小学信息技术- 机器人灭火比赛.ppt

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1、上海广茂达伙伴机器人有限公司,机器人灭火比赛（详细规则见全国中小学电脑制作活动指南比赛规则）,1.灭火规则：08规则之不同，怎样围绕规则做策略2.灭火机器人及32位机器人在比赛项目中的优势3.MF灭火机器人结构机硬件分析4.灭火比赛参考策略分析,比赛场地,规则解读,场地：长250cm，宽250cm，高33cm 图中四个房间。每个房间内红色为火焰，蓝色为家具，黄色为搜救对象所在位置。抽中房间后蜡烛、家具和搜救对象位置如图中所示。小学组和初中组的场地没有搜救标识。每个房间都将保留标识火源的白线。竞赛方式（1）在小学组竞赛中，蜡烛将随机放在四个房间中，不采用回家模式。（2）在初中组竞赛中，蜡烛将随机

2、放在四个房间中，必须采用回家模式。（3）在高中组竞赛中，蜡烛将随机放在四个房间中，完成灭火任务之后，须完成搜救模式和回家模式 机器人 对机器人的尺寸30*30*30cm（出发前和任务完成后）可以运用一些软条搜房的方式。对机器人的重量、制作材料、产品型号等不作限制。所有参赛机器人输入电压不限。模拟家具是一个不大于12cm直径的涂了半光泽黄色的圆柱，柱高30cm、重大于3公斤。机器人可以接触模拟家具,规则解读,关于声音启动 如该机器人因检测到干扰的噪声而被错误启动，可重新启动机器人。裁判员发出一次声音信号后，机器人在5秒钟之内未启动，视为该轮比赛结束。比赛中的发声器由参赛队员自备。,规则解读,关于

3、灭火 机器人在开始灭火动作时，必须完全进入蜡烛所在房间（即：机器人在地面的垂直投影全部越过房间门口地面的白线，而不是在线外或者踩在线上），并且机器人必须有部分或全部到达距离火焰30cm的圈以内。蜡烛在燃烧时不允许被撞倒。关于回家 不进入其他房间；停止于出发点方块；大小符合要求。关于搜救（高中）搜救成功的标准：机器人在进入白圈后，必须做出搜救动作，拾起胶卷盒（完全离开地面）并离开房间才算作有效搜救。在“回家”途中如果搜救对象没有被携带或中途丢失，则判回家模式失败。机器人在开始搜救前，将搜救对象撞出或带出搜救区域，搜救模式失败，本轮比赛结束；,规则解读,关于灭火前的“搜房”和回家时的“进入房间”这

4、两个概念的区别与理解。搜房：机器人一部分越过门框白线进入房间内就视作机器人搜索了该房间。重复搜索同一个房间，房间系数不被重复计算。进入房间：进入房间的判断标准是机器人全部越过白线进入房间。,规则解读,关于30X30X30CM:对机器人的尺寸30*30*30cm（出发前和任务完成后,可以运用一些软条搜房的方式。如果任务都已经完成，但机器人尺寸还未恢复到规定的尺寸（30cm30cm30cm）则计时继续进行，直到尺寸符合规定要求。,规则解读,相关名词解释,规则解读,机器人运行 自主熄灭蜡烛 安全方式、完全熄灭、进入该房及30cm白线时间 限制（m）小学:3 初中:3、4 高中:3、3、4停表 超过规

5、定最大时间/队员请求终止搜房系数（1）搜索1个房间，房间系数为1.0（2）搜索2个房间，房间系数为0.75（3）搜索3个房间，房间系数为0.50（4）搜索4个房间，房间系数为0.30可靠性系数 0.9系数,规则解读,得分（1）每轮得分=实际时间启动模式系数(1/0.9)房间系数(1/0.75/0.5/0.3)搜救系数（高中组1/0.6）回家系数（初中、高中组）(1/0.8)。（2）在本次竞赛中，每个参赛选手有三轮比赛机会。最终成绩取三次得分中两次好的得分相加后乘以可靠性系数(1/0.9)。最终以得分最低的机器人为胜出，该机器人制作者为优胜者。,机器人灭火比赛流程,候场,清场,检录,准备,试跑,

