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我是怎样制作金牛座机器人的

[font=宋体]金牛座的来历[/font]
[font=宋体]金牛座是我非常早期的一个机器人。之所以如此命名，是因为牛喜欢追赶红色，而我打算设计一个追赶某种颜色的机器人。但是我的第一个机器人——在2002年初做的，那时我已有两年经验——显然还是失败了。一年之后，就是在2003年末，我决定重做它。这时因为从其它的几个机器人项目中学了不少，所以知道了之前失败的所迎因。当然，你可能注意到了这款机器人的车轮设计与火星漫步者非常的类似。但我必须强调：做这款机器人的时候，我压根儿就不知道火星漫步者也是这样！[/font]
[font=宋体][img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/10f70e3f116f50770293e17beeb71b92.jpg[/img][font=Times New Roman] [/font][/font]
[b][font=Verdana][font=宋体]金牛座[/font][/font][/b][b][font=Verdana]2[/font][/b][font=宋体][b][font=Verdana]的机械特[/font][/b][/font]
[font=宋体]金牛座2具有0度旋转半径（也即能原地旋转）。并且它具有几乎是[b][color=#0000ff]全方向移动[/color][/b]，除了它的腿关节上的伺服电机的旋转有个度数的限制。因此金牛座2可以横着走，直着走，斜着走，甚至可以以一个正弦曲线的形式走而面朝同一个方向。最后还要说明一下：它能适应复杂的地形。[/font]
[font=Times New Roman][b][font=宋体]结构设计
[/font][/b]
[font=宋体]金牛座2是用2D CAD设计的（我是第一次用CAD软件啊！），用[/font][/font]
[font=Times New Roman][font=宋体][img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/1be816095cbcdd4c64af8857d6fe5862.jpg[/img] [/font]
[url=http://www.societyofrobots.com/schematics_infraredemitdet.shtml][color=black][font=宋体]电子方面的设计[/font][/color][/url][url=http://www.societyofrobots.com/images/robot_T2_sensorIRsmall.jpg][color=black][font=宋体]编程和控制[/font][/color][/url]

[font=宋体]我用了一个基于微控制器的PIC（优先中断控制）系统，编程语言采用C。用8数字输出独立地控制每个伺服电机，而CMUcam影像模块的接口用的是串口。因为8个伺服电机消耗大量的能量，所以我必须使用两个镍镉蓄电池组。还有，作为附加的非接触缓冲传感器，我做了3个红外发射接收传感器，下面就是：[/font]
[img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/092312594b2768d53316f0e37892367c.jpg[/img]

[b][font=宋体]我编程控制金牛座2从它的摄像头（CMUcam的一部分）获取图像，然后读入颜色绿和蓝的中间块[color=black]（图像中的颜色矩心）。接下来让伺服电机转动，让它总是朝颜色的中间块方向移动。我试着让金牛座2[/color][/font][/b][font=宋体]循一条白色轨迹线，结果它干得还真不赖。独立控制每个轮子，要求你必须把每个轮子都转到一个特定的角度，以便每个轮子的轴心都指向同一个中心点（或者说旋转轴心），下面的图能说明得更清楚一些：[/font]
[img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/d5cddc40e7720bbe0609b2da09b4365c.gif[/img]
[font=宋体]如果两个前轮有相同的角度，旋转轴心就不再是公共的了，就会产生比较大的阻力和滑行。如果轮子保持上图所示的角度，机器人就会循着一个虚拟的以旋转轴心为圆心的完美圆移动。只需要基本的几何知识，已知旋转半径和轮子的位置就可以算出需要的每个轮子的角度。[/font]
[font=宋体]当我编程时，我做了一个连续[b][color=#0000ff]模糊逻辑[/color][/b]算法来把轮子角度和目标方向联系起来。前轮和后轮是反向的，所以对于每个圆周我只需要做两个角度计算。我也做了一些其它几种算法的混合，正如你在上面的视频中看到的那样。另外还有一个方法是做一个[b][color=#0000ff]几何查找表[/color][/b]来控制轮子的角度。[/font]



[/font]

[font=宋体]以下是能让金牛座2在原地打转的轮子位置：[/font]
[img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/9123948ceb03b270ad181fd181fbdf29.jpg[/img]
[font=宋体]再来一张近景照：[/font]
[img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/adc733817dd31a5d4e6ecc3699d66d13.jpg[/img]
[b][font=宋体]费用：
[/font][/b]
[font=宋体]搭建整个机器人只花了大概~$90，由于很多部件是从我的一些旧机器人上拆下来的。这儿有一个所有用到的[b][color=#0000ff]部件[/color][/b]的清单并且附上了典型价格：[/font]
[color=black][b][font=宋体](2) 7.2V 镍镉蓄电池组($16) [/font][/b][/color]

[b][font=宋体][color=black](1) CMUcam[/color][color=black]影像模块[/color][color=black] ($100) [/color][/font][/b]
[color=black][b][font=宋体](1) Cerebellum Microcontroller（微控制器）, by Botrics ($40) [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](3) 自制的IR（红外发射接收传感器） (元件花了~$4) [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](8) HS-311 servos（伺服电机） ($71) [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](1) 没用的调制解调器的电线($3) [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](4) 泡沫塑料4英寸直径飞行器模型轮子 ($15) [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](1) 一张1'x1'HDPE高密度聚乙烯板($10) [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](2) 滚珠轴承（在废料堆里找到） [/font][/b][/color]

[color=black][b][font=宋体](1) 一张1'x1'铝板 ($10) [/font][/b][/color]

[color=black][color=black][b][font=宋体]做机器人也挣钱[/font][/b][/color][/color]
[b][font=宋体][color=black]做金牛座其实根本没花我什么钱，不仅是因为它被授权开发因而有一笔资金支持(还没花完，有些结余)，而且也因为我拿这款机器人参与了2004年度[/color]移动监控机器人竞赛[color=black]——获得了第三名和$250的奖金。[/color][/font][/b]
[img]http://www.robotsky.com/d/file/XiangM/2008-07-02/5a61779ca2a1316776e2c744f20e9a71.jpg[/img]
[b][font=宋体]千万别用CMUcam影像模块！[/font][/b]
[font=宋体]当年我本来应该得第二名的[b]。都是因为[/b]CMUcam有个并不广为所知的bug：当获取了大量蓝色光线的时候会导致硬件失效——比如那种来自太阳的蓝光。我一直不明白它为什么莫名其妙就停止工作，直到两年后当我仔细分析CMUcam在太阳光下的输出的时候才发现问题出在CMUcam。那些开发者从来没有解决这个问题，也没打算解决。你不信我说的吗？那就找个阳光明媚的日子，把CMUcam对向太阳，看看它罢不罢工！（啊！啊！这玩意儿害苦我了！）
[/font]
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                    翻译：王亚
                    编辑：hupo

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正好盈亏平衡点上。