丹城中学灭火机器人共享方案(三)

1、精品 料推荐丹城中学灭火机器人共享方案（三）浙江省象山县丹城中学顾熙杰摘要：机器人灭火是中小学机器人比赛的常规项目，怎样提高机器人灭火的速度和稳定性是我们需要重点解决的问题。丹城中学机器人实验室自05 年 9 月份建立以来，经过 9 个多月的实验，灭火机器人的研究取得了初步的成果，使用4、3、2、1 的搜索顺序，灭火最好成绩分别为 2.50 秒、 5.44 秒、9.19 秒和 10.75 秒,稳定成绩一般每个房间要延时半秒左右。 虽然这个成绩和国内的超一流水平还有一定差距，但灭火回家的成功率超过 %99,其中不乏有一些成功的算法， 现作些介绍，和兄弟学校的师生共享研究成果，具体描述基于纳英特机

2、器人平台。关键词：机器人灭火一）火焰检测传感器布局设计灭火机器人最少需要 1 个火焰检测传感器来完成灭火任务， 当然使用烟雾传感器等也是可以的。1） 1 个火焰传感器的安装根据规则，蜡烛高度为15-20 厘米，火焰高度是2-3 厘米，所以如果安装一个火焰检测传感器的话，他的高度大概应该在18 厘米左右。如果安装一组传感器来检测同一目标，重心应该在18 厘米高度位置。2） 2 个火焰传感器的安装如果 2 个火焰传感器是主传感器， 不但要用来检测有没有火焰， 而且还要利用他们进行对光操作，那么一般如下安装。2 个火焰传感器的高度都在18 厘米左右。1精品 料推荐一般安装在机器人前面中心位置，2 个

3、传感器对称安装，一般向外偏转一定角度， 2 个传感器之间有一定的距离，使机器人发现火焰的可能性尽量大，同时对称的位置有利于对准火焰。如果 2 个火焰检测传感器作一组，不是主传感器， 用来检测同一个目标，那么可以如下配置，例如在路过2 号房间时要检测1 号房间有没有火焰，先从火焰位置引出两条线，连接门口两边，作角平分线，火焰传感器的主角度就按照角平分线在机器人上的位置安装，如果用2个传感器来完成这个任务，如下安装。2精品 料推荐2 个传感器之间既要有水平距离，也要有垂直距离，角度也要和主角度有一定的偏转。重心落在主角度上，高度18 厘米左右。由于机器人在行走时不能保证一定平行于墙壁，上面这样安装

4、，发现火焰的可能性最大。3） 3 个火焰传感器的安装方法主要有上面 2 种，计算方法参考上面文章。 有的同学把 3 个传感器安装在同一水平线上，这样稳定性不太好。3精品 料推荐二）黄金分割法在灭火机器人回家算法中的应用以 1 号房间回家为例1 种常见的错误是机器人把灭火圈或者门口当成家，在那里停止不动。为此我们 可以这样处理：先测量从灭火成功走到门口的时间 10 次，求出平均值，如 4 秒钟，根据黄金分割法，我们设置 2.5 秒时间为分界点，先走 2.5 秒右手法则，然后走右手法则到白色地面，这时候就到了门口，这样做的目的是防止机器人误把灭火圈当成门口。门口和家之间也同样处理， 这是一种提高回

5、家稳定性的方法， 这一方法在迷宫搜索阶段同样有效。4精品 料推荐三）队列在灭火机器人白线检测中的应用队列是一种特殊的数据结构，他只能在队头出队，在队尾入队如下图 , 我们引入一种特殊的队。队头指针总是指向 0，所以不需要队头变量队尾指针总是指向最后一个队员的际位置 . 队尾指针指向 0 表示队列是空的它具有下列基本操作：long queue100;/队列数组int queue_rear/队尾指针）清空队queue_rear=0;）入队queue_rear+;queuequeue_rear=mseconds();）求队长return(queue_rear);下面介绍一下他在白线检测中的应用。5精

6、品 料推荐如上图，当机器人路过白线时，他会连续检测到白色，我们把它入队，当队列只有个队员时， 他可能是一个受到污染的白点，当队列长度比较短时， 他可能是门口或灭火圈，当队列长度比较长时，他可能是起点（终点）当机器人路过黑色地面时，我们把队列清空我们使用个地面检测传感器来实现白线检测，假设接模拟口用 1 个火焰检测传感器来区分门口线和灭火圈 , 假设接模拟 4 口 . 这里使用的是纳英特机器人，参考算法如下：int bs=50;/表示白色的灰度值int hs=160;/表示黑色的灰度值int i;void main()queue_rear=0;while(1)migong_left();/走左手

7、法则i=test_white()/ 然后你要根据 i 的值做不同的选择int test_white()6精品 料推荐if (queue_rear=98)/防止队满 .queue_rear=97;if (analog(3)10l)/ 每 10 毫秒作为个时间片 , 参数请根据你的机器人速度修改 .queue_rear+;/入队queuequeue_rear=mseconds();/记下检测到白色的时间.if (queue_rear=10)/10这个参数请根据你的机器人速度修改.return(4);/表示路过家else if (queue_rear=3)/3这个参数请根据你的机器人速度修改./ 表示路过门口或灭火圈 , 要用火焰值来进一步区分 . if (analog(4)=1)return(1);/ 表示正在白色地面上行走，但暂时不知道是在家还是门口.if (analog(3)hs)/位于黑色地面时清空队 .if (queue_rear=10)/10这个参数请根据你的机器人速度修改.queue_rear=0;/清空队列以便下一次检测.return(4);/表示路过家 .else if (queue_rear=3)/3这个参数请根据你的机器人速度修改. /路过门口或灭火圈 , 要