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机器人足球


第二节
学习目标

机器人足球

1.认识数字指南针,学会数字指南针与机器人的连接。 2.学会用“AS 多功能扩展卡”中的“读扩展卡”模块编写程序。 在今年的机器人足球世锦赛上, 机器人小丁丁也要参加, 他可是足球明星, 现在他正在加紧训练呢,我们来一起为他加油吧。 机器人踢足球并不难。首先要给机器人安装“踢球装置” ,然后我们再

给机 器人加一个辨别方向的眼睛——数字指南针扩展卡,最后我们再编写程序下载 到机器人中,他就可以去踢足球啦。

一点通

数字指南针扩展卡是“能力风暴”机器人系列扩展卡之一。在 机器人比赛中可检测机器人当前所处方位,特别是足球比赛中,有 了数字指南针就可以更好的避免机器人踢出乌龙球。

1.安装踢球装置。 步骤 1:将挡球板用螺栓固定到支架上(如图 6.2-1)。 步骤 2:取下机器人传感器盖,将支架固定到机器人底盘上(如图 6.2-2)。

步骤 3:将机器人上盖安装好(如图 6.2-3)。 踢球装 置安装好 了, 我也有 “脚”了, 固定支架 可以去踢
(6.2-1) (6.2-2) (6.2-3)
挡球板

球啦! 2.安装数字指南针扩展卡。 光有“脚”可不行,机器人不知道往哪儿踢怎么行呢?那还不踢出乌龙 球?如果有了 数字指南针就 好啦。 数字指南 针由磁场检测
(磁场检测模块) ( 数(6.2-4) 针 接 口 字指南 卡) (4 芯串口通讯排 线)

模块、数字指南针接口卡和 4 芯串 口通讯排线三部分组成(如图 6.2-4) 。 步骤 1:用串口通讯线将磁场 检测模块与数字指南针接口卡连接 起来(如图 6.2-5)。 步骤 2:打开能力风暴机器人

(6.2-5)

的透明塑料顶盖,将磁场检测模块通过模块上的塑料棒固定到机器人上(如 图 6.2-5),安装的位置可与图不同。 步骤 3:将数字指南针接口卡安装在机器人主板上。安装方法与地面 灰度检测卡的安装方法是一样的,注意接口卡方向不要插反,排针与主板上 的排母不要错位。

试一试

1.把你安装好的机器人拿出来与同学们互相交流,看谁安装的最好, 注意要安装牢固哦。 2.打开机器人开关,看看数字指南针上有什么情况。

数字指南针的测试。 步骤 1: 打开机器人电源开关,接口卡上 电,此时可观察到通讯指示灯开始快速 闪烁。 步骤 2:按一下硬磁校验按钮。此时通
讯指示灯点亮,不再闪烁(如图 6.2-6) 。
硬磁校验按钮 正北校验按钮

步骤 3:将机器人稍微离开地面,

(6.2-6)

平托着就地旋转 360 度,然后再按一下 硬磁校验按钮 (如图 6.2-7) 此时通讯批 , 示灯又恢复到快速闪烁状态 (旋转机器 人时顺时针和逆时针皆可)。 步骤 4:将机器人前方朝向一个方 向,按下正北校验按钮,此时通讯指示 灯亮一下,然后又恢复为快速闪烁状态。
(6.2-7)

那么刚才你的机器人前方所对的方向, 就被机器人认为是“正北” 。 步骤 5:编写测试程序。 运行 VJC1.5 开发版,进入主程序窗口编 写程序(如图 6.2-8) 。 这个程序让机器人不停地右转,同时用指 南针测定方向,并把测得的数值乘 2,然后进行 条件判断, 如果现在的数值小于 3 或者大于 357, 就让机器人发一个声音。最后在 LCD 上显示出 这个数值。 ①首先把“永远循环”模块和“右转”模 块连接到主程序下方。
(6.2-8)

②把“AS 多功能扩展卡”中的“读扩展卡” 模块连接到“右转”模块下方(观察它的名字有什么变化?) ,右键点击我

们来看它的默认设置(如 图 6.2-9) 。

③连接一个 “计算” 模 块 , 右 键 点击 进行 设 置 (如图 6.2-10) 。
(6.2-9)

④连接一个“条件判 断”模块并进行设置(如图 6.2-11) 。

(6.2-10)

⑤在条件判断成立的 一边连接一个“发音”模 块。 ⑥在程序最后连接 “显示”和“延时等待” 模块,显示“整型变量一 的值” 。
( 6.2-11 )

1.赶快把程序下载到机器人中试一下吧,看一看随着机器人不停地转动, LCD 上有什么变化? 2.把机器人的前方朝着不同的方向按下正北校验按钮,再运行机器人, 观察一下有什么不同?

