QTI 传感器的小车寻迹搭建寻迹传感器Word文档下载推荐.docx
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面时，反射光强度很低；
面对一个很亮的表面时，反射光的强度很高。
因此不同
强度的反射光导致传感器输出不同，即探测到不同颜色的物体输出不同的电平信
号。
在本文所使用到的QTI传感器探测到黑色物体时输出高电平（+5V），探测到
白色物体时输出低电平（0V）。
搭建QTI传感器电路
本文将介绍搭建三组QTI传感器电路，如图1-1所示是一组QTI传感器的元器
件。
一组QTI传感器的元器件包括：
1.QTI传感器光电接收头1个；
2.公母铜柱1组；
3.3pin插头1个；
4.塑料垫圈2个；
5.螺丝2个；
6.3针杜邦线1根；
图1-1QTI传感器包含的元器件
2/9作者：
波仔
首先认识下QTI传感器最重要的部件——QTI传感器光电接收头。
如图1-2所示
是QTI传感器的光电接收头。
光电接收头包含三个针脚，其中GND针脚接地、VCC
针脚接+5V的电源、SIG针脚则是光电接收头的输出信号针脚。
在光电接收头探测
到黑色物体时SIG针脚输出+5V高电平，探测到白色物体时SIG针脚输出0V低电平。
图1-2QTI传感器光电接收头
要使得机器人能完成寻迹跟踪功能，至少需要两组QTI传感器。
使用不同数
目的QTI传感器可以获得不同性能的线跟踪功能。
本文以三组QTI传感器为例介绍
QTI传感器的搭建及测试。
如图1-2所示是安装好QTI传感器后的机器人平台。
图1-3搭建三组QTI传感器的机器人平台
如图1-4所示为搭建一组QTI传感器的步骤。
首先确认QTI传感器的光电接收头的发射接收管朝下，将3针杜邦线与QTI光
电接收头的三个信号针脚相连。
为了检测方便，通常来说我们将QTI光电接收头
的GND信号针脚与黑色杜邦线相连、VCC信号针脚则与红色杜邦线相连、SIG信号
线则与白色杜邦线相连。
其次，将公母铜柱相连，使得其组成长度更长的铜柱。
第三步，使用螺丝将QTI传感器的光电接收头与铜柱固定住，注意光电接收
头与铜柱之间需要加上一个塑料垫圈以更好的将两者固定耦合。
第四步，使用螺丝将铜柱与机器人平台相连，注意QTI传感器需要安装在机
3/9作者：
器人平台的前方。
而QTI传感器的信号线则穿过小车底盘的圆孔与面包板上的
3pin插针相连。
完成上述步骤后，QTI传感器已经可以固定在机器人小车上。
使用相同的步
骤，将其他两组QTI传感器固定在机器人小车上，如图1-5所示。
图1-4搭建QTI传感器的步骤
将三组QTI传感器固定在机器人平台上后，还需要将对应的信号线与机器人
平台上的GND、VCC以及相应的I/O管脚相连。
在搭建QTI传感器的步骤中，我们
重点强调了QTI传感器的光电接收头的信号针脚与3针杜邦线连接时，GND与黑色
杜邦线相连、VCC与红色杜邦线相连、SIG与白色杜邦线相连。
这样做的目的是方
便我们在面包板上将对应的信号线与机器人平台的GND、VCC以及相应的I/O管脚
相连。
如图1-6所示为将三组QTI传感器的GND信号与机器人平台的GND相连；
图1-7
所示为将三组QTI传感器的VCC信号与机器人平台的VCC相连；
图1-8所示为将三组
QTI传感器的SIG信号与机器人平台对应的I/O口管脚相连。
4/9作者：
图1-5在机器人平台上搭建三组QTI传感器
5/9作者：
图1-8连接QTI传感器的SIG信号线至机器人平台的相应I/O口（白色）
如图1-8所示，在将三组QTI传感器的SIG信号线连接至机器人平台的相应I/O
口时，我们选定的是P2口中的P2_1、P2_2、P2_3位，其对应关系如图1-9所示。
注意到在连接相应的GND、VCC、SIG信号线时我们分别使用了与其颜色相同的跳
线，这使得在排查错误时更简单、更方便。
图1-9与三组QTI传感器的SIG信号对应的单片机I/O口
测试QTI传感器
在完成QTI传感器的搭建工作后，首先需要编写程序测试这三组QTI传感器连
线是否正确。
由于QTI传感器的光电接收头在探测到黑色物体时输出高电平，探
测到白色物体时输出低电平，因此可以用黑色电工胶布在桌子上贴出一条黑线，
将机器人放在桌面上，依次让各个QTI传感器的光电接收头处于黑色电工胶布的
上方，观察串口调试工具中输出的各QTI状态有没有发生变化。
表1-1测试QTI传感器的程序
#include<
BoeBot.h>
uart.h>
6/9作者：
intP2_1state（void）
{
return（P2&
0x02）?
