机器人传感器的应用与技巧

### 机器人传感器的应用与技巧 #### 1. 触摸传感器的应用 在使用触摸传感器开发解决任务的程序时，需要注意以下几个重要因素： - **机器人的整体设计**：轮距如何？转弯半径是多少？需要注意哪些附件？触摸传感器将放置在何处？ - **途中的障碍物**：障碍物是高还是矮？如果错过触摸障碍物会发生什么？ - **后续动作**：触摸障碍物后是否有多个转弯方向？如何确定转向哪个方向？是否有足够的空间让机器人绕过障碍物，或者是否有其他障碍物阻挡（例如迷宫）？ ##### 1.1 机器人对齐 可以利用挑战中的边界墙来对齐机器人，确保其相对于比赛场地的位置。先使用线条来确定机器人在桌面上的方位，然后利用桌子边界将机器人与任务对齐。结合这两种技术，能让机器人在挑战中稳定得分。 要将机器人与比赛场地上的线条对齐需要两个光传感器，同样，要将机器人与边界墙对齐也需要两个触摸传感器。常见的配置如下： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px A([机器人]):::startend --> B(触摸传感器1):::process A --> C(触摸传感器2):::process ``` ##### 1.2 有限状态机 一种使用触摸传感器对齐机器人的方法是将它们向后安装，彼此平行并与机器人的方向平行。这会引入“有限状态机”的概念。 有限状态机是一种在给定时间存储某物状态的设备，它可以根据输入改变状态，或针对任何给定的变化产生动作或输出。它具有有限数量的可能状态。 例如，假设有一个读取长纸条的设备，纸条上每英寸印有一个字母（a 或 b）。状态机读取每个字母时会改变状态，如下所示： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px S(状态 S):::process -->|读取 a| Q(状态 Q):::process S -->|读取 b| S Q -->|读取 a| Q Q -->|读取 b| S ``` 可以使用有限状态机来展示如何使用两个触摸传感器对机器人进行对齐编码。下面是使用两个触摸传感器驱动的状态转换图： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px A(初始状态):::process -->|无传感器按下| B(向后直移):::process A -->|一个传感器按下| C(向未按下侧增加动力向后移动):::process A -->|两个传感器按下| D(结束状态，进入程序下一部分):::process B -->|无传感器按下| B B -->|一个传感器按下| C B -->|两个传感器按下| D C -->|无传感器按下| B C -->|一个传感器按下| C C -->|两个传感器按下| D ``` ##### 1.3 NXT - G 中的对齐程序 在 NXT - G 中，一种使用触摸传感器对齐机器人的方法是编写代码，让机器人一直向后移动，直到两个触摸传感器都被按下。在结束循环之前，逻辑循环会检查触摸传感器 1 和触摸传感器 2 是否都被按下，然后停止电机。示例代码如下： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px A([开始]):::startend --> B(向后移动):::process B --> C{触摸传感器 1 按下?}:::decision C -->|否| B C -->|是| D{触摸传感器 2 按下?}:::decision D -->|否| B D -->|是| E(停止电机):::process E --> F([结束]):::startend ``` ##### 1.4 远程 NXT 橙色按钮 在 FLL 比赛中，只有 2.5 分钟来完成尽可能多的任务。如果在开始的三到五秒内为 NXT 顶部的橙色和灰色按钮而手忙脚乱，就会浪费宝贵的时间。可以使用触摸传感器作为任务的起点。 具体操作步骤如下： 1. 将包含特定代码（等待触摸释放以启动程序）的 MyBlock 放在任务程序的开头。 2. 在比赛开始时钟启动时，对齐机器人。 3. 准备好后，告知裁判可以开始比赛。 4. 按下并按住触摸传感器，直到准备好让机器人出发。 5. 释