STM32版：机器人游高铁文档说明.pdf-资料库

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机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 2013 中国教育机器人大赛机器人游高铁竞赛演示程序说明（该演示程序是基于 STM32 开发板，基于 ST1.0 库。如果您使用的库是 V3.5 库，请查阅相关资料修改部分程序便可。）深圳市中科鸥鹏智能科技有限公司 2014 年 8 月 - 1 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 目录第一章机器人游高铁比赛简介组装游高铁机器人游高铁机器人零件游高铁机器人安装说明 QTI传感器说明和测试程序 QTI传感器说明 ...............................................................................................3 1.1 比赛简介.........................................................................................................................3 1.2 比赛规则.........................................................................................................................3 1.3 裁判.................................................................................................................................4 1.4 比赛方式.........................................................................................................................4 1.5 其它细则.........................................................................................................................4 .......................................................................................................5 第二章 .......................................................................................................5 2.1 ...............................................................................................7 2.2 ......................................................................................13 第三章 3.1 ...........................................................................................................13 3.2 QTI传感器电路连接说明.............................................................................................13 3.3 编写QTI传感器的测试程序.........................................................................................14 ....................................................................................21 4.1 RFID读卡器介绍...........................................................................................................21 4.2 RFID读卡器电路连接与读取标签卡程序...................................................................23 第五章语言芯片播报介绍和驱动程序.....................................................................................32 5.1 WT588D语音芯片介绍.................................................................................................32 5.2 语音芯片三线控制时序及驱动控制程序...................................................................34 第六章机器人游高铁演示程序示例.........................................................................................40 6.1 机器人游高铁算法说明...............................................................................................40 6.2 机器人游高铁程序.......................................................................................................43 第四章 RFID读卡器说明和测试程序 - 2 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 第一章机器人游高铁比赛简介 1.1 比赛简介比赛目的：设计一个基于单片机的小型轮式机器人从起始城市出发游览赛前抽签决定的城市，并回到出发城市。比赛内容与任务：2014年“机器人游中国”竞赛项目要求参赛机器人在规定时间内，从 “长沙”出发游历赛前抽签决定的12个城市，并最后返回出发城市。机器人类型比赛时间：舵机轮式机器人5分钟。 1.2 比赛规则 (1) 比赛场地 ① 比赛场地为长3000mm×1500mm的长方形区域，底部为白色，场地是2014年中国高铁通车线路图。比赛地图材料：为广告灯布，参赛队伍必须从技术委员会指定的厂家购买。