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電子工程系
教學(8)
巡跡控制應用
吳錫修
June 13, 2017
shapethefuture
 mBot巡線感應器預設接到連接埠2,內含兩組反射式紅外線感應器
mBot巡線感應器 1/2
2
右側
反射式IR
反射式IR
左側
Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
mBot巡線感應器 2/2
3
發射
接收
Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
1. 連接mBot與PC
2. mBlock選單命令連接>更新韌體
3. 編輯程式區塊
4. 測試
 mBot在軌道上左右移動,觀察數值變化情形
測試巡線感應器傳回值
4 Wu, ShyiShiou Dept. ...
shapethefuture
 利用顏色對光線的反射率,來檢測路徑軌跡
 黑色吸收光線,巡線感應器在黑色軌道線上時不會收到IR反射訊號
 巡線感應器對於純白或純黑表面分辨率最佳,使用白紙及黑色電工
膠帶,效果比較明顯
 紅外線感應器背面...
shapethefuture
 兩組感應器與黑色路徑之間會有四種狀態
 依據巡線感應器的狀態,控制左右輪子的轉速,來達到mBot自動循
著黑色路徑移動的目的
巡線感應器原理 2/2
6
傳回值0
保持前進
傳回值1
應向左修正
傳回值2
應...
shapethefuture
 通常將巡線感測器回傳值存入變數,再判斷如何調整mBot移動
 前進的速度
 轉彎的方式
 轉彎的速度
巡線感應器控制指令
7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot開始前進
 mBot到達桌子邊緣時自動後退,並隨機轉彎
桌上自走車練習 1/3
8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 程式流程
桌上自走車練習 2/3
9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
隨機轉彎
前進
後退1秒
按下按鈕
是
否
重覆執行
巡線感測<3
是
否
shapethefuture
 參考程式
桌上自走車練習 3/3
10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 右轉:左側馬達轉速>右側馬達轉速
 以右輪為支點右轉
 以左輪為支點右轉
 原地右旋轉
mBot轉彎控制 1/2
11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 左轉:左側馬達轉速<右側馬達轉速
 以左輪為支點左轉
 以右輪為支點左轉
 原地左旋轉
mBot轉彎控制 2/2
12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 巡線感測器回傳值對應的mBot動作
 0代表車子在黑線上,可繼續往前進
 1代表車子偏向右邊,須往左修正
 2代表車子偏向左邊,須往右修正
 3代表車子偏離黑線,此時該如何呢?
 修正移動策略,使mB...
shapethefuture
 使用變數累計mBot偏離軌道程度
設計巡線自走車 2/3
14
1 2010
非常偏右 非常偏左
偏右 偏左
Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 依據mBot偏離軌道情形,修正mBot方向
設計巡線自走車 3/3
15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot開始前進
 到達黑色軌道線盡頭時,自動回轉
直線巡線練習 1/4
16
回轉回轉
Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 程式流程
直線巡線練習 2/4
17 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
直行
巡線感測器0
偏左前進
1(偏右)
偏右前進
2(偏左)
3
回轉
回轉
巡線感測器=1
高速左轉
低速...
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 參考程式
直線巡線練習 3/4
18 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
直線巡線練習 4/4
19 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot開始前進
 當mBot偏離黑色軌道線時,以轉彎方式調整mBot方向,使mBot循著
黑色軌道前進
曲線巡線練習I 1/6
20 Wu, ShyiShiou Dept. of ...
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 程式流程
曲線巡線練習I 2/6
21 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
偵測路徑
將偏離指標-1
巡線感測器1(偏右)
0
2(偏左)
偏離指標=10 將偏離指標+1
返回
shapethefuture
 程式流程
曲線巡線練習I 3/6
22 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
巡軌移動
偏離指標=10
否
是
小幅偏右前進
偏離指標>10
是
直行
偏離指標>15
大幅偏右前進小幅偏左前進...
shapethefuture
 參考程式
 建立pilot及track變數
曲線巡線練習I 4/6
23 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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曲線巡線練習I 5/6
24 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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曲線巡線練習I 6/6
25 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot開始前進
 當mBot偏離黑色軌道線時,以速度差方式調整mBot方向,使mBot循
著黑色軌道前進
曲線巡線練習II 1/7
26 Wu, ShyiShiou Dept. o...
shapethefuture
 程式流程
曲線巡線練習II 2/7
27 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
偵測路徑
將偏離指標-1
巡線感測器1(偏右)
0
2(偏左)
偏離指標=10 將偏離指標+1
返回
shapethefuture
 程式流程
曲線巡線練習II 3/7
28 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
巡軌移動
偏離指標=10
否
是
小幅偏右前進
偏離指標>10
是
直行
偏離指標>15
大幅偏右前進小幅偏左前...
