智能機(jī)器人實驗報告電子稿

實驗一教你的機(jī)器人"走路"一、 要求與目的熟悉機(jī)器人用于走路的“腳”，要教你的機(jī)器人學(xué)會走路，同時你要掌握控制機(jī)器人走路的基本方法。二、 內(nèi)容1、 機(jī)器人為什么會“走”要想讓機(jī)器人移動，就要控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動?？刂茩C(jī)器人"行走”的基本指令是motor(x,y)函數(shù)和drive(x,y)函數(shù)。2、 驅(qū)動電機(jī)的函數(shù)通過JC程序控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，使機(jī)器人行走的指令有兩個，它們是motor(x,y)函數(shù)和drive(x,y)函數(shù)，介紹：一、motor(x,y)函數(shù)此函數(shù)是“啟動”電機(jī)，x取值1、2,分別表示左右兩個電機(jī)；y表示電機(jī)轉(zhuǎn)速兩個電機(jī)同時以相同速度啟動，意味著什么？機(jī)器人將怎樣運(yùn)動？答：機(jī)器人將直走。進(jìn)一步討論：如果將一側(cè)電機(jī)速度改為0,機(jī)器人將會怎樣運(yùn)動？(順時針、逆時針旋轉(zhuǎn))答：左側(cè)電機(jī)速度為零，則逆時針旋轉(zhuǎn)；反之，則順時針旋轉(zhuǎn)。實驗題一：讓機(jī)器人順時針、逆時針旋轉(zhuǎn)用vjc語言或者流程圖讓能力風(fēng)暴順時針走直徑約1米的圓形路徑；程序：voidmainQ{wlule(l){motoi(1,80);motoi(2,20);}stopO；}用vjc語言或者流程圖讓能力風(fēng)暴逆時針走約1米立方的正方形路徑：程序：voidmainQ{wlule(l){dnve(100,0);wait(1.000000);stop();motoi(1,-20);motoi(2,20);wait(0.500000);stopO；}實驗題二：首先機(jī)器人前進(jìn)2秒，之后機(jī)器人逆時針旋轉(zhuǎn)1.8秒，然后機(jī)器人前進(jìn)1秒，最后停下來。小結(jié)：motor函數(shù)主要是實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。實驗代碼：VoidmainQ{Drive(60,0);Wait(2.000000);StopQ;Drive(0.-60);Wait(l.800000);StopQ;Drive(80,0);Wait(1.000000);StopQ;二、drive(x，y)函數(shù)此函數(shù)是“直行”，X表示基準(zhǔn)速度，y表示左右電機(jī)與基準(zhǔn)速度的差。機(jī)器人左側(cè)電機(jī)速度為x-y,右側(cè)電機(jī)速度為x+y。推斷：drive函數(shù)既可以直行，也可以轉(zhuǎn)彎。試一試下面程序能夠干什么？ 答：可以畫圓。Voidmam(){drive(60r20);wait(U.O); 一一參數(shù)11.0可以調(diào)整,調(diào)整的變化是什么？stopQ；}答：調(diào)整后所畫圓弧弧度變小。實驗二機(jī)器人"聽令"出發(fā)一、 要求與目的機(jī)器人的光敏傳感器和紅外傳感器可以像人的眼睛一樣，獲取光線強(qiáng)弱的信息和周I判障礙物體的信息。并且機(jī)器人還可以用聲音傳感器獲取聲音信息，在本次的項目中，將通過聲音傳感器為機(jī)器人發(fā)令。二、 內(nèi)容1、 項目分析能力風(fēng)暴機(jī)器人的聲音傳感器實際上是一只可以接收聲音人小的麥克風(fēng)，通過該傳感器，機(jī)器人可以“聽到”發(fā)出的聲音指令，并根據(jù)環(huán)境聲音人小對機(jī)器人實現(xiàn)智能控制。知識點提示：聲音傳感器(麥克風(fēng))函數(shù)MICROPHONE()用于檢測聲音傳感器接收到的聲音信息。函數(shù)對音量檢測值的范I制為0-255的整數(shù)，函數(shù)值越人，聲音越人。環(huán)境聲音信號的檢測：通過卜?面的程序可以檢測到周I制壞境的聲音信息，同時也可以檢測到發(fā)令的聲音強(qiáng)度信息，并將發(fā)令聲音信息記錄下來，作為機(jī)器人“聽令”出發(fā)的判斷依據(jù)。