最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

（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：

; [: x* I' ]! E+ O) s" r- D场地
  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

4 e& y  n; l  r5 @& D' z车子结构
  轮子间距
     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
  轮子大小
$ k4 K& B  _* K% h6 J! @# W5 V% ~     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）
; r6 P! L+ o! S. E3 h0 Q  Q  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
     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
' F  }4 B% l1 g5 K  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
" p* e' b" j  f7 m' v5 ^) @: i  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
. S7 [, t% C2 t# U9 T% i; v6 o% M
7 c' [, e/ R( `3 x% x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
4 ?* w" i4 s2 p! `  G9 A& R: J& @  起始位置车子正方向和直线间的夹角
* D. [3 z* D' Q+ |      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

7 v1 |2 ?( \3 u) j

然后上源代码：

1. 
   , s# c8 j4 G) d. [5 }
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   
3. import lejos.util.Delay;
   9 V# o# k1 y6 l( b8 d
4. 
   
5. /**
   
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   
7. */
   
8. 
   . h4 `/ S' _* }5 Z& L& d" y+ T
9. 
   % [" n+ {( Q! w! {9 ~: j- d" F: B
10. public class Straight {
    + O( W. S0 L" K4 D4 F
11.   DifferentialPilotpilot;
    
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    " l+ E/ Q( Z: a" D) k6 }
13. 
    
14.   publicvoid adjust() {
    
15.            //wait for release
    . Z. e4 R% @3 h+ I  r: ^# d/ l
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    . o( ]. a- U! c9 @6 Z, R
17.                    ;
    " j; U. s, V9 n# A
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    
19.                    //input size by adjusting the wheels
    0 x9 k( p# H9 }0 P) }  z
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
    ( V0 x. a: m7 ~  f0 p* h
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    - H3 O: |0 h! ?6 ]& Z4 E8 M
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    
26.                    Delay.msDelay(100);
    
27.                    LCD.clear();
    
28.            }
    
29. 
    
30.   }
    
31. 
    - c2 C2 i: L, ~8 f: ~! e
32.   publicvoid go() {
    5 y4 l- v; i) Q( j
33.            //准备起步
    
34.            //wait for release
    + a0 v3 g% a4 j. }9 u1 R; b
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    
36.                    ;
    . X4 K. N6 A2 Z! H  B3 l
37.            System.out.println("pressto go");
    
38. 
    
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    * h" B3 k; |* V" z& O+ w, W
41. 
    
42.            //初始化
    
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    5 r/ r7 G- ?: `- `6 x
44.            pilot.reset();
    3 O$ A( Q+ Z* H$ e% x! A! G
45. 
    , B1 L" S5 w7 r  r& N6 z, Y
46.            Delay.msDelay(3000);
    ; J7 j  k+ [5 H! V/ n
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    ( N# C4 X8 a3 T3 f# i, q
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    ) p$ [. j9 }! W
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    
53. 
    9 j$ [( C7 q3 t4 I: c) v5 T, p
54.            while(distance < 20) {
    . a: c# H4 r. z/ s; c% Z) E
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    4 t  ]; o8 o1 i0 t5 a+ x: g
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
58.                    Delay.msDelay(100);
    ) z: O4 P; B6 r2 i* j$ z
59.            }
    * D/ H) L' O1 g# P: u
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    
61.                    speed+= 5;
    ' v& }4 F3 F! s" J
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
63.                    Delay.msDelay(200);
    & D) w$ y, D. ~( c. I
64.            }
    
65. 
    " G6 O2 w4 o6 L. \0 `+ e
66.            //TODO 减速
    - X& l: w( B! ~# A) l
67. 
    
68.            //停止机能
    
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    7 G8 M) D1 s6 \1 V9 o7 W& z- g% }
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
      D& Z: C/ k; h/ }  y6 z+ ^
73. 
      F) z0 b8 `( n+ {; G( Y1 n. a
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.   }
    7 M6 [2 \& B& ^8 }! o, m
79. 
    4 U1 F( W& S7 `0 p! Y5 B
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    ) b* c0 d7 z2 ?) l) k1 }' ?
81.            Straighttraveler = new Straight();
    / c0 ^0 B' o5 a! t, S
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    # y# f3 i5 n) s* ?( r2 X. K
84.            traveler.go();
    , A# h# _1 B" I4 E+ t$ `: H6 `
85.   }
    8 [( ]/ [" I% v
86. }

复制代码

: b0 X0 D+ A3 H: q" ]7 x/ ]3 |) I

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

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