【正文】 953958. [12] FEiita,A Small Humanoid Robot SDR4X for Entertainment Applications[A]IEEE/ASMEInternational Conference on,Volume： 2， July 2024， 2020：93894. [13] Ishida,T， A Small Biped Entertainment Robot[J]IEEE International Symposium oB，Volume： 3， July 1620， 2020： 10461051. [14]B． Espiau,P． Sardain,The Anthropomorphic Biped Robot BIP2020[A]IEEE International Conference on Roboticsamp。 本文采用多次試驗的方式，通過了對兩個試驗方案的驗證，在多次實驗中均有大部分實驗能夠客服實驗的隨機因素成功的提升該機器人的行走速度，達到實驗的預期效果。 由于實驗室實驗器材和環(huán)境的限制，本文無法使用雙足機器人進行具體的實驗和調試，于是采用輪式機器人代替 雙足機器人進行程序調試和仿真比賽。在直道的時候可以通過馬達的功率，提高馬達的轉速，以達到提高機器人行走速度的目的。在隨后的 10 次實驗中，有 6 次藍色小車能有效的減少于目標紅色小車的距離，所以我們認為這種程序修改的提速方法可以達到目的。實驗結果為： 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 33 圖 第二次比賽結果 如圖，藍色的小車并沒有減少于紅色小車的距離，固實驗失敗，下面我們將在同等條件下進行第三次實驗。實驗結果為： 圖 第一次比賽結果 如圖，我們可以看到，在比賽時間內，藍色小車明顯的減少了與目標紅色小車的距離，達到預期目的，所以本次實驗成功。 stop()。 drive( 0 , 20)。 wait( )。 stop()。 } } else { if(surf_2 = 120) { 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 32 drive( 0 , 20)。 wait( )。當傳感器 1 的反饋值不 在 120 內，傳感器 2 的反饋值在 120 內時，機器人將向 y 的正方向轉向 20，時間為 秒；傳感器 2 的反饋值不在 120 內時，機器人將沿 x 方向前進 40，時間為 秒，再向 y 的負方向轉向 20，時間為 秒。 我們將通過對上述程序的修改于調試，以至于達到實驗的目的。 } } 由程序可知，當傳感器 1 的反饋值在 120 內， 傳感器 2 的反饋值不在 120內時，機器人將向 y 的負方向轉向 41，時間為 秒。 wait( )。 stop()。 } else { drive( 80 ,0)。 wait( )。 stop()。由之前的目標程序可知該機器人在轉向時的程序為 { drive( 0 , 41)。在隨后的 10 次實驗中，有 7 次藍色小車能有效的減少于目標紅色小車的距離，所以我們認為這種程序修改的提速方法可以達到目的。試驗結果為 : 圖 第三次比賽結果 如圖，我們還是可以看出，藍色的小車減少了紅色小車的距離，所以我們認識試驗還是成功的。試驗結果為： 圖 第二 次比賽結果 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 30 如圖，藍色小車并沒有減少于目標的紅色小車的距離，固試驗失敗。試驗結果為： 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 29 圖 第一次實驗結果 如圖，可以看到藍色的小車成功的在比賽時間內追上了目標的紅色小車，試驗成功。 motor( 2 , 100 )。 可知當其直線運動 的時候該機器人的前進速度為 80。由目標機器人的程序： if(surf_1 = 120) { if(surf_2 = 120) { motor( 1 , 80 )。我們主要將采用兩種方向對機器人的程序進行修改和調試。只要其中的實驗大部分能夠達到實驗預期，則我們認為實驗成功。 實驗結果的要求 對實驗結果的要求和期望是，在比賽規(guī)定的時間內，經過程序修改和調試的相關機器人能有效的減少和目標機器人的距離。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 比賽仿真和實驗結果 26 5 比賽仿真和實驗結果 比賽仿真 在比賽管理菜單下，選擇比賽管理選項，找到相應的比賽，加載。 圖 機器人位置設置 小結 對機器人的控制采用的是差動裝置控制，通過地面灰度值傳感器反饋的數據，控制該機器人的兩個驅動輪，以達到對機器人前進和轉向的控制。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 機器人控制編程與比賽建立 24 圖 比賽管理界面 機器人起始位置設定 運用右鍵菜單設定機器人的坐標位置與角度。 圖 比賽隊伍管理界面 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 機器人控制編程與比賽建立 23 比賽規(guī)則建立 在比賽管理界面下建立一個新的比賽規(guī)則，參賽機器人數位 2，時間為2 分鐘，記為機器人追逐賽。 “代碼編輯”視圖軟件界面如下： 圖 代碼編輯界面 比賽的建立 點擊仿真系統視圖切換區(qū)“仿真比賽”，即進入 虛擬機器人機器人仿真系統“仿真比賽”視圖。如果傳感器 1 的數據不滿足要求，而傳感器 2 的數據滿足要求，則進行右轉運動；如果傳感器 1 的數據不滿足要求，而傳感器 2 的數據也不滿足要求，則進 行前進再左轉的運動。