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[高级教程] 【N+】千里马Plus项目式课程 - 02 循迹行驶

本帖最后由 Nplus实验室于 2023-4-3 10:42 编辑

【N+】千里马Plus项目式课程
02 循迹行驶
- N+桃李科教

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教学目标
1.认识循迹传感器；
2.学习循迹传感器的使用；
3.实现循迹传感器巡线的功能。

教学准备
千里马、地图、数据线

教学过程
导入 → 认识循迹传感器 → 分析巡线原理 → 项目程序 → 总结

1.导入
（1）知识回顾：
1.千里马固件烧录注意事项：左侧轮子边上有一个开关，烧录不同的固件，开关拨动的方向是不同的，靠近车尾那一端有一个“三角形”的符号。


掌控板固件	AI固件

2.转弯原理：通过速度差进行转弯，一种是方向相同产生速度差，另一种是方向相反产生速度差。

（2）智慧交通
上节课已经初步了解了千里马的基本功能，接下来，我们将学习千里马的更多功能，完成各种各样的智慧交通项目。
观看视频千里马的视频《循迹行驶》

2.循迹传感器
2.1认识循迹传感器
千里马的巡线传感器是根据反射式光电传感器原理开发的。千里马底部朝上，从右至至左，分别为D1、D2、D3、D4巡线探头。

我们应该使用多少探头进行巡线呢？探头越多，巡线时越精准。使用两个或者四个都可以进行巡线，通常是中间两个进行巡线，遇到路口时，再使用边上的两个进行判断。

2.2编程语句
1.循迹行驶需要用的编程语句如下:

	获取指定巡线传感器的巡线值，返回的是数值，范围0-255
	判断指定巡线传感器是否碰到黑线，碰到黑线，返回“Ture”，否则返回“False”
	设置识别到白线的阈值，范围是0-255，默认是100，与上一条语句共同使用，若阈值为100，使用上一条语句时，当巡线值小于100时，默认碰到白线，100以上，则碰到黑线。

2.3分析探头
2.3.1 获取探头数值
目标：屏幕显示循迹传感器探头获取的数值。

1.屏幕显示
1.千里马屏幕的尺寸是256*192，如下图所示。

2.屏幕显示需要用的语句，如下表所示。

	LCD屏显示字体的颜色，可以自由选择
	文本显示坐标以及文本内容； X轴坐标范围是：0-256，Y轴坐标范围是：0-194
	清空屏幕的显示，显示之前，一定要有这一句，否则无法显示。

3.屏幕显示需要用的语句，如下表所示。

2.显示探头获取数值
1.屏幕显示D2探头的循迹值。运行程序后，让D2探头检测有颜色的物体，可以发现，颜色越深，数值越大，黑色的数值大于200以上。

2.屏幕显示四个探头的值。运行程序后，让所有探头检测有颜色的物体

2.3.2判断探头状态
目标：判断D2探头是否碰到黑线，碰到黑线后，两只耳朵亮红灯，否则亮绿灯。

1.亮灯
1.控制千里马耳朵上RGB灯的编程语句如下。

选择0号或1号灯，通过修改红、绿、蓝的数值可改变灯的颜色，范围是0-255，数值越大，亮度越大

2.千里马两个耳朵的灯亮红色2s，然后绿色1s，最后关闭。程序如下：

2.根据状态亮灯
千里马初始化，设置循迹阈值，如果D2探头碰到黑线，两只耳朵亮红灯，否则亮绿灯。加上循环和延时，程序如下：

尝试修改循迹阈值，看看程序有什么不一样。

3.循迹行驶
3.1两路循迹
两路巡线，只需要使用中间两个探头进行巡线，也就是D2、D3。

3.1.1两路循迹分析
因为使用的是两个探头，所以千里马没有办法走岔路口。若巡线传感器探头碰到黑线，设为1；白色为0。对巡线过程遇到的情况进行分析，如下表所示：

	1	2	3
左边（D2）	0	0	1
右边(D3)	0	1	0

3.1.2程序编写
1.当两个探头处在黑线时，保持直行，速度可以设置的慢一些，方便调试。

2.当D2碰到黑线，而D3碰到白线时，右转。

3.当D2碰到白线，而D3碰到黑线时，左转。

4.加上循环和延时，完整程序如下图所示。

5.刷入程序，将千里马放到地图测试，根据测试结果修改速度和阈值。

3.2四路循迹
四路循迹需要用到四个循迹探头，D2、D3让千里马沿线行驶，D1、D4判断岔路口，应该往哪边转弯。

3.2.1四路循迹分析
岔路口情况分析：
D1=0，D4=0时，则说明没有遇见岔路口，千里马的移动则根据D2、D3的情况来定，D1=1，D4=1，说明遇到十字路口，可以定义怎么去行驶，但通常都是D1、D4中的某一个探头先碰到白线，偶尔才会出现同时碰到白线。具体分析如下图所示：