最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

3 u3 d) ~9 F; E$ _+ x6 ?
( m/ ^/ ?+ Q  p% T+ |

（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

- @) B: _2 n9 m8 }/ U8 ^

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：

# G+ s1 g% u  O+ f) }  v* |场地
3 l, b# [# g) J! B6 p( J  水平度和光滑度

在家里当然瓷砖的效果是最好的
! G8 d5 i  R6 X  [. m  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

车子结构
  轮子间距
     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
! b) l% r- w4 ~4 `- b  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）
& Y" _$ H8 x8 S( Q7 O) X  随动轮的设计
* V* M9 k) d) X     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
/ A& t/ G$ i, R. @# b& `4 Q6 E( i; {  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。。。）
  _  Q; T, P# g" N# b& N  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& M) B' x0 i; o- J7 U
2 b9 E4 r1 ]- U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）
9 j+ p* F% C* i! ?* q( B; N$ G; N
调试与运行
  轮子转速调整（车轮大小的设定）
, R( f) R! H- Y" y      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

4 |# v# v5 U9 f6 x5 Q. Y! v& l: D) y' U

然后上源代码：

1. 
   7 K+ a1 X/ g7 B/ I, \
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   
3. import lejos.util.Delay;
   * e& n) l+ ?- F% D1 O- _. w. l: z8 M
4. 
   
5. /**
   5 S1 k& @+ S) Q8 d
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   - U. z4 r" q3 K6 f8 o# m9 c
7. */
   ' {' ^6 l2 `* z0 X
8. 
   + u& |6 k% n  S2 e  s
9. 
   
10. public class Straight {
    
11.   DifferentialPilotpilot;
    
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    5 G3 @+ Q7 V# X0 m: N8 ^" I/ \
13. 
    
14.   publicvoid adjust() {
    # h3 D' h2 u/ {+ N, v2 M
15.            //wait for release
    % ?5 x+ _7 z3 R! g- H4 x3 K
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    7 ]6 Z  y: `& Y0 a
17.                    ;
    0 v3 S  Y0 h% f( l# x7 t! p
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    8 W2 M, ^) S! e4 V: C
19.                    //input size by adjusting the wheels
    , D) l/ M6 @7 K, M  |5 Y  Z9 r
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    1 m( m0 U  H" H/ K
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    
22. 
    6 f1 z* y2 z/ V' R  t" _0 l* C! l) `
23.                    //display the size input
    ; e. D8 {# h! j; w; V
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    0 h6 f( ^# ?- F7 w( w
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    2 f, }" x5 Z* _1 j9 n+ s
26.                    Delay.msDelay(100);
    
27.                    LCD.clear();
      \) @  q4 j0 S1 K7 z+ e
28.            }
    ! D0 r: Z1 U' y" r$ |
29. 
    % I* ^( r8 a0 |1 q, w
30.   }
    
31. 
    # S9 ~& p! ~  B. Z5 }$ F) B
32.   publicvoid go() {
    ; C/ b% W  u, u
33.            //准备起步
    " `, V% g4 z! O. c' R2 c. V8 N
34.            //wait for release
    & J; d% E' h: g7 k; @+ _
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    , a& x+ ~) N; Y4 b$ u' K5 d/ V- z& j
36.                    ;
    5 Q8 J1 G$ x* p( ?1 o5 j, |
37.            System.out.println("pressto go");
    9 f" g- g; d' L1 Z. d# p# b
38. 
    
39.            Button.waitForAnyPress();
    9 o; x7 j" v3 d
40.            LCD.clear();
    
41. 
    1 q8 i3 H9 y7 A% n  ^' ?
42.            //初始化
    
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    ) L/ f. v; z) t* r" f
44.            pilot.reset();
    . p; S  k1 K' v( j  V) G2 B
45. 
    
46.            Delay.msDelay(3000);
    ' ~& A) O9 i/ o3 U1 {
47. 
    : X7 P0 d0 @, S, G: ^3 o! O1 F
48.            doublespeed = 10;
    
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    % e  G9 z8 r" I' C
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    
53. 
    ' q* E+ w) Q! _' |* B
54.            while(distance < 20) {
    ! S7 C( a( Q' l
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    % o( N# J  s: ]$ w7 N" _7 x6 ]
58.                    Delay.msDelay(100);
    
59.            }
    4 ^$ O4 D0 E" _
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    
61.                    speed+= 5;
    8 t$ b7 J: F, C" B
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    * Y6 T/ p# p: H1 }2 H
63.                    Delay.msDelay(200);
    
64.            }
    
65. 
    " D% l; @9 ?4 {! Q& c
66.            //TODO 减速
    ) y7 {7 i# s2 D! u- p
67. 
    
68.            //停止机能
    4 v6 q& S: _; n) R* |7 w
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    
73. 
    % i/ w/ ]6 y, p1 H3 S0 n$ V6 F
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    ' Y5 s* P$ x+ ~1 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) {
    - \( M; p* Y8 S& _% Y! D
81.            Straighttraveler = new Straight();
    : j+ j$ y1 |* S! t, H; L* |% ~% X
82. 
    ; u( u  m* |9 M5 R7 U2 u& B) j5 p8 D
83.            traveler.adjust();
    1 G8 f, |% @6 P$ E3 X+ T
84.            traveler.go();
    
85.   }
    
86. }

复制代码

. O3 s% L3 ^# ^4 H0 n& H

hello怪

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satan1124

这个源代码是什么语言呀

clx

5 G( z& i9 X$ X2 h8 A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
% t; s; Z) ~6 }. P/ {# o& f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， ...

) }5 A% v. m& ?9 B5 {& R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