浙江省第五届大学生机器人竞赛比赛心得与部分实现方案

比赛终于结束了，终于可以好好睡一觉了。比赛从四月份延到了七月份，但这丝毫没有影响我把这比赛硬生生打成电赛，前前后后制作的时间加起来可能也就只有完完整整一星期吧，还能拿到省三我已经很满足了。就开个贴给今后要参加比赛的同学们讲讲这段经历，讲讲我觉得比较重要的几点。

队友

有没有好队友非常的关键，有两个好队友就成功了一半。我做的是超市购物组，相对来说比较好的搭配是一个机械的一个信电的一个计算的。不管是从车的结构还是底层驱动还是图像识别上都能够考虑到。由于我们组没有学机械的同学，对于一些车的结构来说虽然我们可以想到，但是要是做出来非常困难，AutoCAD这些画图建模软件也都不会用，丧失了一些竞争力。现场看到的一些车的结构真的是令人感到震撼。

队友的关系也要好，最好是自己比较熟的，交流起来也比较方便。这次比赛过去心态崩了两天，队友硬是给我心态整回来了，这点非常感谢我的队友。总之，队友最好不要是那种带来划水的，没啥时间观念的，否则真的会很累，除非是大佬，轻松一带二。

训练场地

可以说这次是吃了场地的大亏了，学校里的场地出发区并没有涂成红色的，而实际的比赛场地变成了红色的。赛场上调试的时候，巡线传感器直接懵逼了，连出发区都走不出去，心态直接爆炸了一点点。抓取货物的时候，发现学校里测试的场地和实际比赛的场地高度还是有个2~3cm的差别，直接导致了机械臂根本抓不到东西，心态又炸了一次。场地还是得严格按照规则来搭，否则真的到了场上心态要崩。要么机械臂程序的容错率要够高，才能避免场地制作带来的误差。

赛前准备

说实话这个比赛的制作准备时间还是非常充裕的，千万不要像我一样把这个比赛做成电赛，连续肝几天几夜，一天只睡两三个小时。一定不要拖到最后几天才做。早做早调试早发现问题早解决。要用到的模块一定要多准备一些，至少完完全全的准备额外的一套。能带多少去就带多少！！！！不然场上坏了想换都换不了。我们的破机器人可以说是从头换到了尾，第二天舵机坏了，找隔壁组借了一个，连夜换了调试，舵机驱动板烧了一块，比赛开始前半小时，降压模块还莫名其妙地烧掉了，电压表还找不到借了一个，赶紧换了一个模块。多带一套还是非常有必要的。

硬件

说真的，硬件真的是一分钱一分货，还是得买性能好的，该花的钱还是得花，不然赛场上就会出现各种模块爆炸的情况。我们一开始电机驱动用的是那种最便宜的L298N，起初重量没上去还是比较正常的，但是搭完车，电机的电流就开始增加了，小车旋转30s驱动就滚烫。后来换了一块70+的驱动，承载电流大了很多，也不是很烫了。隔壁做运输对抗的他们用两百一块的驱动，峰值电流还可以到200A，这驱动想烧了都难。

再说说机械臂，由于我们并没有什么机械制作的基础，也就只能想到用机械臂了。大家买的时候一定要买那种结构比较稳定的！！！！！我们从上上届的车上拆了一条机械臂，动的时候晃的不行，每抓一次都捏一把汗。舵机也得全新的，本来还想着废物利用，后来全换成新的了。扭矩一定要够大！！！！https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.299e2e8dl9HVl5&id=578661255198&_u=d2jd14b827f9这家店应该是淘宝上比较便宜的了，质量也还行，但是我调的时候可能堵转太久了，还是烧了一个。

机械臂的调试一直是非常麻烦的事情，本来想直接用arduino写程序调，但是后来觉得实在是太麻烦了，搞了一块舵机调试板子，还有上位机，拖拖拽拽就能调，还是比较方便的。尽管如此，机械臂的调试还是非常花时间，如果有什么东西可以把机械臂用手调好的状态记录下来那就太好了！（我在想peach）

