【正文】 2) 內(nèi)嵌堆棧式 C 語言解釋器，支持直接 C 代碼編程。 4) 3D 環(huán)境中機(jī)器人搭建與仿真。 6) 支持網(wǎng)絡(luò)聯(lián)賽。 2) 機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器知識構(gòu)建、算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)。 4) 低成本的機(jī)器人教學(xué)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)思路及比賽環(huán)境的建立 12 3 設(shè)計(jì)思路及比賽環(huán)境的建立 設(shè)計(jì)思路 本文采用的是類似于場地自行車追逐賽的比賽方式，建立一塊環(huán)形的跑道環(huán)境，兩臺輪式機(jī)器人相隔半圈，沿順時(shí)針方向運(yùn)動，比賽時(shí)間為 1 分鐘，在比賽時(shí)間內(nèi)，經(jīng)改進(jìn)提高運(yùn)動速度的機(jī)器人能有效的減少于目標(biāo)機(jī)器人的距離。 比賽環(huán)境的建立 進(jìn)入 ASVROBOT 能力風(fēng)暴虛擬機(jī)器人仿真系統(tǒng)，點(diǎn)擊環(huán)境編輯，“環(huán)境編輯”視圖軟件界面如下： 圖 環(huán)境編輯界面 平面布局 在菜單欄點(diǎn)擊新建，建立一個(gè)空百的機(jī)器人活動場地。在以同樣的圓心， 40 為半徑畫圓，顏色為綠色，灰度值為 150，層數(shù)為 5 層。如下圖所示： 圖 比賽環(huán)境環(huán)形跑道 如此，一個(gè)簡單的環(huán)形跑道就建立好了。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)思路及比賽環(huán)境的建立 14 圖 環(huán)境參數(shù)設(shè)定 圖 灰度值 機(jī)器人模型建立 點(diǎn)擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“機(jī)器人編輯”，即進(jìn)入 虛擬機(jī)器攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)思路及比賽環(huán)境的建立 15 人機(jī)器人仿真系統(tǒng)“機(jī)器人編輯”視圖。 圖 搭建的機(jī)器人 再在機(jī)器人的前部安裝兩個(gè)地面灰度傳感器，并通過右鍵菜單設(shè)置傳感器參數(shù)。要注意的是這里我們稱的這個(gè)差動裝置是因?yàn)闄C(jī)器人的運(yùn)動矢量是由兩個(gè)獨(dú)立的部件產(chǎn)生的（它與 差速齒輪沒有關(guān)系，此裝置上沒有使用差速齒輪）。如果兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動速度相同，但轉(zhuǎn)動方向相反時(shí)，機(jī)器人會繞著連接兩輪線段中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。 表 機(jī)器人不同運(yùn)動狀態(tài) 左輪 右輪 機(jī)器人 停止 停止 停止 停止 向前轉(zhuǎn)動 繞著左輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動 停止 向后轉(zhuǎn)動 繞著左輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動 向前轉(zhuǎn)動 停止 繞著右輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動 向前轉(zhuǎn)動 向前轉(zhuǎn)動 向前運(yùn)動 向前轉(zhuǎn)動 向后轉(zhuǎn)動 原地順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 向后轉(zhuǎn)動 停止 繞著右輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動 向后轉(zhuǎn)動 向前轉(zhuǎn)動 原地逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 向后轉(zhuǎn)動 向后轉(zhuǎn)動 向后運(yùn)動 但是這種結(jié)構(gòu)也有一種弊端：它不能保證機(jī)器人筆直的運(yùn)動，因?yàn)閮蓚€(gè)馬達(dá)的功效總有差別，一個(gè)輪子會比另外一個(gè)輪子轉(zhuǎn)動的快一點(diǎn)，因此使得機(jī)器人略微偏左或偏右。所以就會使實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)一定的隨機(jī)因素，在前文中已經(jīng)提到了。 流程圖編輯 點(diǎn)擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“流程圖編輯”，即進(jìn)入 虛擬機(jī)器攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 機(jī)器人控制編程與比賽建立 19 人機(jī)器人仿真系統(tǒng)“流程圖編輯”視圖，該視圖提供了虛擬機(jī)器人驅(qū)動程序可視化編程環(huán)境。 其中循線為子程序，該流程圖如圖： 圖 子程序流程圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 機(jī)器人控制編程與比賽建立 21 首先通過機(jī)器人前部的兩個(gè)地面灰度值傳感器檢測地面的灰度值，將反饋的數(shù)量進(jìn)行分析。如果傳感器 1 的數(shù)據(jù)滿足要求，而傳感器 2 的數(shù)據(jù)也滿足要求，則啟動電機(jī)，進(jìn)行直線運(yùn)動；如果傳感器 1 的數(shù)據(jù)滿足要求，而傳感器 2 的數(shù)據(jù)不滿足要求，則進(jìn)行左轉(zhuǎn)運(yùn)動。 代碼編輯 點(diǎn)擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“流程圖編輯”，即進(jìn)入 虛擬機(jī)器人機(jī)器人仿真系統(tǒng)“代碼編輯”視圖，在“代碼編輯”界面中可直接采用 JC 代碼編程，這樣編程更加靈活方便。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 機(jī)器人控制編程與比賽建立 22 圖 仿真比賽界面 隊(duì)伍建立 在比賽管理菜單下的比賽隊(duì)伍管理界面建立兩個(gè)新的隊(duì) 伍，分別為一隊(duì)和二隊(duì)。 圖 新建比賽規(guī)則界面 比賽的建立 在比賽管理界面下建立一個(gè)新的比賽，比賽名稱為機(jī)器人競走，比賽場地為比賽環(huán)境，紅方為 1 隊(duì)，藍(lán)方為 2 隊(duì)，規(guī)則為機(jī)器人追逐賽。坐標(biāo)分別為（ 0,45）（ 0， 45），角度分別為 0 和 180。比賽的名攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 機(jī)器人控制編程與比賽建立 25 稱為機(jī)器人競走，比賽的場地為比賽環(huán)境，比賽的規(guī)則為機(jī)器人追逐賽，參賽機(jī)器人人分別為機(jī)器人 1 和機(jī)器人 2，機(jī)器人的坐標(biāo)和角度分別為（ 0,45）（ 0，45）和 0,180。 圖 加載 比賽界面 然后進(jìn)入相應(yīng)的比賽界面，如圖： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 比賽仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 27 圖 仿真比賽界面 然后在相關(guān)的工具欄點(diǎn)擊比賽開始，即可開始仿真比賽。但在前文已經(jīng)提到，由于該實(shí)驗(yàn)具有一定的隨機(jī)因素，所以我們會采用多次實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 對相關(guān)機(jī)器人的程序修改與調(diào)試 在這里我們選取藍(lán)隊(duì)，也就是機(jī)器人 2 的程序進(jìn)行修改和調(diào) 試，以達(dá)到提高機(jī)器人速度的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 比賽仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 28 對目標(biāo)機(jī)器人直線運(yùn)動時(shí)的程序調(diào)試 在前面的文章中，我們提到，當(dāng)該機(jī)器人的兩個(gè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度相同時(shí)，該機(jī)器人將沿直線運(yùn)動。 motor( 2 , 80 )。我們將通過修改，將其速度改為 100，即 if(surf_1 = 120) { if(surf_2 = 120) { motor( 1 , 100)。 進(jìn)行第一次試驗(yàn)。下面載同等條件下進(jìn)行第二次試驗(yàn)。下面在同等條件下進(jìn)行第三次試驗(yàn)。但在前文我們已經(jīng)提到了比賽隨機(jī)因?yàn)榈脑?，我們還需進(jìn)行多次試驗(yàn)。 機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎時(shí)的程序調(diào)試 在前文中我們提到了機(jī)器人轉(zhuǎn)向的原理是由于該機(jī)器人的 兩個(gè)驅(qū)動輪的運(yùn)動狀態(tài)不同而產(chǎn)生的，具體的轉(zhuǎn)向參數(shù)在前文已經(jīng)提到，在這就不詳述。 wait( )。 } } else { if(surf_2 = 120) { 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 比賽仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 31 drive( 0 , 40)。 stop()。 wait( )。 drive( 0 , 40)。 stop()。當(dāng)傳感器 1 的反饋值不在 120 內(nèi)，傳感器 2 的反饋值在 120 內(nèi)時(shí)，機(jī)器人將向 y 的正方向轉(zhuǎn)向 40，時(shí)間為 秒；傳感器 2 的反饋值不在 120 內(nèi)時(shí)，機(jī)器人將沿 x 方向前進(jìn) 80，時(shí)間為 秒，再向 y 的負(fù)方向轉(zhuǎn)向 40，時(shí)間為 秒。具體的修改方法為：當(dāng)傳感器 1 的反饋值在 120 內(nèi)，傳感器 2 的反饋值不在 120 內(nèi)時(shí)，機(jī)器人將向 y 的負(fù)方向轉(zhuǎn)向 21，時(shí)間為 秒。即： { drive( 0 , 21)。 stop()。 wait( )。 } else { drive( 40 ,0)。 stop()。 wait( )。 } } 進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)。下面我們將在同等條件下進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為： 圖 第三次比賽結(jié)果 如圖，藍(lán)色小車減少了與目標(biāo)紅色小車的距離，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，所以?shí)驗(yàn)成功。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 結(jié)論 34 結(jié) 論 提高機(jī)器人行走速度，有很多方法，本文采用的是根據(jù)不同的環(huán)境，改變不同的程序。在彎道的時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)臏p小在彎道轉(zhuǎn)向的幅度，或者提高轉(zhuǎn)向時(shí)的速率，也可以通過減小轉(zhuǎn)向時(shí)間的方法達(dá)到機(jī)器人在彎道行走上的速度提升。由于輪式機(jī)器人和雙足機(jī)器人之間有著許多的共同點(diǎn)，所以通過對輪式機(jī)器人的速度研究也可以近似的對雙足機(jī)器人速度的研究，通過對輪式機(jī)器人速度提升的調(diào)試，也可看作是對雙足機(jī)器人速度提升的近似研究。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 35 參 考 文 獻(xiàn) [1] 譚冠政，朱劍英，尉忠信 ． 國內(nèi)外兩足步行機(jī)器人研究的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]機(jī)器人 ， 1992． 14(3)： 6166. 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