學習記錄, LEGO NXT 機器人, (27) 小雞找母雞之雷達機器人 (LEGO, NXT)

本篇的主角是萊恩大兵的兩個兒子 Willie 和 Kenny. 萊恩大兵為他們兩個安排了 LEGO NXT 機器人的家教.

2016/1/9, 第二十七課, 雷達機器人

上一堂課做的是母雞帶小雞之排隊機器人. 本週課題則反過來, 要做小雞找母雞的雷達機器人. 

雷達? 兩兄弟的腦筋轉了一圈, 沒想出合適的作法, 直接發問~ 要用哪個感應器? 

第一段, 小雞找母雞- 尋找的原理

老師沒直接回答, 而是自顧地解說雷達掃射偵測物件位置的原理: 外觀像一個大圓盤, 定時向四周圍發射音波, 並接收彈回的音波, 即可算出障礙物的大小與距離遠近.

音波.. 沒錯, 就是要用超音波感應器來偵測距離, 進而做出能找尋母雞位置的小雞來. 想通這一點, 今日的課題也就清楚了. 

要來做一隻能在原地打轉, 尋找母雞的小雞車. 小雞車上面會有一顆雷達 (超音波感應器), 會一直搜尋母雞位置. 小雞車會逐步往母雞靠近, 並時時修正移動方位/角度, 慢慢靠近..

第二段, 小雞找母雞- 機構示範

從機構的角度來看, 小雞是一台配置有超音波感應器的車. 

• 超音波感應器要裝在哪?
• 小雞車要能在原地360度打轉, 並發射超音波偵測母雞位置. 那車輪胎要怎麼配置? (前/中/後?) 需要加裝導桿嗎? (前/中/後)?

程式演算法的部份, 可拆解成幾個步驟 (假設母雞身處在小雞雷達能感應到的範圍內)

• 小雞原地打轉, 邊發出超音波
• 找到母雞時, 發出嗶一聲
• 小雞往母雞的方向跑一點點距離後, 再重新尋找一次
• 若沒找到母雞, 則繼續找
• 額外考題: 當小雞找到母雞了, 如何把程式停掉?

Willie 的程式碼不難理解. 大致是在超音波程式格的迴圈判斷, 離母雞的距離遠時, 就一直轉圈圈. 離物的距離近時, 則小步前進直到與母雞一定距離.

Kenny 的程式碼大致類似哥哥的版本.

第三段, 測試, 修改與調整

老師趁兩兄弟實作小雞時, 動手做了母雞出來.

兩兄弟小雞的超音波感應器靈敏度都有點問題, 所以靠近母雞時都沒有很乾脆地停下來. 另外, 兩兄弟在測試程式時, 都花了不少時間調整超音波感測距離.

Willie 的作品

Willie 小雞的導桿太靠近重心, 使得小雞在移動時, 會前後搖晃, 還真像隻小雞在移動, 算是歪打正著.

Kenny 的作品

Kenny 小雞太靠近牆壁造成誤判, 沒找母雞反而去撞壁.

兩兄弟的作品合照

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