第一篇:機(jī)器人滅火競賽規(guī)則
機(jī)器人滅火競賽規(guī)則
一、任務(wù)
機(jī)器人滅火是模擬現(xiàn)實家庭環(huán)境中處理火警的過程。
制作一個由計算機(jī)程序控制的機(jī)器人,在一套模擬平面結(jié)構(gòu)的房間里運(yùn)動,找到代表房間里火災(zāi)點的正在燃燒的蠟燭并盡快將它撲滅。
二、標(biāo)準(zhǔn)
1.競賽場地
競賽場地平面結(jié)構(gòu)示意圖附后。競賽場地的實際尺寸與示意圖給定尺寸基本相同,但允許有1cm范圍內(nèi)制作誤差。
模擬房間的墻壁高33cm,材質(zhì)為木質(zhì)。墻壁為白色。競賽場地地板為黑色的光滑木制表面。地板允許有接口,接合處平整并為同樣的黑色。有一些機(jī)器人可能采用泡沫、粉末或者其他物質(zhì)來撲滅蠟燭火焰,所以每一場比賽后應(yīng)清理場地。但不保證每一個機(jī)器人在該次比賽過程中,地板都能保持完全黑色。
競賽場地模擬房間里的整體地面是水平的,但在場地固定位置(門框所在地面上)設(shè)置有4根木條(長46cm、寬1cm、高1cm)。場地平整度要求:在不連續(xù)區(qū)域小于0.3cm水平誤差(木條處除外)。
房間所有走廊和門框的寬度均不小于46cm。門框上沒有門,在門框所在地面上用一條2.5cm寬的白線表示房間入口和門,白線本身的面積屬于房間內(nèi)的區(qū)域。
機(jī)器人必須從競賽場地中代表起始位置的白色正方形中開始啟動,如示意圖中標(biāo)有“H”的正方形(實際競賽場地并不標(biāo)記“H”)。代表起始位置的白色正方形為30cm×30cm邊長,正方形的對角線交點將設(shè)在46cm走廊的縱向中心線上。
參賽選手可以用一些裝置來校正機(jī)器人在正方形中的位置。一旦啟動,它可以在競賽場地中向所希望的方向橫向或縱向運(yùn)動。
最終競賽場地以當(dāng)天現(xiàn)場提供為準(zhǔn)。2.場地照明
競賽場地周圍的照明根據(jù)比賽實際場地條件確定。
參賽者在比賽前將有時間了解場地及周圍環(huán)境燈光。競賽期間的照明條件是相對穩(wěn)定不變的。滅火用機(jī)器人應(yīng)能夠在一個含不確定照明、陰影、散光等實際情況的環(huán)境中運(yùn)行。
3.機(jī)器人
機(jī)器人整體外形尺寸在靜止和運(yùn)動狀態(tài)下,都應(yīng)保持在30cm×30cm×30cm之內(nèi),包括機(jī)器人的觸角、探測物及裝飾物。
對機(jī)器人的重量、制作材料、產(chǎn)品型號等不作限制。4.蠟燭
蠟燭的火焰代表房間內(nèi)機(jī)器人試圖找到并撲滅的火源。火焰位置有效高度(指火焰底部距場地表面的距離)在15cm至20cm之間,火焰本身高度將控制在2cm至3cm之間。否則,將會調(diào)整或更換蠟燭。
蠟燭是直徑1-2cm的白蠟燭。
當(dāng)蠟燭的火焰位置在上述的有效高度范圍內(nèi),機(jī)器人啟動之后,不管此后其具體高度是多少,要求機(jī)器人能發(fā)現(xiàn)火焰。
蠟燭被安裝在一個7cm(長)×7cm(寬)×3cm(高)的半光澤黃色的木質(zhì)基座上。
5.傳感器
在沒有與其他規(guī)則和規(guī)范有抵觸的情況下,對傳感器的型號沒有限制。
6.家具
競賽場地內(nèi)有一件模擬家具。由抽簽確定房間之后,這件模擬家具將擺放在該房間的示意位置。機(jī)器人可以接觸模擬家具。模擬家具是一個小于12cm直徑的半光澤黃色的木質(zhì)圓柱,柱高30cm、重大于3公斤。
三、規(guī)則
1.機(jī)器人運(yùn)行
機(jī)器人一旦啟動必須是由計算機(jī)程序控制,而非人工現(xiàn)場控制。機(jī)器人在運(yùn)行過程中可以碰撞或接觸墻壁,但是事先不能標(biāo)記和破壞墻壁。當(dāng)機(jī)器人經(jīng)過競賽場地時不能把任何東西留在后面,并且不能在競賽場地留下任何可以幫助它運(yùn)行的標(biāo)記。如果裁判認(rèn)為機(jī)器人編制的程序是在故意沖撞競賽場地(包括墻壁和模擬家具),將被取消參賽資格或成績。機(jī)器人搜救:在高中組比賽中,將列入搜救模式和回家模式。機(jī)器人滅火后才能進(jìn)行搜救。
