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灭火机器人设计方案.doc

上传人:bodkd 2020/11/6 文件大小:180 KB

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灭火机器人设计方案.doc

文档介绍

文档介绍:灭火机器人共享方案
内容摘要:机器人灭火是中小学机器人比赛的常规项目,怎样提高灭火机器人的速度与稳定性是需要重点解决的课题。丹城中学机器人实验室经过2个多月近千次的调试,研制成功灭火机器人“小百龙一号”,实现了比较先进的“无火不进房间”算法。现作粗略介绍,与行内同仁共同探讨和提高。
关 键 词: 机器人 灭火
一、基本概况
机器人灭火是中小学机器人比赛的常规项目,怎样提高机器人的灭火速度与稳定性是需要重点解决的课题。从整个宁波市情况看,宁波市中小学机器人项目起晚,水平不是很高。但宋诏桥小学灭火项目实力很强,在2005年的全国比赛中以较大的优势夺取了冠军。其1、2、、,可以说速度惊人,其他学校则实力一般。总体来讲,只要能在3分钟时间内成功灭火,就有望在市内获将。丹城中学机器人实验室自2005年9月份组建以来,经过2个月的奋战,终于研制成功灭火机制人“小白龙一号”,实现了比较先进的“无火不进房间”算法。该机器人在发挥稳定的情况下(没有加电压),1、2、3、、、。虽然这个成绩和国内的一流水平还有一定差距,但也不乏有一些成功的算法。
二、常用算法介绍
1)溜边法
就是靠墙走,包括左手法则和右手法则,这是最基本的机器人灭火走迷宫算法,是其他算法的基础。但仅仅使用简单的左手法则或右手法则只能完成小学组比赛,初中组由于要灭4个房间的火并且还要回家,高中组还要完成搜救任务,所以需要组合应用左右手法则。该方法编程简单但速度较慢,适合初学者使用,多见于县、市级比赛。
2)固定线路走法
该方法组合应用走直线和走弧线两种基本方法,容易受电池电量和地面粗糙程度等因素的影响,算法的稳定性低,使用的人较少。
3)一技必杀法
网络上人称失传多年的“一招致胜”算法,该算法的要点是在出发点就查找火焰在哪个房间,直接向需要灭火的房间前进。由于该算法没有任何加分系数,并且对场地的要求高,所以使用的人很少。
4)无火不进房间
该方法的要点是在房间的门口看一下,如果房间内有火,则进去灭火,否则去其他房间寻找火焰,比简单使用左右手法则速度要快很多。该算法实际上是左手法则、右手法则、固定线路法的综合应用,实现起来比较难,是目前国内的主流算法,多见于省级和国家级比赛。
5)***算法
常见的***算法是先编写好不同房间的灭火程序,抽签得到房间号后用声控、按钮、遥控等方法控制使用哪个子程序。该方法属于歪门邪道,没有研究价值。
参考以上算法,本实验室化了两个多月时间,调试近千次,终于实现了1-2-3-4号房间的无火不进房间算法,现对其中比较成功的部分向大家作一简单介绍。至于规则,由于篇幅所限,请大家自己到网络上去搜索。本校使用的机器人基本组件由纳英特公司提供。
三、丹城中学灭火机器人方案介绍
一)场地
机器人灭火竞赛场地平面示意图如下所示(单位:cm)
其中“H”为出发点,角落的是火焰,墙中间的是家具。
传感器接法
本机器人使用下列传感器接法,以实现左右法则的使用。
左红外避障传感器接数字15口,
左45度角红外避障传感器接数字10口,
右红外避障传感器接数字14口,
右左45度角红外避障传感器接数字8口,
前红外避障传感器接数字9口,
声控传感器接模拟2口,
左火焰传感器接模拟3口,
右火焰传感器接模拟4口,
前地面灰度传感器接模拟5口,
后地面灰度传感器接模拟6口。
在门口看火焰
总体算法
走左手去1号房间

有火
在门口看火焰

灭火
无火
后退,走右手去2号房间
有火
无火
在门口看火焰
灭火
无火
转身,走左手去3号房间
回家

无火 有火
灭火
回家
无火
转身,走右手数秒,然后走夹道到4号房间墙壁,再走右手去4号房间,灭火,回家。
回家
白线检测
本校对纳英特技术人员在网站上提供的算法做了较大改进,使用一前一后两个灰度传感器,测试上千次无一失手,可靠性大大提高,现介绍如下: