最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

) g. y/ ]- X: g; M7 ]

（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
- A2 J! @5 q" r% C  轮子间距
  s& `9 v4 y$ \9 j) D4 C     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
  轮子大小
. F6 l7 y9 D/ i3 \, f, m4 P9 u     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
0 {0 |7 h9 Q/ Y: r  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
8 g0 q  j9 r8 e% k( b  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

  q" h6 y& Y  X$ a; c( Q& c  @2 _控制程序
2 k7 w7 L6 [  F  运动过程控制
8 t3 b3 K/ d. O: V+ t     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）
! G) h, G9 W) h7 s2 c
调试与运行
, B5 ^) m' w# V. I+ y1 d! n6 `  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

然后上源代码：

1. 
   1 E' o! ?& t# p7 Z, u8 m
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   # v& Y5 c8 i  Z4 ^4 @1 i
3. import lejos.util.Delay;
   . y5 l6 A( ~' h& z# I
4. 
   ' f3 h4 x! [; U! _2 z4 W4 ]2 w& Q
5. /**
   
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   6 Y+ v' F$ q: `+ Y" E; n& L
7. */
   - i: ]! _( X' L
8. 
   
9. 
   
10. public class Straight {
    ( V- w% }0 Z1 p, T
11.   DifferentialPilotpilot;
    # x4 V- e$ }, u* x( Q% r
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    
13. 
    * @3 ]1 I5 R. u1 z  F( E
14.   publicvoid adjust() {
    ; n2 c! K7 p: ?+ i/ ^) O& y
15.            //wait for release
    ' f2 c7 R* z7 A+ p) ]; Q
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    ) c3 [; v+ r; G, m3 t) ]% @8 i
17.                    ;
    : R, V" b8 d, z& }6 D9 Z& Y1 {
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    1 q, M4 \3 A8 q1 M- X9 b7 N
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. 
    
23.                    //display the size input
    
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    1 a, p( o, c4 O5 k2 u2 R0 q  ]
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
      r+ y+ M) ~1 }8 e
26.                    Delay.msDelay(100);
    
27.                    LCD.clear();
    , z0 Y( ?' R* N
28.            }
    7 w& l) A+ |6 C$ B6 K3 R3 x' C
29. 
    : w4 v. r* p0 l
30.   }
    4 l% ^+ \( G5 N( e( V) x: T
31. 
    
32.   publicvoid go() {
    ; Q4 {5 P. w) ?+ R) W
33.            //准备起步
    1 Q* ]+ `9 k. a) V
34.            //wait for release
    
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    6 O9 C$ x; T; ?  R) k7 a" [
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    : M/ @, A& h( n! Q3 }+ q0 H9 D/ ~
38. 
    
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    
41. 
    & `% F4 X8 U% Z# ^
42.            //初始化
    
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    
45. 
    ; Y% K- p7 x1 u/ }8 r" a+ J
46.            Delay.msDelay(3000);
    , n1 y* ?  M2 l2 U3 V
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    
49.            doubledistance = 0;
    
50. 
    ) N: H" D6 U+ z( M) g3 v. g5 G
51.            //起步加速
      e9 c6 j# O; v& i2 ~4 L) e
52.            pilot.travel(300,true);
    5 h. C) ^7 q8 g" S7 {3 p
53. 
    0 T! Z6 y/ G9 a( n; W
54.            while(distance < 20) {
    
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    & |5 I4 o2 g1 D0 l
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    5 Z3 e7 ?4 x$ z1 {2 H
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
58.                    Delay.msDelay(100);
    
59.            }
    
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    & {) q0 a  y/ v) W
61.                    speed+= 5;
    
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    8 G3 [1 l6 r0 Q# ]! V
63.                    Delay.msDelay(200);
    , R7 J; R, ?1 c; v- i7 s
64.            }
    
65. 
    ) W# [5 }9 `7 X
66.            //TODO 减速
    6 [4 S7 y" `/ d
67. 
    
68.            //停止机能
    3 T8 t3 Y/ E. }3 N' N9 A( r
69.            while(pilot.isMoving()) {
    " M1 s9 W: ^+ c6 u% F; W
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    
71.                            pilot.stop();
    
72.            }
    6 g; t7 ~$ C3 P2 \
73. 
    * Y' _3 D0 X  s4 o5 V2 H
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    * B0 K3 ^: K8 z
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    ' I. o. W3 {  d; C% W. h
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    
77.            Button.waitForAnyPress();
    
78.   }
    
79. 
    
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    
81.            Straighttraveler = new Straight();
    
82. 
    ' `! b$ O. B( e2 a3 p: @7 p
83.            traveler.adjust();
    ) B+ n4 U& ^  a+ U
84.            traveler.go();
    
85.   }
    
86. }

复制代码

" J' S* n' j+ t

hello怪

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satan1124

这个源代码是什么语言呀

clx

9 {! D3 c4 N1 g0 U+ G4 z* H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
" L- @5 {3 u$ @/ _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， ...

1 c( g. @+ A7 g3 t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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