搜救對象放在火源房間中。在房間中靠墻壁,有一條內(nèi)側(cè)直徑為15cm、半圓形、寬2.5cm的白線,搜救對象是一個位于半圓圓心位置的白色豎立的膠卷盒。機(jī)器人在進(jìn)入白圈后,必須做出搜救動作,拾起膠卷盒(完全離開地面)并離開房間才算作有效搜救。在“回家”途中如果搜救對象沒有被攜帶或中途丟失,則判回家模式失敗。
2.熄滅蠟燭
機(jī)器人可以運(yùn)用水、空氣、CO2等物質(zhì),或者使用機(jī)械方式來熄滅蠟燭,但是禁止使用任何危險的或可能破壞競賽場地的方法或物質(zhì),如,不能通過燃放爆竹產(chǎn)生沖擊來使蠟燭熄滅,也不能通過碰倒蠟燭而使蠟燭熄滅。
蠟燭在燃燒時不允許被撞倒,否則,按未完成滅火任務(wù)處理。如果機(jī)器人在進(jìn)行滅火動作的過程中碰撞蠟燭,機(jī)器人運(yùn)行成績?nèi)匀挥行А?/p>
機(jī)器人撲滅蠟燭過程中所產(chǎn)生的雜物,例如:水、發(fā)酵粉、生奶油等遺留物,將在該次比賽之后的間歇時間由裁判進(jìn)行清理。
機(jī)器人在開始滅火動作時,必須完全進(jìn)入蠟燭所在房間(即:機(jī)器人在地面的垂直投影全部越過房間門口地面的白線,而不是在線外或者踩在線上),并且機(jī)器人必須有部分或全部到達(dá)距離火焰30cm范圍以內(nèi)。
3.蠟燭位置
由抽簽確定房間號,蠟燭將擺放在該房間的示意位置。在機(jī)器人所經(jīng)歷的三次比賽中,蠟燭不會放在相同的房間里。
4.傳感器
禁止參賽選手在模擬房間的墻面或地面放置任何標(biāo)記、“燈塔”或反射物來幫助機(jī)器人導(dǎo)航。
競賽場地周圍燈光可能是具有紅外線、可見光和紫外線的光源,如果機(jī)器人使用光傳感器找蠟燭或探測墻壁和模擬家具,設(shè)計者應(yīng)采取措施避免這些光源對它的影響。
5.安全 如果現(xiàn)場裁判認(rèn)為機(jī)器人的行為對人員或設(shè)備有危險或可能有危險,可以隨時終止比賽。參賽機(jī)器人不能使用任何易燃易爆物質(zhì)。
四、競賽
1.競賽方式
(1)在小學(xué)組競賽中,蠟燭將隨機(jī)放在四個房間中,不采用回家模式。
(2)在初中組競賽中,蠟燭將隨機(jī)放在四個房間中,必須采用回家模式。
(3)在高中組競賽中,蠟燭將隨機(jī)放在四個房間中,完成滅火任務(wù)之后,須完成搜救模式和回家模式。
2.競賽順序
參賽選手和所制作的機(jī)器人通過抽簽確定參加比賽的先后次序。比賽順序一旦排好不得更改。因每輪所有參賽隊完成比賽所需時間的不確定,每一輪比賽開始的時間不固定。
所有機(jī)器人必須按照規(guī)定的順序進(jìn)行比賽。在所有機(jī)器人第一輪比賽結(jié)束后再開始下一輪的比賽。
在兩輪比賽之間,參賽選手可以調(diào)整和修理機(jī)器人,但不允許更換機(jī)器人。
前一個參賽選手比賽時,后一個參賽選手應(yīng)做好準(zhǔn)備,等待裁判員點錄。
每個隊員有2分鐘時間進(jìn)入賽場準(zhǔn)備,準(zhǔn)備工作完畢后示意裁判。2分鐘內(nèi)沒有準(zhǔn)備好的參賽選手將喪失這一輪比賽資格并被記錄為一次無成績,但不影響參加下一輪比賽。
隊員進(jìn)入競賽場地,進(jìn)行2分鐘調(diào)試和適應(yīng)場地后,由隊員將機(jī)器人放置在起始位置,并將啟動方法告知裁判。然后抽簽確定任務(wù)房間,由裁判員啟動機(jī)器人。三輪比賽抽出的房間不會相同。
3.時間限制
機(jī)器人需在3分鐘內(nèi)找到并熄滅蠟燭。在3分鐘之后仍未撲滅蠟燭火焰,裁判將終止該參賽選手及機(jī)器人的該輪比賽,滅火時間按照3分鐘記錄。
對于初中組比賽,機(jī)器人回家模式的最長時間是4分鐘。熄滅蠟燭后開始計時,超過限定時間仍未完成回家任務(wù)的機(jī)器人,裁判將終止該輪比賽。回家時間按照4分鐘記錄。
