《3D仿真虚拟机器人培训-基础知识部分》讲义0328

1、3D仿真虚拟机器人教师培训讲 义广州市教育信息中心（电教馆）二O一O年三月目 录第一章 基础知识部分.3第二章 虚拟机器人程序设计初步.8第三章 超声波传感器和触碰传感器的使用.11第四章 红外传感器和光电传感器的使用.14第五章 机器人灭火程序分析.19第一章 基础知识部分学习目标了解机器人的概念、机器人的应用、机器人发展与未来，介绍机器人教育进入我国中小学现状分析、开展实体机器人教育的瓶颈，开展3D仿真虚拟机器人教育的优势等，认识3D仿真虚拟机器人软件的组成，以及机器人场地和机器人模型的结构。掌握对机器人场地和机器人模型的导入和新建的方法，掌握如何在3D仿真机器人软件中机器人场地和机器人模

2、型的编辑。重点和难点1、教学重点：3D仿真虚拟机器人场地和机器人模型的运用。2、教学难点：3D仿真虚拟机器人场地和机器人模型的编辑。学习内容一、 机器人的概念与应用展示几组机器人图片，让大家了解机器人，在展示任务的同时提出问题，引导大家认识我们生活中的各种机器人，归纳出机器人的概念。图1-1 迎宾机器人图1-2与机器人对话图1-3 机器人“乐队”（一）什么是机器人？中国的科学家们把机器人定义为：机器人是一种自动化的机器，而且其具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。（二）机器人的应用领域从工业拓广到 农业、林、牧、渔，甚至进

3、入寻常百姓家。机器人的种类之多，应用之广，影响之深，机器人分为军用机器人和民用机器人。（三）学校开展机器人教育的目的和意义智能机器人融合了机械、电子、传感器、无线通讯、声音识别、图像处理和人工智能等领域的先进技术。在中小学开展智能机器人实验活动可以培养学生的动手实践能力、创新思维能力和团结协作能力，同时也能够适应新课程改革的需要，对提高中小学生科技素养有着巨大的促进作用。 （四）开展实体机器的现状与瓶颈中国科学技术协会自2001年开始举办第一届全国青少年机器人竞赛，教育部、中央电化教育馆自2004年也把电脑机器人项目作为竞赛项目列入到全国中小学电脑作品制作活动中，机器人科技教育项目进入我国各省

4、市（包括香港和澳门特别行政区）中、小学校已有10年的时间，参与的地区和人数均在逐年增加。以广州市调查数据为例，现在广州市有1532所中小学校和73所中等职业学校，共有175多万名中小学生、10多万名中小学教师。而2009年广州市只有116（93）所学校开展了机器人实验活动，仅有569（308）名学生和152（130）名老师参加了机器人教学和竞赛。由此看出，对于经济较发达的广州市开展机器人项目的学校不到十分之一、参加学生不到万分之三、参与的老师不足千分之一，而对那些经济欠发达地区开展情况则更不乐观。虽然机器人实验进入中小学已有十年，但从现状分析在我国的机器人教育可称作是一种“精英”教育。由于现在

5、市场上所售各种品牌的实体机器人价格都比较昂贵，而且互不兼容，开放度低，适用于各学段的性价比高的教育机器人产品却相当少。学校要想全面普及机器人教育或者想在竞赛中取得较好成绩，每年都必须投入大批资金，但现在大部分学校的现状是既缺乏资金又缺少师资，特别对那些经济不发达的农村中小学校困难则更加突出，所以要想利用实体机器人在学校进行大面积地推广和普及机器人教育还比较困难。（五）开展3D仿真虚拟机器人教育的优势“易时代3D仿真虚拟机器人软件”是由广州市教育信息中心规划设计，委托广东南方数码科技有限公司开发的一个集机器人教学、实验和竞赛管理于一体的虚拟机器人实验平台，已获得由中国版权保护中心颁发的“计算机软

