文湖南師大附中1610 班 諶霖?zé)?/p>

黑線垂直定位的分析與思考

文湖南師大附中1610 班 諶霖?zé)?/p>

自從加入學(xué)校機(jī)器人代表隊后，我便愛上了FLL工程挑戰(zhàn)賽。在平常的訓(xùn)練與集訓(xùn)中，我發(fā)現(xiàn)FLL工程挑戰(zhàn)賽中的機(jī)器人在完成任務(wù)時，需在黑線的地方定位，從而盡可能減小誤差，修正機(jī)器人的位置，提高機(jī)器人的穩(wěn)定性，確保順利完成設(shè)定的任務(wù)。

黑線定位時由于初始位置的不確定性，很難確保機(jī)器人修正參數(shù)達(dá)到理想的結(jié)果。所以我決定對機(jī)器人黑線垂直定位做進(jìn)一步的分析，徹底解決這個難題。

一、任務(wù)要求

機(jī)器人利用1號和4號顏色傳感器做出判斷，不管初始位置與黑線相距多遠(yuǎn)，機(jī)器人運(yùn)行到黑線時，必須保證與黑線垂直，以減小誤差，修正參數(shù)，確保后面的任務(wù)順利完成。

二、原理分析

機(jī)器人運(yùn)用顏色傳感器的反射光進(jìn)行自動判斷：當(dāng)1號顏色傳感器檢測到黑線時，B馬達(dá)不動，C馬達(dá)轉(zhuǎn)動；當(dāng)4號顏色傳感器檢測到黑線時，機(jī)器人停止運(yùn)行并保持與黑線垂直。當(dāng)4號顏色傳感器檢測到黑線時，C馬達(dá)不動，B馬達(dá)轉(zhuǎn)動；當(dāng)1號顏色傳感器檢測到黑線時，機(jī)器人停止運(yùn)行并保持與黑線垂直。當(dāng)1、4號顏色傳感器同時檢測到黑線時，機(jī)器人停止運(yùn)行并保持與黑線垂直。

三、機(jī)器人實際運(yùn)行狀態(tài)

機(jī)器人在實際運(yùn)行時，如果與黑線的角度不大時，可以被修正；如果與黑線的角度偏大時很難做到垂直。為什么會出現(xiàn)此類情況？

我利用業(yè)余時間查找資料，及時與指導(dǎo)老師進(jìn)行交流。既然無法解決硬件問題，唯一的方法就是在程序上想辦法。

四、程序改進(jìn)

原有的程序雖然也能讓機(jī)器人自動判斷，但過于簡單，很難達(dá)到要求。能不能利用變量？

1.首先用程序重置B、C馬達(dá)，并設(shè)定以下三個變量（panduan、dianji、guanggan）來打開馬達(dá)與顏色傳感器的端口和跳出循環(huán)。其中dianji2和dianji3對應(yīng)B、C馬達(dá)。

2.利用兩個循環(huán)、兩個切換實現(xiàn)自動判斷

（1）機(jī)器人運(yùn)行時，首先1號顏色傳感器進(jìn)行測光，如果光值小于設(shè)定的15，同時程序切換到4號顏色傳感器進(jìn)行測光，如果光值小于15，說明1號和4號顏色傳感器都檢測到黑線，這時判斷成立，跳出循環(huán)并指定顏色傳感器的端口為4，馬達(dá)的端口為0（馬達(dá)不打開）。然后運(yùn)行后面的程序，馬達(dá)沒有打開所以不運(yùn)行，4號顏色傳感器光值小于20，跳出循環(huán)，關(guān)閉B、C馬達(dá)，程序停止運(yùn)行。

完整的黑線垂直程序

如果光值大于15，這時判斷成立，跳出循環(huán)并指定顏色傳感器的端口為4，馬達(dá)的端口為C馬達(dá)，運(yùn)行后面的程序，C馬達(dá)以28%的功率工作。4號顏色傳感器光值小于20時，跳出循環(huán)，關(guān)閉B、C馬達(dá)，保證機(jī)器人與黑線垂直。

（2）機(jī)器人運(yùn)行時，首先1號顏色傳感器進(jìn)行測光，如果光值大于15，同時程序切換到4號顏色傳感器進(jìn)行測光，如果光值大于15，機(jī)器人以15%的功率前進(jìn)。

如果光值小于15，這時判斷成立，跳出循環(huán)并指定顏色傳感器的端口為1，馬達(dá)的端口為B馬達(dá)，然后運(yùn)行后面的程序，B馬達(dá)以28%的功率工作。1號顏色傳感器光值小于20，跳出循環(huán)，關(guān)閉B、C馬達(dá)，程序停止運(yùn)行，保證機(jī)器人與黑線垂直。

3.完整的黑線垂直程序，見下圖

4.測試

用完整的程序測試時，不管機(jī)器人與黑線角度的大小如何，都能垂直定位，問題最終得到完美解決。（指導(dǎo)老師：諶躍飛）