對于高中組比賽,機(jī)器人要求依次完成滅火、搜救和回家任務(wù)。搜救時間從熄滅蠟燭開始計時,直到機(jī)器人拾取了搜救對象,并且離開蠟燭和搜救對象所在房間時為止。搜救模式的最長時間為3分鐘。如果機(jī)器人3分鐘內(nèi)沒有完成搜救任務(wù),裁判將終止比賽。搜救時間按3分鐘記錄,同時按4分鐘記錄回家成績。
回家模式從機(jī)器人離開搜救對象所在房間開始計時,直到機(jī)器人回到“家”為止,機(jī)器人回家模式最長時間是4分鐘,超過這個時間,裁判將終止比賽,回家時間按4分鐘記錄。
4.停表
僅在兩種情況下停表:
(1)超出相應(yīng)任務(wù)最大時間限度;
(2)隊員請求停表終止本輪比賽,記錄為一次無成績。5.本輪比賽終止
比賽中由于各種情況沒有完成所有規(guī)定任務(wù)而提前結(jié)束的比賽,稱為比賽終止。
五、評分標(biāo)準(zhǔn)
1.得分
(1)每輪得分=實際時間×啟動模式系數(shù)×房間系數(shù)×搜救系數(shù)(高中組)×回家系數(shù)(初中、高中組)。
(2)在本屆競賽中,每個參賽選手有三輪比賽機(jī)會。最終成績?nèi)∪蔚梅种袃纱魏玫牡梅窒嗉雍蟪艘钥煽啃韵禂?shù)。
最終以得分最低的機(jī)器人為優(yōu)勝者。2.運(yùn)行模式
對于所有機(jī)器人滅火競賽,得分越低,成績越好。
(1)標(biāo)準(zhǔn)啟動:機(jī)器人靠人工按鈕啟動。得分系數(shù)是1.0。(2)聲音啟動:機(jī)器人靠接收到聲音信號后啟動。得分系數(shù)是0.9。
如機(jī)器人因檢測到干擾的噪聲而被錯誤啟動,可重新啟動機(jī)器人。裁判員發(fā)出一次聲音信號后,機(jī)器人在5秒鐘之內(nèi)未啟動,視為該輪比賽結(jié)束。比賽中的發(fā)聲器由參賽隊員自備。
(3)搜救模式:機(jī)器人熄滅蠟燭后,開始進(jìn)行搜救。搜救模式成功,得分系數(shù)是0.6。
機(jī)器人在開始搜救前,將搜救對象撞出或帶出搜救區(qū)域,搜救模式失敗,本輪比賽結(jié)束;機(jī)器人拾起搜救對象后,在行走過程中,搜救物掉落,搜救模式失敗,本輪比賽結(jié)束;機(jī)器人走出搜救對象所在房間,但未能攜帶搜救對象或超過規(guī)定搜救時間,搜救模式失敗,本輪比賽結(jié)束。
(4)回家模式:機(jī)器人完成滅火和搜救任務(wù)后,才能回“家”,即:回到代表起始位置的區(qū)域內(nèi)。得分系數(shù)是0.8。
在回家路上不能進(jìn)到任何房間里,進(jìn)入房間的判斷標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)器人全部越過白線進(jìn)入房間。回家途中進(jìn)入房間的機(jī)器人判定為回家失敗。
機(jī)器人的任何一部分進(jìn)入代表起始的位置內(nèi),并停止運(yùn)動,機(jī)器人完成回家模式;機(jī)器人進(jìn)入起始位置而未停止運(yùn)動,回家模式失敗。
如果機(jī)器人沒有回到起始位置內(nèi)或回家時間超過4分鐘,回家模式失敗。
3.房間系數(shù)
每一輪競賽中,機(jī)器人找到蠟燭前搜索的房間越多,房間系數(shù)值越小,得分越少,成績越好。
(1)搜索過1個房間,得分系數(shù)為1.00;(2)搜索過2個房間,得分系數(shù)為0.75;(3)搜索過3個房間,得分系數(shù)為0.50;(4)搜索過4個房間,得分系數(shù)為0.30。
機(jī)器人按什么順序搜索房間不作要求。計算房間系數(shù)的前提是機(jī)器人在找到蠟燭前搜索了多少個房間。機(jī)器人需全部越過門框白線進(jìn)入房間內(nèi)才能視作機(jī)器人搜索了該房間。沒有完成滅火任務(wù)不計算房間系數(shù)。重復(fù)搜索同一個房間,房間系數(shù)不被重復(fù)計算。
4.實際時間
實際時間為比賽結(jié)束裁判員停表時間。實際時間為滅火時間、搜救時間和回家時間的總和。