巡线传感器我看到很多人用的16路传感器，网上一搜价格劝退，但是前面用单个单个拼在一起又感觉太容易松动了，而且间距不太好控制。前期准备的时候我索性自己做了一个六路和单路的传感器，前面还有灯，再也不怕光线影响了，夜车都能开嘿嘿。但是这个电位器好像没啥用，调节不了灵敏度，在红色上还是认为是白的。可能这个地方大家需要自己再改进改进。这两个传感器我也都开源了网址附上：

https://lceda.cn/wywy/tcrt5000

https://lceda.cn/wywy/tcrt5000-6-lu

降压模块也要多准备一些，主要还是要看电流的大小，给舵机、电机用电流一定得大，太小了一下子就很烫烧掉了，接线的时候一定要看清楚正负！！！！上次再实验室头昏了，接反了，一通电，一路火花带闪电，30块没了，实验室的小伙伴人都傻了，这也是我这么久来炸掉的第一个电容，人生圆满了。。。。附上降压模块遗照一张。

最后我也不得不说一句，蓝牙模块拿来调车是真的好用，各种数据打回手机就行了，根本不用连电脑串口看数据，方便的很，和板子的TX、RX一连，手机app一开数据都有，爽得很。HC-04 HC-08都可以，强推蓝牙模块调车。

软件实现

由于我只是做的底层控制，所以只能说说底层的软件怎么实现的。用的是比较简单的arduino mega2560，IO口也比较充足，串口也很多，完全足够连接各种模块。我也简单讲讲我都实现思路。下图是一开始没有考虑到出发区的红色，现场马上改了一下。