voidmain(){intmicv;wlnle(l){micv=micn)phoM();pnntf("micv%d\n篤micv);wait(0.3);}}通過上面的程序獲取壞境聲音的檢測數(shù)據(jù)，并填入下面的空中以備項目實施時的應(yīng)用：機(jī)器人所在場地的聲音環(huán)境檢測值是—15 ,發(fā)令時的聲音檢測值是 70 。2、 算法分析通過反復(fù)判斷壞境聲音信號的檢測值來實現(xiàn)機(jī)器人的“聽令”出發(fā)。知識點提示：VJC系統(tǒng)的關(guān)系式：用能力風(fēng)暴機(jī)器人的VJC系統(tǒng)編寫程序時，循壞控制和條件控制語句中都要用到條件判斷，條件判斷中的條件可以用VJC系統(tǒng)的關(guān)系表達(dá)式來表示。大于〉，不等于！=，小于＜，大于等于＞=，等于==，小于等于3、項目實施機(jī)器人執(zhí)行以下的項目程序時，會根據(jù)壞境聲音信號檢測時的聲音信號檢測值(80),對發(fā)令聲音信號進(jìn)行判斷來決定是否起跑。liltniicl=0;Voidinaiii(){while(iiucl<80){niic1=microphone();pnntf(t4nucl=%d'iV\nuc1);}dnve(80,0);wait(2.0);stop。；}實驗測試結(jié)果：188,機(jī)器人起跑能力拓展：機(jī)器人開始直線行走，機(jī)器人聽到聲音命令后，后退。voidmain(){mtmic;drive(20,0);wliile(niic<70){niic=niicrophoneQ;printf(nniic=%d\nH,niic);wait(0.5);}drive(-20,0);}實驗測試數(shù)據(jù)：72,機(jī)器人后退。高級應(yīng)用：如何聲控。擊掌啟動直行，擊掌后退voidmaiii(){mtb=l;iiitmic;while(l){inic=inicrophone();printf(Hniic=%cl'nH,iiiic);wait(0.5);if(inic>60)b=b*-l;if(b=l)drive(20.0);if(b=-l)dnve(-20.0);}}實驗測試數(shù)據(jù)：72,機(jī)器人數(shù)據(jù)188實驗三機(jī)器人唱歌一、 要求與目的在機(jī)器人唱歌項目中，要“教會”機(jī)器人唱歌，然后掌握機(jī)器人發(fā)聲的原理。二、 內(nèi)容項目分析機(jī)器人的主板上有一個喇叭，在VJC系統(tǒng)中用發(fā)聲函數(shù)可以讓喇叭發(fā)出聲音。為了讓機(jī)器人唱歌，可以如此設(shè)計。編寫機(jī)器人唱歌的程序算法分析：VJC系統(tǒng)的音頻函數(shù)tone(floath.floatt)用于產(chǎn)生一個音頻為h赫茲，時間為t秒長的音頻信號。函數(shù)中表示音頻的變量h和表示時間的變量t都是實型變量。VJC系統(tǒng)的音頻函數(shù)beep()用于產(chǎn)生一段0.3秒500赫茲的音頻信號。項目實施1、 編寫機(jī)器人唱歌程序給機(jī)器人編寫簡單發(fā)音程序的步驟：A、 從“控制模塊庫”拖出“永遠(yuǎn)循壞”模塊，置于“主程序”模塊下，使機(jī)器人不停的重復(fù)唱同一首歌曲B、 從“執(zhí)行器模塊庫”拖出“發(fā)音”模塊，置于“永遠(yuǎn)循壞”模塊卞的循環(huán)體中，實現(xiàn)唱歌功能C、 在“發(fā)音1”模塊上右擊鼠標(biāo)，彈出“發(fā)音模塊”對話框，在該對話框中可以修改發(fā)音頻率或發(fā)音時間，以唱出優(yōu)美的歌曲2、 能力拓展：“祝你生口快樂”樂曲的子程序。知識點總結(jié)：tone(261.6A25);-簡譜dou的音tone(29360.25);--一簡譜RH的音tone(32960.25);--一簡譜mi的音tone(349.2A25);--一簡譜fa的音tone(39160.25);--一簡譜sou的音tone(440.0A25);--一簡譜b的音tone(493.8A25);--一簡譜XI的音tone(52320.25);-一簡譜dou的高音實驗程序：voidmaiiiQ{prmtf(njustforwlule(l){tone(393.0,0.25);tone(393.0,0.25);tone(441.0,0.5);tone(393.0,0.5);tone(524.0,0.5);tone(495.0,1.0);tone(393.0,0.25);

