乐高机器人巡线原理84007
ev3循线小车原理
ev3循线小车原理EV3循线小车原理EV3循线小车是一种基于LEGO Mindstorms EV3套装的机器人，它可以根据预先设定的程序，在地面上自动跟踪黑线行驶。
它的原理是通过使用EV3主控模块和光线传感器来实现。
EV3循线小车的核心组件是EV3主控模块，它是机器人的大脑。
EV3主控模块内置了Linux操作系统，可以控制机器人的各个部分进行协调工作。
它有多个端口，可以连接各种传感器和执行器。
在EV3循线小车中，我们使用光线传感器来检测地面上的黑线。
光线传感器是EV3循线小车的感知器官，它可以测量周围环境的光线强度。
在循线小车中，光线传感器被放置在车体的底部，与地面保持一定的距离。
当小车行驶在黑线上时，光线传感器会检测到地面上的黑色，并产生一个信号。
根据信号的强度，我们可以判断小车是否偏离了黑线。
EV3主控模块通过编程控制小车的行为。
在循线小车中，我们可以使用LEGO Mindstorms EV3软件来编写程序。
首先，我们需要将光线传感器与EV3主控模块连接，并在程序中指定传感器的端口。
然后，我们需要设置传感器的模式为反射模式，这样传感器就可以测量地面上黑线的反射光强度。
在程序中，我们可以使用条件语句来判断光线传感器测量到的光强是否小于一个阈值。
如果光强小于阈值，说明小车偏离了黑线，我们就可以通过控制执行器使小车调整方向。
例如，我们可以通过转动电机来改变小车的行驶方向，使它重新回到黑线上。
如果光强大于阈值，说明小车仍在黑线上，我们可以继续沿着黑线行驶。
除了基本的循线功能，我们还可以对EV3循线小车进行扩展。
例如，我们可以添加陀螺仪传感器来测量小车的倾斜角度，从而实现更精确的控制。
我们还可以添加颜色传感器，使小车能够识别不同颜色的线路。
通过不同颜色的线路，我们可以给小车设置不同的指令，实现更多样化的行为。
总结起来，EV3循线小车是一种基于LEGO Mindstorms EV3套装的机器人，它通过使用EV3主控模块和光线传感器来实现循线功能。
机器人巡线教程PPT教案
对于复杂图形的循迹，
程序需要分段操作，对
不同的路口进行判断处
理。
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三个光电解决复杂路口情况
对于类似上速图示的路口情况， 需要同时通过几个光电的状态来 判断小车该做出的动作。 以第一个图片的直角处理为例：
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行走中判断第2个和第3个光
在实际循迹中，要保证车子走 的又好又稳定一般方式是通过增 加光电的个数来保证车子的行走 质量。
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便可以区分黑白。
2、如何循迹，以双光电传感器 为例 (1)初步认识，以一小段直线为例。
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（2）编程逻辑：
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1、简化的小车循迹编程： （1）确认马达方向 （2）使用光电传感器获取亮度值 及定义变量
（3）控制小车左右转 （4）使用if （5）使用while （6）编写控制程序 （7）下载运行第程5页/共序16页
循迹的算法并不单一，下面拓 展简述一种较高级的算法，PID 的控制方式。
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PID中的比例控制
重新认识光电传感器
光电检测的值是一个可变值，
离黑线近时值比较小，离黑线远 时值大。即：
光电值越大→光电离黑线越 远
光电值越小→光电离黑线越
近
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而在小车处理上：
PID中的比例控制
光电状态与小车的控制方式：
右转 左转
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直走
PID中的比例控制
其中p为控制小车转动的比例值， p越大，车子转动越灵敏，实际 小车运动的表现中，将会抖动的 比较厉害。
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感谢您的观看。
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情况1
机器人巡线的原理
机器人巡线的原理
机器人巡线是一种常见的自主移动机器人应用，其原理基于传感器和控制算法。
机器人通过使用各种传感器来检测环境信息，如墙壁、障碍物、线路等，并使用这些信息来规划自己的路径并避免碰撞。
机器人巡线的基本原理包括以下几个方面：
