交互式实验 智能机器人.docx
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交互式实验智能机器人
交互机程序实验
学生姓名
XX
班级
电信093
学号
094012003XX
成绩
指导教师
XX
电气与信息工程学院
2013年1月5日
实验一机器人认识实验
一实验目的
认识能力风暴机器人的基本结构。
学会能力风暴机器人的连接、检测和程序下载等操作。
二实验要求
可以明确能力风暴机器人的各个组成部分。
指出主要组成部分的结构和功能。
学会程序的调试和下载。
三实验内容、步骤
一、AS—UII的结构
（1）外观结构
（2）AS-UII控制部分
AS-UII的控制部分主要由以下两个部分组成：
主板和控制面板。
（3）感官部分――传感器在JC软件里面的表示
1、碰撞传感器
碰撞传感器是感知碰撞信息的传感器，能够检测到360°范围内的碰撞，使AS-UII机器人遭遇到碰撞之后，能够转弯避开，或作出其它反应。
在AS-UII机器人的左前、右前、左后、右后设置有四个碰撞开关（常开），它们与碰撞环共同构成了碰撞传感器。
碰撞环与底盘柔性连接（通过小弹簧），在受力后与底盘产生相对位移，触发固连在底盘上的碰撞开关，使之闭合。
2、红外传感器
红外传感器能够和人眼一样“看见”前方的障碍物，然后通知“大脑”作出反应。
红外传感器共包含两种器件：
红外发射管和红外接收模块。
红外接收模块位于AS-UII机器人的正前方，两只红外发射管紧靠在红外接收模块的两侧，它们共同组成了AS-UII机器人的“眼睛”。
红外发射管可以发出红外线，红外线在遇到障碍后反射回来，红外接收模块接收到被反射回来的红外线以后，发出电信号给机器人主板，这样机器人就“看见”东西了。
AS-UII的“可视范围前方10cm∼80cm，90°范围内的障碍物，障碍物面积须在210mmx150mm以上。
如果障碍物太小太细（或颜色太深）、或者在可视范围以外，它可就没法看到了。
用户可以通过调节两个电位器（主板上靠近红外传感器接口的黄色旋钮）来调节左右两个红外的检测距离，顺时针红外发射强，检测距离远，逆时针红外发射弱，检测距离近。
逆时针将电位器旋转到底，将关闭红外发射管。
3、光敏传感器
能力风暴智能机器人上有2只光敏传感器，在机器人左前和右前方，可以检测到光线的强弱。
光敏传感器是一个光敏电阻，它的阻值随光线强弱而变化。
能力风暴智能机器人所用的光敏电阻的阻值在很暗的环境下为几百ＫΩ，室内照度下几ＫΩ，阳光或强光下几十Ω。
4、麦克风（话筒）
能力风暴智能机器人上的麦克风（microphone）是能够检测声强大小的声音传感器，麦克风的安装位置在主板上喇叭的内侧，液晶显示屏的下方。
它听见声音频率范围跟人能听到的范围大致相同为16Hz到20KHz。
5、光电编码器
光电编码器是一种能够传递位置信息的传感器，它由码盘和光电编码模块组成，分别安装在主动轮内侧和轮子支架内侧。
光电编码模块运用反射式红外发射接收模块。
反射器（即码盘）是黑白相间的铝合金圆片，黑白条纹把圆分成66等分。
当码盘随轮子旋转时，光电编码模块发出的红外线照射在码盘上，黑条和白条反射回来的信号状态不同,从而产生一个脉冲。
轮子转一圈共产生33个脉冲，每个脉冲对应角度约为10.91度。
（4）执行部分
S-UII机器人的执行部分是执行具体功能时所要用到的部件，机器人的执行部分共有以下五种：
喇叭，液晶显示屏，主动轮，从动轮，电机。
二、AS—UII的打开、连接和检测
打开：
打开开关键，见到电源指使灯发光说明电池有电，通电正常。
LCD显示正常，右下角有太极状的图标在跳。
太极图跳动表示AS-UII的系统运行正常，若没有说明操作系统没有正常运行，按下复位键重启系统，若还是不正常则需要重新下载操作系统。
连接：