6、件著作权登记证书”（证书号：2009R11L094163）。该3D仿真虚拟机器人软件已作为“2009年广州市中小学智能机器人竞赛活动”的一个特色实验项目，在广州市组织了多次教师培训和实战演练，该实验项目在广州市中小学智能机器人竞赛中取得了圆满成功。应用该软件开展机器人教育，不需要购买价格昂贵的实体机器人，利用网络和计算机就可以让学生接受机器人教育，学生利用该软件在计算机上进行机器人的设计、组装、图形化编程，让虚拟机器人在3D仿真的虚拟现实场景中代替实体机器人完成相关实验任务。该软件具有模型形象逼真、编程简单和演示场景真实感强等特点，具有一定的先进性、教育性、创新性。有利于培养学生的创新思维能力

7、、科学探究能力、自主学习能力和动手实践能力，有利用于提高学生的信息科技素养、促进教师的专业发展和推进学校的素质教育，有利于促进教育创新、教育均衡发展和缩小数字鸿沟，有利于机器人教育项目在各类学校的推广与普及。二、3D仿真虚拟机器人软件的使用（一）软件的下载、安装与注册3D仿真虚拟机器人系统也就是一套计算机软件，让大家掌握软件的下载、安装和注册方法，并运行该软件，明确安装该软件对计算机的要求。并按以下步骤进行操作。1、软件的下载进入网站的“通知文件”中，找到“易时代3D仿真虚拟机器人软件（2009年12月16日更新版本）”下载到本地硬盘后解压安装。安装该软件的注意事项：计算机内容必须在256M以

8、上内存，并且要安装显卡自带的驱程序（而不是Windows默认的驱程）。软件默认的安装在D盘的Virtual Robot文件夹下。2、软件的注册和运行安装完成后不用重启动运行该软件，（1）开始程序Virtual Robot出现软件注册框，在软件注册框中输入软件序列号，注册必须要求联网在线才能注册成功，如果注册成功就可以顺利启动软件，否则应检查单位的路由器是否已打开8089端口。（2）软件启动成功后的运行界面如图4所示图1-4 3D机器人运行界面图1-5 3D机器人场地界面（二）软件的结构组成1、机器人场地应用（1）进入虚拟机器人场地操作界面点击界面左上角“场地”标签，进入场地操作界面。如图1-5

9、（2）新建一个场地图1-6 场地文件中新建场地图1-7 新建场地对话框新建场地文件，如图1-6。点击“新建”按钮，在新建场地对话框（图1-7）中选择场地文件要保存的位置，一般保存路径为D：VirtualRobotScenes。在名称栏输入场地文件名称，点击确定保存，如图1-7所示。（3）打开已有场地文件在图1-6中点击打开按钮，在打场地文件对话框中选取一个已有的场地文件打开即可，如图1-8。图1-7 新建场地图图1-8 打开已有的场地图（4）场地文件的编辑如图1-9在障碍快捷工具栏中点击相应按钮就可在场地中添加体块、围墙、音源、火焰和开始等对象。图1-9 障碍快捷工具栏图1-10 三维选择快捷

10、工具栏（5）三维快捷工具栏中各种功能的使用导航功能的使用方法：进入系统的初始状态为导航模式，在该模式下可以在场景中进行漫游。主要用鼠标进行操作，此时屏幕以对角线分为四个象限（I（左），II（上），III（右），IV（下），具体在各种位置鼠标的操作方法如图1-11所示按住鼠标左键：在一象限为向左旋转，在二象限为前进，在三象限为向右旋转，在四象限为后退。按住鼠标右键：在一象限为向左平移，在二象限向上平移，在三象限为向右平移，在四象限为向下平移。按住鼠标左右键：在一、三象限无效果，在二象限为向上旋转，在四象限为向下旋转。图1-11 在场地中鼠标的操作方法选择按钮的作用，切换到选择实体状态，选择图面上

