丹城中学灭火机器人共享方案（三）浙江省象山县丹城中学 顾熙杰摘要：机器人灭火是中小学机器人比赛的常规项目，怎样提高机器人灭火的速度和稳定性是我们需要重点解决的问题。丹城中学机器人实验室自05年9月份建立以来，经过9个多月的实验，灭火机器人的研究取得了初步的成果，使用4、3、2、1的搜索顺序，灭火最好成绩分别为2.50秒、5.44秒、9.19秒和10.75秒,稳定成绩一般每个房间要延时半秒左右。虽然这个成绩和国内的超一流水平还有一定差距，但灭火回家的成功率超过%99,其中不乏有一些成功的算法，现作些介绍，和兄弟学校的师生共享研究成果，具体描述基于纳英特机器人平台。关键词：机器人 灭火 一）火焰检测传感器布局设计灭火机器人最少需要1个火焰检测传感器来完成灭火任务，当然使用烟雾传感器等也是可以的。1）1个火焰传感器的安装根据规则，蜡烛高度为15-20厘米，火焰高度是2-3厘米，所以如果安装一个火焰检测传感器的话，他的高度大概应该在18厘米左右。如果安装一组传感器来检测同一目标，重心应该在18厘米高度位置。2）2个火焰传感器的安装如果2个火焰传感器是主传感器，不但要用来检测有没有火焰，而且还要利用他们进行对光操作，那么一般如下安装。2个火焰传感器的高度都在18厘米左右。一般安装在机器人前面中心位置，2个传感器对称安装，一般向外偏转一定角度，2个传感器之间有一定的距离，使机器人发现火焰的可能性尽量大，同时对称的位置有利于对准火焰。如果2个火焰检测传感器作一组，不是主传感器，用来检测同一个目标，那么可以如下配置，例如在路过2号房间时要检测1号房间有没有火焰，先从火焰位置引出两条线，连接门口两边，作角平分线，火焰传感器的主角度就按照角平分线在机器人上的位置安装，如果用2个传感器来完成这个任务，如下安装。2个传感器之间既要有水平距离，也要有垂直距离，角度也要和主角度有一定的偏转。重心落在主角度上，高度18厘米左右。由于机器人在行走时不能保证一定平行于墙壁，上面这样安装，发现火焰的可能性最大。3）3个火焰传感器的安装方法主要有上面2种，计算方法参考上面文章。有的同学把3个传感器安装在同一水平线上，这样稳定性不太好。二）黄金分割法在灭火机器人回家算法中的应用以1号房间回家为例1种常见的错误是机器人把灭火圈或者门口当成家，在那里停止不动。为此我们 可以这样处理：先测量从灭火成功走到门口的时间10次，求出平均值，如4秒钟，根据黄金分割法，我们设置2.5秒时间为分界点，先走2.5秒右手法则，然后走右手法则到白色地面，这时候就到了门口，这样做的目的是防止机器人误把灭火圈当成门口。门口和家之间也同样处理，这是一种提高回家稳定性的方法，这一方法在迷宫搜索阶段同样有效。三）队列在灭火机器人白线检测中的应用队列是一种特殊的数据结构，他只能在队头出队，在队尾入队如下图,我们引入一种特殊的队。队头指针总是指向0，所以不需要队头变量队尾指针总是指向最后一个队员的际位置.队尾指针指向0表示队列是空的它具有下列基本操作：long queue100;/队列数组int queue_rear/队尾指针）清空队queue_rear=0;）入队queue_rear+;queuequeue_rear=mseconds();）求队长return(queue_rear);下面介绍一下他在白线检测中的应用。如上图，当机器人路过白线时，他会连续检测到白色，我们把它入队，当队列只有个队员时，他可能是一个受到污染的白点，当队列长度比较短时，他可能是门口或灭火圈，当队列长度比较长时，他可能是起点（终点）当机器人路过黑色地面时，我们把队列清空我们使用个地面检测传感器来实现白线检测，假设接模拟口用1个火焰检测传感器来区分门口线和灭火圈,假设接模拟4口.这里使用的是纳英特机器人，参考算法如下：int bs=50;/表示白色的灰度值int hs=160;/表示黑色的灰度值int i;void main()queue_rear=0;while(1)migong_left();/走左手法则i=test_white()/然后你要根据i的值做不同的选择int test_white()if (queue_rear=98)/防止队满. queue_rear=97; if (analog(3)10L) /每10毫秒作为个时间片, 参数请根据你的机器人速度修改. queue_rear+;/入队 queuequeue_rear=mseconds();/记下检测到白色的时间. if (queue_rear=10)/10这个参数请根据你的机器人速度修改. return(4);/表示路过家else if (queue_rear=3)/3这个参数请根据你的机器人速度修改. /表示路过门口或灭火圈,要用火焰值来进一步区分. if (analog(4)=1)return(1);/表示正在白色地面上行走，但暂时不知道是在家还是门口.if (analog(3)hs)/位于黑色地面时清空队. if (queue_rear=10)/10这个参数请根据你的机器人速度修改.queue_rear=0;/清空队列以便下一次检测. return(4);/表示路过家.else if (queue_rear=3)/3这个参数请根据你的机器人速度修改. /路过门口或灭火圈,要用火焰值来进一步区分. queue_rear=0;/清空队列以便下一次检测. if (analog(4)2000)pp=(float)p2/(float)(p1+p2)if (pp0.6) /做出相应处理调用前后要做初始化处理，防止数据溢出。