连接串口通信线是一项基本操作，取出串口通信线。
一端接AS-MII的下载口，另一端接电脑机箱后的9针串口。
（连接/取下串口连接时，关闭计算机电源）打开开关键，即可进行通讯。
检测：
配置机器人型号
VJC1.0是能力风暴机器人专用的编程软件。
VJC1.0安装好之后，需要配置机器人型号，也就是使编程软件与机器人相匹配。
配置机器人型号是编写程序之前必须要做的工作，否则程序就不能正确地下载运行。
1、打开设置选项：
选择“AS－UⅡ”
运行自检程序
双击VJC1.0图标，在打开的对话框中选择“新建－流程图程序”，进入了流程图编辑界面。
在此界面中你可以发现工具栏中有“自检”按钮，点击此按钮，即可下载自检程序。
程序下载
打开机器人电源开关，连接好数据线。
单击菜单栏中“工具（T）”选项卡，在弹出的下拉菜单中单击“机器人表演程序”，运行表演程序下载成功后，把串口通信线从机器人下载口拔下来，就可以让机器人表演了。
四实验总结
通过本次试验初步了解机器人基本构造，并知道如何使用软件来编写机器人程序，实现机器人的功能，并导入机器人进行实际的检验，是对交互式实验的基本认识。
实验二机器人直走实验
一实验目的
掌握简单的程序设计
了解流程图文件的使用。
二实验要求
使用流程图文件进行程序的编写，要求机器人直行或者避开障碍物前行。
用红外线传感器判断障碍物，并且躲避发出警报。
机器人可以绕过障碍物，回到原来的直线行走。
三实验内容、步骤
用JC仿真软件实现：
仿真软件主界面：
（1）机器人直走，要求以速度75，向前运动3秒，停止2秒，再以速度100，继续向前运动2秒，停止。
程序流程图：
从图上看机器人是先以75的速度直走等待3秒后又以100的速度直走2秒最后停止。
（2）机器人直走，应用循环，
（1）动作中作为循环体，循环三次。
在
（1）程序的基础上加了个多次循环程序使用i_2b表示用一个for语句正好3次。
（3）机器人直走，前进若干秒后（速度100，时间0.75秒），转180度，返回原地。
（速度50，时间1秒）
要使机器人回到原点，现任机器人直走，然后再让机器人右转一定的角度，再让让它直走，当然这个时间可能要在实际中设置。
这里这是仿真。
到此该试验的三个程序已经完成。
四实验总结
本次实验是在认识的基础上进一步深化，通过流程图文件程序的方式进行编写，以此来实现机器人直走的功能，掌握简单的程序设计，以便在其他的实验中得到更好的应用。
实验三机器人你叫我应
一实验目的
深入学习流程图
学会应用各种传感器。
二实验要求
使用流程图进行编译，要求机器人实现应答的功能。
使用流程图进行编译，要求机器人可以根据指令作运动。
三实验内容、步骤
用JC仿真软件实现：
（1）在较安静的情况下，机器人静止不动，当有人发出声音时，有节奏的回应。
该程序通过判断声音的大小来发声，如过声音大于150，则变量加1，然后通过系统延时，再次判断这个声音，如果确实有这么大的声音则表示有人发声，此时通过发声模块就行发声，发声完后让变量清零。
（2）在较安静的情况下，机器人静止不动，当有人发出声音时，机器人开始前进（躲避路途中的障碍）。
该程序通过发声来使机器人前进，当红外检测器没有检查到物体时直走，当它碰到物体时则转弯，直到没有物体为止。
四实验总结
本次实验依然是对交互式软件的进行熟练操作，更加深入的学习流程图程序的编写，并不断的由易到难，以此来提高对这款软件的熟练度，并通过已学习的各类传感器来完成这次实验，充分的运用到理论结合实验，加深理解。
实验四机器人航天飞船实验
一实验目的
深入熟悉流程图的语法编译
学会光敏传感器的应用。
二实验要求
应用光敏传感器
使用JC代码编写程序，要逐步脱离对流程图编译的依赖。
三实验内容、步骤
（1）机器人有趋光性，应用左右光敏传感器来判断光线强度，要求能发现远处的光源。
.