11、的实体。移动按钮的作用，实体在选中状态下在图面中移动的工具。旋转按钮的作用，实体在选中状态下在图面中旋转的工具。删除按钮的作用，实体在选中状态下在图面中删除的工具。视点跟随按钮的作用，视点与机器人实体保持固定的距离与角度。显示路径按钮的作用，用红线显示实体所走的路径。（6）移动实体 通过以上6个快捷键可以在场景中分别向前、向后、向左、向右平移实体，向左、向右旋转实体。（7） 场地文件的关闭关闭当前打开的场地文件（8） 场地文件的保存保存当前打开的场地文件2、机器人模型应用模型 （1）新建模型创建一个新的模型，点击模型快捷工具栏中的 “新建”按钮，在新建模型对话框中选择场地文件要保存的位置，一般

12、保存路径为D：VirtualRobotModel。在名称栏输入场地文件名称，点击确定保存。如图1-12，但为了以后的查找和使用方便，建议把机器人模型与机器人场地放在同一个文件夹中。（2）打开模型打开一个已有模型文件。可打开保存在“D：VirtualRobotExamples初中灭火”路径下的*.ive格式的模型文件如图1-13。图1-12新建模型图1-13 打开已有模型（3）模型的编辑和参数设置模型属性包括模型的位置、传感器、端口以及方向，为模型属性编辑界面。由于在程序的创建与编辑过程中，只能选择传感器的类别和端口，而不能确定传感器在模型上的具体位置以及方向，所以需要在模型属性编辑界面中对传感

13、器的属性进一步的编辑。模型外部共有24个位置可以添加传感器，位置的名称构成为I_*_*_*，第一位字母I表示输入，第一位字母B（Back）表示车尾，F（front）表示车前，M（Middle）表示车身，第三位和第四位的字母分别表示L左边、R右边、M中间、D下部、U上部，如I_B_L_D表示位置为车尾右下角的位置，如图3-15，具体位置有绿色圆点标注。其他位置可依此类推。（4）模型的移动、旋转和缩放模型的移动，点击鼠标右键不放，在模型显示区移动鼠标，模型便会随之移动。模型的旋转，点击鼠标左键不放，在模型显示区从上到下划过鼠标，模型由内向外旋转；从下到上划过鼠标，模型由外向内旋转；从左到右划过鼠标

14、，模型由右向左旋转；从右到左划过鼠标，模型由左向右旋转。模型的缩放，同时点击鼠标左右键不放，在模型显示区从上到下划过鼠标，模型不断放大；从下到上划过鼠标，模型不断缩小。（5）模型的关闭 关闭当前打开的模型文件。（6） 模型的保存和另存为 保存当前打开的模型文件或另存为一个新的*.ive格式的模型文件。三、作业1、新建一个机器人场地，并在场地添加多种障碍物、灭火点、机器人开始点，练习场地中对象的编辑操作。2、新建一个机器模型，并在机器人不同的端口设置2个光电传感器、2个红外传感器、2个超声波传感器和2个触碰传感器。第二章 虚拟机器人程序设计初步学习目标了解虚拟机器人程序的作用，熟悉程序设计界面和

15、图形化编程的基本技巧，掌握在场景中调用和运行模型、程序的方法。了解各程序模块的基本功能，理解和掌握移动、转向和循环三个模块的功能，并以此为基础设计出简单的程序。重点难点：理解和掌握移动、转向和循环三个模块的功能，并以并为基础设计出简单的程序学习内容： 一、虚拟机器人程序设计的基本特点虚拟机器人与网络游戏最大的不同，在于它要通过预先设定程序来自动完成各种任务。虚拟机器人程序设计方式有两种：图形化编程和代码编程。图形化编程操作较为简便，系统已经提供了各种程序模块，并以图标的方式呈现，只需要拖动和连接这些模块就可以完成程序的设计。同时，系统采用类C语言，对于一部分对C语言较为熟悉的学习者，也可以直接