搜救時間定義為:從蠟燭火焰被熄滅開始計時,到機(jī)器人完全離開搜救對象所在房間為止。以機(jī)器人在地面的垂直投影完全越過房間的白線作為判定機(jī)器人離開房間的標(biāo)準(zhǔn)。
回家時間(初中組)定義為:從蠟燭火焰被熄滅開始計時,到機(jī)器人回到代表家的白色區(qū)域中,并處于靜止?fàn)顟B(tài)為止。
回家時間(高中組)定義為:從機(jī)器人離開搜救對象所在房間開始計時,到機(jī)器人回到代表家的白色區(qū)域中,并處于靜止?fàn)顟B(tài)為止。
5.可靠性
機(jī)器人的可靠性是指三次指定任務(wù)都成功,得分系數(shù)為0.9,其他情況為1.0。
六、場地平面示意圖
單位:cm
圖中紅色為火焰,藍(lán)色為家具,黃色為搜救對象所在位置。抽中房間后蠟燭、家具和搜救對象位置如圖中所示。小學(xué)組和初中組的場地沒有搜救標(biāo)識。每個房間都將保留標(biāo)識火源的白線。
第二篇:“滅火機(jī)器人”教學(xué)案例
“滅火機(jī)器人”培訓(xùn)經(jīng)驗介紹
和衷小學(xué)
蘇峻
機(jī)器人滅火是中小學(xué)機(jī)器人比賽的常規(guī)項目,怎樣提高機(jī)器人滅火的速度和穩(wěn)定性是我們需要重點解決的問題。我校在近幾年中四次參加了該項目的比賽。現(xiàn)將平時訓(xùn)練及比賽的經(jīng)驗總結(jié)如下。
一、整體算法
1、第一搜索方案
我校使用右手法則為主的迷宮搜索方法,從起點向右走左手法則進(jìn)4號房間,如果有火,進(jìn)去撲滅,如果沒有,后退走右手法則搜索3號房間,2號和1號房間做同樣處理。如果機(jī)器人漏過了有火房間,則進(jìn)入補(bǔ)救搜索階段。
2、補(bǔ)救搜索方案
補(bǔ)救搜索方案強(qiáng)調(diào)的是成功率,我們使用了簡單的右手法則,用前面的傳感器檢測1、2、3號房間,在機(jī)器人左側(cè)向左下角方向安裝一個火焰檢測傳感器,在路過4號房間時發(fā)現(xiàn)里面的火焰。如果機(jī)器人在1、2、3號房間內(nèi)發(fā)現(xiàn)火焰,進(jìn)入0號房間滅火程序。0號房間滅火程序是不區(qū)分房間的通用滅火程序,滅火成功后使用萬能回家算法回家,這樣的目的是提高穩(wěn)定性。我們使用首選方案來追求好成績,用補(bǔ)救來處理意外情況。
二、補(bǔ)救算法體系
機(jī)器人首先使用無火不進(jìn)房間的第1搜索方案,如果沒有發(fā)現(xiàn)火焰,使用補(bǔ)救搜索方案,在沒有發(fā)現(xiàn)火焰的情況下機(jī)器人不停止動作。搜索到火焰后機(jī)器人進(jìn)入滅火程序,如果第1滅火方案滅火失敗,機(jī)器人開始調(diào)用第1補(bǔ)救方案。第1補(bǔ)救使用后退,對光,前進(jìn)的方法,2次嘗試還沒有滅火成功,機(jī)器人調(diào)用第2補(bǔ)救方案,第二補(bǔ)救使用下圖所示的方法:
機(jī)器人先走右手法則到白線,停在那里判斷前面的火焰強(qiáng)弱,如果火焰強(qiáng),開始滅火,如果沒有火焰,后退,轉(zhuǎn)身,走左手法則到另一條白線,另一白線附近沒有發(fā)現(xiàn)火,又后退轉(zhuǎn)身走右手,這樣反復(fù)兩次,如果還是沒有滅火成功,機(jī)器人調(diào)用第3補(bǔ)救方案,第3補(bǔ)救類似于補(bǔ)救搜索方案,機(jī)器人前進(jìn)到墻壁,走右手法則到其他房間搜索火焰。如果發(fā)現(xiàn)了火焰,又進(jìn)入滅火程序。這樣算法就構(gòu)成了一個環(huán),也就是說這里使用了復(fù)雜的遞歸函數(shù),機(jī)器人是不滅火焰絕不罷休,除非內(nèi)存空間被耗盡。第1補(bǔ)救方案主要解決機(jī)器人陷在滅火圈里面或撞在滅火圈附近的墻壁上等問題,第2補(bǔ)救方案解決機(jī)器人離火焰較遠(yuǎn)的問題,第3補(bǔ)救是為了解決機(jī)器人把無火房間當(dāng)有火的問題。這樣有計劃地使用不同的補(bǔ)救方案,搜索時間逐漸增加,搜索范圍逐漸擴(kuò)大,有效地處理了速度與穩(wěn)定之間的平衡。
