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单光电巡线程序

发布时间:2023-01-21 05:55:37

⑴ 乐高ev3单光感巡线程序怎么编

采用反光强度模式,设置一个阈值,低于阈值左转,高于阈值右转。右侧巡线模式。

⑵ 光电巡线车电路工作原理

原理:巡线小车寻迹电路采用红外光电传感器进行检测并且寻迹运动,主要利用红外传感器发出的红外线的反射原理。

⑶ 乐高机器人巡线抓物怎样编程

一、前言;在机器人竞赛中,“巡线”特指让机器人沿着场地中一;二、光感中心与小车转向中心;以常见的双光感巡线为例,光感的感应中心是两个光感;所以在实际操作中,一般通过程序与结构的配合,在程;三、车辆结构;巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线;1、前轮驱动;前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成,;2、后轮驱动;后轮驱动的小车结构和转向中心与

一、前言
在机器人竞赛中,“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路(通常是黑线)行进的任务。作为一项搭建和编程的基本功,巡线既可以是独立的常规赛比赛项目,也能成为其他比赛项目的重要技术支撑,在机器人比赛中具有重要地位。
二、光感中心与小车转向中心
以常见的双光感巡线为例,光感的感应中心是两个光感连线的中点,也就是黑线的中间位置。而小车的转向,是以其车轮连线的中心为圆心进行的。很明显,除非将光感放置于小车转向中心,否则机器人在巡线转弯的过程中,探测线路与做出反应之间将存在一定差距。而若将光感的探测中心与转向中心重合,将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。因此,两个中心的不统一是实际存在的,车辆的转向带动光感的转动,同时又相互影响,造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢,很多巡线失误由此产生。
所以在实际操作中,一般通过程序与结构的配合,在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差。而精准的微调,需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。
三、车辆结构
巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进,因此,根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。
1、前轮驱动
前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成,动力轮位于车头,通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向,前者的转向中心位于两轮胎连线中点,后者转向中心位于停止不动的轮胎上。由于转向中心距离光感探测中心较近,可以实现快速转向,但由于机器人反应时间的限制,转向精度有限。
2、后轮驱动
后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似,由于转向中心靠后,相对于前轮驱动的小车而言,位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度,才能使车头的光感转动同样角度。因此,后轮驱动的小车虽转向速度较慢,但精度高于前轮驱动小车。对于速度要求不高的比赛而言,一般采用后轮驱动的搭建方式。
3、菱形轮胎分布
菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部,前后各有一个万向轮作为支撑。这样的结构在一定程度上可以视为前轮驱动和后轮驱动的结合产物,转向速度和精度都介于两者之间。这种结构的优势在于转向中心位于车身中部,转弯半径很小,甚至能以自身几何中心为圆心进行原地转向,适合适用于转90°弯或数格子行进等一些比较特殊的巡线线路。
这种结构最初应用于RCX机器人足球上,居中的动力源可以让参赛选手为机器人安装更多的固定和防护装置,以适应比赛中激烈的撞击,具有很好的稳定性。而对于NXT机器人而言,由于伺服电机的形状狭长不规律,将动力轮位于车身中部的做法将大幅提升搭建难度,并使车身重心偏高,降低转弯灵活性。
4、四轮驱动
四轮驱动的小车四个轮胎都有动力,能较好地满足一些比赛中爬坡任务的需要。小车的转向中心靠近小车的几何中心,因此能进行原地转弯运动,具有较好的灵活性,特别适用于转90°弯或数格子行进等任务一些比较特殊的巡线线路。虽然与后轮驱动小车相比,转向中心比较靠前,转向精度较小,但四轮驱动小车没有万向轮,转弯需要靠四个轮胎同时与地面摩擦,加大转弯的阻力,因而转弯精度应介于菱形轮胎分布的小车和后轮驱动小车之间。
四轮驱动的小车最大优势在于具有普遍适应性,熟练掌握此结构的参赛选手能在参加FLL工程挑战赛、WRO世界机器人奥林匹克等一些比较复杂的比赛中占据一定优势。
四、编程方案
1、单光感巡线
单光感巡线是巡线任务中最基础的方式,在行进过程中,光感在黑线与白色背景间来回晃动,因此,这种巡线只能用两侧电机交替运动的方式前进,行进路线呈“之”字形。这种巡线方式结构简单易于掌握,但由于只有一个光感,对无法在完成较为复杂的巡线任务(如遇黑线停车、识别线路交叉口等),且速度较慢。
基本思路:光感放置于黑线的左侧,判黑则左轮不动右轮前进,判白则右轮不动左轮前进,如此交替循环。参考程序如下图:

