图4.接收管原理图
传感器的工作原理是：发射管经过一个180KHZ频率的载波调制后发射。接收管接收到反射回来的光线后，先进行放大，然后进行解调、整形。在经过比较，就输出一个开关量信号。整个过程可以参照上面的发射管、调制管、接收管的图。 单排激光传感器布局
由于往届竞赛对光电传感器排布方式研究已经比较深入，传统的“一”字型排布方式在众多排布方式中效果显著，是最常用的一种排布方式。激光发射管的排布是均匀的，这样便于激光管精确的固定与定位。具体的传感器布局的PCB版电路图如图5、6：
图5.激光传感器PCB图右半部分
图6.激光传感器PCB图左半部分
整体的传感器一共有四个接收管，十二个发射管，和两个调制管，在实际制作中将右半部分和左半部分形成一个角度a，这个角度a是在不断的实际测试使小车达到最佳状态时来确定的。
具体的PCB电路分析：
右半部分图，最上层：JLED3、JLED4是两个接收管，旁边的C3、C4及电阻组成的电路起到滤波、放大的作用。中间层：三角形的白色部件是六个发射管，旁边Q7---Q12及各电阻是来保护及判断发射管是否发光，最边上的P2是插槽，将各部件与处理器相连接。最下层：J2是调制管，附近的电阻及三极管起到保护电路及放大的作用，U2是三八译码器。
左半部分图，最上层：JLED1、JLED2是两个接收管，旁边的C1、C2及电阻组成的电路起到滤波、放大的作用。中间层：三角形的白色部件是六个发射管，旁边Q1---Q6及各电阻是来保护及判断发射管是否发光，最边上的P1是插槽，将各部件与处理器相连接。最下层：J2是调制管，附近的电阻及三极管起到保护电路及放大的作用。U1是三八译码器。 2.摆头舵机控制模块 摆头舵机
摆头舵机用于上面一排激光管的摆动，是操控车模行驶的方向盘。舵机的输出转角通过连杆传动控制前轮转向，其转角精度直接影响到智能车模能否准确按赛道路线行驶。舵机如图7所示
图7.摆头舵机
摆头舵机的工作原理
舵机由舵盘、位置反馈电位计、减速齿轮组、直流电机和控制电路组成，内部位置反馈减速齿轮组由直流电动机驱动，其输出轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测。当电位器转角线性地转换为电压并反馈给控制电路时，控制电路将反馈信号与输入的控制脉冲信号相比较，产生纠正脉冲，控制并驱动直流电机正向或反向转动，控制转向角度的目的。
摆头舵机之所以要摇头是因为由于激光前瞻较远，所以只要车辆轻微偏移赛道就偏出检测范围，而激光板不能做无限宽，因此使用摇头来弥补，并以此提高弯道速度。每个管子的光都经过调制，发射出去后只要是在白色的跑道上，好几个接收头都可以同时接收到信号，而黑线上则反射较弱，这样将激光管依次点亮就可以精确的知道对应激光管指向位置是黑线还是白色路面。舵机在6v电压下正常工作，而大赛统一提供的标准电源输出电压为7.2v则需一个外围电压转换电路将电源电压转换为舵机的工作电压6v。 摆头舵机的安装
摆头舵机是道路检测子系统中的主要部件。摆头舵机的稳定性，重心分布和水平程度是安装过程中所需要考虑的主要因素。下面仅对我们所采用的安装方式进行简略介绍。我们所采用的摇头机构的安装方式的优点是：
一： 平衡重心：由于车模固有驱动结构的影响，致使车模总体重心便向车中心线的左方。利用舵机结构的不对称性，可以有效的平衡重心。
二：安装独立性高：可以独立拆卸而不影响其他结构。 这点在调试过程中给重心的前后平衡调整带来了极大的方便。
三： 水平性好：摇头传感器的水平性是影响道路检测效果的重要因素。 如果安装不水平，那么在传感器摆动过程中前瞻距离会随着摆动角度的不同而不断变化，给程序调试以及车体稳定性带来了极大的消极影响。 控制脉冲（PWM）
PWM 调制波有8 个输出通道，每一个输出通道都可以独立的进行输出。每 一个输出通道都有一个精确的计数器（计算脉冲的个数），一个周期控制寄存器 和两个可供选择的时钟源。每一个PWM 输出通道都能调制出占空比从0—100% 变化的波形。
PWM 的主要特点有：
1、它有8个独立的输出通道，并且通过编程可控制其输出波形的周期。 2、每一个输出通道都有一个精确的计数器。
3、每一个通道的PWM 输出使能都可以由编程来控制。 4、PWM输出波形的翻转控制可以通过编程来实现。
5、周期和脉宽可以被双缓冲。当通道关闭或PWM计数器为0时，改变周期和脉宽才起作用。
6、8 字节或16字节的通道协议。
7、有4个时钟源可供选择A、SA、B、SB他们提供了一个宽范围的时钟频率。 8、通过编程可以实现希望的时钟周期。 9、具有遇到紧急情况关闭程序的功能。
10、每一个通道都可以通过编程实现左对齐输出还是居中对齐输出。 3.转向舵机控制模块 转向舵机的安装
度致使转向过程中拉力过小，而且车体重心靠前对前轮转向舵机安装的好坏决定了车体在弯道时所能达到的极限速度。方向控制舵机安装时主要考虑的因素有：重心，最大转角，等效力臂长度，响应速度，极限拉力等因素。目前比较主流的安装方式主要有：
靠前立式安装： 将转向舵机安装在车头前轮差速器上方。经实验验证，该法限制了舵机力臂长压力过大降低了转向性能。
靠后立式安装： 将转向舵机安装在智能车前传动轴上方。经实验验证，该法限制了舵机力臂长度致使转向过程中拉力过小，带来的消极影响车体稳定性较低，重心过高等问题。
传统安装： 这种方式是目前采用的安装方式，我们尝试过改进车体原有机械结构安装，该安装方式的优点是能够提供比较大的转向拉力，在调试过程发现加长舵机臂可以加强舵机转向速度，有利于过弯性能的提高。通过仿真和测试，我们发现舵机臂的加长有一个相对合适的长度，超过这个长度会使转向负荷过大，打坏舵机齿轮。 转向舵机
转向舵机和摇头舵机相似，都是统一的s3010的，工作原理是控制电路接收信号源的控制脉冲，并驱动电机转动；齿轮组将电机的速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大响应倍数，然后输出；电位器和齿轮组的末级一起转动，测
量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。模拟舵机需要一个外部控制器（遥控器的接收机）产生脉宽调制信号来告诉舵机转动角度，脉冲宽度是舵机控制器所需的编码信息。舵机的控制脉冲周期 20ms，脉宽从 0.5ms-2.5ms，分别对应 -90 度到 +90 度的位置。如下图8所示 输入正脉冲宽度（周期为20ms） 伺服马达输出臂位置 图8. 舵机转角与脉冲周期对应位置
4.电机直流驱动电机控制电路主要用来控制直流电动机的转动方向和转动速度。改变直流电动机两端的电压可以控制电动机的转动方向；而控制直流电动机的转速，则通过单片机发出的PWM控制。 电机驱动及原理
赛车采用380电机作为全车的驱动，电机由竞赛主办方提供。齿轮传动机构对赛车的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当会大大增加电机驱动后轮的负载，从而影响到最终成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平