丹城中學(xué)滅火機(jī)器人共享方案(三)

1、丹城中學(xué)滅火機(jī)器人共享方案（三）浙江省象山縣丹城中學(xué) 顧熙杰摘要：機(jī)器人滅火是中小學(xué)機(jī)器人比賽的常規(guī)項(xiàng)目，怎樣提高機(jī)器人滅火的速度和穩(wěn)定性是我們需要重點(diǎn)解決的問題。丹城中學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室自05年9月份建立以來，經(jīng)過9個(gè)多月的實(shí)驗(yàn)，滅火機(jī)器人的研究取得了初步的成果，使用4、3、2、1的搜索順序，滅火最好成績分別為2.50秒、5.44秒、9.19秒和10.75秒,穩(wěn)定成績一般每個(gè)房間要延時(shí)半秒左右。雖然這個(gè)成績和國內(nèi)的超一流水平還有一定差距，但滅火回家的成功率超過%99,其中不乏有一些成功的算法，現(xiàn)作些介紹，和兄弟學(xué)校的師生共享研究成果，具體描述基于納英特機(jī)器人平臺。關(guān)鍵詞：機(jī)器人人 滅火 一）火焰

2、檢測傳傳感器布局設(shè)設(shè)計(jì)滅火機(jī)器人最少少需要1個(gè)火火焰檢測傳感感器來完成滅滅火任務(wù)，當(dāng)當(dāng)然使用煙霧霧傳感器等也也是可以的。1）1個(gè)火焰?zhèn)鱾鞲衅鞯陌惭b裝根據(jù)規(guī)則，蠟燭燭高度為155-20厘米米，火焰高度度是2-3厘厘米，所以如如果安裝一個(gè)個(gè)火焰檢測傳傳感器的話，他他的高度大概概應(yīng)該在188厘米左右。如果安裝一組傳傳感器來檢測測同一目標(biāo)，重重心應(yīng)該在118厘米高度度位置。2）2個(gè)火焰?zhèn)鱾鞲衅鞯陌惭b裝如果2個(gè)火焰?zhèn)鱾鞲衅魇侵鱾鱾鞲衅?，不但但要用來檢測測有沒有火焰焰，而且還要要利用他們進(jìn)進(jìn)行對光操作作，那么一般般如下安裝。2個(gè)火焰?zhèn)鞲衅髌鞯母叨榷荚谠?8厘米左左右。一般安裝在機(jī)器器人前面中心心位置，2個(gè)

3、個(gè)傳感器對稱稱安裝，一般般向外偏轉(zhuǎn)一一定角度，22個(gè)傳感器之之間有一定的的距離，使機(jī)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)火火焰的可能性性盡量大，同同時(shí)對稱的位位置有利于對對準(zhǔn)火焰。如果2個(gè)火焰檢檢測傳感器作作一組，不是是主傳感器，用用來檢測同一一個(gè)目標(biāo)，那那么可以如下下配置，例如在路過2號號房間時(shí)要檢檢測1號房間間有沒有火焰焰，先從火焰焰位置引出兩兩條線，連接接門口兩邊，作作角平分線，火火焰?zhèn)鞲衅鞯牡闹鹘嵌染桶窗凑战瞧椒志€線在機(jī)器人上上的位置安裝裝，如果用22個(gè)傳感器來來完成這個(gè)任任務(wù)，如下安安裝。2個(gè)傳感器之間間既要有水平平距離，也要要有垂直距離離，角度也要要和主角度有有一定的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。重心落在主角度度上，高度118厘

4、米左右右。由于機(jī)器人在行行走時(shí)不能保保證一定平行行于墻壁，上上面這樣安裝裝，發(fā)現(xiàn)火焰焰的可能性最最大。3）3個(gè)火焰?zhèn)鱾鞲衅鞯陌惭b裝方法主要有上面面2種，計(jì)算算方法參考上上面文章。有有的同學(xué)把33個(gè)傳感器安安裝在同一水水平線上，這這樣穩(wěn)定性不不太好。二）黃金分割法法在滅火機(jī)器器人回家算法法中的應(yīng)用以1號房間回家家為例1種常見的錯(cuò)誤誤是機(jī)器人把把滅火圈或者者門口當(dāng)成家家，在那里停停止不動(dòng)。為為此我們 可可以這樣處理理：先測量從滅火成成功走到門口口的時(shí)間100次，求出平平均值，如44秒鐘，根據(jù)黃金分割法法，我們設(shè)置置2.5秒時(shí)時(shí)間為分界點(diǎn)點(diǎn)，先走2.5秒右右手法則，然然后走右手法法則到白色地地面，這

