全地形爆破赛小车的制作

机器谱

1. 比赛场地

       场地中设定四种五个不同特点、不同难度的障碍物，每种障碍物均有一定的分值，参赛队根据比赛规则自主设计制作全地形小车，完成穿越各个障碍物的比赛。

       障碍物分别为三种颜色的气球、楼梯、管道、窄桥，各障碍物由黑色引导线连接，形成完整的比赛赛道，并设置比赛起点和终点，比赛场地由组委会统一布置。

       全地形小车启动后自动行驶并跨越其他三种障碍物（管道，窄桥，楼梯）后，需识别颜色板上随机色卡的颜色并扎破对应颜色气球。

       场地地面为 408cm×175cm（尺寸误差±3cm） 的宝丽布，四周有高度为 18cm 的围栏。场地地面设有起点线和终止线，距离边缘 90cm。部分障碍前后20cm 设有标志线，供参赛队伍参考使用。距离长边 60cm 的两条红线为装饰线。5 个 障碍物按位置安放，并以双面胶固定在场地地面上，不可移动。黑线用 3.8cm 宽低反光绝缘胶带铺设。

场地尺寸图片详见https://www.robotway.com/h-col-120.html

关于气球说明：

气球颜色为：深红、深绿、深蓝

气球大小（宽）：22cm和26cm之间，测量宽度方向以下图黑线示意为参考（横向最宽距离）；

气球安装角度：气球横放，气嘴朝向终点线反方向，气球底面中部与场地布紧贴，气球 与场地布通过粘度较高的双面胶固定（以侧向拍打不掉落为准），气球固定位置距离气球底面中点误差±5cm；

关于扎气球的装置说明：扎气球装置末端可采用细小尖锐物体，如曲别针、图钉、牙签等，机器人上场前将对扎气球装置进行检验；

关于挡板布置，如下图蓝色外框（其中尺寸标注误差±10mm）

场地尺寸图片详见https://www.robotway.com/h-col-120.html

2. 示例样机

       本文采用的示例样机是基于月球车样机改造的。在此样机的基础上，在四个前后轮上缠绕了履带片以增大轮径，提高越障的性能。另外，在车身上增加了一个舵机驱动的摆杆，摆杆的顶部可以安装针甚至排针，用来刺破气球。

3. 示例程序

电子模块：Arduino UNO（Basra控制板×1，Bigfish扩展板）×1，灰度传感器×3，IIC颜色识别传感器）×1

编程环境：Arduino1.8.19

函数库：ServoTimer2、Adafruit_GFX、Adafruit_NeoPixel、MH_TCS34725

程序源代码如下：

Hit_Ballon_Car_yeyeyeye.ino

/* *=====================================================================================================* *实验接线:                                                                                            | *=====================================================================================================* *                       车头 *   灰度传感器：     A2   A3   A4 *                *----------------* *                |                | *                |                | *                |                | *                |                | 右侧 *         motor   |                | 车轮 *          9,10   |                | 5，6 *                |                | *                |                | *                |                | *                |                | *                |                | *                *----------------* *                       车尾 * 舵机接线： *         气球舵机:3 * */ #include<ServoTimer2.h>        //调用舵机库函数 ServoTimer2 myServo;           //声明舵机 #define Forward_Left_Speed 125   //小车前进时左轮速度 #define Forward_Right_Speed 90//小车前进时右轮速度 #define Back_Left_Speed 160    //小车后退时左轮速度 #define Back_Right_Speed 110   //小车后退时右轮速度 #define Left_Left_Speed 235    //小车左转时左轮速度 #define Left_Right_Speed 240   //小车左转时右轮速度 #define Right_Left_Speed 235   //小车右转时左轮速度 #define Right_Right_Speed 240   //小车右转时右轮速度 #define Car_speed_stop 255     //小车刹车制动的速度 #define TrackingSensorNum 3    //小车寻迹时使用的灰度传感器数量 #define DEBUG                //程序进入调试模式 #define Debug_Color_Card     //检测色卡颜色 //#define Debug_Color_Balloon   //检测气球颜色 //#define Debug_Gray_Sensor    //检测灰度传感器 //#define Debug_Car_Forward    //检测小车走直线 int servo_num = 1;//定义舵机数量 int servo_port = 8;//定义舵机引脚 float value_init = 5;//定义舵机初始角度 int Car_DC_Motor_Pin[4] = {9,10,5,6};//直流电机引脚 int Gray_SensorPin[3]={A4,A3,A2};//寻迹、检测路口传感器 int f = 60; //定义舵机每个状态间转动的次数，以此来确定每个舵机每次转动的角度 int motor_num = sizeof(Car_DC_Motor_Pin) / sizeof(Car_DC_Motor_Pin[0]);//定义电机数量 int Car_Head_Gray_SensorPin_Num = sizeof(Gray_SensorPin)/sizeof(Gray_SensorPin[0]);//定义gray数量 bool finish=true; int Gray_Three = 0; //记录三个灰度传感器同时触发的次数（即记录小车经过特殊路口的次数） bool finish_all = true;//判断小车是否结束比赛（true表示没有结束比赛，false表示结束比赛） int color_detection_card = 0; //记录颜色传感器识别到色卡的数值（红色为1，蓝色为2，绿色为3） int color_detection_ballon = 0; //记录颜色传感器识别到气球的数值（红色为1，蓝色为2，绿色为3） enum{Forward=1,Back,Left,Right,Stop,ForwardSpeedDown,BackSpeedDown,ForwardRoad,Tracking_automatic};//小车各种模式状态 void setup() {   delay(1500);Serial.begin(9600);//打开串口并启用9600波特率   Motor_Sensor_Init();//电机及传感器引脚初始化   Servo_Init(); //舵机引脚初始化   Color_Init();delay(1000);//颜色引脚初始化   #ifdef DEBUG //判断小车是否要进入调试模式     Car_Debug_Test();   #endif } void loop() {   Automatic_Tracking_analogRead(); }

