樂高編程比賽

① 樂高機器人巡線抓物怎樣編程

一、前言；在機器人競賽中，「巡線」特指讓機器人沿著場地中一；二、光感中心與小車轉向中心；以常見的雙光感巡線為例，光感的感應中心是兩個光感；所以在實際操作中，一般通過程序與結構的配合，在程；三、車輛結構；巡線任務的核心是讓機器人小車按照場地中畫出的路線；1、前輪驅動；前輪驅動的小車一般由兩個動力輪和一個萬向輪構成，；2、後輪驅動；後輪驅動的小車結構和轉向中心與

一、前言
在機器人競賽中，「巡線」特指讓機器人沿著場地中一條固定線路（通常是黑線）行進的任務。作為一項搭建和編程的基本功，巡線既可以是獨立的常規賽比賽項目，也能成為其他比賽項目的重要技術支撐，在機器人比賽中具有重要地位。
二、光感中心與小車轉向中心
以常見的雙光感巡線為例，光感的感應中心是兩個光感連線的中點，也就是黑線的中間位置。而小車的轉向，是以其車輪連線的中心為圓心進行的。很明顯，除非將光感放置於小車轉向中心，否則機器人在巡線轉彎的過程中，探測線路與做出反應之間將存在一定差距。而若將光感的探測中心與轉向中心重合，將大幅提升搭建難度並降低車輛靈活性。因此，兩個中心的不統一是實際存在的，車輛的轉向帶動光感的轉動，同時又相互影響，造成機器人在巡線時對黑線的反應過快或者過慢，很多巡線失誤由此產生。
所以在實際操作中，一般通過程序與結構的配合，在程序中加入一定的微調動作來彌補其中的誤差。而精準的微調，需要根據比賽場地的實際情況進行反復調試。
三、車輛結構
巡線任務的核心是讓機器人小車按照場地中畫出的路線行進，因此，根據任務需要選擇合適搭建方式是完成巡線任務的第一步。
1、前輪驅動
前輪驅動的小車一般由兩個動力輪和一個萬向輪構成，動力輪位於車頭，通過左右輪胎反轉或其中一個輪胎停轉來實現轉向，前者的轉向中心位於兩輪胎連線中點，後者轉向中心位於停止不動的輪胎上。由於轉向中心距離光感探測中心較近，可以實現快速轉向，但由於機器人反應時間的限制，轉向精度有限。
2、後輪驅動
後輪驅動的小車結構和轉向中心與前輪驅動小車類似，由於轉向中心靠後，相對於前輪驅動的小車而言，位於車尾的動力輪需要轉動較大的幅度，才能使車頭的光感轉動同樣角度。因此，後輪驅動的小車雖轉向速度較慢，但精度高於前輪驅動小車。對於速度要求不高的比賽而言，一般採用後輪驅動的搭建方式。
3、菱形輪胎分布
菱形輪胎分布是指小車的兩個動力輪位於小車中部，前後各有一個萬向輪作為支撐。這樣的結構在一定程度上可以視為前輪驅動和後輪驅動的結合產物，轉向速度和精度都介於兩者之間。這種結構的優勢在於轉向中心位於車身中部，轉彎半徑很小，甚至能以自身幾何中心為圓心進行原地轉向，適合適用於轉90°彎或數格子行進等一些比較特殊的巡線線路。
這種結構最初應用於RCX機器人足球上，居中的動力源可以讓參賽選手為機器人安裝更多的固定和防護裝置，以適應比賽中激烈的撞擊，具有很好的穩定性。而對於NXT機器人而言，由於伺服電機的形狀狹長不規律，將動力輪位於車身中部的做法將大幅提升搭建難度，並使車身重心偏高，降低轉彎靈活性。
4、四輪驅動
四輪驅動的小車四個輪胎都有動力，能較好地滿足一些比賽中爬坡任務的需要。小車的轉向中心靠近小車的幾何中心，因此能進行原地轉彎運動，具有較好的靈活性，特別適用於轉90°彎或數格子行進等任務一些比較特殊的巡線線路。雖然與後輪驅動小車相比，轉向中心比較靠前，轉向精度較小，但四輪驅動小車沒有萬向輪，轉彎需要靠四個輪胎同時與地面摩擦，加大轉彎的阻力，因而轉彎精度應介於菱形輪胎分布的小車和後輪驅動小車之間。
四輪驅動的小車最大優勢在於具有普遍適應性，熟練掌握此結構的參賽選手能在參加FLL工程挑戰賽、WRO世界機器人奧林匹克等一些比較復雜的比賽中占據一定優勢。
四、編程方案
1、單光感巡線
單光感巡線是巡線任務中最基礎的方式，在行進過程中，光感在黑線與白色背景間來回晃動，因此，這種巡線只能用兩側電機交替運動的方式前進，行進路線呈「之」字形。這種巡線方式結構簡單易於掌握，但由於只有一個光感，對無法在完成較為復雜的巡線任務（如遇黑線停車、識別線路交叉口等），且速度較慢。
基本思路：光感放置於黑線的左側，判黑則左輪不動右輪前進，判白則右輪不動左輪前進，如此交替循環。參考程序如下圖：

