机器人接力赛方案说明书

第七届中国青少年机器人竞赛第七届中国青少年机器人竞赛 小学组小学组 机器人接力赛方案机器人接力赛方案 2007 01 04 敬告读者敬告读者 本方案仅为用户参加类似机器人竞赛项目提供参考指导本方案仅为用户参加类似机器人竞赛项目提供参考指导 广州中鸣数码科技有限公司强广州中鸣数码科技有限公司强 烈建议用户不要采用完全一致的搭建及程序参与竞赛烈建议用户不要采用完全一致的搭建及程序参与竞赛 其原因如下其原因如下 1 1 本方案旨在提高用户在参与机器人竞赛项目的起点水平 但并不希望因此而扼杀参赛本方案旨在提高用户在参与机器人竞赛项目的起点水平 但并不希望因此而扼杀参赛 者的主动性及创作力 也不希望因此而违背机器人竞赛活动对青少年的教育意义 者的主动性及创作力 也不希望因此而违背机器人竞赛活动对青少年的教育意义 2 2 本方案仅适用及受限制于某一特定的竞赛规则 参赛者应在充分理解要参与竞赛的规本方案仅适用及受限制于某一特定的竞赛规则 参赛者应在充分理解要参与竞赛的规 则前提下 参考本方案的基础上完成自己的设计 则前提下 参考本方案的基础上完成自己的设计 3 3 几乎所有的机器人竞赛都要求参赛者亲身设计 并能在竞赛现场独立调试及向评委讲几乎所有的机器人竞赛都要求参赛者亲身设计 并能在竞赛现场独立调试及向评委讲 解设计思路 故参赛者应通过对方案的深刻了解及日常训练使具有随机应变之能力 解设计思路 故参赛者应通过对方案的深刻了解及日常训练使具有随机应变之能力 4 4 本方案会在网上 本方案会在网上 www RobotPwww RobotP 以公开形式面向广大机器人爱好者发布 以公开形式面向广大机器人爱好者发布 所有的参赛者都有可能对其有充分的了解 因此对本方案未加以改进者将甚少机会获胜 所有的参赛者都有可能对其有充分的了解 因此对本方案未加以改进者将甚少机会获胜 5 5 本方案未经长时间的验证和实施 也未能发挥器材之极限性能 广州中鸣数码科技有本方案未经长时间的验证和实施 也未能发挥器材之极限性能 广州中鸣数码科技有 限公司并不能保证该方案完美无缺 用户应该通过亲身实践去验证和改进 并从中学习相关限公司并不能保证该方案完美无缺 用户应该通过亲身实践去验证和改进 并从中学习相关 的知识和获取相关的经验 的知识和获取相关的经验 免责声明免责声明 产品外形 技术参数 功能等请以实际产品及该产品说明书 铭牌为准 如因产品外形 技术参数 功能等请以实际产品及该产品说明书 铭牌为准 如因 技术更新产生变更 恕不另行通知 技术更新产生变更 恕不另行通知 目目 录录 第一节第一节 方案解决思路方案解决思路 3 1 场地示意图 3 2 方案思路 3 第二节第二节 结构搭建及器材结构搭建及器材 4 第三节第三节 程序说明程序说明 4 第四节第四节 程序调试程序调试 6 1 视频 6 2 检测马达转向 7 3 全局变量 7 4 如何让机器人运行自检程序 7 5 矫正角度传感器的角度 7 6 程序的调试 7 第五节第五节 使用技巧及优化使用技巧及优化 8 1 电池的使用 8 2 小技巧 8 第一节第一节 方案解决思路方案解决思路 1 场地示意图 场地示意图 2 方案思路 方案思路 首先我们把机器人要完成的任务拆分为以下几个部分 1 1 号车从起点出发 用指南针校正 伺服马达辅助引导方向 让机器人向前走一定的时间 经过跨栏 区到达入弯地点 2 1 号车进入转弯状态 伺服马达方向往左打以便更好引导小车转向 并把转弯过程按照角度细分为 6 个小过程 指南针角度从入弯前的 0 度转到 330 度为第一个过程 从 330 度转到 300 度是第二个过程 依此类推 机器人从 210 度转到 180 度是第最第六个过程 做完最后一个过程 1 号车应该到达交接区 域 3 1 号车在交接区域把小球交给 2 号车 并触发 2 号车启动 4 2 号车启动后 走黑线的算法也是和 1 号车相似 最终到达起始区域 程序实现 程序实现 为了简化程序 按各功能来分开编写子程序 再按照流程图将它们编写为一个主程序 第二节第二节 结构搭建及器材结构搭建及器材 器材准备 器材准备 参考 搭建手册 pdf 文件 搭建步骤 搭建步骤 参考 搭建手册 pdf 文件搭建机器人 端口接插 端口接插 用机器人快车打开主程序 1 号车为文件夹 Car1 下面的 Car1 rcu 文件 2 号车为文件 夹 Car2 下面的 Car2 rcu 文件 项目 硬件信息 打开硬件信息对话框 点击相应的端口名 字查看接插情况 如果出现马达和风扇的运动方向相反了 可以把插在端口的控制线反向插上 但确保 黑色线对 G 端口 第三节第三节 程序说明程序说明 主程序局部变量的说明 主程序局部变量的说明 counter 计数器 degree 角度传感器数值 全局变量的说明 全局变量的说明 g Speed 马达正常运行速度 g ModifySpeed 马达作调整时的运行速度 g Small 走直线时 小偏差角度 处于小范围里面 所要调整的幅度就要小 g Big 走直线时 大偏差角度 处于大范围里面 所要调整的幅度就要大 注意 注意 在子程序中要先引用主程序中定义的全局变量才能使用该全局变量 模块说明 模块说明 SelfTest 模块的说明 模块图标为 功能功能 检查机器人的传感器 说明说明 把车体反方向摆放在起始点 启动机器人后 指南针读数范围在 90 270 度时 机器人自动执行该 子函数对自身传感器进行检测 开背光 角度传感器数值显示在第 1 位 此时可以校正指南针 GetNewAngle 模块的说明 模块图标为 功能功能 根据要比较的角度获取新的角度 参数参数 1 middleAngle 要比较的角度范围 360 720 2 oldAngle 旧角度范围 0 360 返回值返回值 范围在 middleAngle 180 到 middleAngle 180 说明说明 读取指南针数值后进行角度比较时使用 如果有一定基础可以认真理解其思路 GoAngle 模块的说明 模块图标为 功能功能 朝某个角度调整机器人的方向 参数参数 1 angle 要调整的角度 范围 0 360 说明说明 读取指南针数值 根据偏差的角度大小用不同的调整幅度调整机器人的运行状态 GoAngleTime 模块的说明 模块图标为 功能功能 朝某个角度走一定时间 参数参数 1 angle 要走的角度 范围 0 360 2 time 要走的时间 单位百分之一秒 范围 0 255 说明说明 在一定的时间内 不断调用 GoAngle 调整机器人 TurnLeft 模块的说明 模块图标为 功能功能 左转到 angle 的角度 参数参数 1 angle 要转向的角度 范围 0 360 2 LState 左马达状态 根据硬件的设置 2 为向前 0 为后退 1 为停止 3 LSpeed 左马达速度 范围 0 100 4 RState 右马达状态 根据硬件的设置 2 为向前 0 为后退 1 为停止 5 RSpeed 右马达速度 范围 0 100 说明说明 利用左右轮子的速度差调整转弯的幅度 转到指南针读数小于或者等于 angle 设定的角度为止 BackAngle 模块的说明 模块图标为 功能功能 车头朝某个角度 后退调整机器人的方向 参数参数 1 angle 要调整的车头角度度 范围 0 360 说明说明 读取指南针数值 根据偏差的角度大小用不同的调整幅度调整机器人的运行状态 BackAngleTime 模块的说明 模块图标为 功能功能 车头朝某个角度 后退走一定时间 参数参数 1 angle 要调整的车头角度 范围 0 360 2 time 要走的时间 单位百分之一秒 范围 0 255 说明说明 在一定的时间内 不断调用 BackAngle 调整机器人 第四节第四节 程序调试程序调试 由于不同机器人的硬件性能存在差异 因此调试程序是必要的 严格按照下面的步骤调试 将达到 事半功倍的效果 使调试过程充满乐趣 充分体验用模块化思维解决问题的优势 1 视频 视频 观看视频 进一步了解机器人完成任务的整个过程 2 检测马达转向 检测马达转向 在主程序里 单独控制左 右两个马达 两个马达的 state 值都填 2 speed 值都填 100 编 译 下载程序 实际运行 观察马达的转向是否都是向着机器人前进的方向 如果不是 可以通过更改 马达的插接方式来校正 3 3 全局变量 全局变量 g Speedg Speed 马达正常运行速度 修改时需要与 g ModifySpeedg ModifySpeed 