腾讯扣叮虚拟仿真实验室机器人自动导航+陨石样本收集

前言

本文为腾讯coding入门教程，具体为以下四步骤

• 一、自动导航的思路与操作
• 二、躲避障碍
• 三、陨石样本收集
• 四、退出事件

最终效果如下：

一、自动指向和到达目的地停下

1.了解项目环境

首先进入课程练习，找到中学Python的规则解读后点击大展身手进入

此时右侧右侧会出现背景和规则，主要是以下五个任务

本文主要是完成陨石样本收集和到达南极这两个任务

首先打开代码编辑，这里会初始给我们导入了他们的库，为了能够更加清晰了解这些库的作用可以打开官方网页文档，查看每个代码的含义

官方网页：https://support.qq.com/products/418580/faqs-more/?id=131014

2.自定义朝向并前往坐标

为了方便代码理解，我们自己定义函数go_to(x,y)，我们后续若想前往何处，只需要在go_to()里面输入你想去的x坐标和y坐标即可，例如：

此时我们需要在函数里面写入自定义朝向函数，即左侧的“2.朝向（X，Y）”，并将Robot_Max.face_coordinate(X坐标值, Y坐标值)里的“X坐标值”和“Y坐标值”更改为x和y，如下：

from codingtge import Robot_Max, coding

def go_to(x,y):
    Robot_Max.face_coordinate(x, y)

go_to(255,635)

此时点击运行，就会发现机器人会自动朝向你所指定的方向旋转，就起到了自定义朝向操作

为了能够安全到达你所指定的坐标，你在此代码后写入移动和到达目的地停下的操作，此时用到移动函数和判断语句

首先为了能够移动更加快速，在函数里加入切换为轮式状态，并以每秒15米的速度前进

速度后的0.1为持续时间，仅仅这样写入这样的代码只会使机器人移动0.1秒，所以为了能够使机器人持续移动，就要将这个移动函数放入循环里

这样写就会使机器人持续朝目的地移动，但是当遇到了新的问题：此时改如何停下？

3.到达目的地并停下

为了能够正常的停下，我的思路是：将机器人的坐标和目的地的坐标进行比对，当机器人坐标和目的地的坐标等于时，停下

在将我的思路进行编写后，得出以下代码：

from codingtge import Robot_Max, coding

def go_to(x,y):
    Robot_Max.face_coordinate(x, y)
    Robot_Max.state("Wheel")
    is_arrive = False
    while is_arrive == False:
        Robot_Max.move("Wheel", 15, 0.1)
        x_current = Robot_Max.get_coordinate_X()
        y_current = Robot_Max.get_coordinate_Y()
        if abs(x_current - x) <= 2 and abs(y_current - y) <= 2:
            is_arrive = True

go_to(255,635)

在上述代码中，我写入了当到达坐标附近时就停下来的操作：开始先在while中放入未到达目的地的信号，然后使机器人持续移动，并每0.1秒记录下此时机器人的坐标，并实时与目的地坐标进行判断。由于实际肯定会有些许误差，所以为了防止一些意外操作，我便使用了以下判断：当当前x坐标与当前y坐标与目的地坐标的偏差值在2内（绝对值），即传入已到达的信号，以停下循环。（个人不太推荐函数，前期进行学习时，发觉并不是很好用，文章内我仅仅分享我自认为最好用的操作，如果有更好用的或其他思想能完成相同的项目也是很好的）

此时运行代码，就会发现机器人就可以实现自动指向和到达目的地停下的操作了！

二、躲避障碍

为了能前往错综复杂的目的地，就需要对前方路况进行一段监测，否则很有可能会撞到掩体而导致机器人动弹不得。所以要在代码内加入监测，例如当开启前方监测时：

当运行时终端会每0.1秒返回最大为100的数字

在正常行驶中，我们不仅要判断前方路段也要进行左右两方的路段，以便我们进行左右转操作时，不会误撞到左右两方的操作，故在此思路上修改代码如下：

from codingtge import Robot_Max, coding

def go_to(x,y):
    Robot_Max.face_coordinate(x, y)
    Robot_Max.state("Wheel")
    Robot_Max.ir_on("front")
    Robot_Max.ir_on("left")
    Robot_Max.ir_on("right")
    is_arrive = False
    while is_arrive == False:
        front = Robot_Max.get_ir_distance("front")
        left = Robot_Max.get_ir_distance("left")
        right = Robot_Max.get_ir_distance("right")
        if front <= 40:
            Robot_Max.stop()
            if right > left:
                Robot_Max.rotate_angle("Wheel", "Right", 10)
            else:
                Robot_Max.rotate_angle("Wheel", "Left", 10)
            continue
        Robot_Max.move("Wheel", 15, 0.1)
        x_current = Robot_Max.get_coordinate_X()
        y_current = Robot_Max.get_coordinate_Y()
        if abs(x_current - x) <= 2 and abs(y_current - y) <= 2:
            is_arrive = True

go_to(475,460)