1. 传感器检测：机器人通常使用多种传感器来检测环境信息，如墙壁、障碍物、线路等。
这些传感器可以包括红外传感器、激光雷达、摄像头等。
2. 路径规划：机器人使用传感器检测到的信息来规划自己的路径。
路径规划算法可以使用各种方法，如蚁群算法、遗传算法、粒子群算法等。
3. 控制算法：机器人使用控制算法来控制自己的运动。
控制算法可以使用各种方法，如PID 控制、模糊控制、神经网络控制等。
4. 避障：机器人使用传感器检测到的信息来避免碰撞。
避障算法可以使用各种方法，如距离传感器、激光雷达、摄像头等。
5. 导航：机器人使用传感器检测到的信息和路径规划算法来导航自己的路径。
导航算法可以使用各种方法，如地图匹配、视觉导航、惯性导航等。
总之，机器人巡线的原理是基于传感器和控制算法，通过检测环境信息、规划路径、控制运动、避障和导航等方面来实现自主移动和巡线任务。
巡线机器人
巡线机器人简介巡线机器人是一种能够自动巡线并执行一系列任务的机器人，常用于工业生产、仓储管理、医疗服务等领域。
通过使用巡线机器人，可以提高工作效率、减轻人工负担，并降低人为错误的发生率。
巡线机器人主要包括以下几个部分：线路感知模块、控制系统、执行机构和通信接口。
线路感知模块用于识别巡线路径，通常采用机器视觉技术或激光雷达等传感器技术。
控制系统是巡线机器人的大脑，负责处理传感器数据、规划路径以及控制执行机构。
执行机构包括驱动轮、电机等，用于实现巡线机器人的运动。
通信接口用于与外部设备或中心控制系统进行数据交换和远程操作。
巡线算法巡线机器人的核心算法是巡线算法，用于在巡线过程中实现路径规划和动态调整。
常用的巡线算法包括PID控制算法、遗传算法和模糊控制算法等。
1.PID控制算法PID控制算法是一种经典的控制算法，在巡线机器人中被广泛应用。
它通过不断调整巡线机器人的运动参数，使其能够实时跟踪并保持在巡线路径上。
PID控制算法是基于巡线机器人与巡线路径的误差，通过比例部分、积分部分和微分部分的组合计算出控制信号，并实时将其转换为执行机构的运动控制。
2.遗传算法遗传算法在巡线机器人中主要应用于路径规划问题。
遗传算法通过模拟生物进化过程，利用选择、交叉和变异等操作，不断优化巡线路径，以使机器人能够更快速、更稳定地完成巡线任务。
遗传算法在搜索空间较大时具有较好的全局优化能力，并可适应不同的巡线环境和任务需求。
3.模糊控制算法模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制方法，在巡线机器人中被用于动态调整巡线参数。
模糊控制算法通过建立模糊规则库，根据当前巡线状态和环境信息，模糊化输入信号并计算出相应的控制信号。
模糊控制算法具有较强的适应性和鲁棒性，能够应对巡线环境变化和噪声干扰等问题。
应用场景巡线机器人在多个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1.工业生产在工业生产中，巡线机器人用于自动化流水线的巡线检测任务。
让机器人巡线不脱线
图1图2图33.如果黑线所测光的值为D (35)，白线 所测光的值为E (55)，M 后程序中所用的判 断值为 F =(D +E )/2=(35+55)/2=45泛编程如图4所;机器人启动，前规0.3 圈s3号颜色传感器检测到反射光强度小于45时，B 马达以功率30向右旋转，(：马2018.3发明与创新•中学生■O巡©湖南师大附中梅溪湖中学高1609班谢宇翔在平常的训练中，我发现用巡线完成相 关任务时，机器人常常出现脱线的情况。
于是，我尝试对机器人巡线的方法进行优化g一、机器人颜色传感器巡线1.机器人巡线仃务如图1所示，机器人 如图2所示a二、机器人巡线的工作原理颜色传感器选择模式有三种，一种是反射光强度，第二种是颜色，第三种是环境光强 度0这里我主要研究的是反射光强度。
1. T 作原理。
巡线就足沿着•条黑线走,原现足通过检测反射光的强度，判断机器人4线的!1卩丨交界处的位置，当检测到 黑线时向右转，检测到白线时向左转。
2.EV 3测光。
机器人与电脑连接后#在编程窗口町以乜接打到所测光的值(如图3)&1 AB -90i C -8510 0gm <^\3 -10442玩转机器人达停止，机器人回到黑白交界处。
当3号颜 色传感器检测到反射光强度大于45时，C 马达以功率30向左旋转，B 马达停止，机器 人回到黑白交界处，同时一直左右摇摆前 进。
通过不断改变B 、C 马达的功率，可确保 机器人正常巡线。
三、 问题分析机器人颜色传感器巡线时，有时可以正 常巡线，有时脱离黑线，除了不断改变B、C 马达的功率以确保正常巡线外，还要考虑传 感器的安装高度和环境光对传感器的影响。
前面所写的程序是一个死循环，可用马 达的角度传感器或时间、计数、逻辑跳出该死 循环。
四、 问题解决1.机器人巡线时，安装髙度越高，外界自然光对它的影响越大。
经过多次试验，我发现 当颜色传感器的离地髙度在5m m 以内时，自 然光对它的影响非常小。
机器人巡线教程
