交互式实验 智能机器人.docx

1、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、 ASUII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

2、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

3、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10cm80cm ，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

4、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，室内照度下几，阳光或强光下几十。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

5、 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、ASUII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：

6、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“ASU”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

7、。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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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，

13、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。

14、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

15、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

16、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

17、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

18、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（mic180） drive（100,0） （2）画出对应流程图。 （3）写出对应JC代码int ir_1=0;int mic_1=0;void main() 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

19、=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);

20、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。