一点通

在程序里,可以通过“AS 多功能扩展卡”中的“读扩展卡”模 块对方向进行检测。机器人读取到方位角数值后要乘以 2 才可以得 到范围在 0-360°间的方位角。

现在我们就一起给机器人编写一个踢足球的程序吧, 他还要去参加比赛 呢。 机器人踢足球要解决两方面的问题:一是机器人能够发现球,这得借助 于远红外火焰探头;一是机器人要有 方向感,这就需要数字指南针了。在 编写程序前我们先在机器人的前方左 右各安装一个远红外火焰探头,然后 对机器人进行正北校验(现在我们以 机器人进攻的方向为正北) 。
( 6.2-12 )

机器人在前方发现了足球,就要判断前方是不是进攻方向。如果是他 就向前跑去踢球, 如果不是他也要向前跑去, 但不能踢球, 快要接近足球时, 就需要拐一个小弯,然后再去踢球。如果没有发现足球,那么他就随机走(如 图 6.2-12)。

步骤 1:回到主程序窗口中,清除原来的程序。 步骤 2:在主程序下面连接一个“永远循环”模块,然后顺次连接三个 “亮度检测”模块和一个“读扩展卡”模块。修改其中两个“亮度检测”模 块的变量名为“亮度变量二”“亮度变量三”“亮度变量一”存放左远红外 、 。 火焰探头测到的数值; 亮度变量二” “ 存放右远红外火焰探头测到的数值; 亮 “ 度变量三”存放左 右远红外火焰探头 的偏差值。 步骤 3: 连接一 个“条件判断”模 块,判断前方有没 有足球。右击“条 件判断”模块进行 设置(如图 6.2-13),
(6.2-13)

变量数值的设置需 要远红外火焰探头 在实际环境中测 定。 步骤 4:在“条 件判断”模块的右 边连接一个“启动 电机”模块,机器 人随机走。左边连 接一个“条件判断” 模块并进行设置 (如图 6.2-14) ,用来判断踢球方向。 步骤 5:在这个判断方向的“条件判断”模块左边加一个“踢球”子程序 (如图 6.2-15) 。 “踢球”子程序中 的两个“条件判断”模 块都是根据亮度变量 三 (左右远红外火焰探 头测到数值的偏差) 的 数值来判断足球方位 的。 第一个 “条件判断”
(6.2-15) (6.2-14)

模块的设置是 “亮度变量三>6” ,第二个条件判断的设置是 “亮度变量三<-6” 。 步骤 6:回到主程序,在判断方向的“条件判断”模块的右边再连接一个 “条件判断”模块。 这个“条件判断”模块是在发现足球不在“正北”方向时,判断足球离 机器人的远近,也是根据亮度变量一和亮度变量二的数值的大小来判断的。 步骤 7: “条 在 件判断” 模块的左 边连接一个“转 向”模块和一个 “启动电机”模 块,用来完成“转 身踢”的动作;右 边连接“踢球”子 程序。 完成后的程序 (如图 6.2-16) 。

把你写好的程 序下载到机器人 中, 让小丁丁赶快 训练吧。
( 6.2-16 )
2)

一点通

机器人踢足球与机器人灭火是一样的,同样需要根据实际环境进行 数据的采集,同时在程序中不断地修改参数。只有这样,机器人才 能更好的完成任务。

1.不用数字指南针扩展卡,运用地面灰度检测卡模块能不能帮助机器 人来完成踢足球任务?编写一个程序试一试。 2.能不能让同时用数字指南针扩展卡和地面灰度检测卡来完成机器人 踢足球任务?你能想出解决办法吗? 编写程序有很多奥秘, 巧妙的构思可以使程序更加简浩、 合理、 高效。要想编写出高质量的程序,可要好好下功夫哟!


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