16、采用C语言进行程序设计。虚拟机器人程序设计界面包括功能图标设计区、图形化编程区、代码区、属性栏、编译栏等部分（如图2-1）。图2-1虚拟机器人的程序模块共分成了四类：第一类是“传感器“模块，包括触碰、声音、光电、超声波、红外、GPS、计时器、角度计八种，传感器模块的主要作用是从指定的端口读取相应的传感器传回来的数据，以对环境作出判断。第二类是“执行”模块，这个主要指对机器人发动机、灯光、喇叭、水枪等设备进行控制，共包括：移动、转化、马达、蜂鸣器、灯光、水枪五个模块。第三类是“流程”模块，主要的功能是对程序的流程进行控制，包括循环、分支判断、暂停、继续、退出、返回等模块（其中有一个停止模块，是对

17、发动机进行控制的，似乎应放到“执行”类。）第四类是“数据”模块，主要是用来对各种数据进行定义和计算。包括代码、注释、数据、计算四个模块。二、移动模块和机器人程序的运行移动模块的作用是对发动机进行控制，它的属性栏包括五项参数：前两是指发动机的控制端口；第三个是发动机功率，范围是从-100到100，功率的绝对值越大，其速度越快。功率大于0表示机器人向前运动；功率小于0，表示机器人向后运动。第四个是运动的方向，范围从-180度到180度，运动方向小于0，表示向左转、运动方向大于0，表示向右转、方向等于0，表示向前直行。第五个是持续类型：“无限制”指机器人一直往前走，直到遇到新的控制指令， “时间”限

18、定运动的时间，“圈数”和“角度”限定发动机的转动圈数。例1 让机器人前线前行5秒后停止。相关模块：移动 操作步骤步骤一：选择“新建”，类型选“主程序”，目录为：D:VirtualRobotprogram，文件名：example1步骤二：选择“执行”里的“移动”模块步骤三：把“移动”模块连接到“开始”模块的下方步骤四：持续类型选“时间”，“持续”选择5，单位是秒步骤五：点击“编译”、点击“保存”。步骤五：点击“场景”，选择“打开”，打开D:VirtualRobotExamples灭火小学小学.sce步骤六：点击“开始”，在场景上确定开始位置步骤七：点击“机器人”按钮，选择D:VirtualRob

19、otExamples灭火小学小学.ive文件，加载机器人模型。步骤八：点击“程序”按键，选择D:VirtualRobotprogramexample1.rtp文件步骤九：点击运行，演示程序效果。三、转向模块和循环模块转向模块的作用是让机器人原地转向（移动模块也有转向功能，但是它是在运动中转向）。该模块属性里有一个“角度”参数，范围从-180度到180度，运动方向小于0，表示向左转、运动方向大于0，表示向右转。例2：让机器人走出等边三角形（如图2-2）。相关模块：移动、转向、循环 图2-2步骤一：选择“新建”，类型选“主程序”，目录为：D:VirtualRobotprogram，文件名：exam

20、ple2步骤二：选择“执行”里的“移动”模块步骤三：把“移动”模块连接到“开始”模块的下方步骤四：持续类型选“时间”，“持续”选择5。步骤五：选择“转向”模块，连接到“移动”模块的下方，角度选120度。步骤六：依次加入“移动”、“转向”、“移动”模块步骤七：点击“编译”、点击“保存”。步骤八：点击“场景”，选择“打开”，打开D:VirtualRobotExamples灭火小学小学.sce步骤九：点击“开始”，在场景上确定开始位置步骤十：点击“机器人”按钮，选择D:VirtualRobotExamples灭火小学小学.ive文件，加载机器人模型。步骤十一：点击“程序”按键，选择D:Virtual

