最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

3 b/ e& P0 t) r, m/ Z

（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
1 h5 j# p/ {9 o8 [. t$ ?  水平度和光滑度

在家里当然瓷砖的效果是最好的
  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

) T% e) [7 L( G7 J' A6 K+ V车子结构
% u0 X5 N: s% W: R0 W5 q* b  轮子间距
) ^* K1 a+ g" n% q     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
  轮子大小
1 X) j5 w6 B  n# `5 ?: j     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）
  随动轮的设计
; N0 }( J- t: u     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
  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
  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
6 r8 Q$ B2 R+ ~
; k, S1 M: V4 O9 D2 V1 a3 C控制程序
/ d* Z; e$ p' Q. m  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）
2 m: R4 m! f# \" I" i
0 _# r5 N2 N7 G: d6 G' V" B  D调试与运行
  轮子转速调整（车轮大小的设定）
: D0 w# o( _) N' d6 `7 ~2 g      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
$ d5 u; h' c7 t, K( q  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

5 T6 S6 G" N7 M  [, g

然后上源代码：

1. 
   
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
     O8 A9 d/ e6 a9 w& K3 x3 d' N
3. import lejos.util.Delay;
   3 u4 K3 P- x0 {$ C; G: f# ~4 \* f0 J
4. 
   
5. /**
   % y8 M6 A5 \' h
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   " K/ `  B1 ^1 ^& A# [$ h
7. */
   
8. 
   ) m. _) B9 p. T% v! z
9. 
   9 I5 k, J7 ?- J$ T5 i! M
10. public class Straight {
    7 V& I, g, [' x9 U- P. h) c: \
11.   DifferentialPilotpilot;
    4 @7 r2 t1 W8 R5 ?0 f/ V: L; w& r
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    ; V; a1 x  ?! l2 ~/ b% x
13. 
    " L; G! g" Z; S
14.   publicvoid adjust() {
    , h1 C# H+ k  E3 v6 o  C/ A
15.            //wait for release
    
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    
17.                    ;
    
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    
19.                    //input size by adjusting the wheels
    2 e% |& w/ s* K# U
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    3 S% F( C5 T' h7 Z
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    
22. 
      o8 R. a" v" x6 d$ b# F
23.                    //display the size input
    : B2 v, @  [! f9 D5 t1 Z( m
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    
26.                    Delay.msDelay(100);
    " Z/ k% T: @2 K( I2 _
27.                    LCD.clear();
    
28.            }
    / t$ T1 ^7 m# I
29. 
    
30.   }
    
31. 
    
32.   publicvoid go() {
    9 s; r2 T4 X0 ]7 {& J
33.            //准备起步
    
34.            //wait for release
    
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    
36.                    ;
      |) X9 l  _0 H! _" J$ f& q
37.            System.out.println("pressto go");
    
38. 
    ! j4 r4 u) T+ k# J% @' F2 w8 X
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    2 K3 R9 p4 g% _' }! ]2 w6 |# m7 ^
41. 
    
42.            //初始化
    
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    
45. 
    
46.            Delay.msDelay(3000);
    , [; ?* M0 G( ?- m9 b7 k4 n
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    6 l3 P. G, J! S
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    ! h2 q* N& e) G8 m/ s& J5 C2 z2 @
53. 
    & y& \1 `8 j! i# I, B' I
54.            while(distance < 20) {
    
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
      _( B+ _: k5 w3 D7 l( B
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    / p% W& e2 G, i$ B0 d  w' S. z! ]+ Z* a
58.                    Delay.msDelay(100);
    . n* S4 t2 t3 w! s# k) L0 A1 ^- c
59.            }
    ( p( U8 `. R. F$ e4 y1 _
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    % u, t* k- W& ?! T6 P
61.                    speed+= 5;
    
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
      U+ k2 T1 t- q& f
63.                    Delay.msDelay(200);
    
64.            }
    
65. 
    
66.            //TODO 减速
    % k: A. M/ d. h. x( {2 q* t
67. 
    
68.            //停止机能
    " H' G/ b; ^. d+ K  }/ B3 a
69.            while(pilot.isMoving()) {
    : e6 q! K6 @9 N) h' C$ G( U" [
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    8 _% }. ~. ]( C0 B5 k2 [) f, n% O
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    ; O( c9 u- a1 o6 y: M  |
73. 
    
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    1 M% C( c5 Z: O+ {* J
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    
77.            Button.waitForAnyPress();
    
78.   }
    1 c- v& l4 M( z  o+ {# l! [4 Z
79. 
    
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    - C. y& m. T) m
81.            Straighttraveler = new Straight();
    . e; M- e6 r! I5 c' ?
82. 
    2 c3 H, t& s, w" U. x0 B5 Z  W% s
83.            traveler.adjust();
    / ?8 ^8 A7 A  b  D' q
84.            traveler.go();
    : Z' G# w- E5 _3 o* k6 Y
85.   }
    : ^( U% R- t- L+ b% h( ?7 L. x2 L
86. }

复制代码

, C* k0 i! k5 w' @

hello怪

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satan1124

这个源代码是什么语言呀

clx

! n; s" ?: w9 |2 a9 M
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
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， ...

2 y+ x5 X3 K! a: u3 C7 z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

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