AutoCar 自动化课程用自动巡线小车

简介

本项目是 2022 年哈尔滨工业大学（深圳）自动化认识与实践课程考核项目：自动巡线小车的对应代码，由 pspdada 编写，提供有需要的人士以参考。

本次考核包括竞速和避障两个部分：

• 在竞速部分，小车需在起点用机械夹爪拿起一个圆柱体，后循迹到终点，途中会遇到半圆形弯道、直角转弯等复杂情况，需要灵活处理。到了终点，需要将圆柱体平稳放下。
• 在避障部分，只需考核小车探测障碍并作出反应的能力，避障之后要求能够回到路线上继续行驶。

对应开发板：arduino mega 2560

考核时间:2023.3.19 15:00，分数:35/35

项目结构

• AutoCar_def: 定义了一些常量和引脚，根据实际情况修改
• control: 控制小车的运动，包括三个部分
  • runMode：根据红外传感器的输出来决定小车运动模式
  • motorControl：根据小车运动模式选择小车两轮的目标速度
  • carRun：根据小车两轮的目标速度来输出 PWM 波控制小车
• ctrt：红外模块相关功能
• encoder：编码器中断函数
• pid：pid 控制器
• robotic_arm：机械臂控制

功能具体实现

在考核中最复杂的一部分就是直角转弯，使用常规的控制方法都很容易冲出预定轨迹。因此我们采用了寄存器+越界检测的方式，即即使实际上安装在车头部分的红外探测模块（ctrt）已经无法检测到线路，我们也可以根据 ctrt 以前的状态来判断目前是应该左转还是右转，这样的好处是在车完全冲出预定轨迹之前就可以进行纠正，能够回到预定轨迹上。

代码运行逻辑

1、上电，执行部分代码（初始化部分）后暂停
2、按下按钮后程序继续进行
3、机械臂运动，夹取物品
4、红外模块读取数据，根据这个数据确定运动的模式（如左转、直行）
5、根据运动的模式设置左右两轮的目标速度
6、根据编码器的值计算轮子当前速度
7、用pid根据目标速度、当前速度计算出输出量以驱动电机
8、当遇到障碍时，优先躲避障碍
9、当遇到终点线时，执行最后的动作，之后不再运动

使用方法

• 根据实际接线情况修改 'AutoCar_def.h' 文件
• 将代码刷入开发板