21、Robotprogramexample2.rtp文件步骤十二：选择“显示轨迹”，点击运行，演示程序效果。在这个例子里，等边三角形一共走了用了三个移动模块和三个转化模块，程序里有一个“循环”模块，可以让一部分命令重复运行。在程序界面中拉出一个循环模块，在属性可以看到它有四种类型：第一种是无限制的循环，指一直循环下去，直到遇到“break”跳出循环的指令为止。第二种是条件循环，符合条件继续循环，不符合条件退出循环。第三种是按次数循环第四种是按时间循环。在刚才的例子里，类型选“次数”，参数输入3，然后把移动和转向模块加入循环内。作业：一、让机器人走出正方形。 二、让机器人走出五角星形（如图2-3），

22、注：转向角度是144度。图2-3第三章 超声波传感器和触碰传感器的使用学习目标1、 进一步熟悉虚拟机器人软件的界面和操作。2、 了解并掌握超声波传感器、触碰传感器的原理和使用。3、 掌握循环流程和分支流程定义和使用。重点难点重点：触碰、超声波传感器的使用及对分支流程理解难点：了解和掌握分支流程和无限循环的原理和使用活动步骤：一、 触碰传感器相关模块：移动、转向、循环流程、分支流程、触碰传感器实验内容：消防车碰到围墙后，倒车5秒后停车。实验步骤：1、 打开“场地”，选择“新建”一个场地或者“打开”一个场地。2、 在场景中利用“围墙”模块，建立一堵围墙，并保存此场景为：D:VirtualRobot

23、Examples触碰实验触碰.sce3、 打开“模型”，选择“新建”，在“模型属性”里选择如图3-1，在机器人的前面中部建立触碰传感器，端口：2，方向：前。保存此模型为：D:VirtualRobotExamples触碰实验触碰.ive 图3-14、点击程序，选择“新建”，类型选“主程序”，目录为：D:VirtualRobotExamples触碰实验，文件名：触碰5、选择“执行”里的“移动”模块，把“移动”模块连接到“开始”模块的下方。6、选择“流程”里的“循环”模块，把“循环”模块连接到“移动”模块的下方。7、选择“传感器”里的“触碰”模块，把“触碰”模块连接到“循环”模块的下方，并设置“触碰

24、”模块的端口为“2”。8、选择“流程”里的“分支”模块，把“分支”模块连接到“触碰”模块的下方，并按图3-2设置。图3-29、选择“执行”里的“移动”模块，把“移动”模块连接到“开始”模块的下方。并按图3-3设置。图3-310、点击“编译”、点击“保存”。11、点击“场景”，点击“开始”，在墙壁前方设置开始点。12、点击“机器人控制”，点击“机器人”，选择D:VirtualRobotExamples触碰实验触碰.ive模型。13、点击“机器人控制”，点击“程序”，选择D:VirtualRobotExamples触碰实验触碰.rbt程序。14、点击“机器人控制”，点击“启动”演示程序效果。二、

25、超声波传感器相关模块：移动、转向、循环流程、分支流程、超声波传感器实验内容：消防车在距离墙壁15处，倒车5秒后停车。实验步骤：1、 打开“场地”，选择“新建”一个场地或者“打开”一个场地。2、 在场景中利用“围墙”模块，建立一堵围墙，并保存此场景为：D:VirtualRobotExamples超声波实验超声波.sce3、 打开“模型”，选择“新建”，在“模型属性”里选择如图3-4，在机器人的前面中部建立触碰传感器，端口：3，方向：前。保存此模型为：D:VirtualRobotExamples超声波实验超声波.ive 图3-44、点击程序，选择“新建”，类型选“主程序”，目录为：D:Virtua