机器人巡线教程机器人巡线是一种在机器人技术中常见的任务，它涉及到使用机器视觉、图像处理和运动控制等领域的知识。
本教程将指导您完成机器人巡线的任务，包括硬件和软件的设置和调试。
机器人平台：为了进行巡线，您需要一个具有轮子的机器人平台。
将控制器连接到计算机，以便您可以在计算机上远程控制机器人。
安装传感器并连接到控制器。
确保传感器能够正确地检测到线条。
安装并配置您的机器人控制软件，例如ROS（Robot Operating System）。
编写或使用现有的巡线算法。
这些算法通常会利用传感器数据来控制机器人的移动，使其保持在线条上。
将算法集成到您的控制软件中，以便实时控制机器人的移动。
测试您的巡线算法，确保它能够正确地检测到线条并控制机器人沿其移动。
根据测试结果调整算法的参数，优化机器人的巡线性能。
例如，调整机器人的速度、转向灵敏度等。
如果需要，您还可以使用更高级的图像处理技术，例如特征检测或深度学习，以提高巡线的准确性和鲁棒性。
本教程提供了关于机器人巡线的基本指导，包括硬件和软件的设置以及调试过程。
完成本教程后，大家将能够掌握机器人巡线的基本技能，并可以根据需要进行进一步的优化和改进。
请注意，这只是一个基本的教程，具体的实现细节可能因大家的硬件和软件环境而异。
机器人巡线比赛是一项基于机器人技术的竞技比赛，旨在培养参赛者对自动化控制理论的理解，检测其编程和操作技能。
在这个比赛中，参赛者需要设计和操作一台机器人，使其能够在规定的赛道上自动巡航。
赛道设定：比赛采用单赛道模式，赛道由黑白相间的直线和曲线组成，复杂程度视参赛队伍的等级而定。
机器人规格：机器人必须是自主设计、编程和制造的，且不能使用任何形式的遥控或人工干预。
机器人必须能够在赛道上稳定运行，并按照规定的路线进行巡航。
操作限制：参赛者只能使用预先安装在机器人上的传感器和执行器进行操作。
在比赛过程中，参赛者不能对传感器和执行器进行任何形式的修改或更换。
2024版乐高机器人介绍PPT课件
2024/1/26
8
传感器类型及其作用
触觉传感器
检测机器人的接触和碰 撞，用于避障、抓取物
体等。
2024/1/26
光电传感器
检测光线强度和颜色， 用于环境感知和导航。
声音传感器
红外传感器
检测声音强度和频率， 用于语音识别和声音定
位。
9
检测红外线的反射和透 射，用于距离测量和物
体识别。
编程软件与语言支持
提供调试工具，如单步执行、断 点设置、变量监视等，方便用户
进行程序调试和优化。
10
2024/1/26
03
搭建与编程实践
11
搭建步骤及注意事项
搭建步骤
确定机器人功能和设计
选择合适的乐高组件
2024/1/26
12
搭建步骤及注意事项
按照设计图逐步搭建
连接电源和电机
进行初步测试
2024/1/26
13
搭建步骤及注意事项
乐高机器人编程软件
提供图形化编程界面，支持多种 编程语言，如Scratch、Python
等。
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编程语言
支持多种编程语言，如C、C、 Java等，方便用户根据自己的需 求进行编程。
软件功能
提供丰富的软件功能，如变量定 义、条件判断、循环控制、函数 调用等，方便用户编写复杂的程 序。
调试工具
2024/1/26
创意搭建大赛
鼓励学生发挥想象力，利 用乐高机器人搭建出具有 创意的作品。
编程马拉松
举办编程马拉松活动，让 学生在规定时间内完成编 程任务，锻炼学生的编程 能力和解决问题的能力。
28
家长参与和亲子互动形式
乐高机器人巡线原理
乐高机器人巡线原理1.乐高机器人：这是整个系统的核心部分。
乐高机器人通常由一个中央控制器组成，该控制器上连接了各种传感器和执行器。
中央控制器用来接收和处理传感器的数据，并输出相应的信号来控制执行器的动作。
2.巡线传感器：这是乐高机器人巡线的关键部分。
巡线传感器通常是一种光电传感器，用于检测地面上的颜色变化。
巡线传感器通常由一个发光二极管（LED）和一个光敏电阻组成。
LED会发射出红外线，当红外线照射到地面时，光敏电阻会检测到反射回来的光线的强度，从而判断轨道的颜色。
3.控制算法：乐高机器人巡线需要使用一定的控制算法来判断巡线传感器的信号，并做出相应的决策。
控制算法通常采用一种简单的状态机来实现，根据巡线传感器的信号进行相应的状态切换和动作控制。
例如，当巡线传感器检测到黑线时，机器人会向相反方向转向或停止。
4.执行器：执行器是机器人的动作执行部分。
它们用于根据控制器的信号来控制机器人的移动和转向。
执行器通常由电动马达或舵机组成，可以根据控制器的信号来驱动机器人的轮子或转向系统。
1.启动机器人：首先，通过控制器的开关将机器人启动。
此时机器人处于待命状态，等待接收传感器的数据。
2.读取传感器数据：控制器会定期读取巡线传感器的数据。
巡线传感器会发射红外线，并通过光敏电阻检测反射回来的光线的强度。
根据光线的强度，控制器可以判断出轨道的颜色和位置。
3.分析传感器数据：通过分析巡线传感器的数据，控制器可以确定机器人当前所处的状态。