比赛时，参赛队可以使用自行采购的地图（包含标签卡），或者采用比赛组委会提供的地图。比赛地图见后面附图。 ② 地图上的高铁道路由宽度约2cm的黑色引导线组成，城市节点由内圆直径为35mm、宽度为10mm的黑色圆环标示，圆环中间为白色，并粘贴厚度为1mm，直径为35mm的白色RFID圆形标签卡。2014年的地图上有28个城市节点。 (2) 参赛队员和机器人数量每支代表队由3个参赛队员和3台机器人组成（1人1机），每个机器人比赛1次，每次只允许1台机器人比赛。 (3) 机器人要求 ① 控制器要求：只能使用大赛组委会指定厂家的控制器。 ② 参赛机器人只限定使用组委会指定厂家的舵机轮式移动机器人，参赛队可以在此基础上进行改装，但是不能修改车轮直径和电机。 ③ 参赛机器人必须带有面包板，传感器连接要在面包板上实现。 ④ 机器人尺寸：机器人在地面投影不超出：长250mm×宽140mm。 ⑤ 机器人重量：≤800g。 ⑥ 在满足规则的前提下，可以对机器人的机械和传感器进行扩展。所用的扩展传感器只能采用大赛组委会指定的品牌，或者由用户完全自制的传感器，不得采用非组委会指定的品牌。 ⑦ 电源要求：机器人所用的电池最大供电电压不得超过DC9V。 (4) 城市抽签和比赛计分 ① 地图共有28个城市节点，2014年的比赛从“长沙”出发，需要游览12个城市。12个城市中有8个是提前指定的必游城市，4个是赛前抽签决定的城市。2014年的必游城市是：深圳、上海、北京、西安、南京、武汉、郑州和沈阳，其它4个城市在赛前抽签决定。 ② 每个游览城市的分值为2分，机器人到达每一个城市节点后读取节点的RFID标签值以确定城市名称。如果确认是需要游览城市，就通过语音播放的模式将城市名称播放出来得2 分，没有播放出来不得分。如果将非游览城市播放出来或者将城市播错扣1分。 - 3 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com ③ 游完所有城市回到出发城市并停下来，得1分。每个机器人的满分为25分。 ④ 成功游览每个城市的标志是，比赛机器人完整的播报出游览城市的名称。 ⑤ 机器人在游览过程中不能进行180度的掉头，只能前进、后退和转弯。掉头1次扣1 分。 ⑥ 取3台机器人的总成绩作为代表队的成绩，总成绩计算方法：3队城市分数的总和，以及3台机器人完成时间的总和。 1.3 裁判每场比赛将委派两名裁判执行裁判工作，一名技术裁判，一名计时裁判。裁判员在比赛过程中的判罚不容争议，若有异议，待比赛结束后，可拿出证据（如：视频资料等）向技术委员会提起申诉。裁判员职责： ① 核对参赛队伍和参赛机器人及所用器材的资质。 ② 组织和控制比赛进程。 ③ 监督比赛所有犯规现象并记录。 ④ 记录比赛成绩和时间。 1.4 比赛方式 ① 正式比赛前，由参赛队员将面包板上的所有接线拆除后统一收回，并摆放在指定位置。 ② 由裁判组织4个参赛队的代表抽签决定余下4个需要游览的城市。 ③ 由裁判组织各个队抽签决定各队出场比赛顺序。 ④ 裁判宣布比赛开始，各参赛队领回各自的机器人，开始接线、修改和调试程序。一个小时后收回参赛机器人并放回指定位置。 ⑤ 按照抽签决定的比赛顺序，领取机器人，在规定的5分钟内完成比赛并由裁判记录成绩，即每个机器人游览城市的得分和完成比赛的时间。 ⑥ 比赛开始前20分钟，所有参赛队必须到达比赛现场，否则视为放弃比赛。 1.5 其它细则 ① 在比赛过程中参赛机器人不能盲走，必须循迹行走。如果脱离黑色轨迹行走超过2 秒钟视为本次比赛结束。 ② 每个游览的城市节点只能播放一次，若多次播放同一城市，每多播一次扣一分。 ③ 回到出发城市的标志是机器人的车体全部遮挡住城市节点。 ④ 在规定时间内，游历的城市越多得分越高，排名越靠前。如果两队分数相同，以时间短的参赛队排名靠前。 ⑤ 参赛机器人在裁判命令开始比赛后10秒不能运动的，不计得分。 ⑥ 比赛过程中不能人为干扰机器人完成比赛任务，一旦机器人启动则必须自主完成比赛任务，否则不计得分。 ⑦ 比赛队伍之间相互借用机器人，则不计算相关队伍得分。 ⑧ 在比赛过程中，对裁判判罚有争议且找裁判理论的，裁判有权取消该队成绩。 - 4 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 第二章组装游高铁机器人 2.1 游高铁机器人零件  QTI 线跟踪套件  锂电池套件  RFID 读卡器  电源模块  STM32 开发板  扩展学习版  12mm 铜柱  8mm+6 铜柱  25mm+6 铜柱  25mm 铜柱  30mm 铜柱  语音播放套件  龙人宝贝对象  电源插座  1*6 金属杆件  开槽金属杆件  螺钉  螺母以下为游高铁机器人部分零件实物图。 8 个 2 套 1 个 1 块 1 块 1 块 9 个 4 个 4 个 5 个 2 个 1 套 1 套 1 个 4 个 4 个 20 个 20 个图 2.1 QTI 线跟踪传感器图 2.2 锂电池和充电器 - 5 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 图 2.3 RFID 读卡器图 2.4 电源模块图 2.5 STM32 开发板图 2.6 扩展学习板图 2.7 8mm+6、12mm、25mm、25mm+6、30mm 铜柱 - 6 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 图 2.8 龙人宝贝对象图 2.9 电源插座图 2.10 开槽、1*6 金属杆件 2.2 游高铁机器人安装说明准备好游高铁机器人上小节列出的机器人游高铁零件，安装以下描述的安装方式安装游高铁机器人。 (1) 使用 8 根 12mm 铜柱将 2 个电机安装在龙人宝贝车体的两侧，使用 4 个 12mm 铜柱将万向轮安装在龙人宝贝车体尾部的下部。如图 2.11 和图 2.12 所示为 2 个电机和万向轮的安装示意图。前后万向轮图 2.11 电机和万向轮的安装上部图 (2) 使用 4 根 25mm 铜柱和 4 个垫片将 STM32 开发板安装在龙人宝贝车体的上部，4 个垫片的作用是防止螺钉与开发板的焊接点接触。首先固定 4 个铜柱，再将 STM32 开发板固定在铜柱上，在使用螺钉固定 STM32 开发板前在螺钉上放垫片防止螺钉与开发板焊接点有接触。如图 2.13 所示为 STM32 开发板安装方式图。图 2.12 电机和万向轮的安装下部图 - 7 -

机器人游高铁说明书 www.openirobot.com 图 2.13 STM32 开发板安装方式图 (3) 构建 2 个固定 QTI 固定框架，该固定框架使用 2 个开槽金属杆件和 2 个 1*6 金属杆件。QTI 的固定方式如图 2.14 所示。图 2.14 QTI 固定框架图 (4) 搭建 5 个由 8mm+6 铜柱和 25mm+6 铜柱连接而成的 33mm+6 的铜柱，该铜柱可以通过旋转螺纹改变自身的长度。如图 2.15 所示为搭建的 28mm+6 可调节长度的铜柱。图 2.15 33mm+6 可调节长度的连接铜柱 (5) 将 4 个 33mm+6 可调铜柱和 25mm 铜柱安装在车体下方，如图 2.16 所示 4 个红圆圈是 4 个 28mm+6 可调铜柱安装位置，1 个 20mm 铜柱安装位置。 - 8 -

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