双磁条线跟踪控制
1问题
同学反馈小车跟随磁力线，双轮差速小车，左右侧各有2个磁条传感器和各1条磁条线，需要控制小车跟随磁条线轨迹。
2 方法
（1）普通小车可能没有速度反馈，则不考虑转弯半径，仅考虑一个控制关系。
（2）左右轮子的车速转变需要调整，因为两个电机相对安装，直线、转向的转向是不同的。
根据上述问题，查kimi 给出算法
结合补充信息（小车左右两侧各有两个磁条传感器，磁条线在两个传感器中间时直线行驶），以下是修正后的控制算法：
控制算法
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传感器信号处理：
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每个磁条传感器输出的信号强度与磁条距离成反比。
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左侧两个传感器分别为
left_sensor1和left_sensor2，右侧两个传感器分别为right_sensor1和right_sensor2。 -
对每个传感器的信号进行滤波和校准，确保信号的稳定性和准确性。
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偏差计算：
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计算左侧两个传感器的平均信号强度：
plaintext复制
left_avg = (left_sensor1 + left_sensor2) / 2 -
计算右侧两个传感器的平均信号强度：
plaintext复制
right_avg = (right_sensor1 + right_sensor2) / 2 -
根据左右侧的平均信号强度，计算偏差值
error：plaintext复制
error = (left_avg - right_avg) / (left_avg + right_avg)-
error的范围为 [-1, 1]，表示小车偏离磁条线的程度：-
error = 0：磁条线在两个传感器中间，小车直线行驶。 -
error > 0：小车向右偏离磁条线。 -
error < 0：小车向左偏离磁条线。
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PID控制：
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使用PID控制器对偏差进行处理，生成控制信号：
plaintext复制
control_signal = Kp * error + Ki * integral_error + Kd * derivative_error-
Kp：比例系数，直接影响对偏差的响应速度。 -
Ki：积分系数，用于消除稳态误差。 -
Kd：微分系数，用于抑制偏差变化率，减少振荡。
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速度调节：
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根据控制信号，调整左右轮的速度：
plaintext复制
left_speed = base_speed + control_signal right_speed = base_speed - control_signal-
base_speed：小车的基础速度。 -
control_signal：PID控制器的输出值，用于调整速度差。
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特殊情况处理：
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如果所有传感器的信号强度都低于某个阈值（例如，未检测到磁条线），小车应降低速度并进行搜索：
plaintext复制
if (left_avg < threshold && right_avg < threshold): left_speed = search_speed right_speed = search_speed
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闭环控制：
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实时采集传感器信号，计算偏差，更新控制信号，并调整车轮速度，形成闭环控制。
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实现步骤
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初始化：
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设置传感器和电机驱动。
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对每个传感器进行校准，确定其阈值。
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初始化PID控制器参数（Kp, Ki, Kd）。
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主循环：
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采集左右两侧传感器的信号强度。
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计算左右侧的平均信号强度。
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计算偏差值
error。 -
使用PID控制器计算控制信号。
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调整左右轮速度。
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重复上述步骤，实现实时跟踪。
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// 初始化
calibrate_sensors()
set_pid_parameters(Kp, Ki, Kd)
base_speed = 100 // 基础速度
threshold = 10 // 信号强度阈值
search_speed = 50 // 搜索结果速度
// 主循环
while True:
// 采集传感器信号
left_sensor1 = read_sensor("left1")
left_sensor2 = read_sensor("left2")
right_sensor1 = read_sensor("right1")
right_sensor2 = read_sensor("right2")
// 计算平均信号强度
left_avg = (left_sensor1 + left_sensor2) / 2
right_avg = (right_sensor1 + right_sensor2) / 2
// 判断是否检测到磁条线
if left_avg < threshold && right_avg < threshold:
// 未检测到磁条线，进行搜索
left_speed = search_speed
right_speed = search_speed
else:
// 计算偏差
error = (left_avg - right_avg) / (left_avg + right_avg)
// PID控制
control_signal = pid_control(error)
// 调整速度
left_speed = base_speed + control_signal
right_speed = base_speed - control_signal
// 设置车轮速度
set_motor_speed("left", left_speed)
set_motor_speed("right", right_speed)