比如，如果巡线传感器检测到的颜色是黑色，控制器可以判断机器人偏离轨道，需要进行相应的调整。
4.判断动作：根据巡线传感器的数据和机器人的当前状态，控制器可以决定机器人接下来应该采取的动作。
例如，如果机器人偏离轨道，控制器可以发送信号给执行器，让它们驱动机器人向相反方向转动，使机器人重新回到轨道上。
5.执行动作：执行器根据控制器的信号来驱动机器人进行相应的动作。
例如，如果控制器指示机器人向相反方向转动，执行器会控制机器人的轮子或转向系统进行相应的转动。
巡线机器人
巡线机器人1. 简介巡线机器人是一种用于自动检测和跟踪线路的机器人。
它能够根据预先设定的轨迹沿着线路行进，并通过感应器检测线路上的信号，从而实现自动导航和定位。
巡线机器人广泛应用于工业生产、物流仓储、智能家居等领域，可以大大提高工作效率和减少人力成本。
2. 工作原理巡线机器人主要由以下几个组件组成：•轮子和驱动系统：用于机器人的行进和转向控制，使其能够沿着线路行进。
•感应器：通常采用光电传感器或红外传感器，用于检测线路上的信号。
•控制系统：根据感应器的信号，控制机器人的行进、转向和停止等动作。
•电源系统：提供机器人所需的电力供应。
当巡线机器人开始工作时，它会首先通过感应器检测线路上的信号。
在典型的情况下，巡线机器人会跟踪黑线或者其他颜色对比鲜明的线路。
感应器会收集到的信号传送给控制系统，控制系统会根据信号做出相应的控制动作。
例如，当感应器检测到线路上的信号较强时，控制系统会调节机器人的转向角度，使其维持在线路上行进；当感应器检测到线路的信号较弱或者不存在时，控制系统会使机器人停止行进或者采取其他动作。
3. 应用巡线机器人在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：3.1 工业生产巡线机器人可以用于工业生产线上的物料运输和搬运。
通过预先设定的轨迹，巡线机器人可以自动从仓库中将物料运送到生产线上，提高生产效率和减少人力成本。
在一些特定的生产环境中，巡线机器人还可以通过感应器检测到环境中的障碍物，并及时避开，确保安全生产。
3.2 物流仓储巡线机器人也可以用于物流仓储环境中的货物搬运和库存管理。
通过感应器和控制系统的配合，巡线机器人可以自动导航到指定的货架或货物位置，将货物送到指定的目的地或者完成库存盘点。
这为物流仓储业提供了一种更高效和智能的解决方案。
3.3 智能家居在智能家居领域，巡线机器人可以用于室内环境的清扫和维护。
通过预先设定的轨迹，巡线机器人可以自动在室内行走并清扫地面。
一些高端型号的巡线机器人还可以通过感应器检测到地面的脏污程度，并在需要的时候自动清洗。
乐高机器人的工作原理
乐高机器人的工作原理乐高机器人是一种极具创造力和教育意义的玩具，通过组装积木和编程控制来实现不同的功能。
下面将详细介绍乐高机器人的工作原理，包括它的构成部分、传感器和执行器的作用，以及编程的重要性。
一、构成部分1. 积木：乐高机器人的主要构成部分是乐高积木，这些积木具有标准化的大小和连接接口，可以通过拼插的方式组装成各种形状和结构。
2. 控制器：乐高机器人也需要一个控制器来接收指令并控制机器人的行为。
控制器通常是一个计算机模块，具有处理器和内存等硬件资源，可以运行预先编写好的程序。
二、传感器和执行器1. 传感器：乐高机器人常用的传感器有触摸传感器、声音传感器、光线传感器和陀螺仪传感器等。
这些传感器能够接收外界的信号，并将其转化为机器人能够理解和处理的数据。
2. 执行器：乐高机器人常用的执行器有电动马达和伺服马达等。
执行器可以将控制器发送的指令转化为相应的动作，例如转动轮子、抬起机械臂等。
三、编程的重要性1. 图形化编程：乐高机器人通常使用图形化编程软件，例如乐高EV3软件。
这种编程方式通过拖拽和连接图形化的积木块来实现程序编写，使得编程过程更加直观和易于理解。
2. 逻辑思维：在乐高机器人编程中，需要考虑到各种情况和条件，并编写相应的逻辑来实现预期的功能。
这有助于培养儿童的逻辑思维能力和解决问题的能力。
3. 创造力发展：通过编程控制乐高机器人，儿童可以发挥自己的创造力，设计出各种有趣的机器人和交互式作品。
这有助于培养他们的创造力和创新精神。
4. 实践操作：乐高机器人提供了一个实践操作的平台，儿童可以动手构建和编程机器人，从而将理论知识应用到实际操作中。
这有助于加深对科学、技术、工程和数学等学科的理解和兴趣。
总结：乐高机器人的工作原理包括积木的组装、控制器的运行、传感器的感知和执行器的动作等。
通过编程控制乐高机器人，儿童可以培养逻辑思维能力和创造力，加深对科学和技术的理解和兴趣。
乐高机器人不仅是一种玩具，更是一种教育工具，帮助儿童在玩乐中学习和探索。
机器人巡线任务教学方法探究
机器人巡线任务教学方法探究作者：陈锐来源：《科教导刊·电子版》2019年第22期摘要机器人竞赛中，巡线就是让机器人沿着给定的线路（一般是白底黑线）行驶的过程。