5、時(shí)候就到了門門口，這樣做做的目的是防防止機(jī)器人誤誤把滅火圈當(dāng)當(dāng)成門口。門門口和家之間間也同樣處理理，這是一種種提高回家穩(wěn)穩(wěn)定性的方法法，這一方法法在迷宮搜索索階段同樣有有效。三）隊(duì)列在滅火火機(jī)器人白線線檢測中的應(yīng)應(yīng)用隊(duì)列是一種特殊殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)，他只能在在隊(duì)頭出隊(duì)，在在隊(duì)尾入隊(duì)如下圖,我我們引入一種種特殊的隊(duì)。隊(duì)頭指針總是指指向0，所以以不需要隊(duì)頭頭變量隊(duì)尾尾指針總是指指向最后一個(gè)個(gè)隊(duì)員的際位位置.隊(duì)尾指指針指向0表表示隊(duì)列是空空的它具有有下列基本操操作：long quueue1100;/隊(duì)列數(shù)組組int queeue_reear/隊(duì)隊(duì)尾指針）清空隊(duì)queue_rrear=00;）入隊(duì)queu

6、e_rrear+;queueqqueue_rear=msecconds();）求隊(duì)長return(queuee_rearr);下面介紹一下他他在白線檢測測中的應(yīng)用。如上圖，當(dāng)機(jī)器器人路過白線線時(shí)，他會(huì)連連續(xù)檢測到白白色，我們把把它入隊(duì)，當(dāng)當(dāng)隊(duì)列只有個(gè)隊(duì)員時(shí)，他他可能是一個(gè)個(gè)受到污染的的白點(diǎn)，當(dāng)隊(duì)隊(duì)列長度比較較短時(shí)，他可可能是門口或或滅火圈，當(dāng)當(dāng)隊(duì)列長度比比較長時(shí)，他他可能是起點(diǎn)點(diǎn)（終點(diǎn)）當(dāng)機(jī)器人路路過黑色地面面時(shí)，我們把把隊(duì)列清空我們使用個(gè)地面檢測測傳感器來實(shí)實(shí)現(xiàn)白線檢測測，假設(shè)接模模擬口用用1個(gè)火焰檢檢測傳感器來來區(qū)分門口線線和滅火圈,假設(shè)接模擬擬4口.這里里使用的是納納英特機(jī)器人人，參考算

7、法法如下：int bs=50;/表示白色的的灰度值int hs=160;/表示黑色色的灰度值int i;void maain()queue_rrear=00;while(11)migong_left();/走走左手法則i=test_whitee()/然后你要根根據(jù)i的值做不同同的選擇int tesst_whiite()if (queeue_reear=998)/防防止隊(duì)滿. quueue_rrear=997; if (annalog(3)110L) /每10毫毫秒作為個(gè)個(gè)時(shí)間片, 參數(shù)請根根據(jù)你的機(jī)器器人速度修改改. qqueue_rear+;/入入隊(duì) quueueqqueue_rear=ms

8、ecconds();/記下檢測到到白色的時(shí)間間. if (qqueue_rear=10)/10這個(gè)個(gè)參數(shù)請根據(jù)據(jù)你的機(jī)器人人速度修改. retuurn(4);/表示示路過家else iff (queeue_reear=33)/3這這個(gè)參數(shù)請根根據(jù)你的機(jī)器器人速度修改改. /表示路過過門口或滅火火圈,要用火火焰值來進(jìn)一一步區(qū)分. if (analoog(4)=11)return(1);/表示正在白白色地面上行行走，但暫時(shí)時(shí)不知道是在在家還是門口口.if (anaalog(33)hs)/位于黑黑色地面時(shí)清清空隊(duì). if (queuue_reaar=100)/100這個(gè)參數(shù)請請根據(jù)你的機(jī)機(jī)器人速度修修改.queue_rear=0;/清清空隊(duì)列以便便下一次檢測測. retturn(44);/表表示路過家.else iff (queeue_reear=33)/3這這個(gè)參數(shù)請根根據(jù)你的機(jī)器器人速度修改改. /路路過門口或滅滅火圈,要用用火焰