最直的三百厘米——开环控制的小车

hello怪

7 d3 q2 X3 |/ ^+ q! E/ K* L! ?
& x2 d2 d, S! ~/ l, K: O6 N+ f

（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：

" a1 K! w- l5 T. e场地
5 m) N9 M2 i" y  水平度和光滑度

在家里当然瓷砖的效果是最好的
: j! q. y$ B$ D0 ^  ~  q/ ^  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

6 Y' S# v! E3 L2 T+ X) e' S1 P8 t8 |车子结构
  轮子间距
     轮子间距越大越好，稍微想一下便知
* u$ D. \! t! d; b9 i4 b! M  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）
, K/ ^) R2 s: \8 @  随动轮的设计
) x( G9 a+ x$ s% ]0 X+ H0 l     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
5 o# R% r" F) i  重心位置
0 V. Y! @" x+ |4 a; e     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
  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
" h( I2 O: Q, n: C  F3 B
控制程序
" g+ m% l! a( q7 f# T9 Y. z: s5 H  运动过程控制
+ C4 {8 @- S0 Y+ [$ V4 v: R     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）

调试与运行
: y, p+ q, m9 |! p4 I  轮子转速调整（车轮大小的设定）
/ A- \! O. m1 O- L  f8 O& x7 l      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
, J+ ^" A) _, d: S6 c: F      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. 
   + B5 [! v3 n+ }& H& ]! ^
2. importlejos.robotics.navigation.DifferentialPilot;
   - X& z- w. s" ]1 V3 h
3. import lejos.util.Delay;
   ! O& C( b+ [5 u' b4 B0 Q7 A
4. 
   6 _+ @3 I* c4 }$ H- A1 {! d
5. /**
   
6. *Robot that stops if the buttons are presses before it completes its travel.
   6 Q) Y* {# E6 D9 R: Z3 a
7. */
   $ o+ Y- j4 a/ h2 b
8. 
   / h( G8 k! c, t& L0 c" u. `, n
9. 
   
10. public class Straight {
    + w' q  ]5 i- O% e) r
11.   DifferentialPilotpilot;
    $ s, ^1 v" b  }4 ~+ d1 l, K( `
12.   doubleleftD = 4.3, rightD = 4.3;
    5 J. `; Z7 T0 E
13. 
    
14.   publicvoid adjust() {
    - Q: M/ o8 s) c; m- a8 ^' B" c' @7 }
15.            //wait for release
    # _6 E$ f& P) O( g2 Q
16.            while(Button.readButtons() > 0)
    
17.                    ;
    # E6 b  a: i6 H& u5 w7 t
18.            while(Button.readButtons() == 0) {
    
19.                    //input size by adjusting the wheels
    $ G2 u3 h; K& F, g9 ]* L8 Q* @
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
    9 j% V8 {8 V$ h' L3 ]; j
24.                    LCD.drawString("L:"+ String.valueOf(leftD), 0, 0);
    1 \4 f" W2 h" R9 S
25.                    LCD.drawString("R:"+ String.valueOf(rightD), 0, 1);
    : o" v: e# a; ~) k7 y
26.                    Delay.msDelay(100);
    / i& M. l3 ]& S( ~2 Z: C9 a$ E
27.                    LCD.clear();
    ' U4 \/ R2 ^' D2 _7 I6 C/ {: S
28.            }
    ; M0 \- P5 Q5 H* d! u
29. 
    ) i* `$ [3 L& a3 P2 r: p- h+ q. d) ]
30.   }
    
31. 
    6 k7 t& q0 f6 a. W
32.   publicvoid go() {
    
33.            //准备起步
    2 E) ~  N3 a. B3 Z8 c, Z+ K
34.            //wait for release
    
35.            while(Button.readButtons() > 0)
    
36.                    ;
    
37.            System.out.println("pressto go");
    0 j8 d* s  z/ y
38. 
    : J3 N( y( [2 I* B+ l! {
39.            Button.waitForAnyPress();
    
40.            LCD.clear();
    ' X0 L* |* y" G8 U9 V( y# u
41. 
    
42.            //初始化
    ) K# ]2 Z9 |1 z) x
43.            pilot= new DifferentialPilot(rightD, leftD, 13.5, Motor.A, Motor.B, true);
    
44.            pilot.reset();
    9 Q  O+ o) {+ z; B) x) m+ S
45. 
    
46.            Delay.msDelay(3000);
    
47. 
    
48.            doublespeed = 10;
    1 ~3 l1 _  K9 C$ m+ ~! m
49.            doubledistance = 0;
    ! K9 @0 S" v& W* m' @
50. 
    * t% e1 i/ a# ?4 v- q$ k
51.            //起步加速
    
52.            pilot.travel(300,true);
    0 E4 ], k3 q8 r: q8 X- G6 `
53. 
    " f- F) q4 ]) m5 o% |5 c  r3 Z
54.            while(distance < 20) {
    1 i9 B1 F; R5 x' a3 @/ t& X4 D8 k
55.                    distance= pilot.getMovement().getDistanceTraveled();
    
56.                    speed= distance * 5 + 10;
    0 p7 z, C& ?% B
57.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
58.                    Delay.msDelay(100);
    
59.            }
    
60.            for(int i = 0; i < 10; i++) {
    
61.                    speed+= 5;
    - W1 ^0 W/ z! F- R0 l
62.                    pilot.setRotateSpeed(speed);
    
63.                    Delay.msDelay(200);
    
64.            }
    
65. 
    
66.            //TODO 减速
    1 o& @' ]' W6 ?$ c
67. 
    + S9 k) Y3 }) i
68.            //停止机能
    0 l! U  G; o3 O* w: `
69.            while(pilot.isMoving()) {
    
70.                    if(Button.readButtons() > 0)
    
71.                            pilot.stop();
    6 b9 L8 f5 ]7 m+ L5 C
72.            }
    & z, T& s" R3 f6 ]. J
73. 
    
74.            System.out.println("" + pilot.getMovement().getDistanceTraveled());
    
75.            System.out.println(-Motor.A.getTachoCount());
    & p6 D5 ~( Z; t( F3 f7 N8 H1 K% _! s
76.            System.out.println(-Motor.B.getTachoCount());
    ) Y/ \4 f; j- e+ {, r- f
77.            Button.waitForAnyPress();
    
78.   }
    
79. 
    1 T. f  l6 }% S/ \  O$ G
80.   publicstatic void main(String[] args) {
    9 A2 l$ r7 q- K+ t) X. I/ a
81.            Straighttraveler = new Straight();
    # q  @% j1 u9 U. X' q
82. 
    
83.            traveler.adjust();
    + w9 }8 u, J: P8 A/ ]) L
84.            traveler.go();
    % O  \/ L$ h/ L' ~8 d/ Q% A5 k8 B
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

, [0 _2 _" s1 H" o7 z8 L; C
' w8 y2 v: K* |; m, z3 {' Y5 ]1 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
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 y4 W7 ^' t/ q. W( g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