6、比赛,签字确认,资料提交,抽签/选择启动方式,摆放机器人,规则解读,策略与机器人,MF控制器与8位控制器的性能及参数比较,传统的8位主板8位8MHZ主频存储器32k(扩展)数据内存512B1千行程序1万次(寿命)AD精度位模拟口采样速度 1千次/秒无USB通讯方式不包含大功率电机驱动卡电机驱动电压11V电机驱动电流1A,MF控制器32位45MHZ主频存储器 256k(MCU自带)数据内存 32k1万行程序10万次(寿命)AD精度10位模拟口最高采样速度 40万次/秒有USB通讯方式包含大功率电机驱动卡电机驱动电压11V-24V电机驱动电流峰值 20A,策略与机器人,MF控制器的硬件端口,数字输

7、出（6路）,下载键（停止键）,左电机,右电机,模拟口,复位键（运行键）,com下载接口,接口,点阵显示屏,硬件介绍,Com通讯口,策略与机器人,模拟口：8路高速模拟口40万次/秒，16路标准模拟口；兼容数字输入数字输出口：6路0.5A的数字输出口指南针接口：1路指南针接口（com口）扩展口：2路电机扩展接口(不带驱动)；I2C/SPI扩展口电源口：2路独立的电源，光耦隔离，互不干扰下载口：1路USB口下载；1路串口下载电机接口：2路带大功率驱动的电机接口,灭火机器人功能分析,一、传感器部分1、声音启动1、找火、趋光2、识别场地地面白色3、检测墙壁、障碍物*4、判断机器人的方向（高中可选用）二、

8、控制器（AS-MF控制器）三、执行器部分1、电机+轮子（底盘）：灭火机器人的轮胎非常讲究2、灭火装置（风扇电机、叶片）3、滑轮4、LCD*5、高中用的搜救板*6、搜房用的伺服电机，软条,声音火焰传感器组,*数字指南针,地面灰度传感器,红外光电传感器/红外测距传感器,声音火焰传感器组,策略与机器人,灭火双头器人组装清单,策略与机器人,灭火机器人硬件分析,电机驱动电池,火焰声音传感器,MF控制器,底盘,红外光电传感器,主控驱动电池,轮胎,策略与机器人,灭火机器人硬件分析,电机驱动电池,火焰声音传感器,MF控制器,底盘,红外光电传感器,主控驱动电池,轮胎,减速电机,灭火风扇电机,灭火风扇叶片,高中搜

9、救弹板,提手,地面灰度支架,地面灰度传感器,策略与机器人,灭火机器人传感器示意图,策略与机器人,用PSD替代红外光电传感器的灭火机器人,策略与机器人,灭火机器人火焰声音传感器板（包含灭火风扇电机驱动）,策略与机器人,灭火机器人火焰声音传感器,策略与机器人,int ma_10=0;void main()while(1)ma_1=AI(9);/*此时以传感器接AI9口为例*/printf(tma_10=%d,ma_10);,模拟输入传感器应用（火焰、声音传感器的测试）,策略与机器人,void main()while(1)/*此时以控制线接DO0口用为例*/DO(0 x1,1);/*DO0口接通*/

10、wait(0.500000);DO(0 x1,0);/*DO0口接通*/wait(0.500000);,DO口的控制（MF灭火机器人灭火风扇电机控制接口：前风扇用DO0，后风扇用DO1）,策略与机器人,红外光电传感器（测障用）,策略与机器人,红外光电传感器（测障用）,该传感器自身具有红外发射接收调制功能，使用时只需接MF控制器模拟输入接口，AI0AI23任意一个均可。在双头灭火机器人中使用了6个，分别接到AI0AI5,策略与机器人,红外测距传感器PSD（可替换红外光电传感器）,策略与机器人,红外测距传感器PSD应用（模拟输入口的使用）使用时注意接口插入的方向：红+，黑-，黄S,int ma_1

