巡线机器人原理图
乐高机器人巡线基础学习知识原理
乐高机器人巡线基础学习知识原理1.机器人结构：乐高巡线机器人的结构包括车身、车轮、足底传感器和光电感应装置。
车身是乐高积木组成的，在车身上设置两个车轮以及一个或多个足底传感器。
光电感应装置则安装在车体的前端，用于感知线路。
2.巡线原理：乐高巡线机器人的巡线原理可以概括为光电感应+反馈控制。
在指定的线路上，机器人通过光电感应装置感知到不同的光线变化，然后通过反馈控制调整车身的运动方向，以保持机器人在线路上的移动。
3.光电感应装置：光电感应装置是乐高巡线机器人的核心部件，用于感知线路的存在和位置。
它由发射光源和接收光敏元件组成。
光源通常使用红外光发射管，发射出一束红外光，光敏元件则是光电二极管或光电三极管，用于接收红外光的反射信号。
4.巡线算法：乐高巡线机器人的巡线算法一般有两种：二值巡线和灰度巡线。
-二值巡线：机器人通过光电感应装置感知到黑线和白线之间的差异，将巡线任务简化为判断当前传感器所在位置的颜色是黑色还是白色来决定机器人的动作。
例如，当感知到黑线时机器人向前移动，当感知到白线时机器人停止或者改变方向。
-灰度巡线：机器人通过光电感应装置感知到线路上不同位置的灰度值，然后将灰度值映射到具体的动作，以实现机器人在线路上的移动。
通常使用PID控制算法进行反馈控制，使机器人能够更稳定地行进在线路上。
5.编程：乐高巡线机器人需要通过编程来实现巡线算法。
乐高提供了Scratch编程软件和乐高编程环境（EV3 Programming）供学习者使用。
根据具体巡线算法的要求，编程包括设置传感器参数、编写巡线代码、设定反馈控制策略等。
总结：乐高机器人巡线基于光电感应原理，通过感知线路的存在和位置来保持在指定线路上的移动。
巡线算法包括二值巡线和灰度巡线，通过编程实现。
乐高巡线机器人是机器人教育中的基础项目，通过搭建和编程实践，学习者可以掌握机器人编程和感知能力的基本原理。
机器人巡线的原理
机器人巡线的原理
机器人巡线是一种常见的自主移动机器人应用，其原理基于传感器和控制算法。
机器人通过使用各种传感器来检测环境信息，如墙壁、障碍物、线路等，并使用这些信息来规划自己的路径并避免碰撞。
机器人巡线的基本原理包括以下几个方面：
1. 传感器检测：机器人通常使用多种传感器来检测环境信息，如墙壁、障碍物、线路等。
这些传感器可以包括红外传感器、激光雷达、摄像头等。
2. 路径规划：机器人使用传感器检测到的信息来规划自己的路径。
路径规划算法可以使用各种方法，如蚁群算法、遗传算法、粒子群算法等。
3. 控制算法：机器人使用控制算法来控制自己的运动。
控制算法可以使用各种方法，如PID 控制、模糊控制、神经网络控制等。
4. 避障：机器人使用传感器检测到的信息来避免碰撞。
避障算法可以使用各种方法，如距离传感器、激光雷达、摄像头等。
5. 导航：机器人使用传感器检测到的信息和路径规划算法来导航自己的路径。
导航算法可以使用各种方法，如地图匹配、视觉导航、惯性导航等。
总之，机器人巡线的原理是基于传感器和控制算法，通过检测环境信息、规划路径、控制运动、避障和导航等方面来实现自主移动和巡线任务。
机器人巡线教程
传感器融合技术可以将多个传感器数据进行融合，从而获得更准确的环境信息。在机器人 巡线过程中，我们可以使用传感器融合技术来提高线路识别的可靠性和稳定性，从而提高 机器人的感知能力。
无线通信技术
随着无线通信技术的不断发展，我们可以利用它来实现机器人之间的信息交互和协同工作 。通过无线通信技术，我们可以实现多个机器人之间的信息共享和任务分配，从而提高机 器人的协作能力和效率。
算法分类
根据不同的巡线需求，可以采用不同的算法，如基于 路径规划、基于视觉、基于超声波等。
算法实现
通过编程语言和算法库实现巡线算法，并进行调试和 优化。
机器人的传感器与感知技术
传感器类型
包括摄像头、激光雷达、超声波传感器等，用 于感知环境信息。
感知技术
通过传感器获取环境信息，并进行处理和分析 ，以实现机器人的自主导航和巡线。
挑战与应对
复杂环境下可能存在多种未知因 素，需要机器人具备感知和理解 环境的能力，以及决策和规划能 力。
05
机器人巡线的挑战与解决方案
挑战一：环境变化对巡线的影响
光照变化
光照变化可能导致巡线机器人误判，影响巡 人对黑 线的识别和跟踪。
障碍物遮挡
障碍物遮挡可能使机器人失去目标，导致巡 线失败。
总结：机器人巡线教程的收获与感悟
提高自主性
通过学习机器人巡线技术，我们可以提高机器人的自主性和适应性，使其能够更好地适应不同的环境和任务。
掌握核心技术
机器人巡线技术是机器人自主导航的核心技术之一，通过学习它，我们可以掌握机器人的核心技术，从而更好地理解 机器人的工作原理和实现方法。
培养创新思维
学习机器人巡线技术不仅需要掌握理论知识，还需要具备实践能力和创新思维。通过实践和学习，我们 可以培养自己的创新思维和解决问题的能力，为未来的科技创新做好准备。
乐高机器人巡线原理
一、前言在机器人竞赛中，“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路（通常是黑线）行进的任务。
