最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

% b* G' h( u8 a0 H
/ {/ c% @! b" r7 D+ A

（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：

: t( i% h, E9 E/ Q0 C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
0 e. n9 x" h& P# @
/ E. U! o3 ?( X3 ^& {车子结构
  轮子间距
     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
9 M" t0 |# h: \) ~  轮子大小
6 F4 V: N8 L: j& j     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
     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
* x0 R. f1 [4 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。。。）
+ |7 c5 s8 Q$ w9 o* O5 g) g  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
( X2 w* e$ k* H9 s3 R! k
控制程序
  运动过程控制
' ~6 A3 i' ]2 ^% P( I; |     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）

) H' T' Y& Y7 ]7 H: @2 b1 S调试与运行
0 F! D) h3 E" e1 B* P4 B  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
% l$ [( k0 C3 g' Z# t  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

. P0 p$ e5 @0 b

然后上源代码：

1. 
   
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   
3. import lejos.util.Delay;
   % P0 U8 T: u, a1 \) F# u
4. 
   
5. /**
   2 I3 ~6 W9 {, c  T# G! C9 j; g
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   
7. */
   - [- f$ K9 u# H  X3 e" F
8. 
   
9. 
   " P0 O  |5 o+ U9 F. j
10. public class Straight {
    
11.   DifferentialPilotpilot;
    
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    
13. 
    
14.   publicvoid adjust() {
    4 c. r! i' ]* n! G3 f! t) W
15.            //wait for release
    
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    ) E1 @7 c+ e" t' O, y
17.                    ;
    
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    , u! [8 F0 ]- w; j7 G
19.                    //input size by adjusting the wheels
    
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    ( K' F8 a3 |+ I  o
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    + k+ `- N# ?! }, a- u; \
22. 
    : N, A/ l0 b1 o
23.                    //display the size input
    & o9 S( Q, K1 Z: {  u/ q' A
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    ) a' e* T  K+ N% p6 X
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    6 A% k% L  \6 {, W
26.                    Delay.msDelay(100);
    
27.                    LCD.clear();
    . t: v5 ^9 }4 b$ C0 k- D
28.            }
    
29. 
    
30.   }
    
31. 
    $ l4 A! Q4 _% Q
32.   publicvoid go() {
    / J% U, g- t  q  `! q
33.            //准备起步
    
34.            //wait for release
    
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    
36.                    ;
    ! r' _- v6 e: b% v2 v
37.            System.out.println("pressto go");
    ) F2 j' L7 P7 @/ M$ `! H
38. 
    
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    ) G8 m& ~4 W' }2 j3 L: P6 U) m
41. 
    # p, ]0 `' g# [
42.            //初始化
    0 V+ Y# C7 ^& j9 ]: T
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    2 d! w; J' I: U9 y- H4 t/ z
45. 
    
46.            Delay.msDelay(3000);
    
47. 
    7 `1 \6 d: z, X- c/ e; M% K
48.            doublespeed = 10;
    , v' I5 ^3 C6 ^
49.            doubledistance = 0;
    / T: ~& e4 a9 n% N9 _7 Y
50. 
    
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    7 Y0 A3 f; g7 N: A& j7 T
53. 
    ! X: n! F  `5 _
54.            while(distance < 20) {
    
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    & V; Q9 _8 t+ m# [6 P* B
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    1 Z. x1 v8 I: u( f9 ^
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    / U6 o# I1 W3 {, ^) Q% d- ?
58.                    Delay.msDelay(100);
    
59.            }
    1 X' J* Z- R' F& m% U& Q9 @% D
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    
61.                    speed+= 5;
      `7 I5 l3 S) N; v; }& a& C! N5 s! ~
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
63.                    Delay.msDelay(200);
      D' `$ |3 C8 h* L; x( b* \% D
64.            }
    
65. 
    7 b) K/ V1 H: m- H. a% b+ {" v
66.            //TODO 减速
    
67. 
    
68.            //停止机能
    7 o1 J8 _- j0 v, g# L) o- O
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    4 A2 Y- X3 ]2 u0 `( d4 O4 u8 H
71.                            pilot.stop();
    2 ?3 y  f% ^( O. B9 n" W& Q
72.            }
    : Z7 N7 ?; `3 ]! A8 v7 |
73. 
    / Y1 ?# s: X2 U  k/ W& s' W" m5 L
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.   }
    
79. 
    4 E' x% P4 `( c" N% k
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    
81.            Straighttraveler = new Straight();
    1 W/ I7 N9 _2 ]) L  p- ~- A% m) U
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    
84.            traveler.go();
    1 I% ]" o2 G; `% S1 J5 H
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

' I( Q7 \8 B, O4 f7 w- J$ g5 C2 ?/ S9 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
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， ...

( U, @  w6 D+ ]5 z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