一起成对修改 g ModifySpeedg ModifySpeed 马达作调整时的运行速度 如果机器人朝某个角度所走的直线不直 可以适当增加或者减少此值 g Smallg Small 走直线时 小偏差角度 处于小范围里面 所要调整的幅度就要小 g Bigg Big 走直线时 大偏差角度 处于大范围里面 所要调整的幅度就要大 4 如何让机器人运行自检程序 如何让机器人运行自检程序 把车体反方向摆放在起始点 启动机器人后 指南针读数范围在 90 270 度时 机器人自动执行自 检程序对自身传感器进行检测 如果开机后机器人马达有运动而不是执行自检程序 静止 应该是指南 针没有校正好 此时可以把机器人正向放置在起点 不要关闭电源 按指南针上的正北校正按钮 然后 关掉电源 把车体反方向摆放在起始点 重新开始操作 自检程序执行 开背光 角度传感器数值显示在第 1 位 此时可以校正指南针 5 5 矫正角度传感器的角度 矫正角度传感器的角度 请参考角度传感器的使用说明 矫正角度 矫正后要求 0 90 180 270 四个角度都正确 把两台 小车方在各自的起始点 正前方为 0 度 正右方为 90 度 正下方为 180 度 正左方为 270 度 建议上面 四个角度允许偏差在 2 度以内 如果偏差较大 请重新校正指南针 偏差越小越好 通常需要经过多次 校正才能达到较小的偏差 注意 角度传感器要尽量远离马达 减少干扰 从起始点 正对前方向为角度传感器的从起始点 正对前方向为角度传感器的 0 度方向 度方向 6 6 程序的调试 程序的调试 用机器人快车打开主程序 1 号车程序在文件夹 Car1 下面的 Car 1 rcu 文件 2 号车程序在文 件夹 Car 2 下面的 Car 2 rcu 文件 根据程序的文字提示说明可以修改相应的数值 如果需要对子程序模块进行修改 可以通过下面方面进行 在此仅说明如何在主程序里直接进入子 程序模块进行编辑的方法 详细的使用方法请阅读 机器人快车 软件里的帮助文档 在主程序里单击 要修改的子程序模块图标 再单击工具栏上的 会弹出新的子程序窗口 在此可以编辑子程序 编辑 完成后 点保存 再进入主程序 重新编译 刚才修改过的子程序就已经被运用在重新编译过的主 程序里了 第五节第五节 使用技巧及优化使用技巧及优化 1 电池的使用 电池的使用 准备好两份的电池和充电器 可以从中鸣数码科技有限公司订购 可以使你在调试程序的过程中 不会因为电池电量不足而被迫停止调试 在主控制器电源指示灯不断闪烁的情况下 必须更换电池 刚充好电的电池电压比较高 此时使用会让机器人运行速度比平时调试时候快 建议比赛时候使用的电池电压与平时调试的电压一致 避免因为电压不同出现机器人走的路程发生建议比赛时候使用的电池电压与平时调试的电压一致 避免因为电压不同出现机器人走的路程发生 明显的变化 明显的变化 平时调试时候可以编写两套程序 一套是电量充足的 一套是电量中等的 根据不同的电量下载不平时调试时候可以编写两套程序 一套是电量充足的 一套是电量中等的 根据不同的电量下载不 同的程序 同的程序 2 2 小技巧 小技巧 为了更好交接小球并使交接碰撞后不把 2 号车撞歪 可以把 1 号车的持球装置往左斜一点角度安装 这样在碰撞时候刚好小球能正对着 2 号车 因为机器人的行走是由时间或者角度控制 所以不能完全避免机器人走到转弯点处的位置有误差的 出现 此时可以修改直行的角度或者直行的时间并从新下载程序 也可以在开始区域摆放机器人时 相 应往前后左右挪动一点位置 让机器人走到转弯点时候达到正确的位置 前提是不能让机器人超出起始 线 本方案中左转图标一共是 6 个 也就是把转弯分解成 6 个小步骤 此分解法不一定是最好的 要根此分解法不一定是最好的 要根 据自己机器人的实际情况进行调整和测试 可以相应增加或者减少分解的步骤数 并且每个步骤转动的据自己机器人的实际情况进行调整和测试 可以相应增加或者减少分解的步骤数 并且每个步骤转动的 角度范围可以是不等分的 调整各小步骤的角度和马达速度 同时可以配合调整伺服马达角度 以便能角度范围可以是不等分的 调整各小步骤的角度和马达速度 同时可以配合调整伺服马达角度 以便能 更好控制转弯的过程 更好控制转弯的过程 如果需要更高速度 可以