LineRacer
Der PRO-BOT128 soll einerc schwarzen Linie folgen
Testblatt für Sensorkalibrierung
Das Demoprogramm "LineRacer" im Odner "C-Compact Bsp" auf der original PRO-BOT-CD funktionierte bei uns nicht auf Anhieb.
Für den Start in die Programmierung sollte nun erst einmal ein eigener, einfacher Algorithmus auf der Basis eines simplen 2-Punkt-Reglers erstellt werden.
Der Regler ist also nicht "prädiktiv". Er kann nicht "vorausdenken". Daher muss der Roboter entweder sehr langsam fahren und/oder verliert auch schnell mal die Linie.
1. Variante: Super-Simpel-Wackelente
Diese Variante besteht eigentlich im Kern nur aus etwa 8 Zeilen Programmcode 
Es werden nur zwei Fälle unterschieden:
1. Abweichung von der Linie nach links
2. Alle anderen Fälle - also auf der Linie oder Abweichung von der Linie nach rechts
Der PRO-BOT fährt immer nur kleine Kurven, um der Linie zu folgen. Geradenstücke werden nicht erkannt bzw. ausgenutzt, um z.B. schneller zu fahren.
Download des Programms mit original PRO-BOT-Bibliothek
Programmlisting:
/*******************************************************************************
Projektname: LineRacer.cprj
Benötigte Libs´s: IntFunc_lib.cc
Routinen: LineRacer.cc, PRO-BOT128C_Lib.cc
Autor: Niko
Datum: 28. November 2012
Funktion: PRO-BOT128 folgt einer schwarzen Linie auf den Boden.
Der PRO-BOT128 folgt einer Linie wie eine Wackelente.
Die Backward-LEDs zeigen an, wenn die Sensoren die schwarze Linie
erkennen.
Die Werte BLACK und WHITE wurden durch Tests ermittelt und
müssen für jeden einzelnen PRO-BOT erneut ermittelt werden.
Der schwarze Strich sollte mindestens 10 mm breit sein,
damit der PRO-BOT ihn findet und nicht verliert.
Es werden nur 2 Zustände ausgewertet:
1. Messwert des linken Sensors > Messwert des rechten Sensors:
Dann rechten Motor STOPP, damit eine Rechtsdrehung gemacht wird
2. Alle anderen Zustände:
Dann linken Motor STOPP, damit eine Linksdrehung gemacht wird
Allerdings hat dieser simple Algorithmus seine Grenzen!
*/
#define HIGHSPEED 255
#define MIDDLESPEED 220
#define LOWSPEED 100
#define WAIT1 50
int Line_left_value; // Messwert linker Liniensensor
int Line_right_value; // Messwert rechter Liniensensor
void main(void)
{
PRO_BOT128_INIT(); //System-Setup - immer an 1. Stelle in der main
Line_left_value = 0;
Line_right_value = 0;
LINE_LED_ON(); // Licht an
DRIVE_ON();//ENABLE for Motore
MOTOR_DIR(1,1); //Richtung "Vorwärts"
//Main programm, endless Loop
do
{
Line_left_value = READ_LINE_LEFT();
Line_right_value = READ_LINE_RIGHT();
// 2-Punkt-Regler
if (Line_left_value > Line_right_value)
{
MOTOR_POWER(LOWSPEED, MIDDLESPEED);
BLR_ON();
DELAY_MS(WAIT1);
}
else
{
MOTOR_POWER(MIDDLESPEED, LOWSPEED);
BLL_OFF();
DELAY_MS(WAIT1);
}
}while (1);
}
2. Variante: Wackelente mit etwas Intelligenz
Das Programm wertet nun vier Zustände der Liniensensoren aus:
1. Beide Sensoren über BLACK (schwarze Linie) -> Schnelle Vorwärtsfahrt
2. Linker Sensor über BLACK, rechter Sensor über WHITE -> langsame Linkskurve
3. Linker Sensor über WHITE, rechter Sensor über BLACK -> langsame Rechtskurve
4. Beide Sensoren über WHITE -> Linie verloren - ein Stück rückwärts fahren
Die Werte für BLACK und WHITE wurde empirisch ermittelt.
Dazu wurde das Testprogramm "Line-Check" im Ordner "PRO-BOT128 Systemtest" der original PRO-BOT-CD verwendet. Dieser Test muss für jeden PRO-BOT durchgeführt werden, um festzustellen, ob die Werte für BLACK und WHITE akzeptabel sind.
