2013 WRO 國小組 競賽程式設計 教學

今年WRO機器人競賽的校際盃比賽與全國初賽都已經告一段落，

探奇認為今年的國小組題目，許多老師及同學應該都會基本的作法，也就是：

辨識色瓶顏色，走到對應顏色區域，擊出色瓶。

每打一次色瓶，根據機器人的位置，找出移動的方法。

或是每打一次色瓶，移動到中間基準線（或第一條黑色線），再重複辨識打擊的動作…


邱老師是想破頭才想到這種平面電梯的處理方式，所以我想大部分的新手老師或新手同學需要接受訓練，

才能體會平面電梯的作法，所以探奇邱老師與大家分享這樣的程式設計。


還請有豐富經驗的老師教練及參賽選手多多指導。


以下是本文開始：
 

探奇曾經多次發文介紹國小組題目的相關資料，硬體設計已經有一些討論，現在就程式設計進行探討。

 

主要程式

 

首先需要清楚知道比賽時機器人的動作要求，根據2103 WRO 國小組比賽規則，機器人需要分段完成下列動作：

 

1.      機器人出發，到第一條黑線。

2.      根據色瓶顏色分別丟入相同顏色的對應區域

3.      推動紙筒罐子到指定區塊

4.      經過障礙區

5.      回到終點

 

依據上面的流程，我們可以寫出2013WROelem1程式，如下圖：

 

 

 

比賽場地的顏色區域為：第一區綠色，第二區藍色，第三區紅色。

 

設定三個顏色變數，名稱為Green, Blue, Red，將相對應的區域數目寫入變數中。

 

機器人出發到第一條黑線停止，接著進入判定色塊顏色的My Block 程式 – ColorKick。

判斷色塊程式

 

 

上面是ColorKick程式圖，

 

先說明相關變數，Now表示機器人現在所在位置，

 

Key表示機器人需要前往的位置，也就是偵測的色瓶顏色區域。

 

流程如下：

 

1.      Now變數寫入1，因為機器人停在第一條黑線，也就是第一個顏色區域。

2.      根據顏色感應器偵測顏色值，將設定好的顏色變數值寫入變數Key。

3.      依照「平面電梯」的遊戲方式，將Key-Now，得到結果Res。

4.      Res有五種狀況，正數表示機器人向前，負數表示機器人後退，數字表示區域數。0就是不用移動。

5.      機器人到達指定區域後，驅動A馬達將色瓶擊出。

6.      變更現在的位置記錄，將Key數值寫入Now。

7.      重複相同的判斷動作五次，跳出迴圈。結束My Block。

 

接下來在主程式中關於推動紙筒罐子、通過障礙區，相信大家可以自行控制機器人前進轉彎。

 

後續程式改進

 

每次比賽除了基本規則外，還有所謂的驚喜規則，這是為了辨識大家的機器人設計程度，同時提高比賽難度，也增加參賽者的挑戰心，以及觀賽者的緊張氣氛，讓比賽增添許多樂趣。

 

一般的驚喜規則可能是在機器人行進的路程中放置障礙物，或是機器人必須將額外物品帶回終點。

 

今年國小組的驚喜規則有可能是改變顏色區域的順序，甚至增加色瓶的顏色種類。

 

針對顏色區域順序改變，我們只要修改主程式的前半段，就能因應。

 

下圖是2013 WROelem2程式

 

 

原本的顏色區域為固定，第一區綠色，第二區藍色，第三區紅色。現在先將所有顏色區域變數設為3。

 

機器人到達第一條黑線後，需要轉彎推進，藉由另一顆顏色感應器偵測區域的顏色。將1寫入相對應的顏色區域變數。機器人退回第一條黑線

 

機器人前進到第二條黑線，重複上述相同動作，偵測第二區域的顏色。

 

機器人退回第二條黑線後，將機器人目前位置設定為2 ( Now = 2 )。(圖中的程式未設定)

 

接著執行ColorKick程式，進行打擊色瓶動作。

 

比賽開始

 

以上是2013WRO國小組競賽的程式設計教學討論，只是最基本的程式。當大家了解之後，一起進行腦力激盪及思考實驗，還可以有更多的變化及改進。

競賽的準備過程是辛苦的，結果可能帶來歡樂或是失望，不論如何都是成為更進一步的動力。大家能夠盡力完成比賽挑戰，就是最棒的學習經驗。祝大家玩得快樂高興。