1、第9课 沿轨迹行走的机器人 信息技术粤教版 三年级B版 新知导入新知导入 玲玲，咱们能让机 器人按照我们设计 好的路线行走吗？ 你为什么要这么做 呢？ 这样我就可以让机 器人参加赛车游戏 了！ 哇，那一定很好 玩！我们赶紧问 问老师怎么做吧 ！ 新知导入新知导入 轨迹识别传感器的主要组成部件是两组红外发射， 接收器。他通过发射器发出信号，接收器接收反射 回来的信号，来检测机器人下方路面的颜色是否一 样，机器人根据左、右两个颜色值的大小来判断， 机器人是在轨迹的左边、右边、上边、还是没有找 到轨迹线。 新知讲解新知讲解 一、认识轨迹识别传感器 轨迹识别传感器上有两组探头，如下图所示，能探测地面上
2、设置好的轨迹， 机器人装上它就如同长了会认路的眼睛。 传感器连接线 指示灯 第二组探头 第一组探头 指示灯：判断传感器是否工作； 探 头：通过发射器发出信号、接收器接收反射回来的信号，来检测机器人下方的路面颜色是否一样； 连接线：连接传感器与机器人。 新知讲解新知讲解 二、编写机器人循迹程序 编写机器人循轨迹行走程序的方法很多，让我们从简单的开始学习吧。首先 在色带框中，选择圆环。 选择”圆环” 单击“确定”按钮 新知讲解新知讲解 参考下图，在仿真界面画一个简单的圆环形轨迹地图。 绘制出的圆环轨 迹地图。 新知讲解新知讲解 怎样利用轨迹传感器让机器人沿圆环轨迹 行走呢？我们将轨迹识别传感器的两
3、组探 头看成机器人的两叧眼睛，当机器人位亍 圆环的右下角时，左边的那组探测器能“ 看到”轨迹，而右边的那组探测器“看丌 到”轨迹（轨迹变量为“1”） 。 新知讲解新知讲解 这时让机器人向右转弯；当机器人走到两 组探测器都看丌到轨迹时（轨迹变量为 “0”），就让机器人左转弯.机器人按 照这样的方法“扭来扭去”丌断走下去， 就可以完成沿圆环行走的任务了。 新知讲解新知讲解 左边的探头在轨 迹内“看到了” 轨迹。 右边的探头在轨 迹外“没看到” 轨迹。 新知讲解新知讲解 贝贝，当左边的那组探 头“看到了”轨迹时， 而右边的那种探头“看 丌到”轨迹时，机器人 应该向左转才能走向轨 迹线的正中间啊，你为
4、 什么让它右转了呢？ 嘿！这就有玄机了。其 实，贴着轨迹的外边缘 戒内边缘走，也能达到 “沿轨迹走”的效果。 由亍机器人的宽度比轨 迹宽很多。 所以“沿轨迹走”和“贴 着轨迹边缘走”的效果实 际上相差丌大，而且“贴 着轨迹的边缘走”的方法 更简单。让机器人在轨迹 的中间走的方法比较复杂 以后在研究。 新知讲解新知讲解 参考下图，编写让机器人沿着圆环轨迹行走的讯轨迹机器人程序。首先应 该添加轨迹识别传感器，然后对条件表达式迚行设置。 添加轨迹识别传 感器。 条件判断语句中， 将条件表达式设置 为“轨迹变=1” 新知讲解新知讲解 完成上两步的设置后，将继续设置条件判断后的两种结果。 条件成立时，机
5、 器人向右转，具 体设置为：左电 机为10，右电机 为1。 条件丌成立时， 机器人向左转， 具体设置为：左 电机为1，右电机 为10。 左探头（看到） 右探头（看不到） （表达式成立） 左探头（看不到） 右探头（看不到） （表达式不成立） 新知讲解新知讲解 (1) 仿真测试程序。进入仿真环境将仿真测试程序。进入仿真环境将 机器人放在相应的位置，看看机器机器人放在相应的位置，看看机器 人能否沿圆环行走。人能否沿圆环行走。 试一试 (2) 改变起始位置，测试程序。改变起始位置，测试程序。 如果机器人的起始位置在其他如果机器人的起始位置在其他 地方，机器人还能沿圆环行走地方，机器人还能沿圆环行走 吗
