第六章 红外检测模块
6.1 该模块的功用
该模块主要用于检测跑道的起跑线，CMOS摄像头通过软件算法也可以找出起 跑线，但计算起来要麻烦一些，相比而言，通过在车尾安装两个红外传感器更容 易达到目的。检测起跑线的目的是：小车进入第二圈后采用另一种速度方案或算法，通常第一圈采用“保守”的方案前行，确保小车能跑完全程而获得成绩，第二圈可以“冒险性”的尝试新的算法和更快的速度。检测起跑线另一个用处是：当小车跑完全程后能自动停止下来，而不用人为的去“追赶”。
6.2 硬件电路
由于比赛中存在坡道，所以传感器的安装和选型很重要。安装在前排很容易 在上下坡道的时候“搁地”，安装在底盘容易在上坡道后进入平道的转折处搁地，经考虑，本设计选择安装在车尾处，选择检测距离为1～2cm左右的TCRT5000红外传感器。
该传感器的工作原理和一般红外传感器一样，具有一个红外发射管和一个红外接收管，当发射管的红外线经反射被接收管接收后，接收管的电阻会引起变化，在电路上常体现为电压的变化，进而通过AD转换或者经LM324N等电路整形后得到处理后的结果。电阻的变化取决于接收管所接收的红外线强度，常表现在反射面的颜色和反射面离接收管的距离两个方面。硬件电路原理如图5.1所示：
该模块主要用于检测跑道的起跑线，CMOS摄像头通过软件算法也可以找出起 跑线，但计算起来要麻烦一些，相比而言，通过在车尾安装两个红外传感器更容 易达到目的。检测起跑线的目的是：小车进入第二圈后采用另一种速度方案或算法，通常第一圈采用“保守”的方案前行，确保小车能跑完全程而获得成绩，第二圈可以“冒险性”的尝试新的算法和更快的速度。检测起跑线另一个用处是：当小车跑完全程后能自动停止下来，而不用人为的去“追赶”。
6.2 硬件电路
由于比赛中存在坡道，所以传感器的安装和选型很重要。安装在前排很容易 在上下坡道的时候“搁地”，安装在底盘容易在上坡道后进入平道的转折处搁地，经考虑，本设计选择安装在车尾处，选择检测距离为1～2cm左右的TCRT5000红外传感器。
该传感器的工作原理和一般红外传感器一样，具有一个红外发射管和一个红外接收管，当发射管的红外线经反射被接收管接收后，接收管的电阻会引起变化，在电路上常体现为电压的变化，进而通过AD转换或者经LM324N等电路整形后得到处理后的结果。电阻的变化取决于接收管所接收的红外线强度，常表现在反射面的颜色和反射面离接收管的距离两个方面。硬件电路原理如图5.1所示：
实际硬件电路及安装位置如图5.2所示：
说明：上述电路板中，我们仅用到最左边与最右边两个传感器来检测起跑线， 两者之间的间隔为：12.3CM。该电路板早期制作的目的是与一个单排9个的红外 传感器电路板一起用来检测跑道信息的，但是后来改成了摄像头方案，所以该电路板就搁置没用了。
6.3 算法实现
由于传感器安装的特殊位置，小车在直道，弯道，S道运动时，两个传感器 不会同时检测到黑线，而仅当通过起跑线，“十”子路时才会出现。当红外传感器检测到黑线后会传给单片机一个逻辑“1”电平（通常为逻辑“0”电平），通过计数就可以判断第二圈是否到来。由于初赛和决赛的赛道有所不同，进而出现两个传感器同时检测到黑线的次数N也不相同，我们通过键盘设定N的值，比如预赛时为4，决赛时为6。小车跑完全程自动停止时的计数，预赛为7，决赛为11，在程序上可以用N+3，N+5表示。
