一、前言
在机器人竞赛中;“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路通常是黑线行进的任务..作为一项搭建和编程的基本功;巡线既可以是独立的常规赛比赛项目;也能成为其他比赛项目的重要技术支撑;在机器人比赛中具有重要地位.. 以常见的双光感巡线为例;光感的感应中心是两个光感连线的中点;也就是黑线的中间位置..而小车的转向;是以其车轮连线的中心为圆心进行的..很明显;除非将光感放置于小车转向中心;否则机器人在巡线转弯的过程中;探测线路与做出反应之间将存在一定差距..而若将光感的探测中心与转向中心重合;将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性..因此;两个中心的不统一是实际存在的;车辆的转向带动光感的转动;同时又相互影响;造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢;很多巡线失误由此产生..
所以在实际操作中;一般通过程序与结构的配合;在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差..而精准的微调;需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试..
三、车辆结构
巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进;因此;根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步..腐蚀速率
1、前轮驱动
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前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成;动力轮位于车头;通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向;前者的转向中心位于两轮胎连线中点;后者转向中心位于停止不动的轮胎上..由于转向中心距离光感探测中心较近;可以实现快速转向;但由于机器人反应时间的限制;转向精度有限..天津烟草网上营销平台
2、后轮驱动
后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似;由于转向中心靠后;相对于前轮驱动的小车而言;位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度;才能使车头的光感转动同样角度..因此;后轮驱动的小车虽转向速度较慢;但精度高于前轮驱动小车..对于速度要求不高的比赛而言;一般采用后轮驱动的搭建方式..
是立党为公、执政为民的根本要求
3、菱形轮胎分布
菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部;前后各有一个万向轮作为支撑..这样的结构在一定程度上可以视为前轮驱动和后轮驱动的结合产物;转向速度和精度都介于两者之间..这种结构的优势在于转向中心位于车身中部;转弯半径很小;甚至能以自身几何中心为圆心进行原地转向;适合适用于转90°弯或数格子行进等一些比较特殊的巡线线路..
这种结构最初应用于RCX机器人足球上;居中的动力源可以让参赛选手为机器人安装更多的固定和防护装置;以适应比赛中激烈的撞击;具有很好的稳定性..而对于NXT机器人而言;由于伺服电机的形状狭长不规律;将动力轮位于车身中部的做法将大幅提升搭建难度;并使车身重心偏高;降低转弯灵活性..
4、四轮驱动
四轮驱动的小车四个轮胎都有动力;能较好地满足一些比赛中爬坡任务的需要..小车的转向中心靠近小车的几何中心;因此能进行原地转弯运动;具有较好的灵活性;特别适用于转90°弯或数格子行进等任务一些比较特殊的巡线线路..虽然与后轮驱动小车相比;转向中心比较靠
前;转向精度较小;但四轮驱动小车没有万向轮;转弯需要靠四个轮胎同时与地面摩擦;加大转弯的阻力;因而转弯精度应介于菱形轮胎分布的小车和后轮驱动小车之间..
四轮驱动的小车最大优势在于具有普遍适应性;熟练掌握此结构的参赛选手能在参加FLL工程挑战赛、WRO世界机器人奥林匹克等一些比较复杂的比赛中占据一定优势..p4电源
四、编程方案
1、单光感巡线
单光感巡线是巡线任务中最基础的方式;在行进过程中;光感在黑线与白背景间来回晃动;因此;这种巡线只能用两侧电机交替运动的方式前进;行进路线呈“之”字形..这种巡线方式结构简单易于掌握;但由于只有一个光感;对无法在完成较为复杂的巡线任务如遇黑线停车、识别线路交叉口等;且速度较慢..
基本思路：光感放置于黑线的左侧;判黑则左轮不动右轮前进;判白则右轮不动左轮前进;如此交替循环..参考程序如下图：
2、单光感巡线+独立光感数线
在很多比赛中;机器人需要做的不仅仅是沿着黑线行进;还需要完成一些其他任务;如在循迹路线上增加垂直黑线要求停车、放置障碍物要求躲避等内容..此时;单光感巡线已不能满足要求..下面以要求定点停车为例;简要介绍单光感巡线+独立光感数线的编程模式..
基本思路：在此任务中要求在垂直黑线处停车;则需要跳出单光感巡线的循环程序体系;可以通过设置循环程序的条件实现这一功能..由于程序的设定;负责巡线的3号光感在行进时始终位于黑线的左侧;不会移动到黑线右侧的白区域;因此在黑线右侧设置一个光感4号专门负责监视行进过程中黑线右侧的区域;当此光感判黑时;即可判断出小车行进到垂直黑线处;于是终止单光感巡线的循环程序;执行规定的停车任务;然后向前行进一小段距离驶过垂直黑线;继续单光感巡线任务..参考程序如下图：
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