最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

/ B+ G# {, Z7 t% j. F4 X4 T& g
2 j2 I3 p4 F5 J! L2 P2 f( ~6 {+ H

（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

9 X. y6 N% y2 u3 V# J

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
7 j. z& p$ [# o9 e" ^0 x
! s  `- _: Y+ `+ ?3 s车子结构
+ B, z) d8 J6 @' U/ S1 r2 @  轮子间距
     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
  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
% y& w% A  p3 G, Y; Y# q     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
/ F, ]# Q- A  L, H; \, o9 e6 H     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
' N8 Q% G1 f. [1 c# P  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
) z, C4 g2 [& D9 p  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
# b2 `$ J. |2 e; P! t$ h
控制程序
  运动过程控制
  h5 Z( Q. O% 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）

0 l. {8 \* O9 y( E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
  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

; H; k/ e. W' b0 O" y; ~$ [7 [* N* |

然后上源代码：

1. 
   1 R9 \  E8 i9 x- s7 n5 u
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   6 `0 H: C7 Q  _8 q- ]
3. import lejos.util.Delay;
   - C: w" g% s" E6 \/ I. i; q
4. 
   
5. /**
   
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   ' e! l1 N# f+ [! O! |
7. */
   ! F% T$ F& D) x
8. 
   
9. 
   
10. public class Straight {
    
11.   DifferentialPilotpilot;
    3 E' x% \' Q' |/ H+ t
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    
13. 
    5 O1 Y2 g: Y0 O0 c4 r8 I
14.   publicvoid adjust() {
    . b/ r, |7 Z* t' G/ x0 c
15.            //wait for release
    / G( D3 T7 i2 _7 ]
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    
17.                    ;
    
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    % m* G1 M" P+ s' `
19.                    //input size by adjusting the wheels
    
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    
22. 
    3 ~4 `/ P. q( `! X1 f; {' h6 L7 L  B' g
23.                    //display the size input
    / H' A. F1 a# w' \
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    7 Y3 }3 |# H  J$ {& o& t' y4 I
26.                    Delay.msDelay(100);
    ! l( V3 ~0 ^6 h0 f
27.                    LCD.clear();
    
28.            }
    : ^2 `) C6 r! S" Z
29. 
    
30.   }
    , R2 |; U. \( K1 ~1 y
31. 
    
32.   publicvoid go() {
      N% J9 _+ A4 C" O% F4 r
33.            //准备起步
    / k' w' ]$ a( C; d5 a2 C  n* S
34.            //wait for release
    ) A1 Z0 S% x& M1 r7 X, ^" y
35.            while(Button.readButtons() > 0)
      |0 R( _" Z, r! ?( j) m: K& e
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    * j6 o" v( n% U* M9 x7 M  @- G6 x
38. 
    ' }6 g* {+ B) x# ~7 W
39.            Button.waitForAnyPress();
    " K+ H! @+ k  d; T# A" Q: ~0 X, V
40.            LCD.clear();
    
41. 
    # b* J6 F4 }7 \1 k3 h, x3 G
42.            //初始化
    ; u  h* \3 S9 c2 d- {3 {  E/ C
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    : S' n: C0 Y2 @/ w
45. 
    % P. l: D5 K5 h6 S! B" z) i' H7 L
46.            Delay.msDelay(3000);
    
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    ( Q& U; ^: C& _! b( L
49.            doubledistance = 0;
    ! c' @2 W2 O  p" g1 k% v
50. 
    
51.            //起步加速
    % m2 }  D4 ]: S7 s$ L3 x
52.            pilot.travel(300,true);
    
53. 
    3 W- L- S7 S: |% z2 z3 l
54.            while(distance < 20) {
    
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    9 i8 F* m) |( U' s) m! A
58.                    Delay.msDelay(100);
    8 `7 I7 @/ J2 r: Z6 e, a% E
59.            }
    
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    . I. t7 I# `( y
61.                    speed+= 5;
    
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
63.                    Delay.msDelay(200);
    + w$ \% U# O1 o# f5 z8 H; L
64.            }
    ) I! {6 u9 P% [* Y
65. 
    
66.            //TODO 减速
    
67. 
    
68.            //停止机能
    - v+ n7 r  ^& K; T1 N
69.            while(pilot.isMoving()) {
    ; o" _/ W# i$ N6 D
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    / N3 N" P" D7 _0 @% B
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    
73. 
    
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    ! M- u% l! A* F" i
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    $ F  \0 ]6 z) U: o% B5 U
77.            Button.waitForAnyPress();
    + m  S2 ^7 L' |0 m
78.   }
    
79. 
    
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    
81.            Straighttraveler = new Straight();
    7 W2 W' f' U: r* R) A9 n
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    
84.            traveler.go();
    
85.   }
    + a. z$ k( V$ }* g6 z7 s
86. }

复制代码

3 X) y* n; o' e8 n

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
4 g0 K  F( U/ E+ ~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， ...

8 |' _8 Z; P. R- g# b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