tone(393.0,0.25);tone(441.0,0.5);tone(393.0,0.5);tone(588.0,0.5);tone(524.0,1.0);tone(393.0,0.25);tone(393.0,0.25);tone(786.0,0.5);tone(660.0,0.5);tone(524.0,0.5);tone(495.0,0.5);tone(441.0J.0);tone(700.0,0.25);tone(700.0,0.25);tone(660.0,0.5);tone(524.0,0.5);tone(588.0,0.5);tone(524.0,1.0);}}實驗邊走邊唱實驗邊走邊唱一、 要求與目的在機(jī)器人唱歌項目中，首先要“教會”機(jī)器人唱歌，然后再讓機(jī)器人在運(yùn)動過程中邊走邊唱。二、 內(nèi)容（一） 項目分析機(jī)器人的主板上有一個喇叭，在VJC系統(tǒng)中用發(fā)聲函數(shù)可以讓喇叭發(fā)出聲音。為了讓機(jī)器人一邊行走一邊唱歌，可以從以下兩個方面進(jìn)行設(shè)計。1、 寫機(jī)器人唱歌的程序2、 利用VJC的多任務(wù)功能，以分時的方式，使機(jī)器人“同時”執(zhí)行走矩形和唱歌的程序。（二） 算法分析VJC系統(tǒng)通過進(jìn)程函數(shù)，可以讓用戶為幾段具有獨(dú)立功能的程序分配很小的時間片，使這些程序段按分配的時間片和進(jìn)程函數(shù)的順序反復(fù)被執(zhí)行。由于時間片很小，所以使我們感到幾段程序好彖使在"同時”執(zhí)行。在實驗機(jī)器人唱歌項目時，可以分別編寫走矩形和唱歌的兩段程序，通過進(jìn)程為它們分配時間片，并按順序反復(fù)調(diào)用這兩段程序。（三〉項目實施1、寫機(jī)器人唱歌程序在學(xué)習(xí)編寫機(jī)器人唱歌程序之前，先來了解一下給機(jī)器人編寫簡單發(fā)音程序的步驟。A、 “控制模塊庫”拖出“永遠(yuǎn)循壞”模塊，置于''主程序”模塊下，使機(jī)器人不停的重復(fù)唱同一首歌曲B、 “執(zhí)行器模塊庫”拖出“發(fā)音”模塊，置于“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊下的循環(huán)體中，實現(xiàn)唱歌功能C、在“發(fā)音1”模塊上右擊鼠標(biāo)，彈出“發(fā)音模塊”對話框，在該對話框中可以修改發(fā)音頻率或發(fā)音時間，以唱出優(yōu)美的歌曲2、VJC的多任務(wù)功能，以分時的方式，編寫機(jī)器人“同時”走矩形和唱歌的程序。實現(xiàn)的操作步驟如下：A、程序模塊庫”中的“任務(wù)開始”模塊拖到流程圖窗「1,作為任務(wù)1的開始E、前面用流程圖編寫的走矩形程序置于任務(wù)1的“任務(wù)”模塊的下面，形成名為task-0的任務(wù)，同時形成以task-0為任務(wù)的進(jìn)程stall-process(task-0()),來實現(xiàn)機(jī)器人走矩形的功能。C、 “程序模塊庫”中的“任務(wù)開始”模塊拖到流程圖窗I丨，作為任務(wù)2的開始。D、 前面用流程圖編寫的簡單發(fā)音程序置于任務(wù)2的“任務(wù)”模塊的卞面，形成名為task-1的任務(wù)，同時形成以task-1為任務(wù)的進(jìn)程start-process(task-1()),來實現(xiàn)機(jī)器人唱歌的功能。