LEGO 8547 魔方问题处理办法汇总

旭日东升 · 发表于 2012-7-17 11:15:23

本帖最后由旭日东升于 2019-3-15 11:46 编辑

   最近也搭建好解魔方的LEGO机器人，其中也遇到不少问题将大多数问题汇总如下，同时欢迎参与问题分享和解决方法补充：
1.魔方配置规格要求
我也尝试多个厂家和规格的魔方，发现很多应用问题的根源出在魔方上，以下提供一些参考建议：
a.魔方塑料白色的，魔方塑料黑色的，实践证明选择黑色塑料将更加有利于应用。验证是否你将买的魔方是否可以使用，请将转好的魔方放置在你的LEGO上，扫描完成将开始执行，否则提示扫描失败。
b.魔方大小固定和弹性可调的，实践证明选择大小弹性可以调节的更加有利于应用。由于魔方规格上细微差异，市场可以选择弹性可以微调的魔方为好，这样翻转臂将大大减少磕碰问题而导致失败。
通过以上这样几个步骤可以排除魔方问题。

2.清楚你的解魔方的设计方案，目前有两套解魔方方案和搭建方法（由搭建结构不同来划分类型/两个方案加载程序不能混用）。
a.tiltedtwister方案
   相关网站：http://tiltedtwister.com/robots.html    作者：David Gilday
   版本：2008版本/2010版本
   搭建图：（详细搭建图文件比较大，截效果图如下）

                        图1  2010版本                                                             图2  2008版本
   下载地址：http://tiltedtwister.com/download.html
   源代码：

tiltedtwister_code.rar (9.45 KB, 下载次数: 409)
加载程序：

tiltedtwister_bin.rar (144.35 KB, 下载次数: 516)   （注意使用bricxcc_setup_3389.exe作为编译器）
   优点：可以通过源代码调试LEGO魔方，了解和改进设计上问题（需要C的设计能力）
   缺点：由于结构问题，目前的结构设计不稳定，
   性能：

扫描魔方： 1 分钟
解决方案: 20 - 40 秒
执行: 1 - 5 分钟. 平均 4.5 分钟 (60 面翻转)
平均耗时: 6 分钟
$ t* y% t' V  |6 t& c2 m
6 L) h+ S! e0 w* ~b.MindCuberRubikCubeSolver方案; P/ w! L7 A* {+ T1 b
   相关网站：http://mindcuber.com/
$ ~0 x; R4 `4 I& ^' \    作者：David Gilday
+ W" A9 q; `( g; I) [$ Y- \0 y    版本：2012版本, r7 G6 m* k1 C7 _
   搭建图： MindCuberRubikCubeSolver_PDF.pdf (7.68 MB, 下载次数: 3177)

2012-7-17 11:36 上传
点击文件名下载附件
搭建图纸

2 `, o" k7 ^. q( L8 |9 H$ C$ J& }

# v/ e- h( _( T- c+ U9 D                图3  2012版本
- P2 t) |6 g8 t$ E  K8 W7 J5 k

源代码：

MindCuber-v2.2.zip (50.4 KB, 下载次数: 6) （源码网络链接：http://mindcuber.com/mindcuber/mindcuber-source.html）
加载程序：

MindCuber_bin.rar (20.81 KB, 下载次数: 1073)
   优点：结构稳定，执行时间较快
   缺点：
   性能：
   改进建议：由于翻转臂会有磕碰问题，建议在翻转臂马达上加些可以简单结构设计，主要添加两个球形部件在马达上容易滑动，防止转动时呆死（如下图，希望可以给翻转臂结构问题一点提示）

3.调试方法
a.搭建好LEGO 解魔方平台,搭建好注意检查结构是否有问题，这个没什么好方法了，需要你好的观察力，开始尽量同搭建向导一样，后续对于细微差异可以稍微修正；
b.不要急于下载代码验证，对照配置线缆连接是否正确，
   tiltedtwister线缆连接要求                                                                MindCuberRubikCubeSolver线缆连接要求

1 =========Color sensor颜色传感器                                           2=========Ultrasonic sensor超声波传感器
2 =========Ultrasonic sensor超声波传感器                               3=========Color sensor颜色传感器
A =========Center motor 中央马达                                        A =========Center motor 中央马达
B =========Tilter arm motor 翻转手臂马达                               B =========Color sensor motor 颜色检测控制马达
C =========Color sensor motor 颜色检测控制马达                   C =========Tilter arm motor 翻转手臂马达