2、单光感巡线+独立光感数线
在很多比赛中,机器人需要做的不仅仅是沿着黑线行进,还需要完成一些其他任务,如在循迹路线上增加垂直黑线要求停车、放置障碍物要求躲避等内容。此时,单光感巡线已不能满足要求。下面以要求定点停车为例,简要介绍单光感巡线+独立光感数线的编程模式。
基本思路:在此任务中要求在垂直黑线处停车,则需要跳出单光感巡线的循环程序体系,可以通过设置循环程序的条件实现这一功能。由于程序的设定,负责巡线的3号光感在行进时始终位于黑线的左侧,不会移动到黑线右侧的白色区域,因此在黑线右侧设置一个光感(4号)专门负责监视行进过程中黑
线右侧的区域,当此光感判黑时,即可判断出小车行进到垂直黑线处,于是终止单光感巡线的循环程序,执行规定的停车任务,然后向前行进一小段距离驶过垂直黑线,继续单光感巡线任务。参考程序如下图:

上述程序只适用于停车一次的需要,在实际比赛中需以定点停车、蔽障任务为基点,将巡线赛道划分为若干个小段依次设定程序,或采用两重循环的程序,重复执行巡线→→定点停车任务:

3、双光感巡线
双光感巡线是机器人竞赛中最常见的巡线模式,两个光感分别位于黑线两侧,以夹住黑线的方式行进。根据两个光感读取的数值不同,可以将光感的探测结果分为左白右黑、左黑右白、双白和双黑四种情况,根据这四种探测结果,分别执行右转、左转、直行和停车四种动作的程序命令。由于这种方法能让两个电机同时工作,机器人运动的速度较快,同时采取两个光敏监测黑线,精度也有所提高。
基本思路:使用两重光感分支程序叠加,为四种探测结果设定与之对应的程序反应,形成循环程序结构,参考程序如下图:

⑷ 机器人编程第二步:具体问题具体分析

经过第一步分解任务后,接下来就要具体分析每一步是如何实现。
基本上到这里,孩子们都喜欢直接冲到电脑前开始写程序,但是呢,往往一堆问题,复杂点的任务更是写着写着就懵了。
虽然我们已经分解了任务,但只是一个初略的分解,具体每一步的如何实现,前面的分解步骤是否有纰漏,是否合理,这些是需要我们具体来分析一下的。
这一步我们需要写出每个步骤的具体完成动作,是那个传感器在发挥作用,各个马达应该如何运转。如下入所示。

