内容正文:
第 5 课 挑战极限,我的车
教学目标
1. 了解障碍传感器、海拔高度计和指南针传感器的使用方法。
2. 学会全局变量的定义与赋值。
3. 体验子程序调用的便捷。
新知园地
一、悬挂系统减震及前轮转向
在“无人驾驶”任务中,减震和转向是问题的关键。真正的汽车悬挂系统是依靠弹簧和避震器来实现减震的,我们如何在“无人驾驶”机器人中实现减震呢?
在如图所示的机器人前轮驱动结构中,利用伺服电机 1 和悬挂结构解决减震问题,
利用伺服电机 2 的旋转来实现前轮转向。利用障碍传感器和灰度传感器同时探测跑道,用海拔高度计辅助定位, 用指南针传感器辅助调整机器人的前进方向。
2
1
障碍传感器用于判断在指定的检测距离内有无障碍物,检测到障碍时返回 1,没检测到障碍时返回 0。
海拔高度计返回传感器相对海平面的垂直距离,返回值为整型数值,常用于检测机器人在行进过程中的高度变化。
指南针传感器用于获取方向,返回其前方(指南针上标有“N”的方向)与场景的正北(+Z 轴)方向的夹角,返回值为 0 - 359 度。指南针传感器常用于使机器人转到某个方向,或使机器人沿某个方向行进。使用指南针传感器时需要水平安装,且指针面朝上,否则可能无法正常工作。
探究实践一
搭建“挑战极限”机器人
根据课本中的步骤,进行实践练习。
二、优化算法提效率
跑道分段:如图所示的跑道中,机器人根据不同路况应采用不同的转向策略是提高速度的关键。
整个跑道可分为 6 段:
(1)起点- 1:上坡直行(2)1 - 2:270 度上坡右转(3)2 - 3:桥上直行(4)3 - 4:540 度下坡右转(5)4 - 5:侧向直行(6)5 - 6:转弯至终点
子程序:编程时,当某一部分程序有相同或经常重复的程序段时,为了简化编程,将这部分功能单独编写成程序,在其他位置多次调用。其中调用其他程序的程序称为主程序,被调用的程序称为子程序。采用结构化、模块化的程序结构可让程序简洁、明了,大大提高效率。
探究实践二
编写“挑战极限”程序
根据课本中的步骤,进行实践练习。
巩固提升
1.尝试更改直流电机参数值,提高得分。
2. 尝试优化机器人的程序,看能否跑出更高的成绩。
成果分享
1. 小组讨论,推选出一名组员作为本班级的参赛代表,参加班级比赛。