程序通过光敏传感器检测周围的亮度，有左和右两个传感器，在四周扫描光源，在一个地方没有检测到，往前走继续扫描，当找到光源机器人通过左右转走到光源处。
（1）机器人到达光源附近后，围绕光源做圆周运动。
程序通过光敏传感器检测周围的亮度，有左和右两个传感器，在四周扫描光源，在一个地方没有检测到，往前走继续扫描，当找到光源机器人通过左右转走到光源处，围绕光源做圆周运动。
四实验总结
本次实验旨在提高JC代码编写程序的能力，并能对所编写的程序能很好的对应到流程图的编译，并从此次实验了解到光敏传感器的在实际中的运用，在实践中是如何来实现的。
这次实验使我们能对交互式的各个方面都有一定的了解，并能从各个方面入手来解决其中的问题。
实验五、六机器人灭火实验
一实验目的
接触比较大规模的编程，激发学习和创新能力。
通过灭火的程序对JC的知识进行全面的巩固，熟练应用各种传感器。
二实验要求
要求使用JC代码编程
脱离流程图的编译。
三实验内容、步骤
（1）机器人巡查火场各个房间，不重复，发现火源，灭火。
装灭火套件。
灭火套件包括风扇、电机、远红外火焰传感器和地面灰度检测卡。
风扇用于灭火（火源是蜡烛），电机用于驱动风扇，远红外火焰传感器用于检测火源，远红外火焰传感器对热光源敏感。
当远红外火焰传感器对准蜡烛时，相应的检测值将急剧减小。
地面灰度检测卡用于检测地下的白线。
我们在做实验时，没有灭火套间，所以将火源用光源代替。
机器人的行为简化为，进入火场，巡查房间，发现光源，停留，声音报警，离开火场。
1、调节红外程序：
此程序是为了检查红外传感器是否有坏的。
拔下左红外发射器的接线端子，再插上右红外的接线端子。
拧动右边的调节电位器旋钮，即可调节右红外发射距离。
当显示的数字为2时，说明机器人检测到右方有障碍物；当显示的数字为0时，说明机器人没有检测到障碍物。
当显示的数字在0和2之间跳动时，说明机器人处于检测到与未检测到之间的临界状态，右红外就调好了。
灭火场地：
沿墙走（走弧线）:
机器人能实现沿着墙壁前进，当拐弯或是门口时，机器人能自动转过去。
机器人如果前方发现有障碍物，一般说明正对着墙，就右转90度（79，0.3），如果发现左方有障碍物，一般说明左侧对着墙，就右转约60度（79，0.2），否则划弧前进。
在门口拐角处要求机器人处理碰撞，程序中，让机器人一旦检测到碰撞，就后退一点，再右转约60度。
寻找光源:
如果左眼的亮度值小于右眼的亮度值，说明机器人的左眼接收到的光线较强，离光源较近；而机器人的右眼接收到的光线较弱，离光源较远。
这时就让机器人逆时针划一段弧线，目的是让机器人的右眼离光源更近些。
类似地，如果右眼的亮度值小于左眼的亮度值，则说明机器人的左眼离光源较远，这时就让机器人顺时针划一段弧线。
通过逆时针划弧线和顺时针划弧线的交替，机器人就可以逐步接近光源了。
灭火：
灭火全程序：
运行：
当机器人发现火光时：
熄灭蜡烛。
四实验总结
此次实验的过程比较复杂，要求比较多，过程必须严谨。
使用JC代码必须能够很好的实现本次试验，通过对流程图的编译，保证实验过程中没有差错，并逐步的脱离对流程图的依赖，以便能够更加的熟练使用JC代码编程。
实验七机器人走迷宫实验
一实验目的
学习使用地面检测传感器。
通过迷宫的程序对JC的知识进行全面的巩固，熟练应用已用的各种传感器。
二实验要求
调用地面检测传感器确认出发和结束地。
调试运动参数使得机器人使用最少的时间走完迷宫。
三实验内容、步骤
1）机器人从迷宫入口出发，用最少的时间走出迷宫，到达迷宫的出口。
分析：
首先需要检测地面传感器函数surface（）的返回值与不同地面颜色标志的关联，这样才能让机器人分辨出迷宫的出口。
