[공학 설계] LINE TRACING ROBOT

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레포트 > 공학계열
2010.01.29
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소개글

[공학 설계] LINE TRACING ROBOT에 대한 자료입니다.

1. Line Tracer 설명 및 프로젝트 목표
2. Hard Ware 구성
3. 프로그램 LOGIC 구성
4. 적외선 작동 원리
5. 라인트레이서의 활용
6. 소감

본문내용

3. Logic

3.1 Draft
처음에는 적외선 센서 2개만을 사용해 라인트레이서를 구현하려고 했다. 대각선 교차로를 만났을 때에도 커브를 만났을 때와 같은 상황으로 인식해, 로봇이 트랙을 따라 움직일 것이라 생각했다. 그러나 기대했던 바와 달리 교차로를 제대로 인식하지 못함에 따라 적외선 센서 3개를 이용해 라인트레이서를 구현하기로 했다.

3.2 Second-Logic
적외선 센서 3개를 이용했을 때, logic이 구성된 원리는 다음과 같다. 아래 표는 로봇이 직진할 때, 커브를 돌 때, 십자 교차로를 만났을 때, 대각선 교차로를 만났을 때, 그리고 FINAL LINE을 만났을 때를 가정한 표를 작성한 것이다.

3.2.1 센서가 놓여진 위치

Line
: LED
: 적외선 센서

Figure 2-1

3.2.2 Logic Table
0: Sensor OFF 1: Sensor ON
직진 좌회전 우회전 십자
교차로 대각선
교차로 STOP
3 0 1 1 0 0 1
2 1 1 0 0 1/0 0
1 1 0 1 0 0/1 0
Command
For
DC motor(1,2) FF BF FB FF FF 00

Table 2-2 Logic Table
Table 2-2 는 logic이 구성 된 상황을 나타낸다. 십자 교차로, 대각선 교차로를 만나면 직진 Command를 주어서 계속 Line을 따라가게 하였다. 좌회전/ 우회전을 하는 상황에서는
회전축이 되는 바퀴를 0값으로 고정시킬 수도 있지만, 회전반경이 커져서 원하지 않는 값들을(noise) 측정하게 된다. 때문이 DC-motor 두 개가 적절한 비에 따라 회전 축이 되는 바퀴를 역회전 시킨다. 회전반경이 작아질 뿐만 아니라, 회전을 하면서 측정하는 noise의 비율도 줄어들게 된다.

3.2.3 Problem
센서의 민감도를 아무리 비슷하게 맞춰도 line-tracing을 하다 보면, 예측하지 못한 값들이 noise로 측정되는 경우가 있다. 예를 들어서 로봇이 좌/우회전을 하는 상황에서 로봇이 멈추는 상황이 야기되기도 한다.

3.3 Final logic

Figure 3-1 Final Logic
3.3.1 Solution
 3.2에서 생긴 문제를 해결하기 위해 Counter 역할을 하는 변수 ST를 사용한다. IR센서를 작동시키기 위해선 CPU가 상당히 delay가 생기는데 이에 비해 counter의 값이 증가되는 연산은 빠르게 진행된다. 중간에 멈추는 상황[(PORT3,2,1) =(1,0,0)]을 접하더라도 ST가 40이 되기 전에 로봇이 알맞은 센서 값을 인식하면 ST=0으로 되어 다시 라인을 따라 움직이게 된다.

 LED 기능(PORT5,6,7): 앞에서도 언급했지만, 센서감도를 같게 하려고 해도 IR 센서마다 약간의 차이가 생긴다. 때문에, IR센서가 제대로 동작하는지 알아보기 위해서, 센서가 ON이 될 때마다 LED를 동작시켜 센서 동작 여부를 확인한다.

 PORT4 ON : 박수를 치면 로봇이 움직이기 시작한다.

3.3.2 Problem
트랙이 바뀜에 따라 매번 ST를 조정해야 하는 변수가 생긴다. 중간에 멈추지 않는 ST의 범위를 정해야 하는데, 충분한 시간이 주어지면 TEST를 통해 조절이 가능하지만, 한번에 성공하기가 쉽지 않다. 멈추지 않는 경우가 생길 수 있다.

3.3.3 Solution(대안으로 생각해 본 것)
실제 경기 트랙에서 성공하지는 못했지만, 멈추기 전의 직선 구간에서 박수소리가 한 번 더 들리게 되면 저속으로 만든다. 그리고 모터가 멈추는 상황을 이 안에서 구현한다.
직선 거리만 움직이는 상황이기 때문에, 센서가 다른 값들을 Noise로 인식할 수 있는 상황이 줄어들고 안정적으로 정지가 가능하다.

4. 라인트레이서의 원리

4.1 적외선 센서
라인트레이서에서 가장 많이 사용하는 것은 photo sensor입니다. 거리의 측정에도 사용되지만 원거리는 잘 사용하지 않고 근거리를 측정하고자 할 때 사용되기도 하

#센서 #교차로 #적외선 #대각선

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