巡线能力是机器人的基本能力，也是难点之一，如何把这部分内容教好？本文以初次参赛的青少年为教学对象，从基本技能培养、巡线方法讲解、实践练习三个方面对如何做好机器人巡线任务教学的方法进行了探究，重点研究了针对中小学生特点的教学流程和训练办法。
提出了在教学中夯实学生的基本技能培训、由浅入深地探究、有针对性地自主练习是完成巡线教学任务的有效方法。
关键词机器人竞赛巡线教学乐高中图分类号：G424 文献标识码：A在机器人竞赛中，巡线就是让机器人沿着给定的线路（一般是白底黑线）行驶的过程。
无论在WER还是乐高系列机器人竞赛中，巡线既可以是一项单独的竞赛内容，同时也是完成其它竞赛任务的基础。
因此，让参赛的学生学会巡线任务是机器人竞赛培训的一项基础内容。
机器人实现巡线的基本原理一般是通过测量机器人的光传感器数值，据此判断机器人与线路的相对位置，再通过一定的算法调整机器人左右马达的动力，从而实现让机器人沿规划线路移动。
机器人的巡线从原理上来说起来并不复杂，但完成这项任务的学生大多是第一次把软件与硬件的结合起来完成任务，第一次从机器的角度思考问题，要让他们理解这里面的逻辑原理，学会用程序自动控制机器人完成巡线任务还是有很大的难度。
要让学生快速准确地掌握机器人巡线技术，我认为在教学过程中要做好以下几点：1夯实学生的基本技能学生的能力发展往往是从简单到复杂，因此在完成巡线任务教学前，要做好学生基本技能的培训。
学生有了一定的基础，在学习巡线任务时就会得心应手。
基本技能主要包括机器人小车的搭建、小车转向的原理、传感器的使用、马达的控制、常用编程语句的使用等方面。
其中，最直观的就是机器人小车的搭建。
在教学过程中可以从小车搭建过程入手，在机器人不断成型过程中，学生的成就感，兴趣会得到逐渐提高。
乐高机器人巡线原理
乐高巡线原理1. 引言本文档旨在介绍乐高的巡线原理，包括其工作原理、传感技术和算法等方面。
通过阅读本文档，您将了解到如何使用乐高进行自动化的路径跟踪任务。
2. 工作原理2.1 系统组成：乐高由主控模块、电源模块、驱动系统以及传感系统等部分组成。
2.2 数据采集：通过光敏元件或红外线传感器获取地面上黑色与白色区域之间的反射率信息。
2.3 控制策略：根据数据采集结果判断当前位置是否偏离预定轨迹，并相应调整车辆行进方向和速度。
3. 主要设备在实现巡线功能时，需要以下几个关键设备：- 光敏元件/红外线传感器: 负责检测地面颜色变化并转换为电信号；- 马达/舵机: 提供足够力量使得车辆能够沿着指定路段移动；- 控制板: 接收来自各种输入装置（例如遥控手柄）发送的指令，并控制执行相应动作。
4. 算法乐高巡线算法主要包括以下几个步骤：- 数据采集：通过传感器获取地面颜色信息。
- 预处理：将原始数据进行滤波和降噪，以提高后续分析的精度。
- 特征提取：根据不同场景选择合适的特征来描述黑白区域之间的边界情况。
- 路径规划与跟踪: 根据当前位置、目标路径和检测到的特征，计算出下一步行进方向并调整车辆速度。
5. 应用案例乐高巡线技术在许多实际应用中得到了广泛使用。
例如：a) 工业自动化生产线上对产品进行定位；b) 智能家居系统中追随移动物体；c) 自主导航无人驾驶汽车等。
6. 法律名词及注释（参考）- 已知错误 (Known Error): 在IT服务管理(ITSM)过程运营期间被确认为是一个问题或故障, 并且已经找到解决办法.- IT基础设施库(Configuration Management Database, CMDB): 用于存储IT基础设施的信息, 包括配置项(CI)和CI之间的关系.7. 结束语本文档涉及附件，请参阅相关附件以获取更详细的信息。
如有任何疑问或需要进一步帮助，请联系我们。
机器人巡线教程PPT课件
5
1、简化的小车循迹编程： （1）确认马达方向 （2）使用光电传感器获取亮度值及定义变量 （3）控制小车左右转 （4）使用if （5）使用while （6）编写控制程序 （7）下载运行程序
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2、完善程序 上一步的程序中，存在一个问题，即： 转弯速度设置太小：车子遇到大弯时转不回来 转弯速度设置太大：车子剧烈抖动
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10
三个光电的基本循迹控制方式
三光电循迹的基本处 理如右图所示。
对于复杂图形的循迹， 程序需要分段操作，对 不同的路口进行判断处 理。
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11
三个光电解决复杂路口情况
对于类似上速图示的路口情况，需要同时通过几个光电的 状态来判断小车该做出的动作。
以第一个图片的直角处理为例：
行走中判断第2个和第3个光电是否检测到黑线→是的 话控制其右转→在右转过程中判断第1个或者第2个光电是 否检测到黑线→停
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情况1
