最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

5 o: Z; B6 @* ]  S) [) \

（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

" O7 |* }5 y7 t" z" V9 d* B; R

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
6 D$ R: y. V; ^9 z( i( _0 H6 K  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
% ]' B- _: n; s9 R
车子结构
0 o' J- s+ Z/ V$ m* X  轮子间距
1 m2 J6 K& |. g  S/ t     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
- t1 ^! u: K4 K. N  p; ~  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）
  随动轮的设计
     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
8 Q) X/ L, p7 D( P     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
' X2 W; Q# A, `; m  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
0 S# Y5 x. a0 j' B  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

: i9 @3 ]/ u" n$ n) U& h+ {7 o控制程序
  运动过程控制
8 t4 s7 V# v! h     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 w7 B, a4 E  i- j调试与运行
  轮子转速调整（车轮大小的设定）
9 M  `8 V! R$ z% X2 M, G0 a9 H      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 X# v6 \! Z3 C

然后上源代码：

1. 
   
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   
3. import lejos.util.Delay;
   $ x, K- t$ Y% |& K/ \- }. ]
4. 
   
5. /**
   
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   6 B: ^/ G! k3 J/ ]$ E. L  m
7. */
   
8. 
   ) K. ^; k. a/ s  ?; E4 x& P8 h. W
9. 
   3 Q. @& o9 C# k/ e" `2 F
10. public class Straight {
    4 E( L2 o7 v. w: E- R" }
11.   DifferentialPilotpilot;
    : O, b/ [* w0 n5 X
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    
13. 
    
14.   publicvoid adjust() {
    
15.            //wait for release
    & ?( C& z# Z& U
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    
17.                    ;
    ) E! A- {4 h( J* e. T2 _& B
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    ' `& a; b5 {8 [1 k
19.                    //input size by adjusting the wheels
    . x7 `# f2 y* z) p5 t
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    
22. 
    
23.                    //display the size input
    
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    $ D. Q% T& c/ N8 h
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    
26.                    Delay.msDelay(100);
    
27.                    LCD.clear();
    
28.            }
    
29. 
    
30.   }
    + s1 A- a" N% d3 w+ r% F7 b  H
31. 
    7 D3 e% O+ w8 _; y8 C
32.   publicvoid go() {
    4 k$ R0 H2 J5 q/ A1 ?
33.            //准备起步
    
34.            //wait for release
    
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    ) d! P8 G+ ~! _4 E7 `
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    6 T6 L; P$ r6 M9 u+ A2 P( R) L
38. 
    2 o! t) I- r, d' Y9 ?* p: z
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    
41. 
    
42.            //初始化
    . p$ A/ _, |8 Q3 D  ]. p2 v
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    
45. 
    
46.            Delay.msDelay(3000);
    + V( O+ g( K/ C2 T" A2 Y
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    
53. 
    
54.            while(distance < 20) {
    
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    6 K  P: V" y4 ^3 l" Y' T8 x1 Z+ `
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    ; {* g: a8 Z7 B) z
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    5 \( ^5 y. e$ d6 M; i
58.                    Delay.msDelay(100);
    : R  A$ t; i: [3 m$ @
59.            }
    1 f! m+ [; b. c  j/ i  s) J
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    
61.                    speed+= 5;
    
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    $ W4 B$ x4 E' T- m: Q# a
63.                    Delay.msDelay(200);
    
64.            }
    + r# e7 U8 f, g* z& I7 f3 s5 `
65. 
    
66.            //TODO 减速
    " G/ R1 B6 O/ ?4 \
67. 
    
68.            //停止机能
    
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    ! Z9 S. l: l, P0 B' l3 |( e1 W
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    
73. 
    
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    
77.            Button.waitForAnyPress();
    
78.   }
    5 r+ V9 P9 F+ X% Z* |+ J- e
79. 
    
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    
81.            Straighttraveler = new Straight();
    7 y8 F. x6 I  H! T$ w4 K
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    
84.            traveler.go();
    9 W- R2 _8 j1 a9 o
85.   }
    
86. }

复制代码

hello怪

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satan1124

这个源代码是什么语言呀

clx

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， ...

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