Color_detection.ino

/*********************接线方式 TCS3473x   Arduino_Uno   SDA         A4   SCL         A5   VIN         5V   GND         GND *************************/ #include <Wire.h>        //调用IIC库函数 #include "MH_TCS34725.h" //调用颜色识别传感器库函数 //颜色传感器不同通道值设置 MH_TCS34725 tcs = MH_TCS34725(TCS34725_INTEGRATIONTIME_50MS, TCS34725_GAIN_4X); //设置颜色传感器采样周期50毫秒 void Color_Init() {   if (tcs.begin()) {                 //如果检测到颜色传感器模块     Serial.println("Found sensor");   //串口打印 Found sensor   } else {                           //如果没有检测到颜色传感器模块     Serial.println("No TCS34725 found ... check your connections");//串口打印：没有找到颜色识别传感器模块     while (1); // halt! //程序陷入死循环   } } /* * color_judge[0]   red green * color_judge[0]   green red */ void return_color_ballon() {   int numbers_count = 0;   int color_judge[12]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};   int red_summer,green_summer,blue_summer;   Serial.println("---------------Start---------------");   unsigned long time_now = millis();   while( (millis() - time_now ) < 2000)   {      numbers_count ++;      uint16_t clear, red, green, blue;      tcs.getRGBC(&red, &green, &blue, &clear);      if(red>=blue){color_judge[0] = color_judge[0] +1;}   else{color_judge[1] = color_judge[1] +1;}      if(red>=green){color_judge[2] = color_judge[2] +1;} else{color_judge[3] = color_judge[3] +1;}      if(blue>=red){color_judge[4] = color_judge[4] +1;}   else{color_judge[5] = color_judge[5] +1;}      if(blue>=green){color_judge[6] = color_judge[6] +1;} else{color_judge[7] = color_judge[7] +1;}      if(green>=red){color_judge[8] = color_judge[8] +1;}   else{color_judge[9] = color_judge[9] +1;}      if(green>=blue){color_judge[10] = color_judge[10] +1;} else{color_judge[11] = color_judge[11] +1;}        }   Serial.println();   if( (color_judge[0] > color_judge[1])   && ((color_judge[2] > color_judge[3])) )   { #ifdef DEBUG     Serial.println("The color is red"); #endif     color_detection_ballon = 1;   }   else if( (color_judge[4] > color_judge[5])   && ((color_judge[6] > color_judge[7]))   )   { #ifdef DEBUG     Serial.println("The color is blue"); #endif     color_detection_ballon = 2;   }   else if( (color_judge[8] > color_judge[9])   && ((color_judge[10] > color_judge[11])) )   { #ifdef DEBUG     Serial.println("The color is green"); #endif     color_detection_ballon = 3;      }   else   { #ifdef DEBUG     Serial.println("None color"); #endif      } } void return_color_card() {   int numbers_count = 0;   int color_judge[12]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};   int red_summer,green_summer,blue_summer;   Serial.println("---------------Start---------------");   unsigned long time_now = millis();   while( (millis() - time_now ) < 2000)   {      numbers_count ++;      uint16_t clear, red, green, blue;      tcs.getRGBC(&red, &green, &blue, &clear);      if(red>=blue){color_judge[0] = color_judge[0] +1;}   else{color_judge[1] = color_judge[1] +1;}      if(red>=green){color_judge[2] = color_judge[2] +1;} else{color_judge[3] = color_judge[3] +1;}      if(blue>=red){color_judge[4] = color_judge[4] +1;}   else{color_judge[5] = color_judge[5] +1;}      if(blue>=green){color_judge[6] = color_judge[6] +1;} else{color_judge[7] = color_judge[7] +1;}      if(green>=red){color_judge[8] = color_judge[8] +1;}   else{color_judge[9] = color_judge[9] +1;}      if(green>=blue){color_judge[10] = color_judge[10] +1;} else{color_judge[11] = color_judge[11] +1;}        }   Serial.println();   if( (color_judge[0] > color_judge[1])   && ((color_judge[2] > color_judge[3])) )   { #ifdef DEBUG     Serial.println("The color is red"); #endif     color_detection_card = 1;     }   else if( (color_judge[4] > color_judge[5])   && ((color_judge[6] > color_judge[7]))   )   { #ifdef DEBUG     Serial.println("The color is blue");    #endif     color_detection_card = 2;   }   else if( (color_judge[8] > color_judge[9])   && ((color_judge[10] > color_judge[11])) )   { #ifdef DEBUG     Serial.println("The color is green"); #endif     color_detection_card = 3;      }     else   { #ifdef DEBUG     Serial.println("None color"); #endif      } } void color() { uint16_t clear, red, green, blue; tcs.getRGBC(&red, &green, &blue, &clear); Serial.print("red:");Serial.print(red);Serial.print(" | "); Serial.print("blue:");Serial.print(blue);Serial.print(" | "); Serial.print("green:");Serial.println(green); }