三、萬能回家算法
一個比較完善的滅火機(jī)器人一般把迷宮搜索分為兩個階段,首先使用第一方案,第一方案大多使用無火不進(jìn)房間的方法,如果第一時間沒有發(fā)現(xiàn)火焰,則機(jī)器人自動進(jìn)入補(bǔ)救搜索階段,補(bǔ)救搜索一般使用簡單的“左手法則”或“右手法則”,由于機(jī)器人離開啟動的時間比較久,機(jī)器人已經(jīng)行走了很大一段路程,這時候如果還想通過計算白線的數(shù)目來知道自己處于哪個房間是很難的,錯誤的判斷將導(dǎo)致機(jī)器人回家失敗。所以開發(fā)一種不管哪個房間都能夠成功回家的算法是很有必要的,據(jù)悉,新疆的兩位高中生已經(jīng)找到了這一算法,但他們并沒有發(fā)表論文,在這里我們向大家公開自己的研究成果,以利于相互促進(jìn)、共同提高。
本算法的關(guān)鍵是要找到一種能夠計算是否到家,又不影響迷宮行走的方法,如果機(jī)器人判斷自己已經(jīng)回家則停止所有動作,如果到了一條白線,但又不是家,則機(jī)器人要越過這條白線繼續(xù)走迷宮。萬能回家算法適合用右手法則來實現(xiàn),這一算法應(yīng)用在1、2、4號房間效率很高,在這里我們首先來討論3號房間的回家問題,如下圖所示: 機(jī)器人首先走一段時間右手,再走出房門,以后都按照下面的方法處理:走迷宮一直到白線,向左轉(zhuǎn)弧線并進(jìn)行到家判斷,如果到家則停止動作,如果沒有到家則再向右劃弧線直到看到墻壁,繼續(xù)走迷宮并按照上述方法處理,下面對最主要的到家判斷進(jìn)行具體描述。
int djqr()//到家確認(rèn)模塊
{ int bs=120;//白線的灰度值
float md;//白線密度
int n=0;//檢測次數(shù)
int bssm=0;//白線數(shù)目
long qst;//時間變量,控制轉(zhuǎn)左弧線
long qtt;///時間變量,控制地面灰度測量 motor(0,80);//前進(jìn)1小段 motor(1,80);sleep(0.03);qst=mseconds();qtt=mseconds();while(mseconds()-qst<500l)// 轉(zhuǎn)左弧線半秒鐘
motor(0,-30);motor(1,30);
if(mseconds()-qtt>10l)//每10毫秒收集1次地面灰度值 { qtt=mseconds();n++;//檢測地面的次數(shù)
if(analog(2) stop(); md=(float)bssm/(float)n;//計算白線在總檢測次數(shù)中的比例 if(md>0.6)//如果白線比例很高 return(1);//表示到家了 else return(0);// 表示沒有到家 } 上述回家算法已在本校實驗室驗證通過,本算法應(yīng)用在1、2、4號房間同樣正確,并且可以取得很高的效率。 四、防止30秒靜止不動的算法 上面介紹了補(bǔ)救算法和萬能回家算法,似乎機(jī)器人滅火回家的成功率就會很高,但在測試過程中機(jī)器人還是會出現(xiàn)30秒靜止,轉(zhuǎn)5個相同的圈,撞倒蠟燭等導(dǎo)致任務(wù)失敗的情況。為此,我們有必要在程序中加入防止上述情況出現(xiàn)的代碼,提高穩(wěn)定性。關(guān)于防止30秒靜止不動,我們已經(jīng)找到比較穩(wěn)定的算法,介紹如下。 通過實驗,我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致機(jī)器人靜止不動的主要原因有下面兩點,一種情況是代碼進(jìn)入了死循環(huán)。例如,為了讓機(jī)器人前進(jìn)到墻,假設(shè)前面安裝了13號紅外避障傳感器,下面的代碼: while(digital(13)!