2、單光感巡線+獨立光感數線
在很多比賽中，機器人需要做的不僅僅是沿著黑線行進，還需要完成一些其他任務，如在循跡路線上增加垂直黑線要求停車、放置障礙物要求躲避等內容。此時，單光感巡線已不能滿足要求。下面以要求定點停車為例，簡要介紹單光感巡線+獨立光感數線的編程模式。
基本思路：在此任務中要求在垂直黑線處停車，則需要跳出單光感巡線的循環程序體系，可以通過設置循環程序的條件實現這一功能。由於程序的設定，負責巡線的3號光感在行進時始終位於黑線的左側，不會移動到黑線右側的白色區域，因此在黑線右側設置一個光感（4號）專門負責監視行進過程中黑
線右側的區域，當此光感判黑時，即可判斷出小車行進到垂直黑線處，於是終止單光感巡線的循環程序，執行規定的停車任務，然後向前行進一小段距離駛過垂直黑線，繼續單光感巡線任務。參考程序如下圖：

上述程序只適用於停車一次的需要，在實際比賽中需以定點停車、蔽障任務為基點，將巡線賽道劃分為若干個小段依次設定程序，或採用兩重循環的程序，重復執行巡線→→定點停車任務：

3、雙光感巡線
雙光感巡線是機器人競賽中最常見的巡線模式，兩個光感分別位於黑線兩側，以夾住黑線的方式行進。根據兩個光感讀取的數值不同，可以將光感的探測結果分為左白右黑、左黑右白、雙白和雙黑四種情況，根據這四種探測結果，分別執行右轉、左轉、直行和停車四種動作的程序命令。由於這種方法能讓兩個電機同時工作，機器人運動的速度較快，同時採取兩個光敏監測黑線，精度也有所提高。
基本思路：使用兩重光感分支程序疊加，為四種探測結果設定與之對應的程序反應，形成循環程序結構，參考程序如下圖：

② 國內學習樂高機器人都可以參加哪些比賽呢

可以參加FLL（工程挑戰賽）和WRO（世界青少年奧林匹克機器人競賽）。

一、FLL（工程挑戰賽）

FIRST LEGO League是FIRST機構與樂高集團組成的一個聯盟組織。由發明家 Dean Kamen創立的FIRST機構 (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) 目的是激發青少年對科學與技術的興趣。

FIRST 工程挑戰賽是一個針對9-16歲孩子的國際比賽項目，每年9月份， FIRST LEGO League向全球參賽隊伍公布年度挑戰項目，這個項目鼓勵孩子們用科學的方式去調查研究以及自己動手設計機器人。

