Arduino 循迹避障小车提示词范例

接手一台 Arduino Nano 差速小车。小车沿黑色胶带赛道循迹，在直线、弯道
和交叉口保持稳定；前方 20cm 内出现障碍物时平稳停车，障碍移除后重新
确认赛道再起步。目标是完成可复测的闭环控制，不是调到“看起来能跑”。

1. 项目配置

控制板：Arduino Nano
循迹：Pololu QTR-8RC 八通道反射传感器，使用 QTRSensors 固定版本
驱动：TB6612FNG，左右两台带编码器直流减速电机
避障：VL53L0X 前向测距，I2C
电源：电机与逻辑电源分路，公共地，电池欠压检测
控制周期：循迹 100Hz，速度环 50Hz，测距 20Hz

赛道为白底黑线，标称线宽 18mm。传感器高度、轮距、轮径和编码器分辨率
以实车测量为准，不能从其他车型复制参数。

2. 车辆行为

上电保持电机禁止输出，完成 QTR 明暗标定并检查八通道动态范围。
任一关键通道无有效变化时拒绝起步。编码器方向和左右电机极性先用低速
悬空测试确认，再执行地面直线测试。

用 QTR 加权位置形成横向误差，PID 输出左右轮差速；基础速度根据弯道
误差和轮速余量调整，积分项限幅并在丢线时清零。连续 100ms 看不到赛道
时先减速，再按最后有效方向低速搜索，超过 2 秒仍未恢复则停车等待人工。

测距连续三次小于 20cm 时按受控斜坡降速至零。障碍移除并连续五次大于
30cm 后，先重新确认赛道位置，再以低速起步；不得从停车状态直接恢复
到全速。电池欠压、电机堵转或编码器停更立即关闭驱动并记录故障。

3. 工程边界

- 未架空确认电机方向、急停和驱动待机脚前不得落地运行；
- 不得通过持续提高 PWM 掩盖机械卡滞、供电压降或驱动过热；
- 不得在传感器未标定时使用固定阈值宣称完成循迹；
- 不得把超声或 ToF 单次异常值直接当作障碍物结论；
- 不得在丢线、欠压、堵转状态下继续高速搜索；
- 不得边充电边运行未经验证的锂电池系统。

4. 验收

在包含 5m 直线、半径 30cm 弯道、S 弯、交叉口和断线段的固定赛道测试。
连续完成 30 圈，统计单圈时间、横向误差峰值、丢线次数和恢复时间；
在三种速度下各执行 20 次障碍停车，停车距离不得超过 10cm 且无碰撞。

最终交付传感器标定值、PID 与速度参数、状态机、控制周期统计、
30 圈数据、障碍测试和仍需人工处理的机械偏差与电源问题。