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情况2
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程序
采用上述方法时，车子可以简单走一条没有交叉路口的路 线。
但程序中没有直走的情况，车子在循迹过程中抖的比 较厉害。想要车子走的更好，甚至要走交叉路口等情况， 就要对车子进行进一步处理。
可编辑课件
9
处理复杂路况
对于竞赛类的场地，轨迹的图形形式多样化，这样需要 采用多个光电传感器的方式来解决。以三个光电传感器为 例。
按照图示，偏离黑线时亮度越大，弯越大。假设取小车直 走的值为300，设小车每次检测的值为gray，差值 error=gray-300；速度差sp_err=p*error；
乐高机器人巡线原理84007
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。
二、光感中心与小车转向中心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。
1、前轮驱动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。
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。
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。
巡线机器人的原理
巡线机器人的原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠巡线机器人的原理，这可真是个有趣的玩意儿啊！你想想看，巡线机器人就像是一个特别勤劳的小工人，在它的工作区域里来来回回地忙碌着。
它是怎么做到的呢？其实啊，就靠它那敏锐的“眼睛”和聪明的“大脑”。
它的“眼睛”呢，通常是一些传感器，这些小家伙可厉害了，能精准地识别出线路。
就好像你在人群中一眼就能认出你的好朋友一样。
它能分辨出那细细的线条，然后跟着它走，绝不会跑偏。
这是不是很神奇呢？那它的“大脑”又是怎么工作的呢？这就好比你要去一个陌生的地方，你得先规划好路线吧。
巡线机器人也是这样，它的“大脑”会根据传感器收集到的信息，快速地计算出最佳的行动路径。
它会想：“哎呀，这边走比较好，那边可能有障碍。
”然后就乖乖地沿着线路前进啦。
你说这巡线机器人像不像个小精灵，在它的世界里欢快地蹦跶着？它可不管白天黑夜，不管风吹雨打，都在那里坚守岗位。
而且啊，巡线机器人的用处可大了去了。
比如在一些工厂里，它可以帮忙检查线路是否正常，要是有啥问题，它能第一时间发现，这可比人眼厉害多了吧！在一些危险的环境中，它也能大显身手，不用让人去冒险，多好啊！你说要是没有巡线机器人，那得费多少人力物力去做这些事儿啊？它就像是一个默默奉献的小英雄，不声不响地为我们服务着。
咱再想想，要是巡线机器人能说话，它会不会跟我们抱怨工作太累呀？哈哈，当然不会啦，它可是个勤劳的好孩子呢！它会一直坚守在自己的岗位上，为我们的生活和工作保驾护航。
你说这小小的巡线机器人，是不是有着大大的能量？它用自己的方式，为我们的世界增添了一份便利和安全。
所以啊，我们可得好好感谢这些小家伙呢！它们虽然不会说话，但它们的付出我们都看在眼里呀！怎么样，现在是不是对巡线机器人的原理有了更清楚的认识啦？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
乐高机器人简介
乐高机器人简介乐高机器人，这一充满创意与智慧的玩具，已经成为了现代科技教育领域的璀璨明星。
对于许多孩子和成年人来说，它不仅仅是一堆塑料积木，更是打开未来科技世界大门的钥匙。
乐高机器人通常由乐高积木、电机、传感器、控制器等组件构成。
这些组件可以通过巧妙的组合和编程，实现各种各样复杂而有趣的功能。
乐高积木是乐高机器人的基础构建材料。
它们有着丰富的形状、大小和颜色，能够让使用者发挥无限的想象力，搭建出各种独特的结构。
无论是模仿现实中的物体，还是创造出奇幻的想象之物，乐高积木都能满足你的需求。
电机则为乐高机器人提供了动力。
通过电机的驱动，机器人可以移动、旋转、抓取等。
不同类型和功率的电机，可以实现不同速度和力度的动作。
传感器是乐高机器人感知外部世界的“眼睛”和“耳朵”。
常见的传感器包括触摸传感器、颜色传感器、距离传感器等。
触摸传感器可以检测是否被触碰；颜色传感器能够识别不同的颜色；距离传感器则能测量与物体之间的距离。
这些传感器将收集到的信息传递给控制器，让机器人能够根据外界环境做出相应的反应。
控制器就像是乐高机器人的“大脑”，负责处理传感器传来的信息，并指挥电机等执行器进行工作。
目前，乐高机器人常用的控制器有EV3 等，它们具有简单易用的编程界面，让初学者也能轻松上手。
乐高机器人的魅力不仅在于其硬件组件的多样性，更在于它能够激发人们的创造力和解决问题的能力。
