摘要：本文介绍了利用红外反射式传感器实现小车自动识别路线的设计与实现。系统控制核心采用AT89C52单片机，利用模糊算法以及PWM控制方式来实现直流电机的驱动。
关键词：智能机器人；巡线；反射式红外传感器
中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：(2007)01－0106－03
前言
在无人驾驶机动车、无人工厂、仓库、服务机器人等领域智能巡线机器人有着广泛的应用前景。本文介绍的巡线机器人的主要工作原理是利用光电检测装置检测路面上的轨迹，并将轨迹信息送到单片机内，单片机采用模糊推理求出转向的角度和行走速度，然后去控制行走部分，最终使机器人可以按照路面上的轨迹行走。
一、系统框图
系统采用AT89C52为核心元件，驱动部分由两个6V直流电机构成。当机器人在铺有黑色轨迹的白色路面上行走时，由于白色地面与黑色轨迹对光反射存在强度上的差异。所以，我们利用路面检测部分中的红外光电发射接收二极管进行检测，判断车轮所在位置，并将检测到的信号进行A/D转换后反馈给单片机，从而为单片机控制机器人的运动(如转弯、直行等)提供了信息。
二、光电检测部分的工作原理
路面检测装置示意图如图2所示。选用型号为ST178的反射取样式红外线对管作为巡线传感器。它采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，以非接触检测方式，检测距离可调整达4～20mm。为了精确测定机器人的相对位置，将5对ST178并排安放在车底盘下部的前端，其分布垂直于机器人行走的方向。当机器人行走时，保持5个发光管发光，当某一个光电对管的下方为黑色轨迹时，相应的接收管输出为高电平，而其他下方为白色路面的接收管输出为低电平。这样，将检测结果进行A/D转换，再经数据处理后，控制系统就可以分析出当前车行走的位置，从而达到调整机器人运行状态的目的。同时，我们在车的正前端安放了1对ST178，用来实现避障的功能。
三、控制和驱动部分
以单片机为控制核心，采用PWM的方法，调节加在电机两端的平均电压，实现了对直流电机的控制。采用推挽式四通道驱动器L293D作为驱动电机的驱动元件。L293D为带二极管的推挽式四通道驱动器，它是一个单片集成的高电压、高电流驱动器。通过控制L293D的使能端控制电机的启动和停止。当使能端为低电平时，电机停止；当使能端为高电平时，电机启动。通过控制使能端的脉冲宽度，而达到调整电动机转速的目的。控制IN1和IN2的逻辑电平就可以控制OUT1和OUT2的输出电平。OUT1和OUT2与直流电机的输入两端相连，可带动电机转动。改变IN1和IN2的逻辑电平，就可以改变电机转动的方向，从而控制车轮的转动。IN3、IN4与OUT3、OUT4同理。
