最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

* t$ q) w- Y) W$ L0 A
' L+ e' L: S( g* ~

（视频里面最终轮子与黑线的距离，都不超过6mm，最小距离只有2mm。虽然也有运气成分在里面，不过就结果来讲已经很令人满意了^_^)

优酷视频网址：

http://v.youku.com/v_show/id_XMjkxOTU1MjEyNA==.html

首先说说车子的设计思路，希望也能对大家有用。我想到的影响车子走直线的因素有以下几个方面：

场地
! G3 d6 Q  A3 Z9 d. X8 q  水平度和光滑度

在家里当然瓷砖的效果是最好的
5 P2 m* V$ V0 P! h9 m: i- a# e  线的直度

虽然规则里说起点终点之间不能有黑线，但是因为没用光感，完全是开环控制，所以也无所谓了。这里就直接用了瓷砖上的黑线来说明车子走的直不直
5 u. u* Y6 j3 H+ b1 n
车子结构
  轮子间距
* G3 p! U5 \; [     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
  轮子大小
     轮子直径越小越好，而且轮皮要尽量薄（我这里用的是nxt自带的轮子）
0 L9 p/ d; x3 n+ T' C  随动轮的设计
9 s8 q8 T  [& J/ [; U# s% T  V     随动轮转动时对车子的影响应该尽量小。这里我自己想出了一个设计方案（当然我觉得别人也用过），让车子几乎不受随动轮的影响
* P, [  q% V. p$ s  重心位置
     重心应该稍稍靠近主动轮以增大主动轮的抓地能力。但是太靠近的话就会降低车子的稳定性，并且升级空间较小
( M4 C& [& [/ v. O* H$ G' T& w4 b; F$ J  结构稳定性

不用说，肯定是越结实越好。但是不能造成重量过大
  轮子个数

有三种方案：平衡车（独轮或双轮），三轮车，四轮或以上。虽然很想做平衡车，但是无奈暂时不会用陀螺仪。四轮的话转角不好把控，而且结构复杂，所以就用了最简单的三轮车。（另外，我个人认为不能拐弯的车子就不能叫车子~叫火车或者轨道炮比较合适。。。）
  驱动方式

这里我选择了直接由马达驱动轮子，不经过任何齿轮传动，一种简单准确的方式驱动
; a/ {6 X: y4 r, G% r/ K1 Q/ ~* _  t; V
控制程序
  运动过程控制
     好的程序应该使轮子不打滑，车子运行平稳。由此采取平滑运动的控制方法，让车子开始时（近似）匀加速，直到速度足够（160度每秒）。在开始时，加速度甚至更小，可以参考我的程序（加速度增加->加速度不变->加速度为零）

调试与运行
  轮子转速调整（车轮大小的设定）
      这个就没什么办法，只能硬着头皮调了。调整轮子的大小设置，实际上就是调马达转速，没有什么更有效的解决办法
  起始位置车子正方向和直线间的夹角
      一个非常重要的因素，可谓差之毫厘谬以千里。所以尽可能减小两者的方向差。顺带一提，开环控制的小车，如果最终结果差距在一厘米只内，就已经没有什么可比性了。一厘米之内运气成分占比很大，因为0.01rad（0.5度以内）的夹角足以造成差距一厘米的偏差。这就是开环控制的特点

, j* l% h, w+ D+ K" p) ]! W
4 s1 p, R$ m' o* C* r5 I/ k

然后上源代码：

1. 
   
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   
3. import lejos.util.Delay;
     c) z1 C+ |* [2 H1 f
4. 
   
5. /**
   * z, h- f! ~$ t
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   
7. */
   9 g6 P% d) ~# a
8. 
   
9. 
   1 y" R) }  v5 I1 Y( [/ Z
10. public class Straight {
    
11.   DifferentialPilotpilot;
    
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    3 m; s! h2 i& `+ C* \
13. 
    . I) L* m3 W  ^% p  I3 r$ Y
14.   publicvoid adjust() {
    0 a. {5 m' }0 d' N; z/ J6 y+ v
15.            //wait for release
    
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    ' T  Y9 j2 K, G7 d
17.                    ;
    
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    
19.                    //input size by adjusting the wheels
    0 P/ \+ u2 }$ P
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    7 b( r& f6 P& q- v* V: [
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    1 h- Z4 c9 Q; K7 q9 c% Y
22. 
    
