Vaatame lihtsamat algoritmi, kuidas liikuda mööda musta joont EV3 ühe värvisensori peal.
See algoritm on kõige aeglasem, kuid kõige stabiilsem.
Robot ei liigu rangelt mööda musta joont, vaid mööda oma piiri, pöörates vasakule, seejärel paremale ja liikudes järk -järgult edasi.
Algoritm on väga lihtne: kui andur näeb musta, siis pöörleb robot ühes suunas, kui valge - teises.
Rakendamine Lego Mindstorms EV3 keskkonnas
Mõlemas liikumisplokis valime režiimi "lubamine". Seadsime lüliti värvisensorile - mõõtmine - värv. Ära unusta alt muuta „pole värvi“ valgeks. Samuti on vaja kõik pordid õigesti määrata.
Ärge unustage tsükli lisamist, robot ei lähe ilma selleta kuhugi.
Vaata järgi. Parimate tulemuste saamiseks proovige muuta rooli- ja võimsusseadeid.
Liikumine kahe anduriga:
Te teate juba ühe anduri abil roboti mustal joonel liikumise algoritmi. Täna kaalume liikumist mööda joont, kasutades kahte värvisensorit.
Andurid tuleb paigaldada nii, et nende vahel oleks must joon. 
Algoritm saab olema järgmine:
Kui mõlemad andurid näevad valget, liigume edasi;
Kui üks anduritest näeb valget ja teine musta, pöörake musta poole;
Kui mõlemad andurid näevad musta, oleme ristmikul (näiteks peatume).
Algoritmi rakendamiseks peame jälgima mõlema anduri näitu ja alles seejärel seadistama liikumise robotile. Selleks kasutame teise lülitisse pesastatud lüliteid. Seega küsitleme kõigepealt esimest andurit ja seejärel, olenemata esimese näidust, küsitleme teist andurit ja seame seejärel toimingu.
Ühendame vasaku anduri pordiga nr 1, parema portiga nr 4.
Programm koos kommentaaridega:
Ärge unustage, et käivitame mootorid režiimis "Sees", et need töötaksid andurite näitude põhjal nii kaua kui vaja. Samuti unustavad nad sageli silmuse vajaduse - ilma selleta lõpeb programm kohe.
http://studrobots.ru/
Sama programm NXT mudeli jaoks:
Uurige liikumisprogrammi. Programmeerige robot. Edasine mudeli testimise video
Töö tekst on paigutatud ilma piltide ja valemiteta.
Teose täisversioon on PDF -vormingus saadaval vahekaardil "Tööfailid"
Lego Mindstorms EV3 ehituskomplekt
Programmi loomine ja kalibreerimine
Järeldus
Kirjandus
1. Sissejuhatus.
Robootika on teaduse ja tehnoloogia arengu üks olulisemaid valdkondi, milles mehaanika ja uute tehnoloogiate probleemid puutuvad kokku tehisintellekti probleemidega.
Viimastel aastatel on tehtud edusamme robootikas ja automatiseeritud süsteemid on muutnud meie elu isiklikke ja ärivaldkondi. Roboteid kasutatakse laialdaselt transpordis, Maa- ja kosmoseuuringutes, kirurgias, sõjatööstuses, laboriuuringutes, julgeoleku valdkonnas, tööstuskaupade ja tarbekaupade masstootmises. Roboteid võib pidada ka paljudest seadmetest, mis teevad otsuseid anduritelt saadud andmete põhjal - sellised on näiteks liftid, ilma milleta pole meie elu juba mõeldav.
Mindstorms EV3 Constructor kutsub meid sisenema robotite põnevasse maailma, sukelduma infotehnoloogia keerulisse keskkonda.
Eesmärk: Õpi programmeerima roboti liikumist sirgjooneliselt.
Tutvuge Mindstorms EV3 konstruktori ja selle programmeerimiskeskkonnaga.
Kirjutage programmid roboti liikumiseks sirgjooneliselt 30 cm, 1 m 30 cm ja 2 m 17 cm.
Mindstorms EV3 konstruktor.
Konstruktsioonikomplekti osad - 601 tk., Servomootor - 3 tk., Värviandur, puutetundlik liikumisandur, infrapuna andur ja puuteandur. EV3 mikroprotsessoriplokk on LEGO Mindstorms konstruktori aju.
Roboti liikumise eest vastutab suur servomootor, mis on ühendatud EV3 mikroarvutiga ja paneb roboti liikuma: liikuma ette ja taha, pöörama ja sõitma mööda antud trajektoori. Sellel servomootoril on sisseehitatud pöörlemisandur, mis võimaldab väga täpselt juhtida roboti liikumist ja selle kiirust.
