灭火机器人的设计实验报告

1、灭火机器人的设计一、项目任务在能力风暴机器人AS-UII的基础上，组装一个灭火机器人，并编写程序，让其能完成灭火任务。(任务的详细内容请参见国际灭火比赛规则2010)二、项目要求 设计的机器人能在5分钟内把灭火场地中的蜡烛熄灭。每次运行时，蜡烛被任意放置在不同的房间内。其它详细要求请参见国际灭火比赛规则2010三、使用到的硬件设备机器人的硬件：（1）传感器：碰撞传感器、红外传感器、火焰传感器、（2）控制单元：微控制器、外部存储器、复位系统和电源（3）驱动器：直流电动机、LCD（4）灭火风扇四、程序的思路在机器人灭火实验中，要求机器人实现在实验场地里迅速找到蜡烛将其熄灭，在寻找过程中要避免碰撞墙

2、壁与蜡烛，如果发现火源，启动灭火程序，灭火，没有发现火源，走迷宫，寻找火源，所以机器人必须实现以下功能：（1）由于在实验场地中，实验规定的房间内都有可能摆放蜡烛，所以机器人必须能够实现搜索所有的房间，在行走过程中不允许碰撞墙壁，而且尽可能快的搜索所有房间，不走重复的路程。在此过程中，本人采用了迷宫法则里的左手法则（左手法则：看到墙壁往右转，没看不到墙壁往左转）。（2）机器人在行走过程中要不断的判断是否有火源；如有还要判断火源在机器人的哪个方位、离机器人的距离等。在此过程中，需要设计一个亮度检测来寻找火源。（3）找到火源后，机器人自动启动灭火装置（风扇）迅速将火熄灭，火源熄灭后，风扇停止转动。根

3、据以上的思路设计，在VJC编程环境下，编辑机器人行为控制程序，下载并反复调试控制程序，实现机器人灭火实验。程序流程图如下（主模块）：程序的代码如下：int ir_1=0;int photo_1=0;int bmp_1=0;float tim_1=0.0;int gi_1=0;int gi_2=0;int gi_3=0;void main() gi_1 = 1 ; gi_2 = 1 ; gi_3 = 1 ; while(gi_3 = 1) if(gi_1 = 1) SubRoutine_4 (); photo_1 =(photo(1)+photo(2)/2; if(photo_1 < 20

4、) if(photo_1 < 30) && (photo_1 > -30) SubRoutine_2 (); SubRoutine_5 (); if(gi_1 = 2) void SubRoutine_1( ) if(gi_1 = 1) ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 1) motor( 1 , 80 ); motor( 2 , 30 ); else if(ir_1 = 4) motor( 1 , 80 ); motor( 2 , 50 ); else motor( 1 , 40 ); motor( 2 , 80 ); bmp_1 =

5、 bumper(); if( bmp_1 != 0) drive( -40 ,0); wait( 0.200000 ); stop(); drive( 0 , 100); wait( 0.250000 ); stop(); tim_1 =seconds(); if( tim_1 > 60.000000) gi_1 = 2 ; else if(gi_1 = 2) drive( 0 , 80); wait( 0.600000 ); stop(); gi_1 = 3 ; else if(gi_1 = 3) ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 1) drive( 0

6、, 100); wait( 0.250000 ); stop(); else if(ir_1 = 4) drive( 0 , 100); wait( 0.250000 ); stop(); else motor( 1 , 20 ); motor( 2 , 80 ); bmp_1 = bumper(); if( bmp_1 != 0) drive( -40 ,0); wait( 0.500000 ); stop(); drive( 0 , 100); wait( 0.250000 ); stop(); void SubRoutine_2( ) photo_1 =photo(1)-photo(2)

7、; if(photo_1 < 20) if(photo_1 < 20) drive( 0 , -20); wait( 0.100000 ); stop(); else if(photo_1 < 20) drive( 0 , 20); wait( 0.100000 ); stop(); else drive( 100 ,0); wait( 0.090000 ); stop(); motor( 1 , 0 ); motor( 2 , 0 ); motor( 3 , 100 ); gi_3 = 0 ; return;void SubRoutine_3( ) if(gi_1 = 1)

8、 ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 2) printf( "ir_1 =%dn" ,ir_1); motor( 1 , 30 ); motor( 2 , 20 ); else printf( "ir_1 =%dn" ,ir_1); motor( 1 , 20 ); motor( 2 , 30 ); tim_1 =seconds(); if( tim_1 > 60.000000) gi_2 = 2 ; else ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 1) printf( "ir_1 =