=1)//前進(jìn)到墻模塊 { motor(0,60);motor(1,60);} 看上去沒有任何錯誤,但當(dāng)機(jī)器人走的不好,如上圖位置時,由于前面的傳感器永遠(yuǎn)不會檢測到墻壁,那么,上面的循環(huán)條件永遠(yuǎn)得到滿足,這里就成了死循環(huán)代碼,這樣機(jī)器人就會30秒靜止不動.為此我們可以做以下改進(jìn): st=mseconds();//記下開始前進(jìn)時間 while(digital(13)!=1)//如果看不到墻壁 { motor(0,60);//前進(jìn) motor(1,60);if(mseconds()-st>1000L)//1秒后退出循環(huán),1000毫秒時間根據(jù)需要可以 //修改,比實際需要長一點 break;//退出循環(huán) } 通過時間變量的引入,確保1秒后退出循環(huán),這類死循環(huán)機(jī)器人經(jīng)常發(fā)生,我們要小心應(yīng)用循環(huán)語句,我們把這一情況叫機(jī)器人特色的死循環(huán)。 第2種經(jīng)常發(fā)生的情況是機(jī)器人做出自相矛盾的微動作,從人的視覺上來說是靜止不動,例如納英特機(jī)器人在走左手法則,在位置不好的時候。 機(jī)器人前面的傳感器看不到墻壁,根據(jù)左手法則,它要左轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)了一點以后,前面的傳感器看到了墻壁,根據(jù)法則又要右轉(zhuǎn),這樣循環(huán)往復(fù),機(jī)器人就在這里停步不前,對此我們可以使用類似下面的算法,下面的算法是走到一條白線的安全方法,這里是為了走回家。Daojia=0;while(daojia==0){ gst=mseconds(); while(mseconds()-gst<5000l)//每5秒種調(diào)整姿態(tài)1次 {i=migong_right();//走右手同時檢測白線的函數(shù) if(i==1)//檢測到白線 { daojia=1;stop();break;} } if(daojia==0)//還沒有到家,調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)1次。{ motor(0,-100);//后退1點 motor(1,-100);sleep(0.03); motor(0,100);//左轉(zhuǎn)1點 motor(1,-100);sleep(0.08);} } 從某點出發(fā)走左手,如果在正常情況下4秒可以回家,但現(xiàn)在5秒還沒有回家,那么調(diào)整動作就會起作用。只要我們選擇合適的參數(shù),就可以防止機(jī)器人30秒靜止不動,又不影響正常行走時的效率。 教學(xué)反思 《機(jī)器人滅火——迷宮滅火》是四川教育出版社九年級信息技術(shù)下冊第13課,本學(xué)期的教材是機(jī)器人的系列教學(xué),而這一課也是第8課走迷宮和第12課尋找火源的整合課程,讓機(jī)器人從開始位置出發(fā),若發(fā)現(xiàn)火焰,則啟動滅火程序,滅火,若沒有發(fā)現(xiàn)火焰,則繼續(xù)探尋迷宮,尋找火焰。 本堂課從結(jié)果來看,基本完成了教學(xué)目標(biāo),學(xué)生在分小組的學(xué)習(xí)中,通過討論、交流,完成了流程圖的設(shè)計、機(jī)器人的搭建方案和程序的編寫。因為有前面課程的鋪墊,學(xué)生對機(jī)器人程序編寫已經(jīng)“游刃有余”,所以在引到學(xué)生從走迷宮與尋火源的基礎(chǔ)上,讓他們探索、討論,找出機(jī)器人迷宮滅火的設(shè)計方法,他們的思維活躍發(fā)散,基本已經(jīng)“順理成章”地完成各個任務(wù)。 當(dāng)然,我也發(fā)現(xiàn)存在不少問題。