Saate sundida robotit toimingut tegema, kasutades arvutiprogramm EV3. Programm koosneb erinevatest juhtseadmetest. Töötame liikumisplokiga.
Liikumisplokk juhib roboti mootoreid, lülitab selle sisse, lülitab selle välja, paneb selle tööle vastavalt määratud ülesannetele. Liikumist saate programmeerida teatud arvu pöörete või kraadide jaoks.
Ettevalmistav etapp.
Tehnilise valdkonna loomine.
Roboti töövaldkonnas rakendame elektrilindi ja joonlaua abil märgistuse, loome kolm 30 cm pikkust joont - roheline joon, 1 m 15 cm - punane joon ja 2 m 17 cm - must joon .
Vajalikud arvutused:
Robotiratta läbimõõt on 5 cm 7 mm = 5,7 cm.
Robotiratta üks pööre võrdub ümbermõõduga läbimõõduga 5,7 cm. Ümbermõõt leitakse valemiga
Kus r on ratta raadius, d on läbimõõt, π = 3,14
l = 5,7 * 3,14 = 17,898 = 17,9.
Need. ühe ratta pöördega läbib robot 17,9 cm.
Arvutame sõitmiseks vajalike pöörete arvu:
N = 30: 17,9 = 1,68.
1 m 30 cm = 130 cm
N = 130: 17,9 = 7,26.
2 m 17 cm = 217 cm.
N = 217: 17,9 = 12,12.
Programmi loomine ja kalibreerimine.
Loome programmi vastavalt järgmisele algoritmile:
Algoritm:
Valige Mindstorms EV3 tarkvaras liikumisplokk.
Lülitage mõlemad mootorid ettenähtud suunas sisse.
Oodake, kuni ühe mootori pöörlemissensori väärtus muutub määratud väärtusele.
Lülitage mootorid välja.
Laadime valmis programmi roboti juhtseadmesse. Paneme roboti põllule ja vajutame käivitusnuppu. EV3 sõidab üle põllu ja peatub seatud rea lõpus. Kuid täpse viimistluse saavutamiseks on vaja kalibreerida, kuna liikumist mõjutavad välised tegurid.
Väli on paigaldatud õpilaslaudadele, seega on võimalik pinna kerge kõrvalekaldumine.
Põllu pind on sile, seega on võimalik roboti rataste halb haardumine põlluga.
Pöörete arvu arvutamisel pidime arvud ümardama ja seetõttu saavutasime pöörete sajandiku muutmisega vajaliku tulemuse.
5. Järeldus.
Keerukamate programmide loomiseks tuleb kasuks, kui õppida robotit sirgjooneliselt liikuma programmeerima. Kõik liikumissuurused on reeglina märgitud robootikavõistluste lähteülesandes. Need on vajalikud selleks, et programmi ei koormataks loogiliste tingimuste, tsüklite ja muude keerukate juhtplokkidega.
Lego Mindstorms EV3 robotiga tutvumise järgmisel etapil peate õppima, kuidas programmeerida pöördeid teatud nurga all, ringis liikumist, spiraale.
Konstruktoriga on väga huvitav koostööd teha. Lisateavet selle võimaluste kohta saate lahendada kõik tehnilised probleemid. Ja tulevikus looge ehk oma huvitavad mudelid robot Lego Mindstorms EV3.
Kirjandus.
D. Koposov "Esimene samm robootikasse 5.-6. Klassile". - M.: Binom. Teadmistelabor, 2012 - 286 lk.
Filippov S. A. "Robootika lastele ja vanematele" - "Teadus" 2010.
Interneti ressursid
http: // lego. rkc-74.ru/
http://www.9151394.ru/projects/lego/lego6/beliovskaya/
http: // www. lego. com / education /
See ülesanne on klassikaline, kontseptuaalselt lihtne, seda saab lahendada mitu korda ja iga kord avastate enda jaoks midagi uut.
Rida järgiva probleemi lahendamiseks on palju lähenemisviise. Ühe neist valik sõltub roboti konkreetsest konstruktsioonist, andurite arvust, nende asukohast rataste ja üksteise suhtes.
Meie näites analüüsime kolme robotite näidet, mis põhinevad baaskoolitusmudelil Robot Educator.
Alustuseks paneme kokku koolitusroboti Robot Educator põhimudeli, mille jaoks saate kasutada juhiseid tarkvara MINDSTORMS EV3.
