1. 初始方案：平衡小车（失败）#

唔…最开始是打算是用平衡小车做的，因为我买的底板就是平衡车的嘛；但实际调试中遇到了致命的物理结构问题：

• 重心极度偏移： 铜柱安装好后，电池塞不进预定位置，只能偏后放置。

• 传感器布局冲突： 为了给前置的灰度传感器留出空间，轮子没有安装在中心，而是靠向电池一侧。

• 结果： 这种结构导致重心严重偏离， PID救不了一点。硬着头皮调了一整天 PID 后，果断放弃。

_整体大抵就是这样…

2. 最终方案：三轮底盘（成功）#

无奈之下只能另想他法。我将两个底板粘在一起，改用 三轮结构。

• 痛点： 手头没有现成的万向轮。

• 自制万向轮大法：

  • 材料： 塑料瓶盖 + 小圆球 + 纸板。

  • 做法： 瓶盖开大洞，放入圆球，上方用纸板封顶。完美解决！

• 结构加固：

  • 铜柱长度不合适（要么太长要么太短），最终方案是用小木板延伸出来，配合 热熔胶 + 长铜柱 固定。

  • 感叹：热熔胶 YYDS！

_现在是这样…

1. 灰度循迹算法#

采用 权重 + 平均数 的计算方式：

• 权重设定： 将8路传感器从最左到最右分别定义为权重 -4 到 4（例如：-4, -3, … 3, 4）。

• 偏移量计算： $\text{偏移量} = \frac{\sum \text{读取值}}{\text{总路数}}$。

• 控制逻辑： PID 算法以“偏移量为 0”为目标进行调控。

• 无线模式（盲跑）： 设定一个特殊模式，当灰度传感器完全读不到黑线时触发，停止 PID 纠偏，保持当前状态（防止在无红线区域乱跑）。

2. 主程序架构：状态机#

因为是四个问题嘛，我就想着用四个状态机来实现，用按键切换状态机，并用led闪烁来提示目前是哪个状态，

• 问题一（直线行驶）：

  • 强制直走。

  • 利用 MPU6050 + PID 防止走斜。

• 问题二（直线+弯道）：

  • AB、CD 段：同问题一，直走 + MPU PID 修正。

  • 过弯段：切换为灰度循迹 + PID（目标偏移量 0）。

• 问题三 & 四（复杂路径与循环）：

  • 转向逻辑（B转D）： 最初想用陀螺仪角度控制，但 MPU 零漂太大且代码非自写难以修改，索性改为 “写死旋转时间” 的开环控制啦。

  • A到C转向： 因为我懒嘛，做第三问的时候就没写A到C转向，打算手动瞄准，然后发射~但是任务四要转的，所以任务四时补上了这段代码（逻辑同 B转D）。

  • 循环逻辑： 任务四本质上就是任务三代码的 4 次循环。