第一,本來需要學(xué)生討論、探索、思考,產(chǎn)生自己的想法與設(shè)計,再來對比書上的參考,但是個別小組的學(xué)生直接翻看教科書上,跳過自己思維的過程,這樣對他們學(xué)習(xí)編程沒有任何好處;第二,學(xué)生差異大的狀況依然存在,少數(shù)學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)落后其他同學(xué),知識代帳,而這節(jié)課又是前面課程的整合,雖然前面有鞏固的練習(xí),但還是有個別學(xué)生還是沒能理解,導(dǎo)致整節(jié)課“坐飛機(jī)”的感覺;第三,時間安排仍然需要調(diào)節(jié),雖然將學(xué)生自行組裝機(jī)器人、檢測光值與火焰值、改進(jìn)程序等這些環(huán)節(jié)調(diào)至第二堂課進(jìn)行,但本節(jié)課內(nèi)容依然繁多,沒能給學(xué)生足夠的時間進(jìn)行探索、思考。 此外,通過機(jī)器人這一系列教學(xué),我發(fā)現(xiàn)對學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng),有很大幫助。 1、學(xué)生積極性很高。興趣是最好的老師,當(dāng)學(xué)生他自己對機(jī)器人很感興趣時,產(chǎn)生內(nèi)驅(qū)力,在結(jié)合教師引導(dǎo)和同學(xué)間的討論,能更好的培養(yǎng)學(xué)生探索、發(fā)現(xiàn)、解決問題的能力。 2、實踐性很強(qiáng)。與學(xué)習(xí)其他軟件相比,學(xué)習(xí)機(jī)器人還會考驗學(xué)生的動手操作能力:如何搭建實物機(jī)器人,如何測得當(dāng)前環(huán)境下的光值與火焰值,機(jī)器人不按自己設(shè)定編程行走的原因??在實際動手中,會遇見很多很多突發(fā)問題,更能充分培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。 3、培養(yǎng)邏輯能力。設(shè)計機(jī)器人的行動,就要從流程圖開始構(gòu)思,然后將它轉(zhuǎn)化成程序,這是模塊化程序編寫的基本方式,不僅鍛煉了他們程序編寫的能力,更是對他們邏輯思維的發(fā)展有很大提高。 大講堂《中小學(xué)機(jī)器人競賽》講稿 ——信息技術(shù)組張新春 教學(xué)目標(biāo): 1、激發(fā)學(xué)生對中小學(xué)機(jī)器人競賽的濃厚興趣; 2、學(xué)生知道中小學(xué)機(jī)器人競賽相關(guān)細(xì)節(jié); 3、培養(yǎng)學(xué)生加強(qiáng)動手能力、思維能力的意識; 教學(xué)重點:市、省、國內(nèi)、國際上中小學(xué)機(jī)器人競賽相關(guān)知識、各類有代表性的機(jī)器人模型和比賽實況; 教學(xué)難點:各類比賽實況的詳細(xì)介紹和理解; 教學(xué)方法:教師講授為主,一步一步引導(dǎo)學(xué)生從對機(jī)器人競賽一無所知到對機(jī)器人產(chǎn)生濃厚興趣,期間穿插提問,學(xué)生思考提出自己的想法,教師予以簡潔解答,鼓勵學(xué)生自己分析問題、提出問題、解決問題、相互協(xié)作討論; 教學(xué)環(huán)境:電教室,有投影儀、多媒體計算機(jī)、話筒等必備講解設(shè)備; 教學(xué)過程: 一、教學(xué)導(dǎo)入 在2009年,有一部風(fēng)靡全球的科幻片《變形金剛》,同學(xué)們有沒有看過呢?呵呵,在片中,機(jī)器人時而變成跑車,時而變身飛機(jī),時而變身巨人,手臂可以發(fā)射子彈、炮彈,真是太精彩了。我小時候,很喜歡玩一個叫“變形金剛”的玩具,咱們班的男生有沒有也很喜歡呢? 今天,我們的信息技術(shù)大講堂也是跟“機(jī)器人”有關(guān)的,是不是很期待呢?那就跟著老師一起進(jìn)入今天的主題___中小學(xué)機(jī)器人比賽。 二、新課講授 1、首先,我們來看一小段視頻和兩組圖片,了解下正在如火如荼開展的中小學(xué)機(jī)器人競賽相關(guān)報道。 看完后有什么感想,是不是覺的這些比賽非常精彩非常有趣啊? 