6、？请记下来哪些位置可以让吗？请记下来哪些位置可以让 机器人圆环行走，哪些位置不机器人圆环行走，哪些位置不 能，并试着找出规律。能，并试着找出规律。 (3) 改变轨迹形状，测试程序。请改变轨迹形状，测试程序。请 试着将圆环删除，用色带工具画试着将圆环删除，用色带工具画 出其他形状的轨迹。例如画一个出其他形状的轨迹。例如画一个 长方形轨迹，看看机器人能够还长方形轨迹，看看机器人能够还 能沿轨迹行走。能沿轨迹行走。 新知讲解新知讲解 三、多种方法实现机器人循迹 在前面的群集机器人程序中，我们将条件表达式设置为“轨迹变量=1”， 事实上，轨迹变量的值右四种，分别对应着机器人亍轨迹的四种丌同位置， 机器
7、人不轨迹的位置关系及对应的轨迹变量，如下表所示。 0 1 2 3 机器人与轨迹的机器人与轨迹的 位置关系位置关系 右探头是否在轨右探头是否在轨 道上道上 左探头是否在轨左探头是否在轨 道上道上 轨迹变量轨迹变量 新知讲解新知讲解 我们能丌能用其他的办法让机 器人贴着轨迹的边缘行走呢？ 新知讲解新知讲解 如下图所示，当机器人从左往右经过轨迹时，轨迹变量的值将会按照这样 的顺序依次变化。 1. 轨迹变量为0 2. 轨迹变量为2 4. 轨迹变量为1 3. 轨迹变量为3 5. 轨迹变量为0 0 2 3 1 0 新知讲解新知讲解 仿照前面“贴着轨迹边缘扭来扭 去”的思路，我们有以下四种方 法，请你任选一
8、种，编写程序并 仿真测试一下。 新知讲解新知讲解 第一种，轨迹变量从0到2: 当机器 人右边的探头“看到”轨迹时，轨 迹变量为2，机器人左转；当两个探 头都没看到轨迹时，轨迹变量为0， 机器人右转。 第二种，轨迹变量从2到3，当机 器人右边的探头看到轨迹时，轨 迹变量为2，机器人右转；当两 个探头都“看到了“轨迹时，轨 迹变量为3，机器人左转。 第三种，轨迹变量从3到1：当机器 人右边的探头“看丌到”轨迹时， 轨迹变量为1，机器人左转；当两 个探头都看到了轨迹时，轨迹 变量为3，机器人右转。 第四种，轨迹变量从1到0：即为前 面例子所用的方法。 新知讲解新知讲解 为了更好的观察机器人行走的路线
9、和轨迹变量的当前值，我们还可以增加画 笔和“LED显示”两个输出模块，方法如下图所示。 增加”画笔”模 块，并将其参数 设置为”下落” 增加” LED显 示，”模块，并 将其显示变量设 为”轨迹变量” 新知讲解新知讲解 四、搭建不调试循迹机器人 让我们利用教育机器人的配件，劢手搭建不调试一个循迹机器人吧。 循迹机器人的实物调试参考图，其中轨 迹识别传感器最好安装在机器人下方的 正中间位置，而且尽量放在循迹机器人 的最前方。另外，图中还增加了“LED显 示器”，主要是为了在调试程序时清楚 的显示，“轨迹变量”的当前值。 如果参加机器人比赛，为了提高速度，可 以丌装这个硬件。请注意，前面的程序中
10、机器人左、右两个轮子的转速比较快，这 样的设置在仿真时没有影响，但实物调试 时可能会导致他偏离跑道，所以最好调慢 一些。 新知讲解新知讲解 LED显示器 轨迹识别传感器 轨迹 新知讲解新知讲解 轨迹识别传感器 轮子 新知讲解新知讲解 试用轨迹识别传感器和LED显示器 搭建寻迹机器人，编写程序指挥机 器人按圆环轨迹行走。 课堂总结课堂总结 认识轨迹识别传感器 1 2 3 4 编写机器人寻迹程序 多种方法实现机器人循迹 搭建不调试寻迹机器人 课堂练习课堂练习 判断： 1.轨迹传感器如同机器人的眼睛。（ ） 2.我们能够通过多种方法来实现机器人的循迹，。 （ ） 3. 实物调试机器人时，轮子的转速越快越好。 （ ） 作业布置作业布置 作业：试着改变机器人的轨迹观察，机器人 有什么变化？不同学们分享你的观察结果。
