本帖最后由 novakon 于 2014-4-24 18:40 编辑

我相信有很多在校的工科学生会参加这样的比赛，而参加的时候又手忙脚乱的。

我参加的是华南农业大学工程学院科技联合会的智能小车比赛，并在比赛中获得了第一名。

参赛经验如果不分享出来，烂在我肚子里面，就太浪费了。希望下面这篇文章，可以帮助刚接触这类比赛的同学，节省一部分时间，同时多学一点东西。
如果正在看这篇文章的你是一个高手，或者自认为是高手，那么欢迎提意见，但不要搞人身攻击；我写这篇文章本就不是给各位高手看的，只为给参加这种入门比赛的新生介绍经验，自然不会写的很高深；而这也并不代表我的水平很低。

智能车比赛，其核心在于智能车的设计与制作；而小车的设计与制作都必须以迎合比赛规则为准则。所以，首先我们来看看比赛规则：



下面我根据实际参赛情况，解释一下这几段话。

参赛车准备完毕后位于候车区，待官方车开动行驶，方可出发跟随官方车循迹行驶。

简单的说，你的车前方有一辆官方车，你的车在前进的时候，不仅要保持和官方车之间的距离（“跟随”），同时还要靠地上的黑线来维持方向（“循迹”）。
首先讲一下循迹。这类比赛中，“循迹”一般是指地板上有一条黑胶带粘出来的黑线，小车通过一定的方法，来跟随这条黑线行走。
这有点像汽车的自动驾驶，根据路的走向调整方向，使车保持在路中间。基本的思路：先检测黑线所在的位置（偏左、居中、偏右），然后决定小车向哪边转向。比如，当地板上的黑线处于小车中线偏左的时候，说明小车不是在黑线的正上方而是偏右。此时控制小车向左转，直到黑线回到小车正下方。如果地板上的黑线偏右，则控制小车向右转……如此一来，小车会不断地试图通过转向保持自己在黑线的正上方，于是就实现了跟随黑线行走的功能，也就是所谓的循迹。

黑胶布和白塑板都是很容易买到的（测试的时候需要用），不赘述。淘宝有很多店铺直接卖整一套循迹小车方案的，这一类小车基本上是用红外对管来实现黑线检测的。红外对管，就是一个红外二极管和一个光敏三极管，我们给二极管通电令其发出红外光，红外光射到物体上反射回来，被光敏三极管收到，使得光敏三极管导通。三极管的导通电流与收到的光线强度有关，光线越强电流越大。只需要串一个电阻，就可以将这个电流转换为电压。如果对管的下方是白色地板，则反射强烈，电压高；如果下方是黑色胶布，则反射弱，电压低。把这个电压和某个固定电压值进行比较，即可决定某对管下方是否有黑线。淘宝上买到的商品循迹模块，使用运放或者电压比较器作电压比较（比较结果以高低电平的形式输出给单片机），固定电压值通过一个电位器（可变电阻器）来调节，可以通过用螺丝刀拧的方法调节灵敏度。很多新手不明白这类循迹模块的原理，不懂怎么调，最终导致循线失败。

我直接使用了红外对管（相对于商品模块更便宜），配合几个电阻焊在洞洞板上。电压的采集和比较是用单片机完成的；我的程序比较三对对管返回的电压值，哪边电压低（亮度低），就往哪边转向，低速下效果很好。且不需要调节电位器之类，因为是红外对管之间的电压值（也就是亮度值）互相比较，而不是与某个设定值比较。

阳光中有很多红外成分，会导致红外对管输出值偏高，在强光下应采取一定的遮光措施。有的同学在宿舍试着可以，去到现场就翘辫子，可能是因为这个原因。

那么再讲一讲“跟随”。所谓跟随，就是在行进过程中要保持和前车距离不能太近，但又不能太远。这就需要检测距离，常用的方法是超声波模块测距（也就是我以及所有参赛者用的方法）。这个模块在淘宝可以买到，很便宜，使用就不讲了，大家自己上网找。

一段时间后，官方车停止行驶（约在总赛道1/3路段），参赛车也须停在其后，
待官方车再次行驶，即可加速利用超车道超越官方车，并回到主车道继续循迹至终点。

参赛车停在官方车后、等待官方车驶离，这都是靠超声波测距实现的，不赘述。如果非要讲，就是不断地检测与前车的距离，当距离太近的时候停车，距离太远的时候跟上。当距离足够近并保持一段时间，说明官方车已经停车；当距离再次增加，表示官方车重新启动，此时可以超车了。

后面讲到超车，这里所谓的超车，路线我已经在图中用红线给出了。这一段我把它叫做“盲跑”，因为地板上没有什么东西能够辅助你找到方向；那个虚线第一是无法用来循迹，二是离官方车太近，只是作为装饰用途，而且从那里走会蹭到官方车，输掉比赛。
参赛者们为此想了很多办法。一个最简单且被广泛使用的方法：让马达以一个固定的速率转一段的时间，再以另一个速率转另一段时间……由于时间和马达的功率都是固定的，所以走出的折线轨迹基本上也是固定的。通过不断的尝试和调整，最终你的小车将会刚好走出一条从官方车旁边超车的轨迹。师兄们把这种方法称为定时跑。超车完成之后，就恢复红外循迹功能，跟着黑线走到终点，比赛就完成了。

--未完待续