作为一项搭建和编程的基本功，巡线既可以是独立的常规赛比赛项目，也能成为其他比赛项目的重要技术支撑，在机器人比赛中具有重要地位。
二、光感中心与小车转向中心以常见的双光感巡线为例，光感的感应中心是两个光感连线的中点，也就是黑线的中间位置。
而小车的转向，是以其车轮连线的中心为圆心进行的。
很明显，除非将光感放置于小车转向中心，否则机器人在巡线转弯的过程中，探测线路与做出反应之间将存在一定差距。
而若将光感的探测中心与转向中心重合，将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。
因此，两个中心的不统一是实际存在的，车辆的转向带动光感的转动，同时又相互影响，造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢，很多巡线失误由此产生。
所以在实际操作中，一般通过程序与结构的配合，在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差。
而精准的微调，需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。
三、车辆结构巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进，因此，根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。
1、前轮驱动前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成，动力轮位于车头，通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向，前者的转向中心位于两轮胎连线中点，后者转向中心位于停止不动的轮胎上。
由于转向中心距离光感探测中心较近，可以实现快速转向，但由于机器人反应时间的限制，转向精度有限。
2、后轮驱动后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似，由于转向中心靠后，相对于前轮驱动的小车而言，位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度，才能使车头的光感转动同样角度。
因此，后轮驱动的小车虽转向速度较慢，但精度高于前轮驱动小车。
对于速度要求不高的比赛而言，一般采用后轮驱动的搭建方式。
3、菱形轮胎分布菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部，前后各有一个万向轮作为支撑。
巡线小车各模块电路原理图-郑朝高
上拉电（排）阻10k GND
1 C4 10uf 4
2
VCC
GND 1 VCC 2 1 4
5 5 2
P1 out1 GND
3 6
3
R3 1K LED D1
out2
GND GND C12 1UF
LED D4 LED 1
VCC C13 1UF
9 1 2 3 4 5 6 7 8 C1+ VCC V+ GND C1- 1Cout C2+ 1C in C2- 151out V- 151 in 2Cout 25 1in 2Cin 251out MAX232 (9 ) 16 15 14 13 12 11 10 9 VCC 1 6 2 7 3 8 4 9 5
VCC J2
GNDVCC J5
GND
CON20
电位器
电位器
电位器
B
RXD TXD
C10 1UF
12C5A60S2单片机最小系统 MAX232下载电路 L298N电机驱动
C L1 J2 2 1 CON2 5.0V J6 2 1 CON2 J7 2 1 D CON2 5 7 10 12 ENA6 ENB 11 8 5.0V L298N EN1 VSS EN2 VS EN3 OUT1 EN4 OUT2 OUT3 ENA OUT4 ENB ISENA GND ISENA 9 4 2 3 13 14 1 15 D1 C5 104 D2 D3 D4 GND 7.2V 7.2V GND GND ENB D10 5.0V 1K LED R1 GND C1 104 C2 104 VCC 7.2V
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41550
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巡线机器人
巡线机器人1. 简介巡线机器人是一种用于自动检测和跟踪线路的机器人。
它能够根据预先设定的轨迹沿着线路行进，并通过感应器检测线路上的信号，从而实现自动导航和定位。
巡线机器人广泛应用于工业生产、物流仓储、智能家居等领域，可以大大提高工作效率和减少人力成本。
2. 工作原理巡线机器人主要由以下几个组件组成：•轮子和驱动系统：用于机器人的行进和转向控制，使其能够沿着线路行进。
•感应器：通常采用光电传感器或红外传感器，用于检测线路上的信号。
•控制系统：根据感应器的信号，控制机器人的行进、转向和停止等动作。
•电源系统：提供机器人所需的电力供应。