首先检测出前方40米是否有障碍，以提前进行障碍躲避。若有，则再判断左右两方障碍哪方更宽广一些，并往该方向旋转直到前方40米没有障碍时才进行移动操作。

但是执行以上代码操作时，会发现机器人在多次转弯后便遗失了目的地的方向，所以还需要在以上代码中再次添加转向函数，为了防止机器人在转向目的地过于频繁，则需要对代码进行一些限制，

防止出现一些意外。在以上思想上进行编写后得出以下代码：

from codingtge import Robot_Max, coding

def go_to(x,y):
    Robot_Max.face_coordinate(x, y)
    Robot_Max.state("Wheel")
    Robot_Max.ir_on("front")
    Robot_Max.ir_on("left")
    Robot_Max.ir_on("right")
    #限制机器人旋转过多
    counter = 0
    is_arrive = False
    while is_arrive == False:
        front = Robot_Max.get_ir_distance("front")
        left = Robot_Max.get_ir_distance("left")
        right = Robot_Max.get_ir_distance("right")
        if front <= 40:
            Robot_Max.stop()
            if right > left:
                Robot_Max.rotate_angle("Wheel", "Right", 10)
            else:
                Robot_Max.rotate_angle("Wheel", "Left", 10)
            continue
        #限制机器人在移动时判断过多（每两秒判断一次）
        Robot_Max.move("Wheel", 15,2)
        #当进行3次循环后（进行三次移动后），机器人更正一次朝向，更正后将counter重新赋值为0
        if counter == 3:
            Robot_Max.face_coordinate(x, y)
            counter = 0
        #每次循环将counter进行加1操作
        counter += 1
        x_current = Robot_Max.get_coordinate_X()
        y_current = Robot_Max.get_coordinate_Y()
        #由于之前将移动时判断修改为每两秒一次，为了防止在移动过程中出现到达目的地而没停下的场面
        #在后方重新加入：当坐标临近目的地时将判断更改为每0.1秒一次
        while abs(x_current - x) <= 30 and abs(y_current - y) <= 30:
            Robot_Max.move("Wheel", 15,0.1)
            if abs(x_current - x) <= 2 and abs(y_current - y) <= 2:
                is_arrive = True
                #当操作成立，跳出本次循环，由于定义已is_arrive为True，故循环结束
                break
            #每0.1秒判断一次坐标轴
            x_current = Robot_Max.get_coordinate_X()
            y_current = Robot_Max.get_coordinate_Y()

go_to(475,460)

为了方便理解我在我新加的代码上均添加了注释

（以上代码修改可能有些过多，建议复制下来与结合注释与之前的代码进行对比分析！）

此时运行代码，可以发现机器人不仅躲避了障碍，也可以正常的到达目的地

三、陨石样本收集

陨石样本收集相较于上述代码，就简单许多了

def catch(x,y):
    Robot_Max.equip_arm()
    Robot_Max.arm_action(x, y, 0, "catch")
    Robot_Max.arm_takein()

首先加载出机械臂再将机械臂伸向你定义的x与y坐标（z坐标填0即可），再执行抓取操作，将陨石抓取后再利用机械臂收取夹持物函数，进行陨石样本收集

总结

将以上函数编写完后，就可以很容易的完成陨石收集和到达南极的任务了！

完整代码如下

from codingtge import Robot_Max, coding

def go_to(x,y):
    Robot_Max.face_coordinate(x, y)
    Robot_Max.state("Wheel")
    Robot_Max.ir_on("front")
    Robot_Max.ir_on("left")
    Robot_Max.ir_on("right")
    counter = 0
    is_arrive = False
    while is_arrive == False:
        front = Robot_Max.get_ir_distance("front")
        left = Robot_Max.get_ir_distance("left")
        right = Robot_Max.get_ir_distance("right")
        if front <= 40:
            Robot_Max.stop()
            if right > left:
                Robot_Max.rotate_angle("Wheel", "Right", 10)
            else:
                Robot_Max.rotate_angle("Wheel", "Left", 10)
            continue
        Robot_Max.move("Wheel", 15,2)
        if counter == 3:
            Robot_Max.face_coordinate(x, y)
            counter = 0
        counter += 1
        x_current = Robot_Max.get_coordinate_X()
        y_current = Robot_Max.get_coordinate_Y()
        while abs(x_current - x) <= 30 and abs(y_current - y) <= 30:
            Robot_Max.move("Wheel", 15,0.1)
            if abs(x_current - x) <= 2 and abs(y_current - y) <= 2:
                is_arrive = True
                break
            x_current = Robot_Max.get_coordinate_X()
            y_current = Robot_Max.get_coordinate_Y()

def catch(x,y):
    Robot_Max.equip_arm()
    Robot_Max.arm_action(x, y, 0, "catch")
    Robot_Max.arm_takein()

go_to(475,460)
catch(475,460)
go_to(800,370)

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