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机器人编程第二步:具体问题具体分析

经过第一步分解任务后,接下来就要具体分析每一步是如何实现。

基本上到这里,孩子们都喜欢直接冲到电脑前开始写程序,但是呢,往往一堆问题,复杂点的任务更是写着写着就懵了。虽然我们已经分解了任务,但只是一个初略的分解,具体每一步的如何实现,前面的分解步骤是否有纰漏,是否合理,这些是需要我们具体来分析一下的。这一步我们需要写出每个步骤的具体完成动作,是那个传感器在发挥作用,各个马达应该如何运转。如下入所示。机器人编程第二步:具体问题具体分析下面我们来具体分析一下。记得还在初中的时候,在《智慧背囊》(暴露年龄了)里有这么个故事:有个记者采访一个滑雪冠军,问他怎么学好滑雪,冠军说:你要先知道怎么停下来。就像永动机是个伪命题一样,我不认为这世上有永远没有结束的事,大到太阳,看似永恒,可是50亿年后也会因为内部的氢元素全部耗尽,导致核心将发生坍缩。小到我们每天吃饭,我们不会一顿饭从早吃到晚,从今天吃到明天,当我们饱了,不想吃了,或者饭吃完了,吃饭这个事也就结束了。所以对于我们机器人任务的每一步,“你要先知道怎么停下来”,我们需要知道这一步什么时候结束。以上节课的巡线任务为例。第一步是直行。具体任务描述是从起点巡线到A点。这里其实有两层含义:一个是巡线,一个是这一步的结束标志是到达A点。如果不去关注每一步的结果,就会导致程序停留在这一步,无法结束。那怎么判断到达A点呢,A点处是一个直角,可以用光电来做遇黑判断,单光电遇黑时,就可以停下来结束这一步了。然后在考虑巡线,巡线可以用单光电巡线来完成,一般到这个地步的孩子对单光电巡线都不陌生,不过这里就还是多啰嗦一下,因为单光电巡线看似简单,但是还是很容易出错的。单光电巡线根据光电在黑线的左边还是右边会有不一样的走法,在左边时,遇黑要左转,否则右转,在右边则是反过来。上面这个过程看似复杂,但是我把这个过程总结为三个问题:是我是谁?我从哪里来?要到哪里去?开玩笑的,是:终止条件是什么?终止状态是什么?这一步要干嘛?这是那个问题又可以叫做三板斧,我自嗨一下,不用在意。终止条件:右光电遇黑终止状态:停下这步干嘛:黑线右边巡线弄清楚这三个问题后,再具体看下这步干嘛怎么做黑线右边巡线:左光电遇黑则右转否则左转文章刚开始我说这个环节我们要具体到每个光电每个马达的状态,所以这步干嘛还要在细化:黑线右边巡线:左光电遇黑则右转(左马达动,右马达不动)否则左转(左马达不动,右马达动)于是我们就可以把任务分析表给填好了,就是最开始那张表。有学生会说:老师,搞这么复杂干嘛?因为前面不这么分析的细致一点,所有最后调试遇到的问题都在这些细节里,马达转动方向不对,光电跟马达的配合不当,等等。其实都可以通过这一步的分析来避免的。按照上面的套路,我们把第二步的任务分析表也整出来。机器人编程第二步:具体问题具体分析这时候我们对比一下第一步跟第二步的终止条件会发现,两个都是右光电遇黑,这就意味着第二步的右转在开始的时候就结束了。真是出师未捷身先死,尴尬了。这里其实就是一个光电状态的问题,我们可以在第一步跟第二步之间增加一个小的环节,让光电离开黑线上的状态。机器人编程第二步:具体问题具体分析这里呢,有些学生喜欢把前冲这个动作放在第一步的终止状态里,不是不行,但是我建议单独设置一步,这样使整个分析结果更加清晰明了,遇到问题容易定位也容易修改。所以我们第一步的分解步骤,在这里就要做修改。前进,前冲,右转,前进,前冲,左转,前进,前冲,右转,前进,停留2秒,后退,掉头,前进,前冲,右转,前进。前三步的任务分析表如下图所示,后面的步骤跟前面大同小异,用相同的办法分析就行了。

机器人编程第二步:具体问题具体分析

限于篇幅,这里稍作补充下,对于经验丰富的学生,他们其实会发现,第一步的巡线其实可以从起点一步到B点的,因为对于直角弯,单光电巡线完全可以在外侧直接通过,不需要分解成两段直线。只要把双光电放在黑线左侧,用右光电来巡线就行了。如果是这样的话,我们的任务分解又要做修改了,我要去给老婆做饭了,没时间了,这里就偷懒一下啦,还是按前面的步骤来吧。下一篇就是要开始写程序啦,下周见。

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