項目實現(xiàn)代碼：voidmain(){stait__piocess(task_0());wlule(l){dnve(100,0);wait(1.000000);stop()；motor(1,-20);motor(2,20);wait(0.500000);stop()；}}voidtask_0Q{printf(Mjustforfun\nH);wlule(l){tone(393.0.0.25);tone(393.0,0.25);tone(441.0,0.5);tone(393.0,0.5);tone(524.0,0.5);tone(495.0J.0);tone(393.0,0.25);tone(393.0,0.25);tone(441.0,0.5);tone(393.0,0.5);tone(588.0,0.5);tone(524.0J.0);tone(393.0,0.25);tone(393.0,0.25);tone(786.0,0.5);tone(660.0.0.5);tone(524.0,0.5);tone(495.0,0.5);tone(441.0,1.0);tone(700.0.0.25);tone(700.0,0.25);tone(660.0,0.5);tone(524.0,0.5);tone(588.0,0.5);tone(524.0J.0);}}實驗五機(jī)器人追光一、 要求與目的利用光敏傳感器來做一個項目一一追光(就好比飛蛾撲火，機(jī)器人向有光的地方運(yùn)動)。二、 內(nèi)容項目分析在機(jī)器人追光項目中，將機(jī)器人放在黑暗的房間里，當(dāng)打開電筒時，機(jī)器人會朝著電筒光亮的方向行進(jìn)。在信息處理的過程中，信息獲取時信息處理的首要壞節(jié)，能力風(fēng)暴機(jī)器人可以通過各類傳感器獲取不同的信息。光敏傳感器是能力風(fēng)暴智能機(jī)器人所使用的傳感器之一，它通過感測機(jī)器人外部壞境光線的強(qiáng)弱來感知光源的位置，在機(jī)器人追光項目的完成過程中，將學(xué)會光敏傳感器的運(yùn)用以及結(jié)合VJC系統(tǒng)的條件判斷功能來處理信息的方法。機(jī)器人追光的項目是通過反復(fù)對光敏傳感器采集的光線信號做出比較判斷來確定光線較強(qiáng)的方向，從而使機(jī)器人朝著光線較亮的方向移動。能力風(fēng)暴機(jī)器人的左前方和右前方分別裝有一個光敏傳感器。運(yùn)行下面的程序，來體會光敏傳感器的應(yīng)用。光敏傳感器是通過光敏傳感器函數(shù)的驅(qū)動來反復(fù)采集壞境光線信息的，并通過輸出端LCD顯示采集到表示光線強(qiáng)弱的數(shù)據(jù)。Voidmain(){intphoto1=0;intphoto2=0;wliile(l){photol=photo(l);photo2=photo(2);piintf(c<p1=%dp2=%dii,\photol,photo2);wait(0.3);}}算法分析在項目實施過程中，機(jī)器人可以對環(huán)境光線強(qiáng)度進(jìn)行檢測，并根據(jù)比較左右光線強(qiáng)度的人小做出判斷，以控制機(jī)器人向光線強(qiáng)的方向行走。在該項目中，對所獲取的左右光敏信號的判斷及處理是解決問題的關(guān)鍵。1、流程圖機(jī)器人追光項目的算法可以用下圖所示的流程圖來表示，它能以直觀的方式表達(dá)解決問2、 知識點提示if(條件表達(dá)式){程序段A}else{程序段B}程序段C3、 項目實施通過執(zhí)行這個程序，機(jī)器人就可以完成追光的任務(wù)了，但是一定要注意機(jī)器人轉(zhuǎn)向的時間和速度以及機(jī)器人直行的時間和速度都要根據(jù)使用的機(jī)器人進(jìn)行具體的設(shè)定和調(diào)試。能力提高：能否讓機(jī)器人朝黑暗的地方走？實驗代碼：朝亮處走：voidmain(){iiitphoto_l=0,photo_2=0;wlule(l){photo_1=photo(1);photo_2=photo(2);if(photo_l>photo_2){diive(0,20);wait(O.l);}else{diive(0,-20);wait(O.l);}dnve(20,0);wait(0.5);stopQ;}}朝暗處走：voidmain(){iiitphoto_l=0,photo_2=0;wlule(l){photo_1=photo(1);photo_2=photo(2);if(photo_l<photo_2)dnve(0.20);}else{dnve(0.-20);wait(O.l);}dnve(20,0);wait(O?5);stopQ;}}綜合實驗六衛(wèi)星SVJC是能力風(fēng)暴智能機(jī)器人的仿真軟件，它可以在計算機(jī)中仿真機(jī)器人程序的運(yùn)行。用SV'JC軟件編程，讓機(jī)器人如同一個衛(wèi)星一樣，圍繞“恒星”(一支點