23.                    //display the size input
    
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
      [9 v, e9 r: }2 w! U( f
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    
26.                    Delay.msDelay(100);
    ; J/ D* Y3 U! q$ L
27.                    LCD.clear();
    $ j4 o) j: U6 Q* a4 u
28.            }
    
29. 
    
30.   }
      S6 H- T+ l/ p2 ~( e
31. 
    6 C; n) O7 F3 d9 C9 \% O, W
32.   publicvoid go() {
    
33.            //准备起步
    
34.            //wait for release
    9 }3 r( h; l: B0 c$ v" M: k
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    # p6 v7 _5 L! `( K; V
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    
38. 
    
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    - {8 ?+ N) Z% U2 l3 \
41. 
    + c  b9 z4 }, f9 M. ?4 b$ \
42.            //初始化
    $ {' n4 y+ g$ n( o1 h0 U
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    
45. 
    . ]! @% e" Z! Q8 z
46.            Delay.msDelay(3000);
    7 ]8 N3 g$ _' j! x3 s  s9 h0 h: L: r
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    # O* Z/ G1 ~: N
49.            doubledistance = 0;
    ! {+ G; X. Z4 `) H8 o" y8 n
50. 
    3 U! R2 ~' I/ ^; H* k" X
51.            //起步加速
    ) c  K( u' B# y6 F/ S" g
52.            pilot.travel(300,true);
    
53. 
    
54.            while(distance < 20) {
    7 b; G* F7 I. v2 g  }* E
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    1 s; u. @1 s7 ~0 J1 ^. Q
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
58.                    Delay.msDelay(100);
    
59.            }
    
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    # k( O% Y7 E% R! m4 E% r8 b. r! a2 l
61.                    speed+= 5;
    . u7 K; V( r( V# U0 a
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
63.                    Delay.msDelay(200);
    
64.            }
    , H5 y2 x4 y* H( C# w: O6 ^
65. 
    1 W) y+ r) a5 h, \; n
66.            //TODO 减速
    3 m7 Q& [1 X, C0 p6 {) x
67. 
    
68.            //停止机能
    - w8 P9 D7 [- P4 Z; F0 c
69.            while(pilot.isMoving()) {
    3 O5 v% z% @/ [0 q" }
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    - z( h6 @9 m1 _8 G1 ?& s
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    
73. 
    
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    - P0 P) h# [2 y
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    
77.            Button.waitForAnyPress();
    
78.   }
    
79. 
    
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    9 y" w% j  q$ P  d- z
81.            Straighttraveler = new Straight();
    ! G+ }& g" R% f
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    
84.            traveler.go();
    ( E, U4 m9 W+ @" h0 n
85.   }
    ' P7 X+ h' a# Y
86. }

复制代码

hello怪

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satan1124

这个源代码是什么语言呀

clx

7 ^$ S9 j2 d4 j2 [" {( Z! T
这一行行代码，C？，暂还不懂，反正看到写代码的都敬仰，这种程序是不是比G（乐高是不是叫G语言）的严谨，用代码程序的机器人都能很好的实现复杂功能

hello怪

clx 发表于 2017-7-26 07:22
* I* L5 {  K) k; O. O! p7 J/ ^这一行行代码，C？，暂还不懂，反正看到写代码的都敬仰，这种程序是不是比G（乐高是不是叫G语言）的严谨， ...

我用的是lejos，一种基于Java的nxt专用语言。论严谨的话，程序结构的严谨和语言选择是无关的，但是不同的语言确实各有专长。比如这个lejos，他的函数库就比G大若干倍，有很多别人写过的东西可以直接拿来用。虽然G很适合给小朋友和初学者普及（本来就是针对于此），但是图形编程界面本身不适合大项目的编写，如果想要深入玩乐高的话转向代码是必然的

RYAN、Chuang

学习了，在乐高深入了解方向还不太明确，转代码确实必不可少

打肿脸充胖子

车子结构很好，赞

hrz

顶