机器人认路

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1、第7课 机器人认路我们已经学习过机器人的“眼睛”光敏传感器，机器人还有另一种眼睛地面灰度传感器，用它能做些什么呢？ 学习任务本节课将学习灰灰度传感器的的结构组成和和在实际生活活中的某些简单应用用；通过活动动，学习地面面灰度检测方方法；理解实实现机器人循循迹行走的三三种方法。引导路径机器人可以利用用光敏传感器器、红外传感感器实现类似似人眼的功能能，此外，地面灰度度传感器也是是机器人一种种眼睛，利用用它可以检测测环境颜色的的灰度，从而而可以认路。通过机器人人认路学习实实现机器人循循迹行走的三三种方法。发射装置地面灰度传感器器地面灰度传传感器由一个个发射装置和一一个接收装置置组成。发射装置发出出的光

2、照射到到地面，接收收装置通过检检测返回的光光线强度并将将其转换为机机器人可以识识别的信号。不同颜色反射光的强度不同，颜色越深，反射光越弱，返回的数值就越大；反之，返回的数值就越小，地面灰度传感器结构如图13-1所示。调节装置接收装置图7-1 灰灰度传感器结结构示意图灰度传感器的调调节 灰度传感感器上无信号号指示灯，检测给定的的颜色灰度时，可以以将发射、接收头置于给定颜色色处，配合调调节装置即可调出出合适的返回回值。将调节装置置逆时针旋转转，获取的数数值变大；顺时针旋转转，获取的数数值变小，直直到数值合适适为止。如果需要准确确的数值，可以利用程序进行控控制，使其在在液晶屏幕上上显示，配合合调节装

3、置即可调出出准确的量。许多城市都建有有盲人专用通通道，如果能能设计一个认认路机器人，让让机器人沿着着专用通道带带领着盲人去去医院、商场场、公园等地地，将为盲人人朋友提供很很大的方便，那么认路机器人该怎样设计呢？实现方法分析 机器人利用用地面灰度循循迹最常见的的三种方法是是：只有一个个地面灰度传传感器时采用用沿线法，机机器人行走路线线是一个个连连续的圆弧；有两个地面面灰度传感器器时采用骑线线法实现，安安装两个地面面灰度传感器器之间的距离离应比轨迹线线的宽度大，机机器人行走的的路线似蛇形形；用三个地面灰度度传感器可采采用压线法，在骑线法的基础上，在机器人的底部中间位置安装一个灰度传感器，机器人行走

4、的时候，中间的灰度传感器一直压线行驶，如图7-2所示。黑色线：为地面标示线绿色线：机器人行走轨迹红色色块：灰度传感器位置沿线法 骑线法 压线法图7-2 机机器人循迹行行走的三种方方法单地面灰度沿线线法机器人行走分析析：当机器人人的灰度传感感器检测黑线线时，说明机机器人的行驶驶已经靠左了了，则机器人人右转；如果果机器人的灰灰度传感器检检测白线时，说说明机器人的的行驶已偏右右，则让机器器人左转。检测地面面灰度并把黑黑色的预设值值大于1800，白色值为为80左右，在在程序设计时时，取80-180的中中间值1300作为判断黑黑白色的条件件，即灰度传传感器测得的的值小于1330，则是白白色；测得的的值大

5、于1330，则为黑黑色。在机器人底部左左侧安装一个地地面灰度传感感器并固定好好且离地面55mm10mm，左侧传传感器接口接接在模拟口44上。打开编程软件，拖拖拽“条件循环”到流程图区区“主程序”下并设置为“永远循环”，拖拽“条件判断”到永远循环环体内。双击“条件判断断”，设置增加条件件模拟输入大于于130。拖拖拽“移动”，放置在“条件判断”的“YES”分支下，设设置向右转；拖拽“移动”到“条件判断”的“NO”分支下，并并设置向左转。也就是是把灰度传感感器检测到白白色向左转，当当灰度没有检检测到黑色时时，机器人右右转，这样机机器人一直走走蛇形路线。直直到终点为止止，如图7-3所示。双地面灰度骑线

6、线法在机器人底部左左右两侧安装装两个地面灰灰度传感器并并固定好且离离地面5mm10mm，左、右右两侧传感器器接口分别是是模拟口4、3。图7-3 单单灰度传感器器寻迹流程图图打开编程软件，拖拖拽“条件循环”到流程图区区“主程序”下并设置为为“永远循环”，拖拽“条件判断”到永远循环环体内。双击“条件判断断”，设置模拟输输入口3变量量大于1300时（如单灰灰度传感器检检测方法，取取80和1880的中间值值130作为为判断黑白色色的条件），拖拖拽“移动”到“条件判断”的“YES”分支下，设设置移动为“向右转”；当右侧地面面灰度检测到到黑线，机器器人右转拖拽“条件判断断”到第一个“条件判断”NO分支里，