下面我们来具体分析一下。
记得还在初中的时候,在《智慧背囊》(暴露年龄了)里有这么个故事:有个记者采访一个滑雪冠军,问他怎么学好滑雪,冠军说:你要先知道怎么停下来。
就像永动机是个伪命题一样,我不认为这世上有永远没有结束的事,大到太阳,看似永恒,可是50亿年后也会因为内部的氢元素全部耗尽,导致核心将发生坍缩。小到我们每天吃饭,我们不会一顿饭从早吃到晚,从今天吃到明天,当我们饱了,不想吃了,或者饭吃完了,吃饭这个事也就结束了。
所以对于我们机器人任务的每一步,“你要先知道怎么停下来”,我们需要知道这一步什么时候结束。
以上节课的巡线任务为例。
第一步是直行。具体任务描述是从起点巡线到A点。这里其实有两层含义:一个是巡线,一个是这一步的结束标志是到达A点。如果不去关注每一步的结果,就会导致程序停留在这一步,无法结束。
那怎么判断到达A点呢,A点处是一个直角,可以用光电来做遇黑判断,单光电遇黑时,就可以停下来结束这一步了。
然后在考虑巡线,巡线可以用单光电巡线来完成,一般到这个地步的孩子对单光电巡线都不陌生,不过这里就还是多啰嗦一下,因为单光电巡线看似简单,但是还是很容易出错的。
单光电巡线根据光电在黑线的左边还是右边会有不一样的走法,在左边时,遇黑要左转,否则右转,在右边则是反过来。
上面这个过程看似复杂,但是我把这个过程总结为三个问题:是我是谁?我从哪里来?要到哪里去?开玩笑的,是:终止条件是什么?终止状态是什么?这一步要干嘛?这是那个问题又可以叫做三板斧,我自嗨一下,不用在意。

弄清楚这三个问题后,再具体看下这步干嘛怎么做

文章刚开始我说这个环节我们要具体到每个光电每个马达的状态,所以这步干嘛还要在细化:

于是我们就可以把任务分析表给填好了,就是最开始那张表。
有学生会说:老师,搞这么复杂干嘛?
因为前面不这么分析的细致一点,所有最后调试遇到的问题都在这些细节里,马达转动方向不对,光电跟马达的配合不当,等等。其实都可以通过这一步的分析来避免的。
按照上面的套路,我们把第二步的任务分析表也整出来。

这时候我们对比一下第一步跟第二步的终止条件会发现,两个都是右光电遇黑,这就意味着第二步的右转在开始的时候就结束了。真是出师未捷身先死,尴尬了。这里其实就是一个光电状态的问题,我们可以在第一步跟第二步之间增加一个小的环节,让光电离开黑线上的状态。

这里呢,有些学生喜欢把前冲这个动作放在第一步的终止状态里,不是不行,但是我建议单独设置一步,这样使整个分析结果更加清晰明了,遇到问题容易定位也容易修改。所以我们第一步的分解步骤,在这里就要做修改。
前进,前冲,右转,前进,前冲,左转,前进,前冲,右转,前进,停留2秒,后退,掉头,前进,前冲,右转,前进。
前三步的任务分析表如下图所示,后面的步骤跟前面大同小异,用相同的办法分析就行了。

限于篇幅,这里稍作补充下,对于经验丰富的学生,他们其实会发现,第一步的巡线其实可以从起点一步到B点的,因为对于直角弯,单光电巡线完全可以在外侧直接通过,不需要分解成两段直线。只要把双光电放在黑线左侧,用右光电来巡线就行了。如果是这样的话,我们的任务分解又要做修改了,我要去给老婆做饭了,没时间了,这里就偷懒一下啦,还是按前面的步骤来吧。
下一篇就是要开始写程序啦,下周见。

老规矩,可子镇楼。

⑸ 巡线机器人程序

MPLAB.IDE这一软件不太了复解
我就简制单的和你讲下寻线的算法,你自己编写吧
1. 一光感走黑线: 其实走的是黑线的一条边,利用判断和循环语句,当读到黑的时候 向右转,读到白的时候向左转,这样,就贴着黑线,"之"字形的走下去了.
2. 两光感走黑线: 比较普遍的走法是,将两光感夹着黑线,光感都读到白的话,直行,如果,某个读到黑的了,那就向相应的方向转向.
3. 多光感走黑线: 因为考虑到现在的搜救比赛中,有比较"恶劣"的黑线的贴法(例如锐角),如果要程序稳定的话,采用多光感,其实多光感的基本原来还是中间的那两个夹黑线,但是,当碰到特殊的路径的时候,边上的光感得到信号以后,做相应的子程序.

每种走法,都去试试吧,各有优劣,只有自己写过以后,才会有比较深刻的体会

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