修改之后是这样

只走了外面的一大圈，但是拿奖还是够了，如果想冲省一，中间还是要拿的。

附上我小车所有底盘代码：

#define jidianqi 13
#define wheel_left_en 44
#define wheel_right_en 45
#define left_wheel_in1 46
#define left_wheel_in2 47
#define right_wheel_in3 48
#define right_wheel_in4 49
#define qti_left 53  //黑色返回1
#define qti_right 52
#define f_qti1 38
#define f_qti2 39
#define f_qti3 40
#define f_qti4 41
#define f_qti5 42
#define f_qti6 43
#define b_qti1 32
#define b_qti2 33
#define b_qti3 34
#define b_qti4 35
#define b_qti5 36
#define b_qti6 37unsigned char action0[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x00, 0x00};
unsigned char action1[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x01, 0x00};
unsigned char action2[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x02, 0x00};
unsigned char action3[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x03, 0x00};
unsigned char action4[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x04, 0x00};
unsigned char action5[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x05, 0x00};
unsigned char action6[5] = {0xFF, 0x09, 0x00, 0x06, 0x00};unsigned char f_QTIS = 0xff;
unsigned char b_QTIS = 0xff;
unsigned char s_QTIS = 0xff;int crossing_counts = 0;
byte stop_flag = 0;     //路口停止位，stop为1表示车停止，stop为0表示车未停止int incomingByte = 0; // for incoming serial data
int result[7] = {};
int count = 0;void setup() {delay(13000);car_init();motor_motion(80,80);delay(2000);stop_car();start_car();
}
void loop(){while(!stop_flag)Robot_hunting_judge_crossing();if((crossing_counts == 1)||(crossing_counts==2)){turn_left();start_car();motor_motion(255,255);delay(300);}else if(crossing_counts==3){turn_right();start_car();motor_motion(255,255);delay(300);}else if((crossing_counts==12)||(crossing_counts==10)||(crossing_counts==11)||(crossing_counts==21)||(crossing_counts==19)||(crossing_counts==20)||(crossing_counts==30)||(crossing_counts==28)||(crossing_counts==29)){start_car();motor_motion(255,255);delay(300);}else if(((crossing_counts>=4)&&(crossing_counts<=8))||((crossing_counts>=13)&&(crossing_counts<=17))||((crossing_counts>=22)&&(crossing_counts<=26))||((crossing_counts>=31)&&(crossing_counts<=35))){send_recieve_smd();how_carry_things();start_car();motor_motion(255,255);delay(300);}else if((crossing_counts==9)||(crossing_counts==18)||(crossing_counts==27)||(crossing_counts==36)){send_recieve_smd();how_carry_things();turn_right();start_car();motor_motion(255,255);delay(300);}else if(crossing_counts==37){park_car();}stop_flag = 0;
}void car_init()           //小车所用各个引脚初始化
{Serial.begin (115200);Serial1.begin (115200);Serial3.begin (9600);//初始化各IO,模式为OUTPUT 输出模式pinMode(jidianqi,OUTPUT);digitalWrite(jidianqi,LOW);pinMode(wheel_right_en,OUTPUT);pinMode(wheel_left_en,OUTPUT);pinMode(left_wheel_in1,OUTPUT);pinMode(left_wheel_in2,OUTPUT);pinMode(right_wheel_in3,OUTPUT);pinMode(right_wheel_in4,OUTPUT);digitalWrite(wheel_right_en,HIGH); //给高电平digitalWrite(wheel_left_en,HIGH); //给高电平pinMode(f_qti1,INPUT);pinMode(f_qti2,INPUT);pinMode(f_qti3,INPUT);pinMode(f_qti4,INPUT);pinMode(f_qti5,INPUT);pinMode(f_qti6,INPUT);pinMode(b_qti1,INPUT);pinMode(b_qti2,INPUT);pinMode(b_qti3,INPUT);pinMode(b_qti4,INPUT);pinMode(b_qti5,INPUT);pinMode(b_qti6,INPUT);pinMode(qti_left,INPUT);pinMode(qti_right,INPUT);digitalWrite(left_wheel_in1,HIGH); //给高电平digitalWrite(left_wheel_in2,LOW);  //给低电平digitalWrite(right_wheel_in3,HIGH); //给高电平digitalWrite(right_wheel_in4,LOW);  //给低电平send_arm_action(action0);
}int f_readqti()       //读取前方QTI的值
{int f_qti,f_q1,f_q2,f_q3,f_q4,f_q5,f_q6;f_q1=digitalRead(f_qti1);f_q2=digitalRead(f_qti2);f_q3=digitalRead(f_qti3);f_q4=digitalRead(f_qti4);f_q5=digitalRead(f_qti5);f_q6=digitalRead(f_qti6);f_qti=32*f_q1+16*f_q2+8*f_q3+4*f_q4+2*f_q5+f_q6;f_qti=f_qti & 0x3f;return f_qti;
}int b_readqti()      //读取后方QTI的值
{int b_qti,b_q1,b_q2,b_q3,b_q4,b_q5,b_q6;b_q1=digitalRead(b_qti1);b_q2=digitalRead(b_qti2);b_q3=digitalRead(b_qti3);b_q4=digitalRead(b_qti4);b_q5=digitalRead(b_qti5);b_q6=digitalRead(b_qti6);b_qti=32*b_q1+16*b_q2+8*b_q3+4*b_q4+2*b_q5+b_q6;b_qti=b_qti & 0x3f;return b_qti;
}int side_readqti()    //读取两边QTI的值
{int s_qti,l_q,r_q;l_q=digitalRead(qti_left);r_q=digitalRead(qti_right);s_qti=2*l_q+r_q;s_qti=s_qti & 0x03;return s_qti;
}void Robot_hunting()
