最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

. y! g% T( L2 i+ j4 F. u
" m9 Y7 r% k% f* P; s  z

（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

4 T5 O8 h  h- Y/ I) |" S5 N# z3 s

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：

& w  v' s% i) v场地
1 Y2 u; ]' g' S& U, x  水平度和光滑度

在家里当然瓷砖的效果是最好的
  Z# s: ^) u& Y; A# W3 B$ h  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

8 n) @; D  c. P+ f" S$ S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
     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
9 X, ]2 o. C2 n3 I3 K& N& a/ Y8 D     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
4 Y  W5 L+ Y2 l  l  B0 @% D  重心位置
& {! q  J# \6 O. 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
  U9 G9 {7 h+ R# g$ V  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
  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。。。）
& S  U. z" w- ~& p5 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
7 t9 ~; S0 G+ G% T
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）

9 w( t6 L  _  Q" Q0 O, U调试与运行
  轮子转速调整（车轮大小的设定）
9 D9 s/ e8 D4 G1 ^+ j5 C      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
# ^# I% l1 v' M; P' ^& U2 g  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

+ @* a6 ?' J" Q; t

然后上源代码：

1. 
   $ A9 r0 n, \9 F# H
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   0 l! U  W# N  j) B# v: a5 O( T
3. import lejos.util.Delay;
   : Y4 G- q+ r8 ^/ M
4. 
   & }1 P* Y9 D! Z* ~0 \! L" {; G
5. /**
   
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   3 K1 v. u0 z6 x
7. */
   , ~2 P( H0 y3 }4 ~/ M% i- y/ @
8. 
   
9. 
   # V! n: M5 `& K
10. public class Straight {
    1 s( |0 G  y6 l; ], m' f: @1 W
11.   DifferentialPilotpilot;
    
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    3 H8 h* y/ E- a! U
13. 
    
14.   publicvoid adjust() {
    
15.            //wait for release
    1 d1 M7 q, f! X5 F+ A$ V% `1 j
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    
17.                    ;
    ' N6 ^! W# B* p
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    ; Q# A2 |  B9 A( r3 O0 x* K( F
19.                    //input size by adjusting the wheels
    
20.                    rightD= (double) (Motor.A.getTachoCount()) / 2160 + 4.3;
    / e- k$ |, z- s0 s; y
21.                    leftD= (double) (Motor.B.getTachoCount()) / 2160 + 4.3148;// 调试所得值
    : y1 D# q" v# H  h
22. 
    
23.                    //display the size input
    2 u/ y+ a% i" a  c2 U
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    ! b2 D0 ?/ F5 i7 o( g
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    2 m  @2 V; d1 S
26.                    Delay.msDelay(100);
    
27.                    LCD.clear();
    / Z8 ^' \: B3 H3 D3 t0 I
28.            }
    . }) @8 C1 k7 m' j, a. ~( e  [# x
29. 
    
30.   }
    
31. 
    + Z$ t% R. W5 G
32.   publicvoid go() {
    
33.            //准备起步
    % S" q$ x( ~: R% Q
34.            //wait for release
    ) I& U, i0 B, N6 p: H) W7 w) ?
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    5 `) ~" n  r6 F( K: S0 K
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    ' p7 E  Y6 r& u0 @# Z2 F
38. 
    
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    . ]5 M1 t8 D; H/ N. R
41. 
    
42.            //初始化
    
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    
45. 
    7 I0 b) f: y3 n  ^
46.            Delay.msDelay(3000);
    
47. 
    ; y9 [$ F. I" l1 H* q6 H0 p
48.            doublespeed = 10;
    & [# S) x4 ~2 z1 o
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    
53. 
    
54.            while(distance < 20) {
    
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
58.                    Delay.msDelay(100);
      k6 y" C: W& I* g# o- {
59.            }
    ( a$ @4 ^% `" E( M! G: q
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    1 y6 R+ ~. ?: I% s
61.                    speed+= 5;
    
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    3 H+ K1 X  k8 l5 }, d
63.                    Delay.msDelay(200);
    : n% m/ N1 W. b. j
64.            }
    9 X, N! \- }, N0 x
65. 
    7 n0 S; @3 @! |
66.            //TODO 减速
    
67. 
    ' }2 ^/ N& \: _: M* P# r
68.            //停止机能
    & X5 z% o' r6 z& _: }/ U: a
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    6 X- a' {  U- y- D. J8 l9 s
73. 
    6 M' {6 f1 G3 v4 \  o0 a/ Z' Z
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    ( x9 X) @$ h2 p+ O5 X! J
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    
77.            Button.waitForAnyPress();
    + g* I, i) A) \- [+ V' o! E
78.   }
    
79. 
    # i8 T) N4 R. M/ O) Z
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    
81.            Straighttraveler = new Straight();
    
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    ) I5 {% z. V) X6 j4 S# u
84.            traveler.go();
    ( a1 k4 p$ s' j
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
. ^" H5 @! N! u6 D# i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