电脑鼠走迷宫竞赛讲课教案.ppt
《电脑鼠走迷宫竞赛讲课教案.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电脑鼠走迷宫竞赛讲课教案.ppt(56页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、电脑鼠走迷宫竞赛电脑鼠是一种具有人工智能的轮式机器人电脑鼠是一种具有人工智能的轮式机器人它是多学科的交叉结合的结晶它是多学科的交叉结合的结晶电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠的简介传感机械人工智能电子运动控制软件工程电脑鼠诠释了肢体、感官、脑的协调工作电脑鼠诠释了肢体、感官、脑的协调工作电脑鼠的简介感官:传感器肢体:电机脑:处理器电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S61
2、5LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器走迷宫的电脑鼠设计走迷宫的电脑鼠设计关键技术关键技术电脑鼠的简介传感器驱动装置处理器机械结构软件设计MicroMouse615采用红外传感器,电路简洁,控制轻松MicroMouse615采用步进电机,速度平稳,运行准确MicroMouse615采用基于Cortex-M3内核的LM3S615处理器MicroMouse615机身设计短小灵巧,能在迷宫里转动自如MicroMouse615实现了基本的迷宫算法,能准确找到终点电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S61
3、5LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器LM3S615ARM cortex-M3内核功耗低具有门数目少(价格低)调试成本低 中断延迟短 中断响应快速且支持多级中断嵌套处理器采用先进的ARMv7-M架构电脑鼠的简介电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器传感器位置传感器惯性传感器距离传感器光电接收管IRM8601SPSD器件 GP2D12 CCD超声波电脑鼠的简介电脑鼠电脑鼠电脑
4、鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电机步进电机直流电机减速速度反馈电脑鼠的简介电脑鼠的简介电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器迷宫用于检验电脑鼠的设计迷宫用于检验电脑鼠的设计电脑鼠走迷宫所需的三种基本能力电脑鼠走迷宫所需的三种基本能力1 拥有稳定、准确、快速的行走能力拥有稳定、准确、快速的行走能力
5、2 能正确判断环境的能力能正确判断环境的能力3 记忆路径的能力记忆路径的能力电脑鼠的简介电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠简介 MicroMouse615迷宫智能老鼠 基于Cortex-M312电脑鼠走迷宫竞赛电脑鼠迷宫竞赛已经风靡全球电脑鼠迷宫竞赛已经风靡全球 电脑鼠走迷宫竞赛电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器
6、微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠迷宫竞赛的发展史电脑鼠迷宫竞赛的发展史 电脑鼠走迷宫竞赛 1972年由美国机械杂志发起比赛,最初的电脑鼠是机械的,由弹簧驱动。1977年,IEEE Spectrum杂志提出电脑鼠的概念,电脑鼠是一个小型的由微处理器控制的机器人车辆,在复杂迷宫中具有译码和导航的功能。真正的首场电脑鼠迷宫竞赛于1979年于纽约举行,上千作品中只有15个电脑鼠成功完成比赛。1991年以来,世界级的比赛数目显著增加,现在每年100场比赛以上。电脑鼠比赛在中国大陆还很少见,直到2007年,由上海市计算机学会主办的IEEE标准电脑鼠走迷宫邀请赛(长三角地区)在上海师范大学举行
7、,有三十多所院校参加,反响强烈。电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器迷宫竞赛的简介迷宫竞赛的简介电脑鼠走迷宫竞赛目的:迷宫竞赛的目的是制作一个微型机器人,它能在最短的时间内穿越迷宫到达终点。电脑鼠的基本功能是从起点开始走到终点,这个过程称为一次“运行”,所花费的时间称为“运行时间”。从终点回到起点所花费的时间不计算在运行时间内。从电脑鼠的第一次激活到每次运行开始,这期间所花费的时间称为“迷宫时间”。如果电脑鼠在比赛时需要手动辅助,这个动作
8、称为“碰触”。竞赛使用这三个参数,从速度、求解迷宫的效率和电脑鼠的可靠性三个方面来进行评分。在迷宫中运行时间最短的电脑鼠获胜。电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠迷宫竞赛的模拟电脑鼠迷宫竞赛的模拟电脑鼠走迷宫竞赛1、搜索迷宫,记为迷宫时间2、智能选路,记为运行时间时间计算:这个电脑鼠运行开始前的迷宫时间为4分钟(240秒)没有碰触过,运行时间为20秒。这次运行的排障时间就是:20秒+(240秒1/30)10秒(无碰触奖励)=18秒电
