器陣列輸出向某個(gè)方向移動(dòng)。

void stateMachine(int a) {
 switch (a) {
   case B00000:
     outlineCnt++;
     break;
   case B11111:
     outlineCnt++;
     break;
   case B00010:
   case B00110:
     outlineCnt = 0;
     pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(0, 50, 0));
     bias = 1;
     break;
   case B00001:
   case B00011:
     outlineCnt = 0;
     pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(0, 200, 0));
     bias = 2;
     break;
   case B00100:
     outlineCnt = 0;
     pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(0, 0, 20));
     bias = 0;
     break;
   case B01000:
   case B01100:
     outlineCnt = 0;
     pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(50, 0, 0));
     bias = -1;
     break;
   case B10000:
   case B11000:
     outlineCnt = 0;
     pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(200, 0, 0));
     bias = -2;
     break;
   default:
     Serial.println(a,BIN);
     outlineCnt++;
     break;
 }

我們已經(jīng)設(shè)置了誤差、比例項(xiàng)、積分項(xiàng)和導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的值。

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PID控制器

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float Kp = 25;
float Ki = 0.15;
float Kd = 1200;
float error, errorLast, erroInte;
float calcPid(float input) {
 float errorDiff;
 float output;
 error = error * 0.7 + input * 0.3; // filter
 //error = input;
 errorDiff = error - errorLast;
 erroInte = constrain(erroInte + error, -50, 50);
 output = Kp * error + Ki * erroInte + Kd * errorDiff;
 Serial.print(error); Serial.print(' ');
 Serial.print(erroInte); Serial.print(' ');
 Serial.print(errorDiff); Serial.print(' ');
 Serial.println(output);
 errorLast = error;
 return output;

操縱值以找到最適合您的機(jī)器人的值。