1:
0;
}
intP2_2state（void）
0x04）?
intP2_3state（void）
0x08）?
intmain（）
uart_Init（）;
printf（“ProgramRunning!
\n”）;
while
（1）
printf（“QTIL=%d\t”,P2_3state（））;
printf（“QTIM=%d\t”,P2_2state（））;
printf（“QTIR=%d\n”,P2_1state（））;
delay_nms（500）;
图1-10串口调试工具输出结果
7/9作者：
使用QTI传感器进行寻迹
在完成QTI传感器的搭建及测试工作后，需要了解使用QTI传感器进行寻迹的
原理。
在本文开头已经介绍过QTI传感器的大致工作原理，光电接收头探测到黑
色物体时输出高电平，探测到白色物体时输出低电平。
因此使用QTI传感器寻迹
时，轨迹的颜色为黑色，在测试是可以使用黑色的电工胶布在浅色的桌面贴出一
条黑线。
如图1-11所示，黑色轨迹要比单个QTI传感器的光电接收头宽，且比两
个QTI传感器的光电接收头窄。
图1-11QTI传感器光电接收头与黑色轨迹线
由图1-11所示，搭载QTI传感器的机器人在寻迹时，各QTI传感器的状态可能
是不相同的。
最为理想的情况是中间的QTI传感器的光电接收头始终正对着黑色
的轨迹，而左右两侧的QTI传感器的光电接收头则应该在黑色轨迹线之外。
如果中间的QTI传感器的光电接收头正对黑色轨迹，则此时说明机器人寻找
到轨迹，机器人应该沿着轨迹前行，如图1-11所示。
如果左侧的QTI传感器的光电接收头正对黑色轨迹，则此时说明机器人向右
偏离了轨迹，机器人应该左转以使得中间的QTI传感器光电接收头能探测到黑色
轨迹，如图1-12所示。
如果右侧的QTI传感器的光电接收头正对黑色轨迹，则此时说明机器人向左
偏离了轨迹，机器人应该右转以使得中间的QTI传感器光电接收头能探测到黑色
轨迹，如图1-13所示。
当然，还存在其他不同的情况，根据需要我们可以列出搭载三组QTI传感器
寻迹时的策略表，如表1-1所示。
如果机器人搭载四组QTI传感器寻迹，则其对应
8/9作者：
的策略表如表1-2所示。
图1-12机器人右偏离黑色轨迹线
图1-13机器人左偏离黑色轨迹线
P2_3P2_2P2_1动作
100左转
110小幅度左转
010前行
9/9作者：
011小幅度右转
001右转
其他前进
表1-3四组QTI传感器的寻迹策略表
P2_4P2_3P2_2P2_1动作
1000向左转
1100小幅度左转
0100
前进0110
0010
0011小幅度右转
0001向右转
图1-14所示是三组QTI传感器自主寻迹的流程图，该流程图与表1-2所给出的
寻迹策略表相同。
你可以在表1-1给出的测试QTI传感器的程序的基础上，再编写
相应的控制机器人伺服电机左转、直行、右转的代码即可完成基于QTI传感器的
自主寻迹程序。
开始
获取P2各个位的状态
P2&
0x02==1
（P2_1==1）
小车右转
小车前行
小车左转
0x04==1
（P2_2==1）
0x08==1
（P2_3==1）
NO
YES
0x06==1
（P2_1==1
P2_2==1）
小车小幅度右转
0xc==1
（P2_2==1
P2_3==1）
小车小幅度左转
Default
Action
图1-14三组QTI传感器自主寻迹流程图
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