通过搭建和编程乐高机器人，孩子们可以在游戏中学习到数学、物理、工程等多学科的知识。
在教育领域，乐高机器人已经被广泛应用。
学校和培训机构开设了相关的课程和活动，让学生们在团队合作中完成机器人的设计、搭建和编程。
这种实践式的学习方式，不仅提高了学生的动手能力和逻辑思维能力，还培养了他们的团队协作精神和创新意识。
对于成年人来说，乐高机器人也是一种有趣的爱好。
许多科技爱好者和工程师利用乐高机器人来实现自己的创意想法，甚至参加各种机器人竞赛。
在这些竞赛中，参赛者们需要在规定的时间内完成特定的任务，展示自己的机器人的性能和创意。
机器人循光原理流程
机器人循光原理流程一、啥是机器人循光呢？咱先得搞明白机器人循光这个事儿呀。
简单来说呢，就是机器人能够找到光的方向，然后朝着光去行动。
这就像是小昆虫会朝着有光亮的地方飞过去一样，机器人也有这样的本事。
这可不仅仅是为了好玩儿哦，在很多实际的应用场景里都超级有用的。
比如说在一些救援任务当中，如果机器人能够循光找到出口或者找到被困人员所在的有光亮的地方，那可就太厉害啦。
二、机器人的“眼睛”机器人要循光，那得有像眼睛一样的东西呀。
这个“眼睛”呢，其实就是传感器啦。
传感器就像是机器人的小眼睛，能够感知到光线的存在。
有很多种传感器可以用来做这个事儿呢，比如光电传感器。
光电传感器这个小玩意儿可灵敏啦，它能够感受到光线的强度和方向。
就像我们人的眼睛能看到光从哪里来一样，光电传感器可以告诉机器人光在哪个方向。
而且呢，不同类型的光电传感器功能还有点小差别，有些可能对强光更敏感，有些则在弱光环境下也能很好地工作。
三、信号的处理。
当传感器感知到光线之后呢，就会产生信号啦。
但是这个信号可不能就这么直接让机器人行动哦，还得经过处理呢。
这就好比我们听到了一个声音，但是要先在脑袋里想一想这个声音是什么意思才能做出反应。
机器人也是一样的，它会有一个专门处理信号的部分。
这个部分就像是机器人的小脑袋，它会把传感器传来的信号进行分析。
比如说，要判断光线的强度是不是足够强，光线的方向是不是很明确。
如果信号很模糊，那机器人可能就不会乱动，而是会再等一等，等信号更清晰了再行动。
四、行动的决策。
处理好信号之后呢，就到了机器人做决定的时候啦。
它要根据接收到的关于光线的信息，决定自己该怎么动。
如果光线在左边，那机器人可能就会向左转；如果光线在正前方，那机器人就会朝着正前方前进。
这个决策过程可不能马虎呀。
有时候可能还会遇到一些特殊的情况呢，比如说有多个光源，这时候机器人就得想办法判断哪个光源才是它真正要朝着去的。
就像我们在一群小伙伴当中，要找到自己真正要跟着的那个人一样。
《巡线运球机器人的制作与编程导学案》
《巡线运球机器人的制作与编程》导学案一、导学目标：1. 了解巡线机器人的原理和制作过程；2. 掌握巡线机器人的编程方法；3. 能够通过编程让机器人实现巡线和运球的功能。
二、导学内容：1. 巡线机器人的原理和结构；2. 巡线机器人的制作过程；3. 巡线机器人的编程方法；4. 巡线机器人的运球功能实现。
三、导学步骤：第一步：导入请同砚们观看一段巡线机器人的演示视频，了解巡线机器人的基本功能和应用途景。
引导学生思考，巡线机器人是如何通过传感器检测地面黑线并做出相应动作的。
第二步：讲解原理1. 介绍巡线机器人的原理：巡线机器人通过搭载红外线传感器，检测地面上的黑线，从而实现自动跟随线路行驶的功能。
2. 分析巡线机器人的结构：巡线机器人通常由底盘、电机、红外线传感器等部件组成，其中底盘卖力支持和运动，电机驱动轮子转动，红外线传感器用于检测地面黑线。
第三步：制作过程1. 准备材料：底盘、电机、红外线传感器、Arduino控制板、电池等。
2. 组装部件：将电机安装在底盘上，毗连红外线传感器和Arduino控制板，搭建巡线机器人的基本结构。
3. 调试测试：毗连电池，编写简单程序，测试巡线机器人的基本功能。
第四步：编程方法1. 应用Arduino编程软件：介绍Arduino编程软件的基本界面和功能，讲解如何通过编程控制巡线机器人的运动。
2. 编写巡线程序：指导学生编写巡线程序，让机器人能够根据红外线传感器检测到的黑线进行相应的转向和调整。
3. 调试程序：测试编写的巡线程序，不息优化和调整，确保机器人能够稳定地沿着黑线行驶。
第五步：运球功能实现1. 添加运球装置：在巡线机器人上添加运球装置，可以是夹子、吸盘等。
2. 编写运球程序：通过编程控制机器人将球吸取或夹取，并实现将球运送到指定位置的功能。
3. 测试运球功能：测试编写的运球程序，不息调整和优化，确保机器人能够成功运球并完成任务。
四、导学总结：通过本节课的进修，同砚们掌握了巡线机器人的原理和制作方法，了解了巡线机器人的编程技术，同时也学会了通过编程让机器人实现运球功能。
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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。
