小學組機器人接力賽方案說明書

1、第七屆中國青少年機器人競賽小學組 機器人接力賽方案2007-01-04敬告讀者本方案僅為用戶參加類似機器人競賽項目提供參考指導,廣州中鳴數碼科技有限公司強烈建議用戶不要采用完全一致的搭建及程序參與競賽,其原因如下:1.本方案旨在提高用戶在參與機器人競賽項目的起點水平，但并不希望因此而扼殺參賽者的主動性及創(chuàng)作力，也不希望因此而違背機器人競賽活動對青少年的教育意義。 2.本方案僅適用及受限制于某一特定的競賽規(guī)則，參賽者應在充分理解要參與競賽的規(guī)則前提下，參考本方案的基礎上完成自己的設計。3.幾乎所有的機器人競賽都要求參賽者親身設計，并能在競賽現場獨立調試及向評委講解設計思路，故參賽者應通過對方案的

2、深刻了解及日常訓練使具有隨機應變之能力。4.本方案會在網上（）以公開形式面向廣大機器人愛好者發(fā)布，所有的參賽者都有可能對其有充分的了解，因此對本方案未加以改進者將甚少機會獲勝。5.本方案未經長時間的驗證和實施，也未能發(fā)揮器材之極限性能，廣州中鳴數碼科技有限公司并不能保證該方案完美無缺，用戶應該通過親身實踐去驗證和改進，并從中學習相關的知識和獲取相關的經驗。免責聲明:產品外形、技術參數、功能等請以實際產品及該產品說明書、銘牌為準，如因技術更新產生變更，恕不另行通知！目 錄第一節(jié) 方案解決思路31、場地示意圖32方案思路3第二節(jié) 結構搭建及器材4第三節(jié) 程序說明4第四節(jié) 程序調試61、視頻62、檢

3、測馬達轉向73、全局變量74、如何讓機器人運行自檢程序75、矯正角度傳感器的角度76、程序的調試7第五節(jié) 使用技巧及優(yōu)化81、電池的使用82、小技巧8第一節(jié) 方案解決思路1、場地示意圖2方案思路首先我們把機器人要完成的任務拆分為以下幾個部分：1）1號車從起點出發(fā)，用指南針校正，伺服馬達輔助引導方向，讓機器人向前走一定的時間，經過跨欄區(qū)到達入彎地點。2）1號車進入轉彎狀態(tài)，伺服馬達方向往左打以便更好引導小車轉向。并把轉彎過程按照角度細分為6個小過程，指南針角度從入彎前的0度轉到330度為第一個過程，從330度轉到300度是第二個過程，依此類推，機器人從210度轉到180度是第最第六個過程。做完最

4、后一個過程1號車應該到達交接區(qū)域。3) 1號車在交接區(qū)域把小球交給2號車，并觸發(fā)2號車啟動。4) 2號車啟動后，走黑線的算法也是和1號車相似，最終到達起始區(qū)域。程序實現：為了簡化程序，按各功能來分開編寫子程序，再按照流程圖將它們編寫為一個主程序。第二節(jié) 結構搭建及器材器材準備：參考“搭建手冊.pdf”文件搭建步驟：參考“搭建手冊.pdf”文件搭建機器人。端口接插：用機器人快車打開主程序，1號車為文件夾“Car1”下面的“Car1.rcu”文件，2號車為文件夾“Car2”下面的“Car2.rcu”文件，“項目”>“硬件信息”打開硬件信息對話框，點擊相應的端口名字查看接插情況。如果出現馬達和

5、風扇的運動方向相反了，可以把插在端口的控制線反向插上，但確保黑色線對G端口。第三節(jié) 程序說明主程序局部變量的說明：counter 計數器degree 角度傳感器數值全局變量的說明： g_Speed 馬達正常運行速度 g_ModifySpeed馬達作調整時的運行速度g_Small走直線時，小偏差角度；處于小范圍里面，所要調整的幅度就要小g_Big走直線時，大偏差角度；處于大范圍里面，所要調整的幅度就要大 注意：在子程序中要先引用主程序中定義的全局變量才能使用該全局變量。模塊說明：SelfTest模塊的說明模塊圖標為：功能：檢查機器人的傳感器說明：把車體反方向擺放在起始點，啟動機器人后，指南針讀數

6、范圍在90270度時，機器人自動執(zhí)行該子函數對自身傳感器進行檢測。開背光，角度傳感器數值顯示在第1位。此時可以校正指南針。GetNewAngle模塊的說明模塊圖標為：功能：根據要比較的角度獲取新的角度參數：1) middleAngle： 要比較的角度范圍360-7202) oldAngle： 舊角度范圍0-360返回值：范圍在(middleAngle - 180)到(middleAngle + 180)說明：讀取指南針數值后進行角度比較時使用。如果有一定基礎可以認真理解其思路。GoAngle模塊的說明模塊圖標為：功能：朝某個角度調整機器人的方向參數：1) angle：要調整的角度，范圍0-36

7、0說明：讀取指南針數值，根據偏差的角度大小用不同的調整幅度調整機器人的運行狀態(tài)。GoAngleTime模塊的說明模塊圖標為：功能：朝某個角度走一定時間參數：1) angle：要走的角度，范圍0-3602) time：要走的時間，單位百分之一秒，范圍0-255說明：在一定的時間內，不斷調用GoAngle調整機器人TurnLeft模塊的說明模塊圖標為：功能：左轉到angle的角度參數：1) angle：要轉向的角度，范圍0-3602) LState：左馬達狀態(tài)，根據硬件的設置，2為向前，0為后退，1為停止3) LSpeed：左馬達速度，范圍0-1004) RState：右馬達狀態(tài)，根據硬件的設置，

