基于树莓派的四轮差分驱动机器人小车建造实战（八）

六、机器人小车的红外循迹导航

1. 循迹技术概览

在智能小车领域，循迹技术是实现自动驾驶的基础。目前主流的循迹方法主要有四种：光电循迹、电磁循迹、摄像头循迹和激光雷达SLAM。光电循迹利用红外线或激光传感器识别道路上的特定标记，如黑线或白线。电磁循迹则通过电感传感器采集电磁场信息，跟随预设的电磁导线行驶。摄像头循迹则采用摄像头捕捉道路图像，并通过图像处理算法提取导向线信息。而激光雷达SLAM则是最前沿的技术，它通过激光雷达扫描环境并构建地图，实现精准定位和自主导航。

2. 红外循迹传感器的工作原理及安装

本项目中，我们采用TCRT5000红外反射光电开关循迹传感器模块实现小车的黑线循迹功能。该传感器模块包含一个红外线发射管和一个接收管，通过检测反射回来的红外线强度来判断物体是否存在。当传感器位于黑线上方时，由于黑色吸收红外线，反射回来的红外线强度较弱；而当传感器位于白色区域时，反射回来的红外线强度较强。通过这种原理，我们可以判断小车是否偏离了导向线。

为了准确判断小车与导向线的位置关系，我们在小车前端安装了五个TCRT5000传感器模块。这些传感器模块通过螺栓固定在乐高塑料片上，再将塑料片固定在小车车架上。接线方面，我们将传感器的VCC引脚连接到Arduino板的5V电源输出接口，GND引脚连接到地线接口，D0引脚连接到模拟信号接口以便获取红外线反射强度值。

通过合理的安装和接线，我们实现了基于TCRT5000红外反射光电开关循迹传感器模块的机器人小车红外循迹导航系统。该系统能够准确识别道路上的黑线，并引导小车沿预定轨迹行驶。