2、剛看了這么多精彩的報道、圖片,相信很多同學(xué)已經(jīng)對中小學(xué)機(jī)器人比賽產(chǎn)生了濃厚的興趣,看到別人拿獎的高興勁,你們是不是很羨慕呢?呵呵,沒有關(guān)系,接下來跟張老師一起來了解下真正的機(jī)器人比賽。 請看大屏幕,我們一起來了解下比賽報名、比賽程序、分組項目等詳細(xì)知識。 3、好了,通過剛才的了解,我們對比賽已經(jīng)不那么陌生了。接下來,讓我們欣賞一組已經(jīng)組裝好的機(jī)器人圖片和一段機(jī)器人走秀視頻。老師一邊講解,同學(xué)們一邊欣賞,一定要認(rèn)真哦,你會發(fā)現(xiàn)很精彩很有趣的。 4、同學(xué)們,剛才我們欣賞的是機(jī)器人走秀,接下來我們要真正的走進(jìn)比賽了。接下來,跟老師一起來分析兩段比賽實況:滅火機(jī)器人、足球機(jī)器人。 看完后,老師提出如下問題:兩個滅火機(jī)器人你更喜歡哪個,為什么?怎樣改進(jìn)它們?老師告訴你們這兩個滅火機(jī)器人都是自動滅火的,你從哪可以看出來呢?仔細(xì)看才能回答出老師提出的問題。 5、剛看了這么多有趣精彩的視頻、圖片報道,我們一起來探討下,做一個屬于自己的出色的機(jī)器人要從哪些方面下功夫呢? 第一步:規(guī)劃設(shè)計; 第二步:購買所需的零配件; 第三步:組裝配件; 第四步:給小機(jī)器人編制程序; 第五步:調(diào)試、運(yùn)行 三、小結(jié) 同學(xué)們,通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對機(jī)器人競賽有了一定了解,相信很多同學(xué)也非常感興趣,那么,在以后的學(xué)習(xí)中,自己也多多關(guān)注這方面的比賽吧。有機(jī)會自己也去參加一下比賽!通過比賽,鍛煉自己的手腦協(xié)調(diào)能力、思維能力;多思考這方面的問題,你會變的越來越聰明。 山東省中小學(xué)電腦機(jī)器人競賽經(jīng)驗、教訓(xùn) 人型機(jī)器人全能挑戰(zhàn)賽是去年新加的項目,要求人型機(jī)器人在規(guī)定的時間內(nèi)完成多項機(jī)器人挑戰(zhàn)動作,參賽隊員除了要掌握機(jī)器人編程和對物理、力學(xué)平衡等知識的應(yīng)用外,還要考慮如何面對一個多任務(wù)的項目,在有限時間內(nèi)取得最好的成績。通過參加兩年的比賽,我總結(jié)了一下經(jīng)驗教訓(xùn): 1、單是對人型這個比賽項目,我認(rèn)為應(yīng)做到兩個熟練,第一要程序熟練,雖然這個比賽是現(xiàn)場編程,但任務(wù)是不變的,所以學(xué)生在平時訓(xùn)練是要對程序非常熟練,對關(guān)鍵的數(shù)據(jù)應(yīng)直接記憶,這樣在比賽時有限的時間內(nèi)針對不同的場地去調(diào)整。第二就是要熟練的操控,比賽過程中需要用遙控器來控制機(jī)器人,特別是在任務(wù)中間的調(diào)整既要快又要準(zhǔn)確,所以平時多練習(xí)是很重要的。 2、無論是對比賽的準(zhǔn)備還是比賽過程中事無巨細(xì)。其實每次比賽之前,我和學(xué)生分別寫一份準(zhǔn)備清單及注意事項,然后再將兩人的匯總出一份比賽準(zhǔn)備稿,但這兩次比賽過程還是都出了些問題,有些問題直接導(dǎo)致了比賽成績,參加全國賽可以說高手如林,一方面比的是能力,在一方面就是看誰準(zhǔn)備的更充分。所以,我們應(yīng)盡可能的考慮比賽過程中可能出的問題。 3、平時應(yīng)注意訓(xùn)練學(xué)生的自主性。這幾次比賽,輔導(dǎo)老師基本是看不到比賽場地,所以我們在平時就應(yīng)多訓(xùn)練學(xué)生自主性,包括應(yīng)對場地的變化、機(jī)器人硬件出現(xiàn)問題和裁判的溝通等等。第三篇:《機(jī)器人滅火——迷宮滅火》教學(xué)反思
第四篇:小學(xué)機(jī)器人競賽講稿
第五篇:電腦機(jī)器人競賽經(jīng)驗交流