26、lRobotExamples超声波实验，文件名：超声波5、选择“执行”里的“移动”模块，把“移动”模块连接到“开始”模块的下方。6、选择“流程”里的“循环”模块，把“循环”模块连接到“移动”模块的下方。7、选择“传感器”里的“超声波”模块，把“超声波”模块连接到“循环”模块的下方，并设置“超声波”模块的端口为“3”。8、选择“流程”里的“分支”模块，把“分支”模块连接到“超声波”模块的下方，并按图3-5设置。图3-59、选择“执行”里的“移动”模块，把“移动”模块连接到“开始”模块的下方。并按图3-6设置。图3-610、点击“编译”、点击“保存”。11、点击“场景”，点击“开始”，在墙壁前方设

27、置开始点。12、点击“机器人控制”，点击“机器人”，选择D:VirtualRobotExamples超声波实验超声波.ive 模型。13、点击“机器人控制”，点击“程序”，选择D:VirtualRobotExamples超声波实验.rbt 程序。14、点击“机器人控制”，点击“启动”演示程序效果。第四章 红外传感器和光电传感器的使用学习目标1、掌握光电传感器、红外传感器和水枪的运用。2、掌握变量和表达式的概念，并能在程序中定义变量和建立表达式。3、进一步巩固循环和条件分支的运用。重点和难点 1、重点：光电传感器和红外传感器的运用。2、难点：如何根据左右两个光电传感器的返回值来调整路线，使机器人

28、始终沿白线前进；机器人只有与火源足够近才能灭火，判断机器人与火源足够近的依据是左右两个红外传感器的返回值是否近似。学习内容一、巡线（一）相关模块：移动、转向、循环流程、分支流程、光电传感器（二）操作步骤：1、打开“场地”，选择“新建”一个有白线和“开始”点的场地，并“保存”，或者“打开”一个有白线和“开始”点的场地。2、打开“模型”，选择“新建”，在“模型属性”里选择如图4-1，在机器人的前面左右两边的下方建立光电传感器，端口分别是4、5，“保存”。 图4-13、打开“程序”，选择“新建” ，程序类型选“主程序”，“文件目录”和“新建程序的名称”的建立，与前几节建立程序的方法一致。4、添加“移

29、动”模块在“开始”模块下，参数按默认的即可。5、添加“循环”流程模块，参数选“无限循环”。6、添加两个“光电传感器”模块，端口分别选“4”、“5”。7、添加“分支”流程模块，如图4-2设定参数。 图4-28、分别在第7步的“分支”流程模块下并列添加两个分支流程，见图4-8。两个的“分支”流程模块的参数设置都一样，如图4-3。 图4-39、如图4-8在左“流程”分支下分别添加“转向”模块（分支1）和“移动”模块（分支2），“转向”模块参数设置见图4-4，“移动”模块参数设置见图4-5。 图4-4 图4-510、如图4-8在右“流程”分支下分别添加两个“移动”模块，左边的“移动”模块（分支3）的参

30、数设置如图4-6，右边的“移动”模块（分支4）的参数设置如图4-7。 图4-6 图4-711、程序建立完毕，点击“保存”，然后点击“编译”。12、打开“场地”，添加“机器人”和“程序”，然后运行调试。4123图4-8二、灭火（一）相关模块：移动、循环流程、分支流程、红外传感器、水枪、停机、break、变量、计算（二）操作步骤：1、打开“场地”，选择“新建”一个有火源和“开始”点的场地，并“保存”，或者“打开”一个已建有火源和“开始”点的场地。2、打开“模型”，选择“新建”，在“模型属性”里选择如图4-9，在机器人的左前、右前的上方建立红外传感器，端口分别是7、8，“保存”。 图4-93、打开“

31、程序”，选择“新建” ，程序类型选“主程序”，“文件目录”和“新建程序的名称”的建立，与前几节建立程序的方法一致。4、添加“移动”模块在“开始”模块下，参数按默认的即可。5、添加“循环”流程模块，参数选“无限循环”。6、添加两个“红外传感器”模块，端口分别选“7”、“8”。7、添加“分支”流程模块，如图4-10设定参数。8、如图4-15在左分支流程上添加一个“变量”模块，定义一个变量为int（整型），参数设置如图-11。 图4-10 图4-119、在“变量”模块下添加“计算”模块，点击参数设置“计算”右边空白列如图4-12，将出现，点击它将出现一个计算器如图4-13，通过点击上面的键，建立表达

