<div> <p style="line-height:1.8;">注：* 为必填项</p> <p style="line-height:1.8;"><strong><span style="color:#0093e6;">请在报名阶段填写 ↓</span></strong></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <p>本开源项目是一个基于STM32微控制器的高性能智能巡线机器人系统，集成了先进的传感器技术、精确的控制算法和高效的硬件设计。</p> <p>系统以STM32F103C8T6微控制器为核心处理单元，通过12路高精度灰度传感器实现巡线路径检测，结合GY-61P陀螺仪模块进行实时</p> <p>姿态感知，采用TB6612FNG电机驱动模块控制双直流电机运动。实现了卓越的巡线性能和精准的角度控制能力，特别在大弧度巡线和</p> <p>固定角度转弯方面表现出色。核心实现 “自动直线行驶 + 黑线循迹” 双模式控制，通过硬件模块化设计与软件闭环算法结合，具备精</p> <p>准控制、状态可视化、自动模式切换等特性，适用于基础循迹导航场景。适合作为入门级智能小车的开发参考（代码已上传压缩包）。</p> <p> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*2、项目属性</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;">无获奖，原创作品</p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">* 3、开源协议</h3> <p style="line-height:1.8;">GPL3.0</p> <p style="line-height:1.8;"><strong><span style="color:#0093e6;">请在竞赛阶段填写 ↓</span></strong></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*4、硬件部分</h3> <ol> <li>系统采用意法半导体的STM32F103C8T6微控制器作为核心处理单元</li> <li>系统对实时控制和数据处理的需求。微控制器负责协调各个传感器数据采集、执行控制算法、生成电机控制信号，并管理整个系统的运行状态。</li> <li>STM32F103C8T6的丰富外设资源被充分利用：3个USART接口分别用于陀螺仪数据读取、调试信息输出和系统参数配置；</li> <li>灰度传感器采用GPIIO上拉输入模式，稳定读取12路灰度传感器模块的状态，将灰度传感器放在车前面以便于及时转向；</li> <li>多个通用定时器用于生成电机PWM控制信号和系统时序管理。</li> <li>核心板采用双层PCB设计，电源和地线层分离，确保信号完整性，同时预留了丰富的扩展接口，便于功能升级和外围设备接入。</li> </ol> <p><strong><img src="//image.lceda.cn/pullimage/m5oVz1J7F8BzIiaokY7GUuOrJom8aVd9NLuFt9Tr.png" width="1049" height="231" alt="m5oVz1J7F8BzIiaokY7GUuOrJom8aVd9NLuFt9Tr.png"></strong></p> <p><strong>主控部分：</strong></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/oin6zVgB2slqty77R9ShRcmDAug1GKwPwldKkCZE.png" alt="" width="657" height="430"></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/eYGbTE3BxPM5yVTsY2Gn0G4ph9xy77eQ8RbvJ3dF.png" width="559" height="498" alt="eYGbTE3BxPM5yVTsY2Gn0G4ph9xy77eQ8RbvJ3dF.png"></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><strong>电源部分：</strong><br><img src="//image.lceda.cn/pullimage/l30LYHbSFIi6pCuKKWnv7dwDuKPqTtJ0O0adhPzR.png" width="675" height="410" alt="l30LYHbSFIi6pCuKKWnv7dwDuKPqTtJ0O0adhPzR.png"></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/MDaHK1o5FOknMnClFJFvmdVVomUXFFTtO6tR9rf9.png" width="634" height="557" alt="MDaHK1o5FOknMnClFJFvmdVVomUXFFTtO6tR9rf9.png"></p> <p style="line-height:1.8;"><strong>整体：</strong></p> <p style="line-height:1.8;"><strong><img src="//image.lceda.cn/pullimage/1QkyusFq7DDgg0A4iv8pXcRwKNFK4PUjZofjv6jS.jpeg" alt="" width="578" height="433"></strong></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*5、软件部分</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><strong>灰度传感器数据处理</strong>：<br>12路灰度传感器的模拟输出通过STM32的ADC1进行同步采样，采样率1kHz。