两者搭建后的连接不同，通过NXT-G/NXC 的Remote控制可以检查是否连接好，动起来是否连贯，防止磕碰，有磕碰问题需要尽量处理，否则你需要通过NXC修改代码完善你的设计。
c.检查LEGO解魔方平台对颜色识别是否稳定，方法如下：
   （1）.手动转好魔方，或者使用刚购买的魔方（一般6个面都正确）在你的LEGO平台上验证。一般在tiltedtwister中代码有检测，但是目前没有显示扫描信息在屏幕显示，而MindCuber可以显示各个面的颜色信息。
   尽量多验证几次，比较好每次可以正确检测出每个面的颜色，如果概率性出现，建议看看翻转手臂动作是否连贯，颜色检测传感器可否正常检测正确（有些颜色传感器与魔方距离需要微调一下，实际情况可以通过NXC的端口信息来调试）

d.中央马达控制微调，方法如下：
   （1）.结构调整，通过齿轮传动，注意传动结构灵活度和稳定性，需要注意调整和更换不好的连接件；
   （2）.中央位置校准，tiltedtwister/MindCuber刚开始化时都是通过半自动校准，注意一些方法（tiltedtwister倒计数手动定位校准，MindCuber参考点一线定位校准），否则看似可以工作，但是不稳定。

e.下载执行程序整个调试验证：
      （1）将生成或者得到的rxe下载到你的NXT上，如果下载失败注意你的固件是最新版本，同时保证NXT内存空间足够使用，不够注意删除NXT上部分空间使用，正常时NXT是没有内存空间上问题。
      （2）程序流程大致如下：
tiltedtwister：针对这部分代码简要给出流程上的分析
                  while(true)
                  {
                        Initialize();  -------------------初始化固定翻转臂（注意需要固定翻转臂才完成）
                                                               初始化固定颜色传感器位置（注意需要固定颜色传感器才完成）
                                                               初始化转台中央转台位置（需要手动驻停中央转台）

                        WaitForCube();-------------屏幕提示“GIVE ME A CUBE”放上魔方,
                                                               通过检测是否魔方在平台上，直到检测物体放上为止，显示“Thank you”

