文 首都師范大學(xué)附屬育新學(xué)校高二5班 王喆弘

LabVIEW助力FRC機(jī)器人比賽

文 首都師范大學(xué)附屬育新學(xué)校高二5班 王喆弘

去年寒假，我有幸參加了FRC機(jī)器人比賽。比賽中，我主要負(fù)責(zé)軟件編程。通過本次比賽，我不僅掌握了計算機(jī)語言LabVIEW的編程，還了解了機(jī)器人中軟件與硬件相互配合的原理。

以下是我學(xué)習(xí)和使用LabVIEW編程的過程，分享給大家。

第一步——學(xué)習(xí)LabVIEW的簡單操作

LabVIEW是圖形化編程語言，易于新手學(xué)習(xí)。打開LabVIEW，見圖1，選擇Blank VI創(chuàng)建一個新的面板進(jìn)行學(xué)習(xí)。首先看到的是前面板和后面板。前面板用來顯示程序運(yùn)行結(jié)果，后面板則是編寫程序的地方。兩個面板可通過Ctrl+E進(jìn)行快速切換，使編程更加高效。切換到后面板后，我們可以在這里盡情地創(chuàng)作。

圖1 LabVIEW的界面

單擊鼠標(biāo)右鍵，會出現(xiàn)許多菜單和選擇，比如結(jié)構(gòu)框、計時器、數(shù)組等。在菜單上選擇所需的元件，在后面板的空白處單擊鼠標(biāo)即可將此元件放置其中，然后將有關(guān)聯(lián)的元件連接，再到前面板上運(yùn)行，就能看到程序的運(yùn)行結(jié)果。

第二步——認(rèn)識機(jī)器人硬件

軟件編程是為了控制硬件運(yùn)動，所以我需要知道機(jī)器人上有哪些部件需要編程。通過討論與學(xué)習(xí)，我最終確定編寫兩個手柄、四個驅(qū)動電機(jī)、三個大功率電機(jī)的程序。

別看需要編程的硬件少，但要實(shí)現(xiàn)多種功能，編程量可不小。

第三步——機(jī)器人的初始化

將程序編寫在FRC官方所給的模板里，最終將整套程序?qū)霗C(jī)器人的主控板即可。

首先打開官方所給模板，進(jìn)入初始化模塊，在其中設(shè)置三個大功率電機(jī)和兩個手柄的初始化。由于驅(qū)動電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動機(jī)器人，所以將四個驅(qū)動電機(jī)歸為一組，設(shè)置為一個Drive元件，再連接信號輸入和輸出元件即可。

其次拖出三個電機(jī)設(shè)置元件，分別連上信號輸入與信號輸出元件，再將電機(jī)分別命名為mty1，mty2，mty3。mty1大功率電機(jī)初始化程序如圖2所示。手柄初始化同理。

圖2 mty1大功率電機(jī)初始化程序

第四步——機(jī)器人的自動與手動控制

進(jìn)入自動模塊，插入順序框，在第一個框內(nèi)設(shè)置驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，與初始化類似，不過拖入的是驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行元件，連接信號輸入元件與信號傳回元件。第二個框內(nèi)設(shè)置大功率電機(jī)mty1，和第一個框類似。

進(jìn)入手動模塊，手柄的信號分為模擬量與布爾量。通俗來說，模擬量可以連續(xù)變化，就是手柄上搖桿的輸出信號，而布爾量則只有true或false兩個選擇，就是手柄上按鈕的輸出信號。

手柄信號進(jìn)入手動模塊后，模擬量直接控制機(jī)器人行動，而布爾量則連接判斷框。當(dāng)判斷框的選擇為true時，對應(yīng)按下按鈕，將電機(jī)設(shè)置為運(yùn)行，也就是將電機(jī)的功率調(diào)到1。若判斷框的選擇為false，對應(yīng)松開按鈕，將電機(jī)設(shè)置為不運(yùn)行，也就是將電機(jī)功率設(shè)為0。布爾量控制mty1電機(jī)關(guān)閉程序，如圖3所示。這樣自動和手動控制都已編寫完成。

圖3 布爾量控制m ty1電機(jī)關(guān)閉程序

第五步——行動，機(jī)器人

將程序?qū)胫骺匕澹B接機(jī)器人無線信號，打開控制面板，連接手柄。通過手柄控制，機(jī)器人真的動起來了。重新設(shè)置參數(shù)后，機(jī)器人行動更加流暢了?？吹竭@一幕，隊友們歡呼起來！參賽機(jī)器人如圖4所示。

圖4 參賽機(jī)器人

我們通過計算機(jī)語言賦予了機(jī)器人靈活運(yùn)動的能力，讓它幫助我們完成一些難以做到的事情，多么神奇！