高中信息技術(shù)選修5：人工智能初步 5.2.2 智能機(jī)器人

能力風(fēng)暴203機(jī)器人循跡

劉陽十堰市第二中學(xué)WER能力風(fēng)暴機(jī)器人演示02WER2017能力風(fēng)暴工程普及賽主題：工業(yè)時(shí)代02十八世紀(jì)六十年代初，人類進(jìn)入了科技發(fā)展史上極其重要的一個時(shí)期：第一次工業(yè)革命。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)讓機(jī)器開始取代人力，順應(yīng)時(shí)代的大型工廠取代個體手工工場。因生產(chǎn)力的急劇增長，對運(yùn)輸?shù)男枨蟪霈F(xiàn)了大量運(yùn)河、硬質(zhì)路面、甚至鐵路。煤炭代替木炭使煉鐵的成本降低，從而鋼鐵產(chǎn)量的增長讓大規(guī)模鋼鐵結(jié)構(gòu)建筑成為了可能。我們設(shè)計(jì)的機(jī)器人將化身為那個時(shí)代的礦工、建筑師、工人甚至幫助瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，使人類進(jìn)入工業(yè)時(shí)代！循跡競賽場地03場地地圖尺寸未220*120cm，材質(zhì)為PU布，黑色線條寬度為2cm或3cm，線條末端的細(xì)線框?yàn)槿蝿?wù)模型可能擺放位置，如上圖左下角為“基地”區(qū)域，尺寸為30*30cm能力風(fēng)暴203機(jī)器人04機(jī)器人主要包含控制器、傳感器、執(zhí)行器和用戶程序，用戶程序在控制器中運(yùn)行。我們可以理解為用戶程序通過控制器的端口采集傳感器的值，經(jīng)過各種計(jì)算后再通過端口給執(zhí)行器發(fā)送指令讓其動作。編程工具：VJC4.205

如左圖所示為流程圖程序編輯窗口。左側(cè)為模塊庫，中間是程序編輯窗口，右側(cè)為JC代碼欄尋線模塊庫05“巡線模塊庫”是專門針對使用地面灰度巡線的小車設(shè)計(jì)的用于巡線的模塊庫。使用該模塊時(shí)要求地面灰度成排安裝在小車的前方，灰度數(shù)量可以是5個或者7個。初始化05初始化模塊是巡線機(jī)器人的配置模塊，它定義了機(jī)器人上電機(jī)的接口配置和輸出功率及轉(zhuǎn)向、灰度傳感器的接口配置、機(jī)器人巡線環(huán)境、灰度傳感器閥值的取值系數(shù)等。環(huán)境采集05該模塊用于采集地面灰度的閥值型。路口巡線05巡線速度：當(dāng)正中間的灰度壓線時(shí)，兩個馬達(dá)中速度較快的一個速度值。左輪差速：當(dāng)正中間的灰度壓線時(shí)，左輪速度低于“巡線速度”的差值，用于走弧線。右輪差速：當(dāng)正中間的灰度壓線時(shí)，右輪速度低于“巡線速度”的差值，用于走弧線。循環(huán)次數(shù)：定義經(jīng)過幾個路口。每次按路口巡線都是以經(jīng)過一個路口為一次完整的循環(huán)，循環(huán)次數(shù)就是經(jīng)過多少個路口。沖過路口時(shí)間：沖過路口后繼續(xù)前進(jìn)的時(shí)間。結(jié)束后是否停車：執(zhí)行完該模塊后機(jī)器人是否停止。按時(shí)巡線05當(dāng)機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)沒有路口或者參考點(diǎn)時(shí)，可以使用時(shí)間控制前進(jìn)距離，但需要注意的是前進(jìn)距離由機(jī)器人速度和時(shí)間決定，而影響速度的因素包含程序中的參數(shù)、電壓、地面阻力等，有些是不可控的，所以做不到精確控制。高級巡線模塊05該巡線模塊的結(jié)束標(biāo)志是某一傳感器的返回值達(dá)到設(shè)定要求，如在某一I/O口（I/O7）上接1個紅外傳感器，在沒有測到目標(biāo)物體時(shí)返回值是3000，當(dāng)返回值小于500時(shí)則測到了目標(biāo)物體，那么他的停止條件就是“AI(7)<500”。傳感器端口號：負(fù)責(zé)觸發(fā)結(jié)束該模塊的傳感器對應(yīng)的I/0口號。轉(zhuǎn)彎05機(jī)器人的運(yùn)動狀態(tài)是由兩個馬達(dá)控制的，轉(zhuǎn)彎是通過兩個馬達(dá)的速度差實(shí)現(xiàn)的（差動驅(qū)動）。如果把速度看做一個純粹的數(shù)值（反向速度視作負(fù)數(shù)），那么機(jī)器人將會向速度值小的一側(cè)轉(zhuǎn)向。該模塊完成1次轉(zhuǎn)向的結(jié)束標(biāo)志是部分灰度傳感器依次掃過某一線條。過線條數(shù)：轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)過的線條數(shù)。如在一個十字路口上實(shí)現(xiàn)180度轉(zhuǎn)彎需要轉(zhuǎn)過2條線。結(jié)束位置：決定機(jī)器人理論上應(yīng)該停在“中間”、中間“偏左”還是中間“偏右”灰度上。實(shí)際上機(jī)器人是有慣性的，往往會轉(zhuǎn)過一些，所以當(dāng)高速左轉(zhuǎn)時(shí)這里往往選擇“偏左”。最終目的是轉(zhuǎn)彎完成后機(jī)器人的姿態(tài)最接近理想狀態(tài)。啟動馬達(dá)05該模塊主要用于電機(jī)控制，分為按時(shí)間控制和按傳感器觸發(fā)控制。如果是按時(shí)間控制，該模塊結(jié)束時(shí)機(jī)器人