火星生存挑战赛04路口的抉择-讲义.docxVIP

火星生存挑战赛

第四讲：路口的抉择

一、课程目标

知识学习目标：

1、了解路口类型以及路口判断原理；

2、组装路口检测装置；

3、编程实现火星车路口检测功能。

二、课堂组织形式

组织开放式问题讨论

课堂知识回顾

问答式课堂互动

随堂趣味测试题

融入趣味故事讲解

设计互动探究实验

三、课堂准备

名称

内容

来源

备注

1

PPT课件

课程全流程演示文稿

火星人俱乐部课件

2

相关参考视频

说课视频、制作视频

火星人俱乐部备课视频

3

学生组装器材及工具

物联网智能车套装（每人一套）

火星盒子需按学生数量订购

四、详细上课流程

本节课包括课堂预热和5步具体流程：

第1步为课堂回顾上节课的知识，提出本节课的目标。

第2步了解路口类型以及路口判断原理。

第3步编程实现火星车路口操作。

第4步为课堂总结，回顾本节课主要内容。

上课步骤

主要内容

注意事项

【第1步】课堂引入

【对应PPT】P1-3

【时长】10min

【引入】

回顾上节课的内容，提出本节课的任务目标。

师：经过我们的努力，火星车已经可以沿着我们自己设定的白色轨迹线自动行驶了。接下来我们把火星车放在比赛地图上，看看它能不能完成绕场一周的任务呢？

师：经过实际测试我们发现火星车无法沿着比赛地图的轨迹线绕行一周，这是为什么呢？

师：原来在比赛地图上存在许多路口，我们上节课的程序中没有告诉火星车遇到路口要怎么走，所以火星车走到路口时可能会出现脱离轨迹线或者在原地左右摇摆的情况。

师：那火星车怎样才能正常通过路口呢？

师：比赛场地上存在许多路口，本节课我们的任务是完成路口的识别以及完成在通过路口时的不同操作。

师：在这个过程中我们首先要实现路口的检测，然后根据任务的需要在路口实现不同的操作。

【第2步】介绍路口类型和路口检测方法【对应PPT】P4-P15

【时长】

【讲解】

教师介绍路口类型和路口检测方法。

师：仔细观察地图上的路口，你能找到几种不同形状的路口呢？

生：自由回答

师：我们可以看到地图上的路口可以分为上面四种不同的类型，其中箭头方向代表进入路口时火星车的行进方向。仔细观察这些路口，你能发现它们有什么共同点吗？

观察虚线部分，我们可以发现每个路口的右侧都会有白色的轨迹线，所以路口右侧的白色轨迹线可以作为判断路口的依据。

为了判断路口右侧的白色轨迹线，我们在火星车的前方左右各增加一个灰度传感器专门用来检测路口。

【第3步】路口操作

【对应PPT】P16-P37

【时长】

【衔接】

火星车是怎么利用路口传感器来检测路口的呢？

火星车在循线前进的过程中一旦路口传感器压线即传感器的读数大于一定数值时，就代表即将到达路口。

因此通过程序检测路口的流程是这样的。

首先判断路口灰度传感器是否压线，如果没压线则表示没有到达路口，火星车要继续循线前进；压线则表示到达路口，这时我们要设置火星车的状态为前进（由于循线前进中可能会出现左转或右转的状态，应通过调用前进函数设置火星车为前进状态），然后延时合适的时间，让火星车向前冲一段距离，确保火星车的中间到达路口。

火星车到达路口后要直行不同的操作，有的路口要直行通过，有的路口要右转。这些操作怎么实现呢？

对于要直行通过的路口我们不需要进行其它操作，只需要把刚刚的程序封装到一个带有参数的的函数中并在通过路口时启动一下报警器来发出提示音。这个函数的参数X则用来设置火星车从右侧路口传感器压线到火星车到达路口所需要的直行时间。可能每个路口需要的时间并不相同，可以通过传递不同的数值进行控制。

在路口右转的操作就比较复杂了。火星车右转弯的过程可以分成两个步骤：

火星车右转弯的过程可以分成两个步骤：

第一步，车辆先向右侧转一个小角度，让右侧循线传感器远离左侧轨迹线，然后车辆继续向右转，这个过程要持续到右侧的循线传感器压到右侧的白线为止，这个过程需要一个循环来不停的进行判断。

第二步，右侧循线传感器压线后，右转弯结束，接下来小车会继续循线前进。

第一步中要不停的检测右侧侧传感器是否压线，直到压线为止，可以通过条件循环命令实现。

在完成右转完后，火星车的右侧循迹传感器是压在白线上的，通过PID算法可知，火星车会继续向右旋转，直到两个循线传感器的数值达到平衡为止，保证月球车可以继续循线前进。

右转弯的过程同样需要封装成函数。注意自动右转函数的右转延时时间要通过实测获得，保证左侧灰度传感器越过数值黑线并且没有到达横向黑线。然后需要继续右转并进行循环判断直到左侧传感器压线为止。

最终我们编写出了利用右侧路口传感检测路口并完成路口右转的函数。函数功能：通过右侧路口传感器实现路口右转弯

参数X：火星车从检测到路口到直行到达路口需要的延时间隔

在后面的采集矿石任务中，我们有时还需要利用左侧的路口传感器来检测路口并实现右转弯。我们可以参照刚才的路口右转弯函数进行编写，只