EV3巡线机器人教案.pdf

12、巡线机器人 学习目标 1、颜色传感器的运用 2、了解掌握切换模块的使用 关键词 巡线 颜色传感器 切换模块 所需材料 45544 套装 电脑 课前准备 准备的图片 一个白底黑色轨道的图纸 联系 联系参考思路：现在很多国家都在研发智能小车，这种智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级 辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自 动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性， 以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增 长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。那我们可不可以做一个能 够自己按照线路来走的机器人？那我们今天就来一起试试看。 建构 搭建主体展示图 搭建步骤展示图 编程目标 利用颜色传感器来分辨轨道痕迹，通过 ev3 控制器里的程序来控制机器人让它按照既定的路线行 走。 程序参考 完整程序展示如下： 程序详解如下： 我们机器人行驶的轨道是黑色白底的，只有黑白两色，我们的机器人要沿着黑色轨道行驶，所以 可 在本篇"EV3巡线机器人教案"中，主要探讨了如何构建并编程一个能够自主沿黑色轨迹行走的机器人。这个教程聚焦于两个关键知识点：颜色传感器的运用和切换模块的使用。 颜色传感器是巡线机器人的核心组件。在机器人教育中，LEGO EV3的颜色传感器是一个多功能设备，它可以识别多种颜色，并测量反射光的强度。在这个项目中，颜色传感器被用来区分黑色轨道和白色背景。当传感器检测到反射光强度较弱（即黑色）时，机器人会知道应该沿着这条路径前进。因此，我们需要在编程时设置颜色传感器，比较其检测到的反射光强度，并根据这个信息决定机器人电机的动作。通常，机器人会在黑色轨道上左右摇摆前进，因此需要通过切换模块来控制两个电机的不同动作，以保持机器人在轨道上行走。 切换模块在这里起到了关键作用，它允许程序根据特定条件执行不同的分支。在这个案例中，我们设置了两个分支，一个对应于机器人在黑色轨道上的情况，另一个对应于离开黑色轨道的情况。通过比较颜色传感器的读数，切换模块可以决定哪个分支的程序应该被执行。这涉及到逻辑控制的初步概念，是编程思维的重要组成部分。 在编程过程中，可能会遇到的问题包括：1) 选择正确的传感器设置以准确识别黑色；2) 切换分支的顺序是否会影响机器人的行驶路径；3) 电机功率的调整，过高的功率可能导致机器人失控，而过低则可能无法有效行驶。因此，需要找到一个适合的平衡点。 为了进一步提升机器人的性能，可以考虑以下进阶任务：1) 让机器人适应更复杂的轨道，可能需要改进传感器的检测策略或者引入路径规划算法；2) 添加更多的传感器，如超声波或红外传感器，以增强机器人的环境感知能力，实现更精确的导航。 这个教案旨在教授学生如何利用颜色传感器和切换模块，结合编程逻辑来实现一个实际应用的机器人项目。通过这样的实践，学生不仅能学习到基本的机器人构造和编程技巧，还能锻炼问题解决能力和创新思维，这是STEM教育的核心目标之一。