Näideteks vajame ka EV3 heledate värvide andureid. Need valgusandurid, nagu teisedki, sobivad meie ülesandeks kõige paremini, nendega töötades ei pea me muretsema ümbritseva valguse intensiivsuse pärast. Selle anduri puhul kasutame programmides peegeldunud valguse režiimi, milles hinnatakse anduri punase taustvalgustuse peegeldunud valguse hulka. Anduri näitude piirid on vastavalt 0-100 ühikut, "peegelduseta" ja "täielik peegeldus".
Näiteks analüüsime kolme näidet programmidest, kuidas liikuda mööda musta trajektoori tasasel heledal taustal:
· Üks andur, P regulaatoriga.
· Üks andur, arvuti kontrolleriga.
· Kaks andurit.
Valgusandur on paigaldatud mudeli mugavalt asetsevale talale.
Algoritmi töö põhineb asjaolul, et sõltuvalt kattumise astmest, anduri taustvalgustuse valgusvihust musta joonega, varieeruvad anduri tagastatud näidud gradiendiga. Robot hoiab valgussensori positsiooni piiril must joon... Valgusanduri sisendandmeid teisendades genereerib juhtimissüsteem roboti pöörlemiskiiruse väärtuse.
Kuna reaalsel trajektooril genereerib andur väärtusi kogu oma tööpiirkonnas (0-100), siis väärtus, mille poole robot püüab, on 50. Sellisel juhul moodustatakse pöörlemisfunktsioonidele edastatud väärtused vahemik -50 - 50, kuid nendest väärtustest ei piisa trajektoori järsuks pööramiseks. Seetõttu tuleks valikut laiendada poolteist korda kuni -75-75.
Selle tulemusena on programmis kalkulaatori funktsioon lihtne proportsionaalne kontroller. Kelle funktsioon ( (a-50) * 1.5 ) genereerib valgusanduri tööpiirkonnas pöörlemisväärtused vastavalt graafikule:
See näide põhineb samal konstruktsioonil.
Võib -olla olete märganud, et eelmises näites kõigutas robot liigselt, mis ei võimaldanud tal piisavalt kiirendada. Nüüd proovime seda olukorda veidi parandada.
Lisame oma proportsionaalsele kontrollerile ka lihtsa kuupkontrolleri, mis lisab kontrolleri funktsioonidele paindlikkust. See vähendab roboti õõtsumist trajektoori soovitud piiri lähedal ja teeb tugevamaid tõmblusi sellest suurel kaugusel.
Kerge ehituse üks põhiliigutusi on musta joone järgimine.
Programmi loomise üldist teooriat ja konkreetseid näiteid kirjeldatakse veebisaidil wroboto.ru
Kirjeldan, kuidas me seda EV3 keskkonnas rakendame, kuna on erinevusi.
Esimene asi, mida robot peab teadma, on must -valge piiril asuva "ideaalse punkti" väärtus.
Punase punkti asukoht joonisel vastab täpselt sellele positsioonile.
Ideaalne arvutusvõimalus on mõõta mustvalge väärtust ja võtta aritmeetiline keskmine.
Seda saab teha käsitsi. Kuid puudused on kohe nähtavad: isegi lühikese aja jooksul võib valgustus muutuda ja arvutatud väärtus osutub valeks.
Niisiis, saate panna robot seda tegema.
Katsete abil saime teada, et nii musta kui ka valget pole vaja mõõta. Mõõta saab ainult valget. Ideaalne punktiväärtus arvutatakse valge väärtusega jagatuna 1,2 (1,15), sõltuvalt musta joone laiusest ja roboti kiirusest.
Arvutatud väärtus tuleb kirjutada muutujale, et sellele hiljem juurde pääseda.
Ideaalse punkti arvutamine
Järgmine liikumisega seotud parameeter on roolimissuhe. Mida suurem see on, seda teravamalt reageerib robot valgustuse muutustele. Kuid liiga kõrge väärtus paneb roboti värisema. Väärtus valitakse iga roboti disaini jaoks eksperimentaalselt individuaalselt.
Viimane parameeter on mootorite baasvõimsus. See mõjutab roboti liikumiskiirust. Liikumiskiiruse suurenemine toob kaasa roboti reageerimisaja pikenemise valgustuse muutustele, mis võib viia trajektoorilt kõrvalekaldumiseni. Väärtus valitakse ka eksperimentaalselt.
Mugavuse huvides saab need parameetrid ka muutujatele kirjutada.
Roolisuhe ja baasvõimsus
Mustal joonel liikumise loogika on järgmine: mõõdetakse kõrvalekallet ideaalpunktist. Mida suurem see on, seda tugevam peaks robot püüdma selle juurde naasta.