Servo_Move_Control.ino

//===================舵机========================舵机=======================舵机=======================舵机===========================舵机==========================舵机==============================舵机==============================舵机 //====舵机===========================舵机======================舵机=======================舵机=========================舵机==========================舵机============================舵机==================================舵机============= //===================舵机========================舵机=======================舵机=======================舵机===========================舵机==========================舵机==============================舵机==============================舵机 //void Servo_Init() //{ //   for(int i=0;i<servo_num;i++) //   { ////    myServo.attach(servo_port); ////    myServo.write(map(value_init,0,180,500,2500)); ////    delay(20); //    myServo.attach(servo_port); //    myServo.write(map(value_init,0,180,500,2500)); //    delay(20); //   } //} void Servo_Init() {   for(int i=0;i<servo_num;i++)   { //    myServo.attach(servo_port); //    myServo.write(map(value_init,0,180,500,2500)); //    delay(20);     myServo.attach(servo_port);     myServo.write(map(value_init,0,180,500,2500));     delay(20);   } } //void ServoStop(int which){//释放舵机 //   myServo[which].detach(); //   digitalWrite(servo_port[which],LOW); //} void ServoStop(){//释放舵机   myServo.detach();   digitalWrite(servo_port,LOW); } //void ServoGo(int which , float where){//打开并给舵机写入相关角度 //   if(where!=200){ //    if(where==201) ServoStop(which); //    else{ //      myServo[which].write(map(where,0,180,500,2500)); //    } //   } //} void ServoGo(float where){//打开并给舵机写入相关角度   if(where!=200){     if(where==201) ServoStop();     else{       myServo.write(map(where,0,180,500,2500));     }   } } void Servo_Move_Single(int Start_angle,int End_angle,unsigned long Servo_move_time) {   int servo_flags = 0;   int delta_servo_angle = abs(Start_angle-End_angle);   if( (Start_angle - End_angle)<0 )   {     servo_flags = 1;   }   else{ servo_flags = -1; }   for(int i=0;i<delta_servo_angle;i++)   {     myServo.write(map( Start_angle+(servo_flags*i) ,0,180,500,2500));     delay(Servo_move_time);   } } //void servo_move(float value0, float value1, float value2,int delaytimes){ //舵机动作函数 //   float value_arguments[] = {value0, value1, value2}; //   float value_delta[servo_num];   //   for(int i=0;i<servo_num;i++){ //    value_delta = (value_arguments - value_init) / f; //   }   //   for(int i=0;i<f;i++){ //    for(int k=0;k<servo_num;k++){ //      value_init[k] = value_delta[k] == 0 ? value_arguments[k] : value_init[k] + value_delta[k]; //    } //    for(int j=0;j<servo_num;j++){ //      ServoGo(j,value_init[j]); //    } //    delay(delaytimes/f); //   } //} void Zha_Qi_Qiu(int Numbers) {   for(int i=0;i<Numbers;i++)   { //    myServo.write(map( 130 ,0,180,500,2500));delay(350);     myServo.write(map( 175 ,0,180,500,2500));delay(1000);     myServo.write(map( 5 ,0,180,500,2500));delay(1000); //    Servo_Move_Single(130,,2);delay(1000); //    Servo_Move_Single(30,130,3);delay(1000);   } }

4. 资料内容

全地形排爆车样机3D文件

全地形排爆车完整程序

全地形排爆车例程配套函数库

全地形爆破赛-场地制作文件

资料下载链接https://www.robotway.com/h-col-120.html