9、脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠迷宫竞赛的计分规则说明电脑鼠迷宫竞赛的计分规则说明电脑鼠走迷宫竞赛启动迷宫时间运行时间返回到起点迷宫时间:电脑鼠激活到每次运行开始的那段时间运行时间:电脑鼠从起点走到终点的时间 碰触:电脑鼠在运行过程中若要手动辅助,则为碰触,此次运行将失去 10s的奖励时间。电脑鼠能从终点自动返回到起点,若要手动放回起点,也视为“碰触”,按碰触的规则进行处理。!成绩迷宫时间30运行时间奖励时间(非碰触)电脑鼠电脑鼠
10、电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠简介 MicroMouse615迷宫智能老鼠 基于Cortex-M3123电脑鼠走迷宫竞赛电脑鼠走迷宫演示电脑鼠走迷宫演示电脑鼠走迷宫演示电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠简介 MicroMouse615迷宫智能老鼠 基于Cortex-M3123
11、4电脑鼠走迷宫竞赛电脑鼠走迷宫演示电脑鼠走迷宫算法电脑鼠迷宫搜索算法电脑鼠迷宫搜索算法电脑鼠走迷宫算法右手法则老鼠顺着右边走,只要右边存在没有走过的入口则向右转。左手法则老鼠顺着左边走,只要左边存在没有走过的入口则向左走。中心点法则只要有可以选择的前进方向,老鼠就向着离中心目标点最近的方向前进。电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器迷宫资料的存储迷宫资料的存储电脑鼠走迷宫算法 人走迷宫会迷路,但是聪明的电脑鼠是不会的。如右图,先给迷宫里的单
12、元格按X,Y轴编上号。迷宫是由一个个18cm18cm大小的方格组成的,迷宫大小为1616,即行列各有16个方格。0 3 12 再规定用0、1、2、3分别代替上、右、下、左四个方向。电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠的方向转换电脑鼠的方向转换电脑鼠走迷宫算法 电脑鼠只要有了坐标便能够把采集的信息存到相应存储单元中,以被运行时遍历。但是除了坐标还得知道电脑鼠方向,才能将电脑鼠的四个方向转换为迷宫上的绝对方向。电脑鼠向上时,电脑鼠的前方
13、为当前绝对方向上。!电脑鼠左转后,电脑鼠的前方则为当前绝对方向左。如何让老鼠在迷宫左拐右拐后还能记住自己前进的方向与迷宫的方向关系呢?电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠走迷宫算法上面动画就是电脑鼠记住方向的示意图,也就是每转动一次(90度或180度)就要把方向值顺时针或逆时针移动一个(90度)或两个(180度)单位。电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S61
14、5LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器求最短路径制作等高图:电脑鼠走迷宫算法0001020300fefefefe10fefefefe20fefefefe30fefefefeSTACK建立一个小型示意迷宫,假设老鼠已完成对迷宫的搜索,即掌握了迷宫地图。1002103453456788把走过的方格标记为0 xfe,未走过的标记为0 xff起点标记为1把起点坐标保存到堆
15、栈标记为2,表示第二步到达的方格,后面的以此类推此时迷宫的前方和右方都有路这是第三步此时没有可前进的路,于是返回堆栈保存分支的地址继续标记地址出栈202213继续保存分叉路的坐标9101112此时前进方向的数比自己还小,所以无路可走,应该返回到堆栈保存的分支地址632778 45等高图的最后的结果如左图所示,图中已经标明各个坐标到起点需要的最少步数,也就是找出了所有点到起点的最短路径。于是保存分叉路的坐标,并随便选一个方向前进,这不影响结果此时搜索已没有可前进的方向,且堆栈中的分支地址仅有起点地址,所以可以判断等高图制作完毕。电脑鼠简介 MicroMouse615迷宫智能老鼠 基于Cortex
16、-M312345电脑鼠走迷宫竞赛电脑鼠走迷宫演示电脑鼠走迷宫算法走迷宫标准套件电脑鼠走迷宫竞赛标准迷宫电脑鼠走迷宫竞赛标准迷宫电脑鼠走迷宫标准套件 符合IEEE国际标准的迷宫MicroMouse Maze1616 此图为:MicroMouse Maze 1616 我们还有:MicroMouse Maze 88电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器MicroMouse615迷宫智能鼠迷宫智能鼠电脑鼠走迷宫标准套件符合国际比赛标准,体积小,宽度
17、只有迷宫格的一半;前方五组可测距的红外线传感器,灵敏度高,方便现场调节;电机为步进电机,控制容易;电池为2200mAh,7.4V的可充电锂电池,支持电池的电压监测,避免电量不足带来的麻烦;采用基于最新内核Cortex-M3的32位Luminary单片机LM3S615,运算速度快,外设丰富;为用户预留了6个GPIO口,一个串口,一个SPI接口。电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠电脑鼠|基于基于基于基于基于基于LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615LM3S615微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器微控制器其他配套开发工具其他配套开发工具电脑鼠走迷宫标准套件 与Mic
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电脑 迷宫 竞赛 讲课 教案
限制150内