                        ScanCube();----------------颜色传感器开始移动，翻转臂偶尔转动翻转魔方，屏幕绘制魔方图框
                        if(ResolveColors())---------NXT 计算放置魔方是否正确，如果错误需要更换魔方，重新操作Initialize()
                           if(SolveCube())---------NXT 计算魔方是否可以解，如果错误需要更换魔方，重新操作Initialize()
                              DoMoves();---------按照既定算法操作魔方，期间不会处理异常，直至完成
                     WaitForCubeRemove();--提示拿走魔方，重新操作Initialize()
                  }
MindCuber：没有代码，借鉴操作手册上说明描述翻译如下
   MindCuber可以解决标准3x3x3的魔方。它由红色，橙色，绿色，蓝色，黄色和白色组成魔方。魔方表面必须非常光滑，容易转动。
   选择和运行NXT的上的“MindCuber”软件文件。 MindCuber开始移动“翻转臂”和“扫描颜色臂”，因为它需要固定它们位置。颜色传感器在此过程中闪烁的红色，表明它正在运行。
   如果有魔方在中央转盘上，MindCuber检测到并显示提示消息，询问拿走魔方。当MindCuber检测没有魔方，它停止闪烁的色彩传感器，并显示提示消息，询问插入一个魔方。同时你必须确保“中央转盘”是否正确对齐，以便其在同一方向的前缘对齐，
   MindCuber解魔方平台自身是无法做到这点。你可以使用NXT上左键旋转中央转盘逆时针和顺时针旋转右边的按钮。短时间按下按钮将小步微调旋转。长时间按下会不断旋转中央转盘较大的调整。当中央电机停止时，因为它和电机之间的齿轮连接，尝试用手非常轻柔旋转的底下的转盘来调整转盘到中央位置。
   通过来回调整完成转盘位置的正确。当MindCuber等待要插入的魔方时, 每次启动程序时对齐，转盘通常只需要一次可以完成，但你也可以随时调整位置。放置魔方在中央转盘上，MindCuber使用超声波传感器检测魔方时，当发现魔方时将自动启动。它使用色彩传感器开始扫描魔方。在扫描过程中，色彩传感器闪烁为蓝色，当6个面的扫描完成时，色彩传感器闪烁为红色。算法将计算出一个解决的方案，这个过程大致在10秒左右，完成方案需要40～45步移动。一旦MindCuber计算完成解决方案，然后通过翻转和转动魔方来解决它。在结束魔方和移走魔方时，色彩传感器绿色闪烁表明完成。当你移开魔方，色彩传感器将停止闪烁。
   在解魔方期间和之后,时间将在屏幕上显示。 MindCuber完整的解魔方过程通常需要2至3分钟，而后MindCuber等待准备好为您放置魔方来解魔方。
   【提示】：
   观察魔方位置，以确保它每次翻转和滑回正确位置。如果它有时会向后倾斜，而不是滑回，这时确保贴纸放置在中央转盘位置上（建议可以垫上大小合适的纸片）。如果魔方有特别尖锐的边缘，你可以使用较大的贴纸。
   如果MindCuber不能确认出正确的颜色，它会自动重新扫描魔方三次。如果仍然无法确定正确的颜色，它会移动的翻转臂，继续闪烁红色，等待你再次尝试拿开魔方。如果MindCuber在闪光灯或变化灯光下，将使其难以正确地感知颜色。尝试将MindCuber离开光线地方。
   如果扫描还是工作不好，你可以自己完成魔方的一个面，通过校准魔方上白色的面是来帮助提升。当红色灯闪等待你移走魔方，在移走魔方之前按下桔黄色的按键。MindCuber屏幕上显示“Calibrate    white”。将转好的魔方白色面放到转台上，同时白色朝上放置。MindCuber将扫描白色面，通过这个完成传感器的校准来提高扫描成功率。这个校准将被使用直到重新校准或者重启程序。
   如果魔方不标准颜色，它可能无法正确扫描。
手动解3阶魔方必杀技方法：
http://www.appchina.com/app/appinventor.ai_736176007.ULeTian_magic
参考论坛英雄帖：
http://bbs.cmnxt.com/thread-2183-1-1.html

http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=8240

http://bbs.cmnxt.com/thread-7443-1-1.html

http://bbs.cmnxt.com/thread-6726-1-1.html http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3580

http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5871

http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=7870

高端设计英雄帖：
http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3647
http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=6021

旭日东升 · 发表于 2019-3-15 11:50:07

更新MindCuberRubikCubeSolver方案的源代码，有兴趣可以访问http://mindcuber.com/mindcuber/mindcuber-source.html了解！

旭日东升 · 发表于 2022-8-9 00:52:15

虚拟人制作：https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?pageType=1&context=%7B%22nid%22%3A%22news_9092709016867705650%22%7D

松花咸蛋 · 发表于 2012-7-17 12:06:43

这么长看看都会累写就更不用说楼主辛苦啦 {:soso_e142:}顶你没商量

糖伯虎 · 发表于 2012-7-17 12:36:09

果断精华，论坛有你而精彩。

deng · 发表于 2012-7-17 13:25:14

顶顶顶

langao1984 · 发表于 2012-7-17 14:39:54

太详细了，学习学习，感谢楼主分享

小锋 · 发表于 2012-8-1 15:03:14

这个真不错

同心圆 · 发表于 2012-8-1 20:11:54

好帖顶一个

悾絔 · 发表于 2012-8-2 11:44:13

求高手帮忙啊！
我做的魔方机器人的机械手臂不停转动，是不是程序出错了呀！
老是不能识别颜色，现在把魔方拿开过后，颜色传感器还是一直闪红灯！

变形金刚 · 发表于 2012-8-2 20:02:32

新手上路，感谢分享，给我帮助很大

xiongkangxin · 发表于 2012-8-5 17:02:22

good

jyh · 发表于 2012-8-10 13:34:08

jyh · 发表于 2012-8-10 16:34:06

for 8547????????

幽灵 · 发表于 2012-8-10 19:32:42

绝对的精华贴！

zsy1945 · 发表于 2012-8-21 09:53:41

godeyes · 发表于 2012-8-26 14:12:37

支持！！！！！！！！！！

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