11、=0;void main()while(1)ma_1=AI(0);/*此时传感器接AI0口*/printf(tma_1=%d,ma_1);,策略与机器人,int ma_1=0;void main()while(1)ma_1=AI(0);/*此时以传感器接AI0口为例*/printf(tma_1=%d,ma_1);,数字输入传感器应用（模拟输入口的使用：MF控制器上模拟输入接口兼容数字传感器）,策略与机器人,地面灰度传感器（MF中使用模拟输入AI）,策略与机器人,地面灰度传感器（MF中使用模拟输入AI）,int ma_7=0;void main()while(1)ma_7=AI(6);/*此时以

12、传感器接AI6口为例*/printf(tma_7=%d,ma_7);,策略与机器人,指南针,策略与机器人,指南针使用,策略与机器人,机器人电子罗盘GMD,机器人电子罗盘GMD,机器人电子罗盘GMD,校磁,置零,置零,置零,校磁,校磁,左右两灯交替闪亮，表示已经进入校磁状态。此时将机器人水平旋转一周以上，按一次“校磁”完成校磁。,按一下“置零”后，标定方向的灯点亮,长按“校磁”3秒，释放。左右两灯交替闪亮。,指南针应用,指南针使用：步骤一，校磁：（指南针连线对着自己的方向时）长按指南针上左键（“标定”）3秒，释放，可看到控制器上“通讯”指示灯亮闪或者指南针上左右指示灯交替闪烁，表示指南针进入校磁

13、状态。旋转机器人(指南针水平固定于机器人上)大于一周。再短按一次左键（“标定”），可看到控制器上“通讯”指示灯恢复正常的状态-亮度较暗,或者指南针上8个方向指示灯指示零点方向。指南针校磁完毕。步骤二，定零度：确定好机器人的零度方向，摆放好机器人，短按指南针的右键（“定零”）即可看到控制器上通讯指示灯闪一下，然后恢复正常显示状态，此时指南针即已定零。注意：在连续使用的过程中请尽量不要关闭主控制器电源,策略与机器人,指南针应用（com口的使用）,/*指南针读数显示*/int sci_1=0;void main()SCI_Set(0,9600,0,8,1);/*程序中 使用COM口时必须的*/whi

14、le(1)sci_1=SCI_Receive(0);printf(tsci_1=%d,sci_1);,策略与机器人,行走策略（以正向沿右墙走为例）此时使用右前和正前的红外光电传感器,沿右墙行走：右边有墙时向前直行,策略与机器人,沿右墙行走：前边和右边有墙时左转,行走策略（以正向沿右墙走为例）此时使用右前和正前的红外光电传感器,策略与机器人,沿右墙行走：前、右都没有测到墙时向右偏走,行走策略（以正向沿右墙走为例）此时使用右前和正前的红外光电传感器,策略与机器人,沿右墙行走：右没有测到墙时向右偏走,行走策略（以正向沿右墙走为例）此时使用右前和正前的红外光电传感器,策略与机器人,趋光行走：右前向右偏

15、走,趋光（小学、初中）（以前头趋光为例）此时使用左前和右前的火焰传感器（可配合使用正前火焰传感器）,策略与机器人,趋光行走：左前向左偏走,趋光（小学、初中）（以前头趋光为例）此时使用左前和右前的火焰传感器（可配合使用正前火焰传感器）,策略与机器人,趋光行走：前向前走,趋光（小学、初中）（以前头趋光为例）此时使用左前和右前的火焰传感器（可配合使用正前火焰传感器）,策略与机器人,整体策略：以高中为例 基本参考方案4-3-1-2,策略与机器人,策略（4号房：）,4,策略与机器人,策略（4号房：）,4,策略与机器人,策略（3号房）,3,策略与机器人,策略（3号房）,3,策略与机器人,策略（1号房）,1,策略与机器人,策略（1号房）,1,策略与机器人,策略（2号房）,2,策略与机器人,策略（2号房）,2,策略与机器人,灭火双头机器人程序参考,策略与机器人,灭火双头机器人,策略与机器人,多策略应用：通过第一二轮比赛抽签的结果，决定第三轮采用的策略,上海广茂达伙伴机器人有限公司王慧明：TEL:021-64952827-1044QQ:38757291,