{f_QTIS = f_readqti();switch (f_QTIS){case 51:motor_motion(150, 150);break;     //1 110011 1,直行case 31:motor_motion(0, 255);break;    //011111,大幅左转case 15:motor_motion(0, 200);break;    //001111,大幅左转case 7:motor_motion(0, 150);break;     //000111,小幅左转case 39:motor_motion(0, 100);break;    //100111,小幅左转case 35:motor_motion(0, 100);break;    //100011,小幅左转case 55:motor_motion(0, 100);break;    //110111,小幅左转case 57:motor_motion(100, 0);break;    //111001,小幅右转case 49:motor_motion(100, 0);break;    //110001,小幅右转case 59:motor_motion(100, 0);break;    //111011,小幅右转case 56:motor_motion(150, 0);break;    //111000,小幅右转case 60:motor_motion(200, 0);break;    //111100,大幅右转case 62:motor_motion(255, 0);break;    //111110,大幅右转default:motor_motion(150, 150);break;}delay(5);
}void Robot_hunting_judge_crossing()     //小车巡线加判断路口
{f_QTIS = f_readqti();s_QTIS = side_readqti();//Serial.print("f_QTIS=");//Serial.println(s_QTIS);if(s_QTIS==0){stop_car();delay(20);stop_flag = 1;crossing_counts++;}switch (f_QTIS){case 51:motor_motion(80, 80);break;     //1 110011 1,直行case 31:motor_motion(0, 255);break;    //011111,大幅左转case 15:motor_motion(0, 200);break;    //001111,大幅左转case 7:motor_motion(0, 150);break;     //000111,小幅左转case 39:motor_motion(0, 100);break;    //100111,小幅左转case 35:motor_motion(0, 100);break;    //100011,小幅左转case 55:motor_motion(0, 100);break;    //110111,小幅左转case 57:motor_motion(100, 0);break;    //111001,小幅右转case 49:motor_motion(100, 0);break;    //110001,小幅右转case 59:motor_motion(100, 0);break;    //111011,小幅右转case 56:motor_motion(150, 0);break;    //111000,小幅右转case 60:motor_motion(200, 0);break;    //111100,大幅右转case 62:motor_motion(255, 0);break;    //111110,大幅右转default:motor_motion(80, 80);break;}delay(5);
}void motor_motion(unsigned int left_val, unsigned int right_val)
{analogWrite(wheel_right_en,right_val);analogWrite(wheel_left_en,left_val);
}void turn_right()
{digitalWrite(left_wheel_in1,HIGH); //给高电平digitalWrite(left_wheel_in2,LOW);  //给低电平digitalWrite(right_wheel_in3,LOW);digitalWrite(right_wheel_in4,HIGH);motor_motion(255, 255);delay(600);while(1){f_QTIS = f_readqti();  if((f_QTIS == 51)||(f_QTIS == 49)||(f_QTIS == 35)||(f_QTIS == 57)||(f_QTIS == 39)){stop_car();break;}  }
}/*
void turn_left()
{digitalWrite(left_wheel_in1,LOW); //给高电平digitalWrite(left_wheel_in2,HIGH);  //给低电平digitalWrite(right_wheel_in3,HIGH);digitalWrite(right_wheel_in4,LOW);motor_motion(255, 255);delay(1800);stop_car();
}void turn_right()
{digitalWrite(left_wheel_in1,HIGH); //给高电平digitalWrite(left_wheel_in2,LOW);  //给低电平digitalWrite(right_wheel_in3,LOW);digitalWrite(right_wheel_in4,HIGH);motor_motion(255, 255);delay(1800);stop_car();
}*/void turn_left()
{digitalWrite(left_wheel_in1,LOW); //给高电平digitalWrite(left_wheel_in2,HIGH);  //给低电平digitalWrite(right_wheel_in3,HIGH);digitalWrite(right_wheel_in4,LOW);motor_motion(255, 255);delay(600);while(1){f_QTIS = f_readqti(); //b_QTIS = b_readqti();if((f_QTIS == 51)||(f_QTIS == 49)||(f_QTIS == 35)||(f_QTIS == 57)||(f_QTIS == 39)){    stop_car();break;}  }
}void stop_car(){digitalWrite(left_wheel_in1,LOW); digitalWrite(left_wheel_in2,LOW); digitalWrite(right_wheel_in3,LOW); digitalWrite(right_wheel_in4,LOW);
}void start_car()
{digitalWrite(left_wheel_in1,HIGH); //给高电平digitalWrite(left_wheel_in2,LOW);  //给低电平digitalWrite(right_wheel_in3,HIGH); //给高电平digitalWrite(right_wheel_in4,LOW);  //给低电平
}void send_arm_action(unsigned char action[])
{for(int i = 0; i < 5; i++){Serial3.write(action[i]);delay(50);}}void send_recieve_smd()
{delay(1000);Serial1.write(49);delay(20);while(Serial1.read() >= 0){}//清空缓存，避免缓存的串口数据的影响while(incomingByte != 55){if (Serial1.available() > 0) {// read the incoming byte:incomingByte = Serial1.read();result[count] = incomingByte;count++;// say what you got://Serial.print("I received: ");//Serial.println(incomingByte, DEC);}}incomingByte = 0;
}void how_carry_things()
{if((count == 1)||(count>7));else{for(int i = 0; i < (count-1); i++)  {if(result[i] == 49){send_arm_action(action1);delay(15000);}else if(result[i] == 50){send_arm_action(action2);delay(15000);}else if(result[i] == 51){send_arm_action(action3);delay(15000);}else if(result[i] == 52){send_arm_action(action4);delay(20000);}else if(result[i] == 53){send_arm_action(action5);delay(16000);}else if(result[i] == 54){send_arm_action(action6);delay(20000);}else;}} count = 0;
}void park_car()
{turn_right();digitalWrite(jidianqi,HIGH);
}

代码其实并不多，也就三百行。loop里其实是一直在找路口，然后根据路口的计数来判断应该做什么，还是非常简洁的，和上面的图一起看还是很清楚的。但是就是有一个很大的问题，就是转弯按照我这么写其实很不好，但是由于时间有限，我也没有什么好想法，在一个由于车的重心没有完全在中心点，或多或少都有问题，只能靠前面的巡线传感器巡线把车身摆正。串口三和舵机控制板连，串口一和树莓派连。购物车靠电磁铁拉着。

暂且就写这么多了，以后想到有什么可以补充再补充。也欢迎大家下面评论区交流，虽然这是我的第一次机器人竞赛，也是我最后一次机器人竞赛了。希望大家在竞赛中都能有好运气好名次。