8、2為向前，0為后退，1為停止5) RSpeed：右馬達速度，范圍0-100說明：利用左右輪子的速度差調整轉彎的幅度，轉到指南針讀數小于或者等于angle設定的角度為止。BackAngle模塊的說明模塊圖標為：功能：車頭朝某個角度，后退調整機器人的方向參數：1) angle：要調整的車頭角度度，范圍0-360說明：讀取指南針數值，根據偏差的角度大小用不同的調整幅度調整機器人的運行狀態(tài)BackAngleTime模塊的說明模塊圖標為：功能：車頭朝某個角度，后退走一定時間參數：1) angle：要調整的車頭角度，范圍0-3602) time：要走的時間，單位百分之一秒，范圍0-255說明：在一定的時間

9、內，不斷調用BackAngle調整機器人第四節(jié) 程序調試由于不同機器人的硬件性能存在差異，因此調試程序是必要的。嚴格按照下面的步驟調試，將達到事半功倍的效果，使調試過程充滿樂趣，充分體驗用模塊化思維解決問題的優(yōu)勢。1、視頻觀看視頻，進一步了解機器人完成任務的整個過程。2、檢測馬達轉向在主程序里，單獨控制左、右兩個馬達，兩個馬達的“state”值都填2， “speed”值都填100，編譯，下載程序，實際運行，觀察馬達的轉向是否都是向著機器人前進的方向，如果不是，可以通過更改馬達的插接方式來校正。 3、全局變量g_Speed 馬達正常運行速度，修改時需要與g_ModifySpeed一起成對修改。g

10、_ModifySpeed馬達作調整時的運行速度；如果機器人朝某個角度所走的直線不直，可以適當增加或者減少此值。g_Small走直線時，小偏差角度；處于小范圍里面，所要調整的幅度就要小。g_Big走直線時，大偏差角度；處于大范圍里面，所要調整的幅度就要大。4、如何讓機器人運行自檢程序把車體反方向擺放在起始點，啟動機器人后，指南針讀數范圍在90270度時，機器人自動執(zhí)行自檢程序對自身傳感器進行檢測。如果開機后機器人馬達有運動而不是執(zhí)行自檢程序（靜止），應該是指南針沒有校正好，此時可以把機器人正向放置在起點（不要關閉電源），按指南針上的正北校正按鈕，然后關掉電源，把車體反方向擺放在起始點，重新開始操

11、作。自檢程序執(zhí)行：開背光，角度傳感器數值顯示在第1位。此時可以校正指南針。5、矯正角度傳感器的角度請參考角度傳感器的使用說明，矯正角度。矯正后要求0、90、180、270四個角度都正確，把兩臺小車方在各自的起始點，正前方為0度，正右方為90度，正下方為180度，正左方為270度。建議上面四個角度允許偏差在2度以內，如果偏差較大，請重新校正指南針。偏差越小越好，通常需要經過多次校正才能達到較小的偏差。注意：角度傳感器要盡量遠離馬達，減少干擾。 從起始點，正對前方向為角度傳感器的0度方向。6、程序的調試用機器人快車打開主程序，1號車程序在文件夾“Car1”下面的“Car 1.rcu”文件，2號車程

12、序在文件夾“Car 2”下面的“Car 2.rcu”文件，根據程序的文字提示說明可以修改相應的數值。如果需要對子程序模塊進行修改，可以通過下面方面進行。在此僅說明如何在主程序里直接進入子程序模塊進行編輯的方法，詳細的使用方法請閱讀機器人快車軟件里的幫助文檔。在主程序里單擊要修改的子程序模塊圖標，再單擊工具欄上的，會彈出新的子程序窗口，在此可以編輯子程序。編輯完成后，點保存，再進入主程序，重新編譯，剛才修改過的子程序就已經被運用在重新編譯過的主程序里了。第五節(jié) 使用技巧及優(yōu)化1、電池的使用準備好兩份的電池和充電器（可以從中鳴數碼科技有限公司訂購）可以使你在調試程序的過程中，不會因為電池電量不足而

13、被迫停止調試。在主控制器電源指示燈不斷閃爍的情況下，必須更換電池。剛充好電的電池電壓比較高，此時使用會讓機器人運行速度比平時調試時候快。建議比賽時候使用的電池電壓與平時調試的電壓一致，避免因為電壓不同出現機器人走的路程發(fā)生明顯的變化。平時調試時候可以編寫兩套程序，一套是電量充足的，一套是電量中等的，根據不同的電量下載不同的程序。2、小技巧為了更好交接小球并使交接碰撞后不把2號車撞歪，可以把1號車的持球裝置往左斜一點角度安裝，這樣在碰撞時候剛好小球能正對著2號車。因為機器人的行走是由時間或者角度控制，所以不能完全避免機器人走到轉彎點處的位置有誤差的出現。此時可以修改直行的角度或者直行的時間并從新下載程序，也可以在開始區(qū)域擺放機器人時，相應往前后左右挪動一點位置，讓機器人走到轉彎點時候達到正確的位置，前提是不能讓機器人超出起始線。本方案中左轉圖標一共是6個，也就是把轉彎分解成6個小步驟。此分解法不一定是最好的，要根據自己機器人的實際情況進行調整和測試，可以相應增加或者減少分解的步驟數，并且每個步驟轉動的角度范圍可以是不等分的，調整各小步驟的角度和馬達速度，同時可以配合調整伺服馬達角度，以便能更好控制轉彎的過程。如果需要更高速度，可以考慮更換更快的馬達，更換重量更輕的電池，盡量搭建更輕的機器人，更換更好