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 參考程式
 建立pilot及track變數
曲線巡線練習II 4/7
29 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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曲線巡線練習II 5/7
30 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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曲線巡線練習II 6/7
31 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
曲線巡線練習II 7/7
32 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot開始前進
 遇到障礙物時繞道避開障礙物,並回到軌道繼續前進
 到達黑色軌道線盡頭時,自動回轉
mBot避障巡邏車 1/5
33
回轉回轉
Wu, ShyiShiou Dep...
shapethefuture
 程式流程
mBot避障巡邏車 2/5
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回轉
巡線感測器=1
高速左轉
低速左轉
巡線感測器=0
前進
是
是
否
否
返回
避障
右轉
通過軌道
左彎前進
返回
Y
N
右彎前進
N
回到軌道
Y
開始
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 參考程式
mBot避障巡邏車 3/5
35 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 須調校轉彎角度及速度
mBot避障巡邏車 4/5
36 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
mBot避障巡邏車 5/5
37 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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mBot 教學8 巡跡控制應用

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Updated on June 13, 2017
1. 巡線感測器原理及巡線策略
2. 高台自走車
3. 直線巡線
4. 曲線巡線
5. 避障巡線

Published in: Software

mBot 教學8 巡跡控制應用

  1. 1. 電子工程系 教學(8) 巡跡控制應用 吳錫修 June 13, 2017
  2. 2. shapethefuture  mBot巡線感應器預設接到連接埠2,內含兩組反射式紅外線感應器 mBot巡線感應器 1/2 2 右側 反射式IR 反射式IR 左側 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  3. 3. shapethefuture mBot巡線感應器 2/2 3 發射 接收 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  4. 4. shapethefuture 1. 連接mBot與PC 2. mBlock選單命令連接>更新韌體 3. 編輯程式區塊 4. 測試  mBot在軌道上左右移動,觀察數值變化情形 測試巡線感應器傳回值 4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  5. 5. shapethefuture  利用顏色對光線的反射率,來檢測路徑軌跡  黑色吸收光線,巡線感應器在黑色軌道線上時不會收到IR反射訊號  巡線感應器對於純白或純黑表面分辨率最佳,使用白紙及黑色電工 膠帶,效果比較明顯  紅外線感應器背面有藍色LED指示燈,當LED燈亮起,表示接收到反 射的紅外線 巡線感應器原理 1/2 5 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  6. 6. shapethefuture  兩組感應器與黑色路徑之間會有四種狀態  依據巡線感應器的狀態,控制左右輪子的轉速,來達到mBot自動循 著黑色路徑移動的目的 巡線感應器原理 2/2 6 傳回值0 保持前進 傳回值1 應向左修正 傳回值2 應向右修正 傳回值3 策略? Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  7. 7. shapethefuture  通常將巡線感測器回傳值存入變數,再判斷如何調整mBot移動  前進的速度  轉彎的方式  轉彎的速度 巡線感應器控制指令 7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  8. 8. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot開始前進  mBot到達桌子邊緣時自動後退,並隨機轉彎 桌上自走車練習 1/3 8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  9. 9. shapethefuture  程式流程 桌上自走車練習 2/3 9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 隨機轉彎 前進 後退1秒 按下按鈕 是 否 重覆執行 巡線感測<3 是 否
  10. 10. shapethefuture  參考程式 桌上自走車練習 3/3 10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  11. 11. shapethefuture  右轉:左側馬達轉速>右側馬達轉速  以右輪為支點右轉  以左輪為支點右轉  原地右旋轉 mBot轉彎控制 1/2 11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  12. 12. shapethefuture  左轉:左側馬達轉速<右側馬達轉速  以左輪為支點左轉  以右輪為支點左轉  原地左旋轉 mBot轉彎控制 2/2 12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  13. 13. shapethefuture  巡線感測器回傳值對應的mBot動作  0代表車子在黑線上,可繼續往前進  1代表車子偏向右邊,須往左修正  2代表車子偏向左邊,須往右修正  3代表車子偏離黑線,此時該如何呢?  修正移動策略,使mBot移動靈活性與巡線準確性取得最佳平衡點  調校前進的速度  調校轉彎的速度  調校偏離黑線時的移動修正策略  愈多組巡線感測器可更精準判斷路徑狀況 設計巡線自走車 1/3 13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  14. 