巡线小车仿真：传感器与转向控制

实验目的

理解巡线小车如何由传感器信号判断偏离方向，并通过转向修正路线。

实验原理

巡线小车常用红外反射式传感器：黑线反射光弱，白色地面反射光强，由此判断传感器是否在线上。以传感器分布在线两侧的方案为例：左侧检测到黑线，说明小车偏右，应向左修正；右侧检测到黑线，说明偏左，应向右修正。小车不断重复检测、判断、控制，使自己保持在线上。

实验器材

• 巡线小车模型
• 左右两个线路传感器
• 黑线赛道
• 驱动轮与控制程序

实验步骤

1. 观察小车和赛道，找出传感器的位置
2. 启动仿真，观察小车在直线段行驶时的传感器状态
3. 观察小车到达弯道时传感器状态和转向动作的变化
4. 如果可以调整速度或控制参数，改动后再运行一次
5. 比较不同设置下小车是否偏离或冲出赛道

实验现象与结论

小车偏离黑线时，一侧传感器状态改变，小车随即向相反方向修正，并沿线继续前进。速度过快或修正过猛时，小车可能左右摆动甚至冲出赛道。结论：巡线依靠传感器反馈不断修正，控制方式要与速度相匹配。

常见问题

巡线小车为什么常用黑线配白色地面？

黑白两色反射光强弱差别大，红外传感器容易区分，判断更可靠。

小车速度太快为什么会冲出赛道？

速度快时，小车检测到偏离时已偏出较远，来不及修正，在弯道处更容易失控。