32、式：mVar_1=abs(iInfrared_2-iInfrared_1)。说明：mVar_1、iInfrared_1和iInfrared_2都是变量，可以在计算器下方Variable右边的下拉菜单选择；Abs是绝对值函数，可对它后面的括号内的数取绝对值。 图4-12图4-1310、在“计算”模块下再添加一个“分支”流程模块，参数设置如图4-14。 图4-1411、如图4-15，在分支模块下添加一个“停机”、一个“水枪”和一个“break”模块，不必设置任何参数。12、程序建立完毕，点击“保存”，然后点击“编译”。13、打开“场地”，添加“机器人”和“程序”，然后运行调试。图4-15第五章 机

33、器人灭火程序分析教学目标掌握3D仿真虚拟机器人平台各部分的综合使用、机器人程序的编写，掌握机器人越障，巡线，灭火的基本原理及各功能程序在整个程序里的作用、判断，循环语句的熟练使用。教学重点和难点1、教学重点：机器人巡白线、机器人越障碍物、机器人灭火。2、教学难点：掌握各传感器参数设置以达到巡线、绕障、灭火的工作原理。教学过程二、 2009年广州市3D仿真虚拟机器人大赛小学组场景展示小学组大赛场景，让大家了解机器人所需要完成的任务，在展示任务的同时提出问题，引导大家分析机器人需要完成的任务。（一）场景里面的任务是什么？在本程序中，我们的任务是要让机器人跟着白线走，当发现障碍物的时候，要想方法绕过

34、障碍物，如果遇到火源，需要将火扑灭。（二）比赛的成绩计算目前的计算方法：完成任务的前提下，完成任务的时间越短为优胜，按完成任务的时间最短排序。（三）结论：首先是想办法完成任务；其次是想尽可用的办法，缩短完成任务的时间。二、任务的完成（一）巡线（如图1）巡线任务是机器人首先要完成的任务，此任务贯穿于整个灭火的过程。1、光电传感器本程序要用到两个光电传感器：分别设置在机器人的前左下和前右下(iLight_1和iLight_2)；两个光电传感器的端口设置为1、2；光电传感器返回值大于20即为发现白线。2、光电传感器的程序本巡线程序需要对两个光电传感器分别进行假设，分析机器人的五种状态：十字路口、左轮

35、压线、右轮压线、两轮夹线、出线五种情况。并让程序在这五种情况下分别作出处理动作。3、机器人的起点设置机器人的起点位置必须设置在白线中，让至少其中一个光电传感器(或两个传感器)压线，机器人调用巡线运动。图1 巡线（二）机器人绕障（如图2）1本程序用一个超声波传感器放置于机器人正前正中的位置(iDist_1)，端口设置为32超声波传感器程序超声波传感器最远感应距离为20；故在机器人运动过程中，不断地对机器人的前方是否有障碍物进行判断。3有障碍物时机器人的反应在机器人遇到障碍物的时候，机器人必须作出处理：旋转->直走->旋转->直走->旋转->直走->旋转->

36、;巡线运动图2 4需要注意的问题在机器人旋转时的方向、机器人旋转后所走的距离要保证能越过障碍物、要确保机器人越障后能回归到白线继续执行巡线的运动。（三）机器人灭火（如图3）（1）红外传感器：本程序中用到2个红外传感器，分别放置于机器人的前左上和前右上位置。(iInfrared_1、iInfrared_2)端口分别为4、5（2）红外传感器的程序： 通过对其中一个红外传感器进行判断，如果发现火源，即进行比较：比较两个红外传感器差的绝对值。如果绝对值小于某一设定的值，即说明消防水枪离火源的距离和角度准确，能灭火。否则能发现火源不能灭火。（3）机器人发现火源的反应比较两个红外传感器的差值绝对值。比较后

