最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

1 a/ m9 h1 J3 ~5 \2 p
( m! K/ Y7 g) i7 ~$ f0 _

（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
  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

车子结构
1 k: S2 B+ h& {1 B% U4 X  轮子间距
- p& A0 Y, u8 X: w8 U) y; [     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
7 S. {4 j4 R7 I0 t  轮子大小
; }; Z# B! F, [+ z7 B7 s% I' _5 q     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
  O1 w2 D- d  S7 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
  重心位置
: _5 d, |3 k$ \" j9 D3 r9 X  K     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
; p5 j1 U# i. d' ?; ~  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。。。）
# x. U+ p8 _! F+ K- v5 C  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
$ p' Y" C% J2 ~, B2 [
0 W: W; Y1 Y+ s  p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）
* s- t/ W$ l/ C
, \" |% M* j8 g! }: k调试与运行
& H+ F. r/ d) j1 G9 C$ S4 r  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
. J* h  B; T% r- A$ _! F0 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

然后上源代码：

1. 
   
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   
3. import lejos.util.Delay;
   ; S/ F' E  h2 b
4. 
     l% b+ D" M8 A0 l% ~
5. /**
   3 y1 B+ w) _. S# |: |+ \4 K! F
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   
7. */
   
8. 
   6 _5 m9 V( L$ R2 ^1 g# |
9. 
   % I4 G* R9 D+ X4 s$ }
10. public class Straight {
    
11.   DifferentialPilotpilot;
    + o& z% c- r  j  C$ i- u; y9 u$ k
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    ! }4 i5 \6 o$ F+ v1 I
13. 
    $ p& _4 Q0 S" x' ^
14.   publicvoid adjust() {
    ; Z! _9 h. J. Z0 J! u; M
15.            //wait for release
    
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    
17.                    ;
    - K# P: f$ ~2 E$ D% _0 i! W
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    0 I3 u8 S+ c# B( M. L. x: q
19.                    //input size by adjusting the wheels
    8 C5 V2 P8 s/ }# W
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
    . g& K, j9 ]; {+ ?  e
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    : e0 L- T8 u! o' q4 ]! n
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    1 b5 t' K! v  s, H
26.                    Delay.msDelay(100);
    ) I/ q* w% L+ F
27.                    LCD.clear();
    . o4 D0 }9 }: t# A% f7 ]' b9 ]
28.            }
    & o5 u( T' |3 x+ `! J
29. 
    ( E8 R% V: {0 ~
30.   }
    4 u/ q) x- a4 V# a
31. 
    " ~- ]% q* Z4 |! H) w
32.   publicvoid go() {
    . ]* o: O" y. s8 z9 ~
33.            //准备起步
    3 |9 e: Q* V0 c# [/ Q/ E% I
34.            //wait for release
    1 X$ I  }6 J9 y6 A" I# v  O
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    
38. 
    / |  a7 h3 W. ^% l+ H2 g
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    
41. 
    5 g) h- u! I& q$ B6 `' w
42.            //初始化
    5 }, R4 e5 V* X7 p5 Y( l
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    + H7 m1 A; j0 T) h9 k9 k7 k' M8 ?
45. 
    # Z# P: G% C; t; O. |
46.            Delay.msDelay(3000);
    
47. 
    . A# u/ ]- V+ X7 [4 _
48.            doublespeed = 10;
    & i% X+ o5 P; Y6 L# A9 _6 Q
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    # a% Z9 w3 A6 U
53. 
    ( m4 ]( O8 |7 F( d$ h0 Q" ?+ f. l
54.            while(distance < 20) {
    . @" h7 s$ G. l2 k: E8 |4 A
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    ) b' t& s. i0 O  L3 a+ R4 ~* N+ d
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
58.                    Delay.msDelay(100);
    
59.            }
    9 |2 S7 ]1 @9 M. e) y1 ^& L0 j
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    $ d% ~: |8 y2 S5 w: a  d
61.                    speed+= 5;
    
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    5 ]& B# @5 t6 s0 Z8 d2 i  k; ]
63.                    Delay.msDelay(200);
    
64.            }
    
65. 
    8 U. l  h6 {3 g% L
66.            //TODO 减速
    
67. 
    
68.            //停止机能
    ! P+ G. u4 h; q1 q
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    : _% W- e, X* j+ I; f, `
71.                            pilot.stop();
    ; t7 O) l1 a; I3 H/ w8 x
72.            }
    
73. 
    
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    . ^) @. A/ A. U5 c- @4 d
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    
77.            Button.waitForAnyPress();
    
78.   }
    
79. 
      }& |, }1 \1 P
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    
81.            Straighttraveler = new Straight();
    
82. 
    8 l; l9 x  y9 n& q) B
83.            traveler.adjust();
    
84.            traveler.go();
    : ^% ]8 c+ x2 w  M- a. a) S) ?
85.   }
    ' s" T4 l5 d- {2 P. L6 N' f
86. }

复制代码

6 Q5 E/ [* i  P3 G% Z+ [0 l+ y

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
9 i; x2 S9 W& C( Q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， ...

( i/ [- c' N3 w6 l% @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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