原始ADC值经过数字滤波（移动平均滤波）后，转换为统一的反射率数值。系统采用智能传感器融合算法，将12个传感器的读数映射为单一的位置偏差值，映射关系为：[-5, -4, -3, -2, -1, -0.5, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5]，其中0表示机器人精确位于路径中心，负值表示偏左，正值表示偏右。</p> <p><strong>双环PID控制架构</strong>：<br>系统采用先进的双环PID控制架构，外环为位置控制环，内环为速度控制环，实现巡线运动的高度精确控制。</p> <p>位置控制环以灰度传感器计算的位置偏差作为输入，通过位置式PID算法计算机器人的期望转向角度。PID算法包含完整的微分先行和积分抗饱和机制，避免积分windup问题。控制器参数通过Ziegler-Nichols方法初步整定，再通过实验精细调整，确保在各种路径条件下的稳定跟踪。</p> <p>速度控制环以位置环输出的转向角度和预设的前进速度作为输入，通过模糊PID算法分别计算左右电机的期望转速。模糊逻辑器根据路径曲率和机器人姿态动态调整PID参数，实现自适应控制。速度环输出为PWM占空比信号，直接驱动电机运动。</p> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/ht7KLS6PjDKlKVJxi4688VWRkGPRJyNg3jfxUx9M.png" width="1006" height="167" alt="ht7KLS6PjDKlKVJxi4688VWRkGPRJyNg3jfxUx9M.png"> <p><strong>固定角度转向控制</strong>：<br>系统实现了基于惯性导航的精确角度转向功能。当检测到转弯标记或通过上位机指令触发时，系统切换到角度控制模式。该模式下，位置环PID控制器以陀螺仪测量的偏航角作为反馈，通过角度PID算法生成转向控制量，实现45°、90°、180°等标准角度的精确转向。</p> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/iUXrvDEfd7q4p2lbPwxCUkzzjKiYdfJ33KdbsZ67.png" width="1044" height="134" alt="iUXrvDEfd7q4p2lbPwxCUkzzjKiYdfJ33KdbsZ67.png"> <p> </p> <p><strong>核心控制：</strong>通过调整左 / 右电机的 PWM 差实</p> <p>现转向。例如，Angle PID 输出为正偏差时，<code>moto1=30+偏差</code>（左电机加速）、<code>moto2=30-偏差</code>（右电机减速），小车向右转向，纠正 Yaw 角偏差。</p> <p><strong>循迹偏差计算</strong>：<code>line_result()</code>函数将 12 路灰度传感器按 “左 5→右 5” 分配权重（左 + 5~+0.5，右 - 0.5~-5），偏差值 = 0 时表示传感器居中（沿黑线行驶），偏差正负表示偏离方向。</p> <p><strong>安全控制</strong>：<code>motor_start_flag</code>（B3 按键切换）控制电机启停，_flag=0 时调用<code>Load(0,0)</code>，电机停转，保障调试安全。</p> <p>主要代码部分</p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/rD9AQITwycGLXipB1QpXj9AxMC8yGC2EF7bdyjTP.png" alt="" width="703" height="519"></p> <p> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">请输入内容…</span></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/Fkg15AAbOr8LiEgC3qLEIzILysyAfaTPaV2tnJxk.png" alt="Fkg15AAbOr8LiEgC3qLEIzILysyAfaTPaV2tnJxk.png"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/WLwTPSN2yUXuVavLlfld5dQPtApYMhSXsLlW1ISP.png" alt="WLwTPSN2yUXuVavLlfld5dQPtApYMhSXsLlW1ISP.png"></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/4TQbDkfG5kFBjJXj2wCWb2SQpIgN6Yi9bhbgu6VX.jpeg" alt="" width="521" height="695"></p> <p style="line-height:1.8;">感谢立创电赛对本项目的大力支持。</p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;">如简介所示已上传</p> <p style="line-height:1.8;"><span style="font-size:14px;"><a href="/posts/42551e8f2f2548cabc1c36626a42da94" target="_blank">前往查看更多详情 ＞</a></span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> </div>