37、判断是否停车，灭火。图3 （4）需要注意的问题机器人与火源的距离必须足够近，水枪才能将火扑灭；灭火后要跳出循环让全部成效停止运动。三、作业1、机器人遇到障碍物的时候，请用“移动”模块绕过障碍物。2、动手实现一个障碍物、一个火源的机器人灭火程序，要求尽可能短的时间完成灭火任务。附上机操作步骤点击“场景”标签，选择“打开”按钮，在打开的文件导航里面，选择虚拟机器人软件安装所在的目录下面的“Scenes”“广州市赛”“小学”“小学.sce”场景。机器人模型的建立：1. 点击“场景”标签，选择“打开”按钮，在打开的文件导航里面，选择“广州市赛”小学场景。2. 点击“模型”标签，点击“新建”，在机器人模

38、型中，找到“I_F_L_D”，在传感器栏目选择“光电”，端口选择为“1”，方向设置为“下”。3. 在机器人模型中，找到“I_F_R_D”，在传感器栏目选择“光电”，端口选择为“2”，方向设置为“下”。4. 在机器人模型中，找到“I_F_M_M”，在传感器栏目选择“超声波”，端口选择为“3”，方向设置为“前”。5. 在机器人模型中，找到“I_F_L_U”，在传感器栏目选择“红外”，端口选择为“4”，方向设置为“左前”。6. 在机器人模型中，找到“I_F_R_U”，在传感器栏目选择“红外”，端口选择为“5”，方向设置为“右前”。7. 点击“保存”，将机器人模型命名为“小学灭火”，保存于自己的文件夹

39、中。机器人程序的设置：1. 点击“程序”标签，选择“新建”，在弹出的对话框中，选择你要保存程序的文件夹。给程序起名为“小学灭火程序”2. 点击“执行”，在“执行”里面选择“移动”，将鼠标放置于图形化编程界面区，将“移动”模块连接于“START”的下方红色小点处；3. 点击“流程”，在“流程”里面选择“循环”，连接于“移动”模块下面的小红色点处；4. 点击“传感器”，在“传感器”里面选择“超声波传感器”，连接于“循环”下方的小红点处；在右上角“属性”栏目里面，在端口下拉中选择“3”以下是设置绕障的步骤：5. 点击“流程”，在“流程”里面选择“分支”，连接于“超声波传感器”模块下面的小红色点处；在

40、右上角“属性”栏目里面，变量下拉菜单选择“iDist_1”，比较类型选择“<”，比较值填“12”6. 点击“执行”，在“执行”里面选择“旋转”，连接于“分支”的左边，在右上角“属性”栏目里面，设置角度为“-90”7. 点击“执行”，在“执行”里面选择“移动”，连接于“旋转”下边的小红点处，在右上角的属性栏里设置“持续类型”为“时间”，在下面的“持续”填写“2”8. 点击“执行”，在“执行”里面选择“旋转”，连接于“移动”下边的小红色点处，在右上角“属性”栏目里面，设置角度为“90”9. 点击“执行”，在“执行”里面选择“移动”，连接于“旋转”下边的小红点处，在右上角的属性栏里设置“持续类型”为“时间”，在下面的“持续”填写“4”10. 点击“执行”，在“执行”里面选择“旋转”，连接于“移动”下边的小红色点处，在右上角“属性”栏目里面，设置角度为“90”11. 点击“执行”，在“执行”里面选择“移动”，连接于“旋转”下边的小红点处，在右上角的属性栏里设置“持续类型”为“时间”，在下面的“持续”填写“2”12. 点击“执行”，在“执行”里面选择“旋转”，连接于“移动”下边的小红色点处