Download des Programms mit original PRO-BOT-Bibliothek
Programmlisting:
/*******************************************************************************
Projektname: LineRacer.cprj
Benötigte Libs´s: IntFunc_lib.cc
Routinen: LineRacer.cc, PRO-BOT128C_Lib.cc
Autor: Niko
Datum: 28. November 2012
Funktion: PRO-BOT128 folgt einer schwarzen Linie auf den Boden.
Der PRO-BOT128 folgt einer Linie wie eine Wackelente.
Die Forward-LEDs zeigen an, wenn die Linie verloren wurde.
Die Backward-LEDs zeigen an, wenn die Sensoren die schwarze Linie
erkennen.
Die Werte BLACK und WHITE wurden durch Tests ermittelt und
müssen für jeden einzelnen PRO-BOT erneut ermittelt werden.
Der schwarze Strich sollte mindestens 20 mm breit sein,
damit der PRO-BOT ihn findet und nicht verliert.
Auf geraden Strecken beschleunigt der PRO-BOT auf "HIGHSPEED".
Es werden 4 Zustände ausgewertet:
Beide Sensoren auf BLACK - Geradeausfahrt mit HIGHSPEED
Linker Sensor auf BLACK - Linksskurve
Rechter Sensor auf BLACK - Rechtskurve
Beide Sensoren auf WHITE - HALT und kurze Strecke rückwärts
Das kurze Rückwärtsfahren führt dazu, dass der PRO-BOT meist
die Linie wiederfindet. Allerdings hat dieser simple Algo-
rithmus seine Grenzen!
*/
#define WHITE 200
#define BLACK 100
#define HIGHSPEED 200
#define MIDDLESPEED 180
#define LOWSPEED 0
int Line_left_value; // Messwert linker Liniensensor
int Line_right_value; // Messwert rechter Liniensensor
void main(void)
{
PRO_BOT128_INIT(); //System-Setup - immer an 1. Stelle in der main
Line_left_value = 0;
Line_right_value = 0;
LINE_LED_ON(); // Licht an
DRIVE_ON();//ENABLE for Motore
MOTOR_DIR(1,1); //Richtung "Vorwärts"
//Main programm, endless Loop
do
{
Line_left_value = READ_LINE_LEFT();
Line_right_value = READ_LINE_RIGHT();
// Beide Liniensensoren erkennen BLACK
if ( (Line_left_value < BLACK) && (Line_right_value < BLACK))
{
DRIVE_ON();
MOTOR_POWER(HIGHSPEED, HIGHSPEED);
BLL_ON();
BLR_ON();
}
// Nur der linke Liniensensoren erkennt BLACK
if ( (Line_left_value < BLACK) && (Line_right_value > WHITE))
{
DRIVE_ON();
MOTOR_POWER(MIDDLESPEED, LOWSPEED);
BLL_ON();
BLR_OFF();
}
// Nur der rechte Liniensensoren erkennt BLACK
if ( (Line_left_value > WHITE) && (Line_right_value < BLACK))
{
DRIVE_ON();
MOTOR_POWER(LOWSPEED, MIDDLESPEED);
BLL_OFF();
BLR_ON();
}
// Beide Liniensensoren erkennen WHITE - Linie verloren!
if ( (Line_left_value > WHITE) && (Line_right_value > WHITE))
{
DRIVE_OFF();
FLL_ON();
FLR_ON();
BLL_OFF();
BLR_OFF();
DELAY_MS(500);
DRIVE_ON();
MOTOR_DIR(0,0); //Richtung auf "Rückwärts", um Linie wieder zu finden
MOTOR_POWER (MIDDLESPEED, MIDDLESPEED);
DELAY_MS(500);
DRIVE_OFF();
DELAY_MS(200);
DRIVE_ON();
MOTOR_DIR(1,1); //Richtung wieder auf "VORWÄRTS"
}
else
{
FLL_OFF();
FLR_OFF();
}
/*
Mit diesem Programmteil kann man die Messwerte auf dem PC ausgeben:
Msg_WriteInt(Line_left_value);
Msg_WriteText("-left");
Msg_WriteChar(13);
Msg_WriteInt(Line_right_value);
Msg_WriteText("-right");
Msg_WriteChar(13);
*/
}while (1);
}
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