+1.4《机器人走迷宫》课件+2024—2025学年甘教版（2022）初中信息技术八年级下册.pptxVIP

1.4机器人走迷宫

;了解超声波传感器

掌握超声波传感器的编程控制方法

编写调试程序让mbot机器人完成走迷宫任务;大家平时走过迷宫吗？;如图1-4-1所示，在日常生活中走迷宫是一项很有趣的游戏，迷宫里道路情况复杂，可以考验人的记忆力和判断力，非常具有挑战性。那么我们的开源机器人能够迎接这个挑战吗？;现实生活中的迷宫充满复杂通道，人们很难找到正确的通行道路，走出迷宫要具有敏锐的判断力以及良好的记忆力。我们的开源机器人mbot具有一双神奇的“大眼睛”，可以轻松完成走迷宫的任务，让我们一起来认识一下吧。;超声波传感器（如图1-4-2所示）就像mbot的“眼睛”，能让mbot知道其与前方物体的距离。超声波传感器所测数值的单位是厘米（cm），精确度为1cm，最大可测距离为400cm。mbot超声波传感器标有T的一端为发射端，用来发射超声波信号；而标有R的一端为接收端，能够接收遇到障碍物反射回来的信号，可以用来帮助mbot避开障碍物。;超声波传感器模块是一个用来测量距离的电子模块，它主要由超声波发射器、超声波接收器和控制电路组成。当超声波发射器收到指令时，会向前方发出人耳听不出的高频声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，当反射回来的声波被超声波接收器收到时，超声波接收器会立即停止计时，如图1-4-3所示。;声波在空气中的传播速度大约是340m/s，根据计时器记录的时间t，控制器就可以计算出发射点与障碍物之间的距离。注意超声波传感器测量的有效范围是3-400cm。;避障是指移动机器根据采集的障碍物的状态信息，在行走过程中通过传感器感知到妨碍其通行的静态和动态物体时，按照一定的方法进行有效地避障，最后达到目标点。;实现避障与导航的必要条件是环境感知，在未知或者是部分未知的环境下避障需要通过传感器获取周围环境信息，包括障碍物的尺寸形状和位置等信息，因此传感器技术在移动机器避障中起着十分重要的作用。;利用超声波传感器对距离的检测，将前方障碍探测出，并且通过超声波的传回数据以及红外线传感器对小??两侧的障碍物位置的确定，进行判断。超声波传感器检测距离原理是测出发出超声波至再检测到发出的超声波的时间差，同时根据声速计算出物体的距离。;由于超声波在空气中的速度与温湿度有关，在比较精确的测量中，需把温湿度的变化和其它因素考虑进去。超声波传感器一般作用距离较短，普通的有效探测距离都在5－10m之间，但是会有一个最小探测盲区，一般在几十毫米，由于超声传感器的成本低，实现方法简单，技术成熟，是移动机器人，AGV，无人机，汽车避障中常用的传感器。;;1.连接超声波传感器一般将超声波传感器连接到mCore主控板的接口3上，再将主控板用USB线连接到电脑上，打开主控板，选择串口。

2.编程设计：编制如图1-4-4所示脚本。

3.执行脚本：将手对准超声波传感器前后移动距离，观察舞台中熊猫所报数值的变化，理解超声波传感器的工作原理。;因mBlock软件版本不同，使用mBlockv5编制完成上述脚本时，需要建立一个变量“距离”。;1.学习任务

用现有材料搭建迷宫场地（如图1-4-5），迷宫场地要具有可随时调整的特点，且迷宫里的障碍物要有一定的高度，可以让mbot机器人检测到，设计程序控制机器人从迷宫入口进入，从出口离开。;2.任务分析

（1）迷宫是可以随时调整的，程序设计完成后机器人要适应各种迷宫的变化；

（2）使用本单元第二节课中搭建完成的mbot机器人完成学习任务；;（3）用超声波传感器完成此项任务，以超声波传感器的数值代表mbot与前方障碍物的距离。设判断值为10cm，当mbot和前方物体的距离大于10cm时，代表前方无障碍物，mbot保持一定速度前进；当mbot和前方物体距离小于10cm时，代表前方出现障碍物，此时mbot需要改变运动方向躲避障碍物。;3.参考程序

参考如图1-4-6的脚本，分小组探究完成让mbot机器人走迷宫的脚本设计。;4.运行程序

运行程序，观察机器人走迷宫的情况，调试修改脚本。为了测试机器人的适用性，应该在多个不同的迷宫里进行测试。;机器人能否顺利完成走迷宫的任务？如果任务成功，请记录下你的程序；如果任务失败，请查找原因，完成表1-4-1。小组合作记录问题，分析错误原因，并再次调整程序。;机器人走迷宫;机器人走迷宫;机器人走迷宫;;这节课我们学习了认识了超声波传感器，并拓展学习了超声波传感器在机器障碍物检测及规避中的应用，在利用mBlock软件编程控制超声波传感器的同时学习了如何让机器人走迷宫，总结所学要点并