当巡线机器人开始工作时，它会首先通过感应器检测线路上的信号。
在典型的情况下，巡线机器人会跟踪黑线或者其他颜色对比鲜明的线路。
感应器会收集到的信号传送给控制系统，控制系统会根据信号做出相应的控制动作。
例如，当感应器检测到线路上的信号较强时，控制系统会调节机器人的转向角度，使其维持在线路上行进；当感应器检测到线路的信号较弱或者不存在时，控制系统会使机器人停止行进或者采取其他动作。
3. 应用巡线机器人在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：3.1 工业生产巡线机器人可以用于工业生产线上的物料运输和搬运。
通过预先设定的轨迹，巡线机器人可以自动从仓库中将物料运送到生产线上，提高生产效率和减少人力成本。
在一些特定的生产环境中，巡线机器人还可以通过感应器检测到环境中的障碍物，并及时避开，确保安全生产。
3.2 物流仓储巡线机器人也可以用于物流仓储环境中的货物搬运和库存管理。
通过感应器和控制系统的配合，巡线机器人可以自动导航到指定的货架或货物位置，将货物送到指定的目的地或者完成库存盘点。
这为物流仓储业提供了一种更高效和智能的解决方案。
3.3 智能家居在智能家居领域，巡线机器人可以用于室内环境的清扫和维护。
通过预先设定的轨迹，巡线机器人可以自动在室内行走并清扫地面。
一些高端型号的巡线机器人还可以通过感应器检测到地面的脏污程度，并在需要的时候自动清洗。
巡线说明
巡线就是沿着地面的一条线走的机器人。
而基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。
偏多了，就要往回走一些，偏少了，就稍微往回走。
没有偏的话就直走。
巡线的逻辑其实就是上面说的，机器人只需要判断自己偏差了多少。
但根据光感个数的不同，判断偏差的逻辑也不太一样。
下文给出的这些逻辑仅仅是一个参考，并不一定就是最好的逻辑。
所以大家千万别以为这个就是标准答案了……单光感：1个光感巡线的逻辑，有2种。
第一种是最简单的，如果测到黑，就往左转。
测到白就往右转。
这样的逻辑效果当然就是一摇一摆的了。
但如何让程序知道光感检测到的是黑色还是白色呢？打开NXT的主菜单，会找到一个叫View的菜单，进入后会找到一个图标像发光的灯泡。
这个就是检测光感数值的地方了。
点进去之后只要选择端口号，NXT就会把自己检测到的光值显示在屏幕上了。
这个时候你要测一下，光感放在黑色上是什么数值，放在白色上是什么数值。
然后取这2个值的平均值，就是程序判断黑还是白的中间值了。
大于这个中间值，NXT就认为测到白色。
小于这个值就认为测到黑色。
另一种，就是通过数据上的一个算法来进行判断。
这需要一个类似“公式”的东西来计算机器人偏了多少。
而这个数据是怎么得来的呢？光感测到黑和白会传回一个数值。
而且测到黑和白之间交界的时候也会得到一个值。
但这个值浮动比较大，如果测的位置偏黑的那边，值就越来越小。
如果偏白的那边，值就越来越大。
所以可以通过这个大小来决定机器人到底偏了多少。
如果这个值是中间值，说明没有偏（其实这个时候我们的机器人是沿着黑和白的交界走的）。
如果这个值比中间值大，就说明偏了。
大的越多，偏的越多。
反之，如果比中间值小，小的越多偏的也越多。
双光感巡线：双光感巡线的逻辑很直接。
如果左边的光感检测到黑，就往左走（说明机器人往右偏了）。
如果右边的光感检测到黑，就说明机器人往左偏了。
如果2个光感都没检测到黑线，说明没偏。
就直走。
但要注意，2个光感巡线会有意外发生的……就是在测到黑线的时候还没来得及转弯，就测到线外面去了……这时侯就要做一些调整了，就是转弯力度变大一些，或者前进力量减小一些。
人教版小学6年级信息技术《制作巡线机器人》优质课课件
一、搭建巡线机器人
光电传感器
马达
巡线机器人（小车）
二、编制程序
（一）打开Scratch2—JMD
1.切换到E2-RCU
2.单击脚本选项卡下的“电子模块”
二、编制程序
（二）编写程序
步骤要清晰
手机同屏，测试光电传感器 的灰色值。（可增加学生测试演示 ）
二、编制程序
（二）编写程序
我们可以看到机器人小车沿黑色线路移动。
通过本课的实验，请你总结：制作机器人的步骤有那几步？
思考与练习
1.巡线机器人的工作原理是什么？ 2.巡线机器人中的两个马达起什么？
二、编制程序
（二）编写程序
这是双光
电巡线程序，
两个光电传
感器分开安
装，间距大
于黑线的宽
度
。
二、编制程序
（二）编写程序
这是双光 电巡线程序， 两个光电传 感器分开安 装，间距大 于黑线的宽 度，脚本程 序保存为 “xunxian”
三、下载程序
1.右键单击“控制器任务1”
2.单击“编译当前任务”
3.单击“下载”按 钮
三、下载程序（硬件）
1.确认USB数据线一端与计算机USB 2.另一端与控制器连接，并打开电源。 口相连。
四、运行程序
程序下载完 成后，首先轻 按电源开关， 控制复位，然 后用手触摸机 器人显示屏， 选择“xunxian”，
此时机器人运行 下载的巡线小车 程序。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、运行程序