非标准武术擂台机器人的设计思想——灰度传感器的使用

灰度传感器的使用

上篇给大家介绍了非标机器人设计思想的机械设计部分，没有看的同学能够点击
机械设计思想 前去查看。

在大学里做过几次非标组别的机器人，看着机器人依照自己的思想在擂台上运动，非常有成就感。出于对机器人的热爱，后来在淘宝上开了一家网店。专卖自己设计的机器人配件，于是认识非常多全国各地高校机器人领域的朋友，有非常多同学聊天第一句话就是要我比赛时的程序，个人认为我的程序写的非常水，也往群文件中上传了。我对这些同学都说了相同话，非标机器人之间差异非常大，机械上设计的不一样。传感器布局上的不一样，都会导致程序的不同。个人认为盲目的看别人的程序会扰乱自己的思维，依照自己的想法去做，才干锻炼自己的思维。有非常多同学购买了我们的产品，在这里对支持KXCT的同学说一声谢谢。

在交流的过程中我发现各个高校实验室上届对下届知识的传承做的不是太好。好多新手来找我讨论该怎么做，说自己学长考研去了或者找工作去了，那实验室每一年都是反复而不能有太大的进步。希望大家做完比赛了写一个说明文档。把自己的研究成果留给后来人做參考。鉴于广大同学的情况。我在这里分享下我做非标时简单的设计思想，以抛砖引玉。

今天主要讲讲灰度传感器的使用。



一、传感器的了解

非标经常使用检測擂台边缘的传感器常见有两种，例如以下：



1、漫反射红外接近开关



2、灰度传感器

两者有什么优缺点呢？

①漫反射红外接近开关

长处：有效检測距离长，通过调节固定的角度能够在机器人没有达到擂台边缘前。提前检測到擂台边缘。

缺点：体积大，怕反光，怕黑色，假设对手是黑色或者反光，非常easy误推断擂台边缘，造成不攻自破的结果。

②灰度传感器

长处：体积小，能够通过推断擂台的颜色得出机器人距离擂台边缘的距离，固定在机器人底部。碰到反光对手不会误判擂台边缘

缺点：有效检測距离比較短

无论用哪个类型的传感器控制思想是几乎相同的。以灰度传感器为例

灰度传感器又分数字灰度和模拟灰度两种，差别例如以下

①模拟灰度传感器能够实时的检測机器人下方擂台的颜色，单片机依据读取的AD值进行分段处理。从而能够推断出机器人在什么位置。

单片机必须有相关的程序配置和处理。

②数字灰度传感器仅仅能返回两个状态，到达或者没到达，判定标准通过电位器调节。

单片机仅仅需读取IO状态就可以，程序编写简单。

能够看出，用1个模拟传感器就能够推断机器人在擂台上的位置，可是无法推断机器人走向与擂台边缘的角度。这个角度会影响到机器人遇到擂台边缘返回擂台中心的路径。假设用数字传感器就能够解决问题，可是必须得用多个才干推断出来。

二、传感器的固定

使用数字灰度的同学非常多这样固定的传感器



这样的固定方式能够推断出机器人的走向与擂台边缘的角度关系，可是假设想再细化点控制都不太好做到，比方以下这样的场景



上图是擂台的图纸，我把它简单的划分成AB两个区域，在A区域里机器人能够可劲的造。想怎么折腾就怎么折腾。我们叫做安全区。在B区域里就要悠着点啦，要分碰到对手的时候和没有检測到对手的时候两种情况。无论是哪一种都不能掉以轻心，我们叫做雷区。那四角的传感器固定法就不太好识别这样的情况了，建议在机器人最中间加一个灰度传感器。

三、机器人与擂台边缘的几种关系

我画了几幅图作为演示样例，先给大家说下图例，以下这个是我画的机器人的模型，设计上前后是对称的也就是不分前后，白色①②③④代表的是灰度传感器固定的位置，为了描写叙述理解，我们约定当中①②的一側为机器人的前部，那么③④也就是机器人的后部了



机器人模型

机器人的走向与擂台边缘的夹角能够说是随机的。不太easy控制，当中几个比較有代表性的可能性例如以下



上图总共画出了ABCD四种机器人与擂台边缘的情况，当中A和D不是同一种哦。由于机器人是前后对称的，所以A情况又能够分为前部（①②面）靠近擂台边缘和后部（③④面）靠近擂台边缘两种情况。可是程序的处理方法却能够一样。B情况能够分为①②、③④、①④、②③靠近擂台角落的情况。

C情况能够分为①、②、③、④先检測到擂台边缘。D情况能够分为①④、②③两种情况。我们能够发现，机器人和擂台边缘的情况有非常多种。略微考虑少一种都会出现漏洞，这个时候就凸显前后对称和左右对称设计的优势了，情况处理上的工作直接降低一半。在实际调试中发现。出现以上几种情况的概率确实不是太高，所以我们还须要设计机器人在擂台上的路径（在没有遇到敌方的时候），路径有非常多种控制方法，在这里举两个样例简单说明下原理。

请看下图





上面两幅图上的红色细线代表机器人的行走路线（没有遇到敌方的时候）。能够选择让机器人顺时针或者逆时针依次行走四条红线，行走路径的半径能够通过控制两側轮子的差速进行调整，保证一圈下来机器人能够把擂台表明检測一遍，这样就能够大大的添加我之前说的那几种机器人与擂台边缘的情况的可能性。当遇到地方的时候中断这样的巡台路线，进行攻击，攻击策略之后会专门解说，消灭敌方后，机器人会逐渐恢复之前的巡台路线。大家能够尝试下其它的巡台路径。能够把实验结果在下方评论分享给大家。

至此传感器篇解说的几乎相同了，可能描写叙述的不是太具体。当然我讲的仅仅是演示样例原理，还须要大家进行实际调试，欢迎大家评论。

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