萝卜圈仿真 - 指南针传感器使用指南(1)

沿角度走子程序
条件判断 指南针当前值 ≥（目标角度+2）
机器人偏向了目标角度的左侧
机器人右走 左右电机同为正向，左比右快
条件判断 指南针当前值 ≤（目标角度‒2）
机器人左走 左右电机同为正向，右比左快
机器人偏向了目标角度的右侧 机器人直行
机器人和目标方向偏差较小
判断结束
7
程序原图
_沿角度走
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
萝卜圈三维机器人在线仿真平台 指南针传感器使用指南
萝卜圈网络技术有限公司 日期：2016/01/12 版本：1.1
目录
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
1. 文档约定 ......................................................................................................................................................1 2. 如何获取指南针传感器返回值...................................................................................................................2 3. 利用指南针转向思路说明（左转为例）...................................................................................................3
红色小竖线代表机器人的朝向 红色小圆圈代表机器人所在位置
此图中，两个机器人指南针传感器的返回值都为 0。
此图中，两个机器人指南针传感器的返回值都为 45。
2
依次类推，机器人朝向与返回值之间的关系见下图所示：
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
1 0 359
89
271
90
270
91
269
179 180 181
6
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
5. 利用指南针控制机器人沿着指定方向前进
如下图所示：机器人处于目前所在位置需要去收集树脚下的恐龙蛋。如果简单的转向恐龙蛋方向， 然后走直线到树脚下，由于地面坑洼不平，走快后必然会发生速行走呢？这里将需要的角度设置为【目标角度】，如果机器 人偏到比【目标角度】大 2 度，则表示机器人方向偏到了左侧，需要往右走，才可以走回正确的方向上； 反之偏到了比【目标角度】小 2 度，则表示机器人方向偏到了右侧，需要往左走，才可以走到真确的方 向上。因此程序设计思路如下图：
技术支持
需要技术支持，请联系我们。
萝卜圈网络技术有限公司
网站： 电话：400 – 803 - 8802 邮件：tech@ QQ 群：6562718
9
3
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
因此我们可以写一个利用指南针左转的算法，首先确认【目标角度】和旋转方向都是依据场景和编 程者的思路先定位好的。另外考虑惯性因素，需要给出一个误差范围，这个范围本文档暂且定位为 3 度（转向速度越大，误差角度越大；反之越小），即机器人离【目标角度】还有 3 度时，即认为达到了 【目标角度】，停止旋转，利用惯性使机器人尽可能的达到【目标角度】。
180
357
左 7，右 12
左 12，右 12
8
主程序中的应用
目标角度
285
_右转
_沿角度走
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
注：沿角度走子程序在使用前一般都需要先转到该目标角度，再来沿角度行走，在沿角度行走子程序 内没有循环体，因此在调用时需要循环调用。
0 度角和非 0 度角的沿角度行走可以通过算法合并到一个程序里的，只是算法比较复杂，本文档中 不做说明。
1. 文档约定
本文档约定，指南针传感器安装到机器人上后，指南针传感器上 N 所指向的方向必须与机器人正 前方保持一致。在遵守此约定的前提下，本文档的指南针传感器返回数值才成立，如下图所示：
1
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
2. 如何获取指南针传感器返回值
指南针传感器的返回值为机器人朝向与地图正北方向的夹角。在萝卜圈三维机器人在线仿真平台里 面，在仿真界面右侧有一个任务小场景，分别标有东南西北四个方向。机器人朝向分别指向这四个方向 时，指南针传感器的返回值依次为：北 0 度、西 90 度、南 180 度、东 270 度。
5
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
主程序中的应用（暂定起始时机器人朝向为北，指南针返回值为 0 度）：
目标角度
235
_右转
此程序的执行结果为： 机器人从起始位置 0 度右转到 235（右 转效率较高） 等待 1000 毫秒之后，由 235 度右转到 250 度（右转效率较高）
1000
目标角度
250
_右转
机器人朝向和指南针返回值示意图
3. 利用指南针转向思路说明（左转为例）
在利用指南针转向之前，首先需要确认机器人转到某个角度（依据场景的客观条件而定），这个角 度本文档中定位为【目标角度】。
如下图：机器人走到当前位置，接下来需要左转向（右转或者继续走会掉下悬崖，无法完成任务）， 此时这个【目标角度】根据场景因素，可以确认为 0 度（看小地图上机器人朝向，目前状态下机器人头 对着东方，指南针返回值应该为 270 左右，左转后小路的朝向指向北方），而且依据高效率的原则，机 器人左转向会较快达到【目标角度】。
1000
目标角度
250
_左转
此程序的执行结果为： 机器人从起始位置 0 度左转到 135（左 转效率较高） 等待 1000 毫秒之后，由 135 度左转到 250 度（左转效率较高）
4. 利用指南针右转的程序样例图
程序原图
目标角度
目标角度
3
原地右转，左边电机+5，右边电机-5
指南针传感器当前的返回值，随着机器人的转动而时刻变化
程序原图 ......................................................................................................................................................4 主程序中的应用........................................................................................................................................... 5 4. 利用指南针右转的程序样例图...................................................................................................................5 程序原图 ......................................................................................................................................................5 主程序中的应用........................................................................................................................................... 6 5. 利用指南针控制机器人沿着指定方向前进...............................................................................................7 程序原图 ......................................................................................................................................................8 沿 0 度角程序图...........................................................................................................................................8 主程序中的应用........................................................................................................................................... 9 技术支持 ..............................................................................................................................................................9
目标角度
2
左 12，右 7
目标角度
2
左 7，右 12
左 12，右 12
说明：此算法不适用于 1、0、359、358 这个角度上，即靠近 0 度方向。因为 1-2= ‒1；358+2=360； 359+2=361，这几个数值已经超出了指南针返回值的范围。
沿 0 度角程序图
_沿 0 角度走
2
180
左 12，右 7
考虑程序的通用性，将【目标角度】设置为【变量】，方便子程序的多次使用。程序流程见下图：
左转子程序
条件循环
Abs（指南针当前值 ‒ 目标角度）>3
机器人左转
条件循环：当指南针的当前值与目标角度差值的绝对值大于 3 时，机器人左转向（注：指南针的当前值在机器人运动过程中根 据机器人朝向会时刻发生变化）。
停止 延时 300ms
程序原图
停止延时的目的是让机器人利用惯性达到目标角度。
目标角度
目标角度
3
原地左转，左边电机-5，右边电机+5
指南针传感器当前的返回值，随着机器人的转动而时刻变化
4
萝卜圈三维机器人在线仿真平台
主程序中的应用（暂定起始时机器人朝向为北，指南针返回值为 0 度）：
目标角度
135
_左转