拍照机器人

laoyaoguai

拍照机器人挺有意思的，也做一下吧

需求也重新写一下
如图10-2，机器人从墙上的洞口进入图书馆适当的深度，带着两根绳索，绕过篮子返回洞口。在适当的时机拍一张图书馆西墙的照片。篮子所在的黑曜石区域为一个外径约0.6m的圆环
说明，我不认为“一半的深度”是一个准确的描述，一半是多少？全部又是多少？真正的古墓里面这只能是未知数。另外黑曜石环并不是必须使用的条件。

关于游戏规则，要啰嗦几句。一般来说，使用乐高零件是默认的规则。但是这个挑战需要用相机，原作连手机都上了，红外遥控也上了。那么我上一台gopro不算过分吧？利用gopro的功能，将实时图像传回ipad不算过分吧？呵呵，也就是说，我们可以做一台带有第一人称视角的机器人！再加上红外遥控，这台机器人应该做出robomaster的感觉，而不是FLL的感觉    :D

机器人描述
机器人从墙上的洞进入，找到篮子的位置，绕着篮子走大半圈，回到洞口，以便将绳子绕过篮子。在路上适当的地方拍一张图书馆西墙的照片

头脑风暴
书上10-8提供了一种方法，我不太喜欢。我也可以考虑用探索机器人的方案，用全向轮车去走那条路线，会比书上更简单一些。
不过，我还有一个思路，小车走圆弧绕过篮子
1）机器人上面做一个gopro的载具，要做成可以360度转的，虽然需求不需要这么做，但是能360度转，意味着图书馆里面的一切对我们来说都不再是秘密，想看啥就看啥。
2）机器人的前方装一个超声传感器，用来测距离
3）用传统的小车，尽量简单，干脆就用程序设计艺术那本书里面的小车吧
4）走圆弧绕过篮子
5）回洞口的操作，我觉得要考虑误差，怎么走才能走得准，真实情况下，误差可能会导致你伸手够不到机器人。我准备采用创意实验室里面那辆跑车的做法，用红外信标引导，于是再加装一个红外传感器
6）陀螺仪是必须的，我不会写不用陀螺仪的转弯

结构
程序设计艺术里面的小车，改了改。
万向轮改成两个了，因为重心是偏的，一个万向轮不稳

前方装超声传感器和红外传感器，右边装陀螺仪，再假惺惺地装个挂绳子的结构

左边装gopro的载具，用大转盘，中型电机带动，使它可以360度旋转

gopro载具特写。非原创，是一位俄罗斯大神设计的



任务列表
1）机器人以垂直于南墙的方向进入，gopro的初始方向为面向左边
2）低速进入，gopro的实时影像用wifi传回ipad，红外信标工作在遥控器模式，操作手看到篮子之后按键停止前进，然后可以用两个键微调位置，对准篮子
3）操作手发指令，机器人左转90度，超声传感器对准篮子，前进，直到离篮子的距离为某个数值，比如15cm
4）机器人右转90度，即转回原来的方向，以篮子中心（大致）为圆心，30cm为半径逆时针转弯，大概转到240度，停下来等待操作手的指令
5）这个时候，机器人已经绕过篮子，即将返回了，照片没照呢。操作手转动大转盘，看着ipad里面的影像，调到一个合适的角度，在ipad上操作拍照即可。（为什么还要死脑筋用机械装置去按gopro的快门啊？咱们的任务是拍照，不是按快门）
6）红外信标设置为信标模式，机器人在信标引导下回基地，不对，应该是回洞口


程序规模略大，讲解一下
1）进入比较简单，直走，按红外信标右上键停。这里有一个小技巧，等待红外信标的按键释放，这是我喜欢的防抖方式

2）机器人停下来之后，进入这样一个循环，按左上键可以前进一点点，左下键可以后退一点点，这样可以看着gopro传回来的影像来精确调整位置。调好之后，右上键退出循环

3）机器人左转90度，程序里面写的是转80度，这是因为机器人有惯性，刹车之后还要走一点点。这里偷个懒，试验得到惯性大概是10度，转80度正好停在90度。接下来前进到离篮子15cm的地方。这里用超声传感器而不是红外传感器，是因为我想知道这个距离的准确数值。然后再转回原来的方向，同理转到-10度，让机器人的惯性走到0度

4）接下来就是机器人圆弧绕过篮子了，需要用到数学，高中一年级关于弧度的概念


角的弧度值=弧长/半径，都还记得吧
不管我们要转的角度a是多少，两个轮子的“弧长/转弯半径”应该相等，所以弧长比=转弯半径比，又显然轮子的功率比=弧长比，所以功率比=转弯半径比
对于这个机器人，中心转弯半径为30cm（估计值，不过不要求准确），轮距为13单位，10.4cm，所以轮距的一半为5.2cm。从而我们可以得到左轮转弯半径为30-5.2=24.8cm，右轮转弯半径为30+5.2=35.2cm
于是功率比=24.8/35.2=0.7
取右轮功率为30，则左轮功率为21

简单的一个转弯搞定，用陀螺仪控制角度，大概是-240度，考虑惯性设成-230度
5）该拍照了。可是机器人的方向很不理想了啊，虽然可以在合适的位置拍照，但麻烦了，影响一气呵成绕过篮子的过程很不爽啊。现在拍照也不晚啊，咱的机器人可是搭载了大转盘的

用红外信标遥控大转盘的转动，左上键和左下键控制顺/逆时针转，信标键退出循环。操作手看着ipad屏幕调角度，调好之后在ipad上按拍照按钮即可
6）该返回了，红外信标切换到信标模式，机器人向信标的方向返回。
这里用了两个比例控制，信标标头控制方向，信标距离控制功率。在最后一点点距离，实测发现机器人会乱跑，那就远一点退出信标引导，再直走大概10cm。机器人会稳稳地停在信标前面

最后，上视频。请大家自动忽略凌乱的桌子

尼德古辉河

666用来拍各种展台很厉害，就是太矮了全是仰视

Harold

尼德古辉河 发表于 2018-9-5 19:14
666用来拍各种展台很厉害，就是太矮了全是仰视

对，如果再加一个电机可以上下动就好了，上下左右都能拍

ThomasTu

绕弧线的功率比这个做法好厉害～

kawakarpo

这个666！

zhongtetuiyi

感谢大神分享！