7、双击击第二个“条件判断”，设置变量量模拟输入口口4的值大于于130，拖拖拽“移动”模块到第二二个“条件判断”YES分支里里，并设置为为向左转。拖拖拽“移动”模块到第二二个“条件判断”到NO分支里，设设置该“移动”模块左右电电机值各为330。当机器器人左侧检测测到黑线机器器人向右转，如如果左、右两两侧都没有检检测到黑线，那那么这时机器器人正行驶在在黑线的正上上方，则直行行，如图7-4所示。 图7-4 骑骑线法流程图图 图7-5 压线法法流程图三个地面灰度压压线法在骑线法的基础础上，在机器器人的中部安安装第三只地地面灰度传感感器，左、中中、右三个地地面灰度传感感器分别连接接主机模拟口口5、4、33

8、上并连接正正确。在放置置机器人的时时候，把中间间的灰度传感感器压在黑线线上，左右两两侧的灰度传传感器分别位位于黑线两侧侧。打开机器人编程程软件，拖拽拽“条件循环”到“主程序”里，并设置置为“永远循环”。拖拽“条件判断断”到“永远循环”内，双击“条件判断”并进行设置置，增加条件件模拟口4变变量大于1330，再选择择增加条件模模拟口3变量量小于1300，当单击增增加条件时，弹弹出窗口“和”或“或者”，选择“和”，同样增加加模拟口5变变量小于1330，选择“和”，拖拽“移动”到“条件判断”的“YES”分支下，并并设置为“前进”，也就是当中中间的灰度检检测到黑线且且同时满足左左右两侧检测测的是白色时时

9、直行。拖拽“条件判断断”到第一个“条件判断”的“NO”分支下并设设置，增加条条件当模拟口口5变量大于于130，拖拖拽“移动”并设置为“向左转”。当左侧检检测到黑线时时，机器人向向左转。拖拽“条件判断断”到第二个“条件判断”的“NO”分支下并设设置，增加条条件当模拟口口3变量大于于130，拖拖拽“移动”并设置为“向右转”。当机器人人检测到黑线线时，机器人人向右转。机器人安装第一步：按第33课将机器人人安装好第二步：灰度传传感器的安装装图7-6注意：传感器半半径调节为33.图7-7装上两个灰度传传感器，左边边端口为5，右右边为4.场地编辑这个场地涉及到到地面黑线纹纹理，我们现现在widoows 自

10、带带的画图工具具面要把场地地的黑线先画画好。1）点击 图像像属性 将宽宽度和高度都都设置为3000像素。图7-82）在画图区画画好所需要的的黑线，注意意线条粗细选选择第二种比比较合理。线条粗细的选择，第二种，粗细为3像素图7-9画好后，图片另另存为JPEEG 格式图7-103）将画好的图图复制到仿真真安装文件里里面map 文件夹里面面图7-114）打开仿真，进进入场地编辑辑，在场地上上任意位置点点击右键选择择属性，在右右边中间有个个地面纹理选选项，在下拉拉菜单里选择择刚复制到mmap文件夹夹里面的图片片。地面纹理选择图7-12添加起始点图7-135）程序设计图7-14左边传感器看到到黑线，机器

11、器人左转，右右边看到黑线线机器人右转转，否则往前前走。6）进入仿真图7-15地面灰度值的说说明：仿真里对灰度传传感器值的测测量 进入机机器人编辑，点点仿真工具，即即可弹出仿真真工具对话框框灰度值显示区地面纹理选择仿真工具图7-16各显神通1.举例说明，机器人的主要要功能有哪些？ 2.机器人时装装表演队，沿沿着直径为一一米的圆进行行时装表演，圆圆周为1cm宽的黑线线，试分别用用单灰度和双双灰度地面传传感器来编程程序，让机器器人沿着黑线线行走。博弈舞台1.用地面灰度度传感器实现现鸭妈妈领鸭宝宝过过桥。要求，鸭鸭妈妈带领着着鸭宝宝过桥桥且鸭妈妈与与鸭宝宝均不不能掉入河中中，请分别设计计鸭妈妈及鸭鸭宝宝的机器器人程序。2.试通过地面面灰度传感器器设计机器人人巡逻程序。成长基石1.你对机器人人认路程序的的理解是否有困困难？2.你知道永远远循环和条件件循环在程序序执行过程中中有什么不同同？3.请说出你对对本节课的学学习体会，有什么心得得可以记下来。资源视窗“或”、“与”关系在设置“条件判判断”模块的条件件时，如果已已经设置一个个条件，再增增加一个条件件，会自动弹弹出条件间关关系的设置对对话框。依据据需要，选择择相应的逻辑辑关系即可。“或”关系：表表示两个条件件中有一个成成立，则条件件成立。“与”关系：表表示两个条件件都成立，则则条件成立。