原本一開始聽到要做自走車想說程式碼因該是很多也都看不懂的那種.docVIP

控制電子學期末報告 自走車和電腦鼠上課心得 指導老師:黎靖 班級:系統三甲 學生:陳奕廷 學號控制電子學心得： 在控制電子學這門課裡讓我充分了解到電腦鼠的運作原理及硬體構造，和軟體的使用，不只繁多而複雜，似乎只要寫演算法就能寫到死的那種!但是我對電腦鼠還是充滿的興趣，可能是我從小就喜歡胡亂拆解東西與組裝，因此也讓我喜歡上能自己組裝的東西。 電腦鼠包含了硬體部分：紅外線感測器、光電感測器、馬達驅動器、微控制器、顯示器、陀螺儀、蜂鳴器、穩壓ＩＣ、輪胎與伺服馬達。在於型號方面就有好幾種的選擇，不只要考慮電流與電壓問題，還要考慮軟體的搭配，以及種種環境因素的引響，必須要將這些刻服才能做出ㄧ台好的電腦鼠，但是一台好的電腦鼠有了外部配備，就更需要有內部程式，所以程式也變成了主軸，也是決定於是否能跑完全程的重要核心。所以在軟體的演算法部分歸納出有這幾種：沿壁法(Wall Following)、深先搜尋法、洪水填充法。 以下為硬體元件的性能與比較： 感測器： (1).紅外線感測器： 通常紅外線感測器的發射端都放在電腦屬版子的上方，接收端都放在板子下方，原因是為了防止外再光源與雜訊的影響，以準確接收到發現端所傳出的訊號，而也可以減低版子使用的面積。紅外線感測器再發射的時候是一顆發射一顆接收，並非是全部ㄧ起發射，而是有順序的，這種方式也是避免接收端的混淆。 而前面那兩顆感測器要擺在最前面主要是偵測左右兩邊是否有牆壁，因為如果先看到牆壁就能先行轉彎，所以左右邊是最重要的，再來就是對角線偵測，主要是校正電腦鼠的方向，則其次是直線。 (2).超音波感測器： 發射器端發射超音波給牆壁，使得牆壁反射回來到接收端並且計算與牆壁相差的距離，在自走車的時候常常用到因為要偵測是否有物體的存在，但是超音波感測器也是有缺點的，因為耗電量大，所以要有極大的電壓增益，常常因為電路的雜訊而影響，而且超音波難以聚焦，所以很難知道反射波是從哪個反射面來的。而其優點為不會向紅外線感測器一樣受到光源的影響和場地的色彩。 馬達： 馬達分成好幾種馬達，其常用的有：伺服馬達、步進馬達這兩種馬達各有優缺點。 步進馬達：優點－價格便宜比伺服馬達便宜許多，電路也因此比較簡單略懂，採用脈波控制磁極驅動，由於步進馬達在激磁狀態停止時，具有很大的保持力，就類似於煞車系統，能保持住停止的位置。但是當關掉電源時不具有保持力。 缺點－笨重且體積較大，且速度比伺服馬達來的慢。 伺服馬達：優點－體積輕巧，目前大家幾乎都使用此馬達，因為轉速快而且在特定的轉速裡面扭力是固定的，且還有兩倍以上的啟動扭力能克服最大靜摩擦力，在運轉的時候不會有噪音和震動，溫度的上升也只是小幅度而已。 缺點－價錢昂貴，需要有減速的設計。 微控制器（Microcontroller）： 擔任電腦鼠硬體裡面的主人，所以會選擇ＭＣＵ事件很重要的是，通常ＭＣＵ的功能為： (1).記憶地圖。 (2).能將使用者寫入的軟體預先採用的策略執行，如演算法。 (3).將預設的狀況與目前的情況做比較，例如光電編碼器回報的馬達轉速不夠，則MCU會去驅動馬達加速。 (4).能接受並解讀感測器傳送進來的訊號 陀螺儀： 因為此元件的響應速度極快，當快速轉彎的時候能正確矯正角度。 電腦鼠硬體設計總結： (1).為了防止電腦鼠左右搖晃導致不能走直線，所以兩邊的配重最好要一樣，且馬達和輪胎的性能也要一樣。 (2).為了防止打滑最好選擇橡皮的和有較大磨擦力的輪胎。 (3).重心要低 (4).重量也盡量降到最低且集中於中心點 以下為演算法的簡單說明和圖示： 沿壁法(Wall Following)： ㄧ開始電腦鼠先選擇ㄧ面牆，然後沿著牆壁ㄧ直行走，直到遇到牆壁在進行演算法決定他要往右邊轉或左轉，如果是左壁演算法的話，碰到叉路就會選擇左邊那條路，如果是沿右壁的話再差路就會選擇右邊那條路，直到終點才結束。 沿壁法(Wall Following)：沿左壁法 沿壁法(Wall Following)：沿右壁法 當遇到這種迷宮則電腦鼠只能在圈外ㄧ直游走，無法切入到終點。 因此又演算出深先有哪些信誉好的足球投注网站法，指的是讓電腦鼠有優先決定要直走、右轉、左轉，所以這種演算法種共有４種延伸型： 1.右手法則：遇到岔路節點時優先右轉，其次是直走、左轉。 2.左手法則：遇到岔路節點時優先左轉，接著是直走、右轉。 3.中左法則：遇到岔路節點時優先走直線，其次是左轉、右轉。 4.中右法則：遇到岔路節點時優先走直線，其次是右轉、左轉。 5.亂數法則：沒有固定優先權，依亂數決定轉向。 以下為右手法則圖示： 左手法則圖示： 迷宮圖出自：黎靖的迷宮收尋演算法 洪水填充法：指的是一開始先建立個權重表，假設0為終點，且無牆壁阻礙的話則