孩子們使用LEGO MINDSTORMS 產品和LEGO積木在輔導員的指導下為機器人進行設計、搭建、編程工作來解決現實世界中的問題，賽季的高潮是舉辦一個運動會式的比賽。

二、WRO（世界青少年奧林匹克機器人競賽）

2003年11月，由中國、日本、韓國和新加坡等國家發起並成立了WRO世界青少年機器人奧林匹克競賽委員會，希望通過主辦一年一度的WRO世界青少年機器人奧林匹克競賽活動，為國際青少年機器人愛好者提供一個共同的學習平台，現有五十多個成員國。

WRO分別於2004新加坡、2005年泰國曼谷、2006年中國南寧、2007中國台北、2008年日本橫濱、2009年韓國、2010年菲律賓、2011年阿布扎、2012年馬來西亞、2013年印度尼西亞，至今成功舉辦過十四屆，成為了每年一度的世界青少年科技文化交流盛會。

世界青少年機器人奧林匹克競賽，是一場專屬於青少年盛宴，WRO旨在組織世界各少年以友好的方式參與機器人競賽，培養機器人愛好者思考和解決問題的技巧。

(2)樂高編程比賽擴展閱讀：

第 19 屆中國青少年機器人競賽FLL 機器人挑戰賽規則：

1、 參賽前，所有機器人必須通過檢查。為了幫助機器人完成任務，參賽隊還需要自己設計一些器械（以前稱為策略物品），對這些器械所用器材的要求與機器人相同。

2、 參賽的機器人只允許使用一個 LEGO NXT 或 RCX 或 EV3 控制器。脫離機器人的物體不屬於機器人的一部分。被機器人攜帶或與機器人接觸的器械可以當成是機器人的一部分。

3、競賽用到的每種器材必須使用原始出廠狀態的 LEGO 元件製作，導線和軟管可以剪成需要的長度。

4、除不允許用發條/回力「馬達」外，對非電氣 LEGO 元件的數量及來源沒有限制。氣動元件是允許的。

5、所用的電氣元件必須為 LEGO 生產的正規 MINDSTORMS 型元件。

6、參賽報名結束後，不符合此要求的參賽隊會被取消參賽資格。比賽時，凡是組委會不能認定來源的器材，參賽隊應提供采購合同、發票等文件，證明所用的器材來自正規渠道。組委會有權對來自非正規渠道的器材做出相應的處理。

③ 跪求關於樂高編程教學的視頻網址！

《樂高編程》網路網盤高清資源免費在線觀看：

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樂高「拼出你的世界」創意大比拼是一場全球多個國家小朋友共同參與的創意拼搭比賽，旨在鼓勵小朋友動手動腦、發揮想像，用樂高積木拼出他們的夢想世界和心中的創意故事。

④ 幼兒樂高編程比賽是怎麼樣的

有興趣可以學。
主要課程內容如下：
1、學編程，邏輯思想，創新思維。機器人編程採用5C1E教學法，藉助於專業教具，通過積木搭建出機器人外觀，編程實現機器人的功能，將創意變成實物，鍛煉學生多方面能力的課程。
2、各種結構的搭配。
3、學習數學、物理。樂高課程學的不僅僅是搭積木，還有更高級的機器人，教學內容還是很豐富的。
樂高機器人簡介
樂高機器人就是一種最簡單的編程語言。編程者不需要自己寫代碼，只需要將操作界面上的指1歲的孩子度過了嬰兒期，進入了幼兒期。幼兒無論在體格和神經發育上還是在心理和智能發育上，都出現了新的發展。動作發育周歲的孩子已經能夠行走了，這一變化使孩子的眼界豁然開闊。周歲的孩子開始厭煩母親喂飯了，雖然自己能拿著食物吃得很好，但還用不好勺子。他對別人的幫助很不滿意，有時還大哭大鬧以示反抗。他要試著自己穿衣服，拿起襪子知道往腳上穿，拿起手錶往自己手上戴，給他個香蕉他也要拿著自己剝皮。這些都說明孩子的獨立意識在增強。