黑線垂直定位的分析與思考

諶霖燁

自從加入學校機器人代表隊后，我便愛上了FLL工程挑戰賽。在平常的訓練與集訓中，我發現FLL工程挑戰賽中的機器人在完成任務時，需在黑線的地方定位，從而盡可能減小誤差，修正機器人的位置，提高機器人的穩定性，確保順利完成設定的任務。

黑線定位時由于初始位置的不確定性，很難確保機器人修正參數達到理想的結果。所以我決定對機器人黑線垂直定位做進一步的分析，徹底解決這個難題。

一、任務要求

機器人利用1號和4號顏色傳感器做出判斷，不管初始位置與黑線相距多遠，機器人運行到黑線時，必須保證與黑線垂直，以減小誤差，修正參數，確保后面的任務順利完成。

二、原理分析

機器人運用顏色傳感器的反射光進行自動判斷：當1號顏色傳感器檢測到黑線時，B馬達不動，C馬達轉動；當4號顏色傳感器檢測到黑線時，機器人停止運行并保持與黑線垂直。當4號顏色傳感器檢測到黑線時，C馬達不動，B馬達轉動；當1號顏色傳感器檢測到黑線時，機器人停止運行并保持與黑線垂直。當1、4號顏色傳感器同時檢測到黑線時，機器人停止運行并保持與黑線垂直。

三、機器人實際運行狀態

機器人在實際運行時，如果與黑線的角度不大時，可以被修正；如果與黑線的角度偏大時很難做到垂直。為什么會出現此類情況？

我利用業余時間查找資料，及時與指導老師進行交流。既然無法解決硬件問題，唯一的方法就是在程序上想辦法。

四、程序改進

原有的程序雖然也能讓機器人自動判斷，但過于簡單，很難達到要求。能不能利用變量？

1.首先用程序重置B、C馬達，并設定以下三個變量（panduan、dianji、guanggan）來打開馬達與顏色傳感器的端口和跳出循環。其中dianji2和dianji3對應B、C馬達。

2.利用兩個循環、兩個切換實現自動判斷

（1）機器人運行時，首先1號顏色傳感器進行測光，如果光值小于設定的15，同時程序切換到4號顏色傳感器進行測光，如果光值小于15，說明1號和4號顏色傳感器都檢測到黑線，這時判斷成立，跳出循環并指定顏色傳感器的端口為4，馬達的端口為0（馬達不打開）。然后運行后面的程序，馬達沒有打開所以不運行，4號顏色傳感器光值小于20，跳出循環，關閉B、C馬達，程序停止運行。

如果光值大于15，這時判斷成立，跳出循環并指定顏色傳感器的端口為4，馬達的端口為C馬達，運行后面的程序，C馬達以28%的功率工作。4號顏色傳感器光值小于20時，跳出循環，關閉B、C馬達，保證機器人與黑線垂直。

（2）機器人運行時，首先1號顏色傳感器進行測光，如果光值大于15，同時程序切換到4號顏色傳感器進行測光，如果光值大于15，機器人以15%的功率前進。

如果光值小于15，這時判斷成立，跳出循環并指定顏色傳感器的端口為1，馬達的端口為B馬達，然后運行后面的程序，B馬達以28%的功率工作。1號顏色傳感器光值小于20，跳出循環，關閉B、C馬達，程序停止運行，保證機器人與黑線垂直。

3.完整的黑線垂直程序，見下圖

4.測試

用完整的程序測試時，不管機器人與黑線角度的大小如何，都能垂直定位，問題最終得到完美解決。（指導老師：諶躍飛）endprint