二、光感中心与小车转向中心
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。
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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。
1、前轮驱动
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。
2、后轮驱动
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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。
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
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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。
四、编程方案
1、单光感巡线
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单光感巡线是巡线任务中最基础的方式，在行进过程中，光感在黑线与白色背景间来回晃动，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
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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色区域，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：
上述程序只适用于停车一次的需要，在实际比赛中需以定点停车、蔽障任务为基点，将巡线赛道划分为若干个小段依次设定程序，或采用两重循环的程序，重复执行巡线→→定点停车任务：
3、双光感巡线
双光感巡线是机器人竞赛中最常见的巡线模式，两个光感分别位于黑线两侧，以夹住黑线的方式行进。
根据两个光感读取的数值不同，可以将光感的探测结果分为左白右黑、左黑右白、双白和双黑四种情况，根据这四种探测结果，分别执行右转、左转、直行和停车四种动作的程序命令。
由于这种方法能让两个电机同时工作，机器人运动的速度较快，同时采取两个光敏监测黑线，精度也有所提高。
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基本思路：使用两重光感分支程序叠加，为四种探测结果设定与之对应的程序反应，形成循环程序结构，参考程序如下图：
4、双光感巡线+独立光感数线
一般而言，一个以巡线为基础的比赛，会在巡线的基础上增加定点停车、识别交叉口、绕开障碍等多项任务，想要准确识别并完成这些任务，需要在掌握上述双光感巡线技术的基础上，以定点停车、蔽障任务为基点，将巡线赛道划分为若干个小段，使用传感器、逻辑判断等方式跳出双光感巡线的循环程序，执行与完成任务相对应的程序，然后重新进行巡线任务。
以双光感巡线+独立光感数线的模式为例，在双光感巡线的基础上，在其中一个光感的外侧再放置一个光感。
由于使用双光感巡线，标记行进路线的黑线将始终位于前两个光感之间，因而第三个光感探测到黑线只会是两种情况——抵达停车地点或巡线路线交叉处，于是以第三个光感探测到黑线作为结束循环的条件进行编程，参考程序如下：
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注：由于光感放置位置的原因，使得第三个光感判黑的时候，前两个光感探头必然同时处于黑线上或十分接近，完全能以第三个光感判黑代替前两个光感同时判黑的情况，因此在巡线循环部分将双光感判黑的一个分支跳过不予编程。
五、延展
上述内容为巡线任务的基础知识，仅根据光感的探测做出反应，简单地将光感探测中心与小车转向中心重合（将小车视为一个仅有重量没有体积的质点），可完成一些线路有弧度的平滑路线，对于较难的巡线弯道，如直角弯、“V”字形弯道等特殊线路，则必须考虑转向中心和探测中心的区别，需要特殊对待。
一般而言，在探测到此类弯道之后，需要先精确控制小车运行时间，将小车的转向中心移动到弯道的中心（如“V”字形弯道的定点），此时光感全部脱离黑线，再原地转动车身，当负责夹住黑线行进的光感重新探测到黑线时，则小车已完成转弯任务并回到循迹路线，然后继续执行巡线任务。
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以上内容仅为本人的一些经验粗略总结，如有不当之处，敬请大家指正，希望能起到抛砖引玉的作用。
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