14. shapethefuture  使用變數累計mBot偏離軌道程度 設計巡線自走車 2/3 14 1 2010 非常偏右 非常偏左 偏右 偏左 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  15. 15. shapethefuture  依據mBot偏離軌道情形,修正mBot方向 設計巡線自走車 3/3 15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  16. 16. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot開始前進  到達黑色軌道線盡頭時,自動回轉 直線巡線練習 1/4 16 回轉回轉 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  17. 17. shapethefuture  程式流程 直線巡線練習 2/4 17 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 直行 巡線感測器0 偏左前進 1(偏右) 偏右前進 2(偏左) 3 回轉 回轉 巡線感測器=1 高速左轉 低速左轉 巡線感測器=0 前進 是 是 否 否 返回
  18. 18. shapethefuture  參考程式 直線巡線練習 3/4 18 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  19. 19. shapethefuture 直線巡線練習 4/4 19 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  20. 20. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot開始前進  當mBot偏離黑色軌道線時,以轉彎方式調整mBot方向,使mBot循著 黑色軌道前進 曲線巡線練習I 1/6 20 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  21. 21. shapethefuture  程式流程 曲線巡線練習I 2/6 21 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 偵測路徑 將偏離指標-1 巡線感測器1(偏右) 0 2(偏左) 偏離指標=10 將偏離指標+1 返回
  22. 22. shapethefuture  程式流程 曲線巡線練習I 3/6 22 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 巡軌移動 偏離指標=10 否 是 小幅偏右前進 偏離指標>10 是 直行 偏離指標>15 大幅偏右前進小幅偏左前進 否 偏離指標<5 大幅偏左前進 是是 否否 返回
  23. 23. shapethefuture  參考程式  建立pilot及track變數 曲線巡線練習I 4/6 23 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  24. 24. shapethefuture 曲線巡線練習I 5/6 24 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  25. 25. shapethefuture 曲線巡線練習I 6/6 25 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  26. 26. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot開始前進  當mBot偏離黑色軌道線時,以速度差方式調整mBot方向,使mBot循 著黑色軌道前進 曲線巡線練習II 1/7 26 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  27. 27. shapethefuture  程式流程 曲線巡線練習II 2/7 27 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 偵測路徑 將偏離指標-1 巡線感測器1(偏右) 0 2(偏左) 偏離指標=10 將偏離指標+1 返回
  28. 28. shapethefuture  程式流程 曲線巡線練習II 3/7 28 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 巡軌移動 偏離指標=10 否 是 小幅偏右前進 偏離指標>10 是 直行 偏離指標>15 大幅偏右前進小幅偏左前進 否 偏離指標<5 大幅偏左前進 是是 否否 返回
  29. 29. shapethefuture  參考程式  建立pilot及track變數 曲線巡線練習II 4/7 29 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  30. 30. shapethefuture 曲線巡線練習II 5/7 30 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  31. 31. shapethefuture 曲線巡線練習II 6/7 31 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  32. 32. shapethefuture 曲線巡線練習II 7/7 32 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  33. 33. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot開始前進  遇到障礙物時繞道避開障礙物,並回到軌道繼續前進  到達黑色軌道線盡頭時,自動回轉 mBot避障巡邏車 1/5 33 回轉回轉 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  34. 34. shapethefuture  程式流程 mBot避障巡邏車 2/5 34 回轉 巡線感測器=1 高速左轉 低速左轉 巡線感測器=0 前進 是 是 否 否 返回 避障 右轉 通過軌道 左彎前進 返回 Y N 右彎前進 N 回到軌道 Y 開始 直行 No 巡線感測器0 偏左前進 1(偏右) 偏右前進 2(偏左) 3 回轉 前方有障礙物 避障 Yes Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  35. 35. shapethefuture  參考程式 mBot避障巡邏車 3/5 35 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  36. 36. shapethefuture  須調校轉彎角度及速度 mBot避障巡邏車 4/5 36 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  37. 37. shapethefuture mBot避障巡邏車 5/5 37 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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