编写程序如下：
（进行检测地面传感器函数surface（）的返回值的采集，可在“找地雷场地”中找到环境。
）
地面传感器：
本次实验迷宫环境中迷宫出口的地面标志圆圈颜色为橙色，如果surf_1=surface（）；surf_1=128，的条件成立，则可说明机器人走出迷宫。
在环境中修改“走迷宫场地”文件，去掉其中的光源，设置红外线距离10cm，点击显示轨迹按钮，显示出机器人运行的路线。
总的程序：
运行结果：
运行结果：
首先进行地面检测，接着进入条件循环，碰撞检测后进行红外避障。
否则结束，即说明已经找到火源了。
四实验总结
通过本次实验基本上要能熟练的掌握交互式的基本操作方法，并能应用好各类传感器，此次实验也是对JC知识的全面巩固，有助于在今后的应用中能够得心应手，并能做到尽快尽好。
实验八综合实验及测试
一实验目的
编写一个利用多种传感器的程序使机器人具有一定的行为模式，并详细说明它是怎样的一种模式。
二实验要求
写出机器人从静止到运动的条件值。
画出对应流程图。
写出对应JC代码。
说明机器人在运行时使用到哪些部件。
三实验内容、步骤
一、在较安静的情况下，机器人静止不动，当有人发出声音时机器人开始自由行走：
机器人在行走的过程中分辨障碍物，遇到障碍物时发出声音报警并避开，继续行走。
（1）写出机器人从静止到运动的条件值。
mic=microphone（）；
if（mic>180）
drive（100,0）
（2）画出对应流程图。
（3）写出对应JC代码intir_1=0;
intmic_1=0;
voidmain（）
{
while（mic_1<150）
{
mic_1=microphone（）;
}
while
（1）
{
ir_1=ir_detector（）;
if（ir_1==0）
{
drive（80,0）;
wait（0.100000）;
stop（）;
}
else
{
ir_1=ir_detector（）;
if（ir_1==1）
{
tone（523.200012,0.250000）;
drive（0,80）;
wait（0.100000）;
stop（）;
}
else
{
ir_1=ir_detector（）;
if（ir_1==2）
{
tone（587.299988,0.500000）;
drive（0,-80）;
wait（0.100000）;
stop（）;
}
else
{
tone（659.200012,0.063000）;
drive（-80,0）;
wait（0.500000）;
stop（）;
drive（0,80）;
wait（0.100000）;
stop（）;
}
}
}
}
}
（4）回答机器人在运行时使用到的部件：
红外传感器、碰撞传感器、麦克风、直流电机。
二、自由编写程序。
要求：
（1）机器人运行程序使得其具有一定的行为模式，并详细说明它是怎样一种模式。
（2）至少使用到四种传感器。
解：
设计的机器人在环境中自由行走，遇到障碍物时，避开继续行走，并发出警报声，遇到光源也发出警报声。
这一行为模式需用到光敏传感器、红外传感器、碰撞传感器和麦克风。
该行为模式的流程图为：
四实验总结
本次实验是对以前实验较大的一次总结，并以此来检验掌握的熟练度以及自我总结。
利用多种传感器来实现本次实验，并要求流程图和JC代码的多种应用，不仅开阔见识，也提高了能力，是一次非常好的综合性实验，对今后有相当大的帮助。
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