首先判斷傳感器 1 反饋的數據，再判斷傳感器 2 反饋的數據。 “流程圖編輯”視圖軟件界面如下： 圖 流程圖編輯界面 流程圖編程提供了以下幾類可視化模塊： 圖 可視化模塊 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 機器人控制編程與比賽建立 20 然后根據前面討論的機器人需求，編輯流程圖，結果如圖： 圖 流程圖 主程序開始，進入永遠循環(huán)，然后檢測碰撞，如果發(fā)現碰撞則停止電機，如果沒有 碰撞，則轉入循線程序。 我們通過在機器人前段安裝的地面灰度值傳感器反饋的數據，使兩個驅動輪按 照我們的需求運動，就可以達到控制機器人運動的目的。在某些應用中這中情況不會有問題，可以通過編程來避免，比如使機器人沿線走或在迷宮中尋找路線行走，但是讓機器人在空地上走直線恐怕不行。根據輪子不同的轉向，表 羅列出了該機器人的不同運動狀態(tài)。 當兩個驅動輪以相同的方向和相同的速度轉動時，機器人作直線運動。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 設計思路及比賽環(huán)境的建立 16 圖 地面灰度值傳感器 圖 安裝在機器人前部的傳感器 圖 參數設定 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 設計思路及比賽環(huán)境的建立 17 圖 參數設定 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 機器人控制編程與比賽建立 18 4 機器人控制編程與比賽建立 機器人控制方案 我們采用差動裝置來控制該機器人的運動，該差動裝置是由機器人的兩邊兩個平行的驅動輪構成的，單獨提供機器人動力。 “機器人編輯”視圖軟件界面如下： 圖 機器人編輯界面 在菜單欄點擊建立一個新的機器人 。 參數設定 通過右鍵菜單具體的按照要求設定參數。如下圖所示： 圖 兩組同心圓的建立 在以兩圓在 x 方向的切線為邊，畫矩形，設為與該圓同樣的顏色，灰度值和層數。然后以 xy 平面上的（ 50,0）（ 50,0）兩點為圓心， 50 為半徑畫圓，為暗紅色，灰度值為 100，層攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 設計思路及比賽環(huán)境的建立 13 數為 1 層。機器人在運動中，由于傳感器或環(huán)境等方面客觀因素存在一定的隨機性，固本實驗采用多 次實驗，如大部分能有效的減少于目標機器人的距離，則視為實驗成功。 5) 虛擬機器人仿真比賽。 3) 中小學信息技術課程教學。 應用 1) 實體機 器人機械結構、傳感器配置及比賽策略快速驗證與優(yōu)化。 5) 支持多機器人通常競技。 3) 能實現進行機器人控制算法快速驗證。 先進性 1) 支持流程圖，自動生成無差錯 C 代碼，零起步學習計算機編程。 16) 從客戶端觀看服務器上比賽實況 (網絡版 )。 14) 自動裁判和評分。 12) 自由組隊，每對機器人任選，只 受計算機性能和規(guī)則限制。 10) 多視角和不同距離察看搭建好的場地、機器人以及仿真比賽過程。 8) 種類繁多的執(zhí)行機構及傳感器對象。 6) 對場地對象的顏色、紋理、材質、顯示方式等自由設置。 4) 鼠標與鍵盤雙重操作。 2) JC代碼直接編程，自由靈活，功能強大。 ASVROBOT 寓教于樂，通過使用 ASVROBOT 仿真系統用戶能快速建構機器人知識體系，并掌握傳感器、控制、計算機語言及程序設計等知識。服務器能完成單機版所有功能，同時提供多機器人仿真比賽環(huán)境，并能將比賽實況通過網絡進行播放網絡版。 ASVROBOT 有三個版本，即 ASVROBOT 單機版、網絡版服務器、網絡版客戶端。 簡介 ASVROBOT 能力風暴虛擬機器人仿真系統 (以下簡稱 ASVROBOT)是一款虛擬機器人仿真軟件。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 能力暴風機器人開發(fā)環(huán)境簡介 10 2 能力暴風機器人開發(fā)環(huán)境簡介 由于實驗室設備和條件有限，我們在這里使用的是 ASVROBOT 能力風暴虛擬機器人仿真系統 (以下簡稱 ASVROBOT)，由于輪式機器人能近似代替雙足機器人進行相關仿真和實驗，所以我們在以下的 環(huán)節(jié)用輪式機器人來代替雙足機器人進行實驗和仿真。本文將通過程序修改與調試，對機器人的行走速度進行提升的嘗試與實驗。例如，在工業(yè)方面可以提高工業(yè)生產的效率；在軍事方面可以快速的代替人力進行偵查和彈藥運輸等方面的工作；特別是在人道主義救援方面，可以極大的提高急救和災害響應的速度和效率，可以快速救出受災的群眾，也可以快速的幫助救災 人員搶救物資和運輸必須的補給品。 本課題研究的意義 雖然當下機器人的研究發(fā)展日趨成熟，但是機器人的行走速度相對的還是比較慢，離人們的預期還有著不小的差距。MITG． A． Prat[31]和 J． E． Pratt 等人在 Spring Turkey 和 Spring Flamingo 雙足機器人的控制中采用了虛模型控制策略，避免了繁瑣的機器人逆運動學和動力攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 9 學計算。 Vukobratovic 也曾對類人型雙足步行系統進行了能量分析，但他僅限于導出各關節(jié)及整個步行系統的功率隨時問的變化關系，并沒有過多地涉及能耗最優(yōu)這個問題。他們在 1971 年發(fā)表的論文中，以具有約束條件的力學模型和性能最優(yōu)準則作為兩足步行優(yōu)化問題的核心，而以一種簡化模型作為研究對象。它既具有靜態(tài)步行的特點又具有動態(tài)步