9、%dn" ,ir_1); motor( 1 , 30 ); motor( 2 , 20 ); else printf( "ir_1 =%dn" ,ir_1); motor( 1 , 20 ); motor( 2 , 30 ); void SubRoutine_4( ) if(gi_2 = 1) ir_1=ir_detector(); printf( "ir_1 =%dn" ,ir_1); if(ir_1 = 0) drive( 0 , -100); wait( 0.050000 ); stop(); drive( 100 ,0); wait(

10、0.100000 ); stop(); else if(ir_1 = 4) drive( 0 , 100); wait( 0.250000 ); stop(); else drive( 0 , -100); wait( 0.010000 ); stop(); ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 1) drive( 0 , 100); wait( 0.050000 ); stop(); drive( 100 ,0); wait( 0.200000 ); stop(); bmp_1 = bumper(); printf( "bmp_1 =%dn" ,

11、bmp_1); if(bmp_1 = 5) | (bmp_1 = 1) drive( -50 ,0); wait( 0.400000 ); stop(); drive( 0 , 100); wait( 0.050000 ); stop(); drive( 50 ,0); wait( 0.240000 ); stop(); tim_1 =seconds(); if( tim_1 > 110.000000) gi_2 = 2 ; tim_1 =seconds(); else if(gi_2 = 2) drive( 0 , 100); wait( 0.250000 ); stop(); dri

12、ve( 100 ,0); wait( 1.000000 ); stop(); drive( 0 , 100); wait( 0.100000 ); stop(); gi_2 = 3 ; else if(gi_2 = 3) ir_1=ir_detector(); printf( "ir_1 =%dn" ,ir_1); if(ir_1 = 0) drive( 0 , -100); wait( 0.050000 ); stop(); drive( 100 ,0); wait( 0.050000 ); stop(); else if(ir_1 = 4) drive( 0 , 100

13、); wait( 0.250000 ); stop(); else drive( 0 , -100); wait( 0.010000 ); stop(); ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 1) drive( 0 , 100); wait( 0.050000 ); stop(); drive( 100 ,0); wait( 0.100000 ); stop(); bmp_1 = bumper(); printf( "bmp_1 =%dn" ,bmp_1); if(gi_1 = 1) drive( -100 ,0); wait( 0.200000

14、 ); stop(); drive( 0 , 100); wait( 0.050000 ); stop(); drive( 100 ,0); wait( 0.120000 ); stop(); return;void SubRoutine_5( ) photo_1 =(photo(1)+photo(2)/2; if(photo_1 < 200) stop(); photo_1 =(photo(1)+photo(2)/2; while(photo_1 != 255) motor( 1 , 0 ); motor( 2 , 0 ); motor( 3 , 100 ); photo_1 =(ph

15、oto(1)+photo(2)/2; stop_motor(3); return;五、测试项目过程中出现的问题分析项目设计中采用了迷宫法则，在测试中发现迷宫行走的速度不仅和红外传感器的数量、分布位置、分布角度有关，还和迷宫法则实现的语法结构有关，可以说迷宫算法千变万化，在测试项目过程中就出现了下面的情况，有时候机器人走迷宫像飞一样，而有时候机器人走迷宫像蜗牛爬，甚至在原地打转。根据测试的调试分析，发现了两个规律：（1）红外传感器的数量越多，迷宫行走速度的分化越严重。如果做到好，红外传感器数量越多，迷宫行走的速度就越快。调式能力低，红外传感器数量越多，迷宫行走的速度就越慢，其原因是红外传感器的数量增加后，相互配合的选择性多，如果调得好，速度能加快，如果调得不好，传感器多，相互干扰大，机器人常发出的光线被反复反射后被其他传感器收到，抖动现象特别厉害，严重的甚至出现30秒不动的情况。（2）语法结构中前进的语句越多，机器人行走速度越快，撞墙的可能性也随着增加，调式难度同样增加。 在测试的过程中，由于环境光线的影响，有时候室内光线太强，会影响测试结果，导致机器人会误以为有光源在前面就停止走动，启动灭火程序了，这样就要重新调试参数重新测试才行。六、项目结论与体会（1）开发机器人项目时，硬件选择适当与否直接关系到机器人的反应能力，此次