Selleks arvutame kaks numbrit - iga mootori B ja C võimsuse väärtus eraldi.
Valemite kujul näeb see välja selline:
Kus Isens on valgusanduri näitude väärtus.
Lõpuks rakendamine EV3 -s. Kõige mugavam on see korraldada eraldi plokina.
Algoritmi rakendamine
Just selline algoritm rakendati keskklassi WRO 2015 robotis
Piltide, kunstiteoste ja slaididega esitluse vaatamiseks laadige selle fail alla ja avage see PowerPointis oma arvutis.
Esitluse slaidide teksti sisu: "Musta värvi joonega liikumise algoritm ühe värvisensoriga" Ring "Robootika" õpetajal Yezidi Ahmed Elievichi ees MBU DO "Shelkovskaya CTT" Mustal joonel liikumise algoritmi uurimiseks kasutati ühe värvisensoriga robot Lego Mindstorms EV3 Kasutatakse värvisensorit Värvisensor eristab 7 värvi ja saab määrata värvi puudumise. Sarnaselt NXT -ga võib see toimida valgussensorina.Robotite võistlusväli "S Line" Kavandatud "S" rada võimaldab teha loodud robotite jaoks veel ühe huvitava testi kiiruse ja reageerimise osas. Mõelge kõige lihtsamale algoritmile EV3 ühe värvisensori musta joonega liikumiseks. See algoritm on kõige aeglasem, kuid kõige stabiilsem. Robot ei liigu rangelt mööda musta joont, vaid mööda oma piiri, pöörates vasakule ja paremale ning järk -järgult edasi liikudes. Algoritm on väga lihtne.: kui andur näeb musta, siis pöörleb robot ühes suunas, kui valge - teises. Joonte jälgimine kahekordse anduriga põrkunud heledusrežiimis Mõnikord ei pruugi värviandur piisavalt hästi eristada musta ja valget. Selle probleemi lahendus on kasutada andurit mitte värvide tuvastamise režiimis, vaid peegeldunud valguse heleduse tuvastamise režiimis. Selles režiimis, teades anduri väärtusi pimedal ja heledal pinnal, saame iseseisvalt öelda, mida loetakse valgeks ja mis mustaks. Nüüd määratleme heleduse väärtused valgel ja mustal pinnal. Selleks otsige menüüst EV3 Brick üles vahekaart Telliskivirakendused. Nüüd olete sadamavaatajas ja näete kõigi andurite praeguseid näiteid. meie andurid peaksid helendama punaselt, mis tähendab, et nad on peegeldunud valguse heledusrežiimis. Kui need säravad siniselt - vajutage soovitud pordi sadamavaate aknas keskset nuppu ja valige režiim COL -REFLECT. Nüüd asetame roboti nii, et mõlemad andurid paiknevad valge pinna kohal. Vaatame numbreid sadamates 1 ja 4. Meie puhul on väärtused vastavalt 66 ja 71. Need on andurite valged väärtused. Nüüd asetame roboti nii, et andurid asuvad musta pinna kohal. Vaatame uuesti portide 1 ja 4 väärtusi, meil on vastavalt 5 ja 6. Need on musta tähendused. Järgmisena muudame eelmist programmi. Nimelt muudame lülitite seadeid. Niikaua kui neile on paigaldatud värviandur -> mõõtmine -> värv. Peame seadma värvisensori -> Võrdlus -> Peegeldunud valguse intensiivsus Nüüd peame määrama "võrdlustüübi" ja "läviväärtuse". Läviväärtus on mõne "halli" väärtus, väärtused, millest allpool peame mustaks, ja rohkem - valge. Esmaseks lähendamiseks on mugav kasutada iga anduri puhul valge ja musta vahelist keskmist. Seega on esimese anduri (port # 1) läviväärtus (66 + 5) /2=35,5. Ümardame kuni 35. Teise anduri (port # 4) läviväärtus: (71 + 6) / 2 = 38,5. Ümardame kuni 38. Nüüd seadistame need väärtused vastavalt igale lülitile. See on kõik, liigutustega plokid jäävad oma kohtadesse muutusteta, sest kui paneme märgi „<», то все, что сверху (под галочкой) будет считаться черным, а снизу (под крестиком) – белым, как и было в предыдущей программе.Старайтесь ставить датчики так, чтобы разница между белым и черным была как можно больше. Если разница меньше 30 - ставьте датчики ниже.
Это было краткое руководство по программированию робота Lego ev3, для движения по черной линии, с одним и двумя датчиками цвета
