萝卜圈仿真入门教程

版权所有萝卜圈网络技术有限公司保留所有权利。萝卜圈3D机器人在线仿真平台入门教程本入门教程以萝卜圈仿真客户端1.5版本进行说明。入门教程规范以下规范可以方便地查看教程中的信息。软件界面的引用软件界面元素的引用（如菜单命令）、机器人模型名称、控制程序模块名称等用粗体格式表示。如“单击文件►保存”表示单击菜单栏上的文件，然后单击保存命令。操作流程操作流程以图标表示，按照提示顺序进行操作，如以下形式：操作——安装1.单击选中轮子模型，此时模型显示安装点，再单击轮子上的方形安装点，选中的安装点变为粉色；2.单击直流电机上的球形安装点，轮子被安装到直流电机的输出轴部位；重要提示重要提示用以下方式表式，请仔细阅读，避免在学习过程出现意外错误。注意：一定要添加“直流电机”，而不是“10倍精度直流电机”，他们有非常大的区别，使用了不一致的电机将导致无法跟随此手册完成任务萝卜圈三维机器人在线仿真平台目录第一章开始................................................................11.1介绍..................................................................................................................................11.2下载及安装萝卜圈..........................................................................................................21.3注册萝卜圈账号..............................................................................................................21.4登录..................................................................................................................................31.5进入任务房间..................................................................................................................4第二章构建机器人..........................................................62.1添加控制器......................................................................................................................72.2添加直流电机和轮子......................................................................................................82.3安装轮子到直流电机......................................................................................................92.4创建与使用模板............................................................................................................102.5安装直流电机与轮子组合............................................................................................112.6安装传感器....................................................................................................................122.7设置属性........................................................................................................................132.8保存机器人....................................................................................................................15第三章编写控制程序.......................................................173.1程序思路........................................................................................................................173.2新建控制程序................................................................................................................173.3添加While永远循环模块............................................................................................183.4添加if判断模块...........................................................................................................193.5为if判断模块添加条件...............................................................................................193.6添加多直流电机驱动....................................................................................................223.7添加第2个if判断模块及其条件...............................................................................233.8再添加2个多直流电机驱动........................................................................................243.9完整控制程序................................................................................................................253.10保存控制程序..............................................................................................................253.11错误处理......................................................................................................................26第四章在线仿真...........................................................284.1开始仿真........................................................................................................................284.2仿真操作........................................................................................................................294.3提交成绩及查看排名....................................................................................................304.4仿真控制栏....................................................................................................................311萝卜圈三维机器人在线仿真平台1第一章开始1.1介绍欢迎使用“萝卜圈3D机器人在线仿真平台”（以下称“萝卜圈仿真”），TA将带你进入精彩的3D机器人世界。此教程带你快速进入萝卜圈仿真世界，体验具有物理引擎的机器人仿真。在此过程中，可以掌握基本的萝卜圈平台使用方法，掌握搭建机器人、编写控制程序的方法，最终体验完成“新手入门-循迹踢球”任务。萝卜圈仿真流程如图所示：登录进入房间/查看任务搭建机器人编写控制程序选择机器人和程序选择场地及座位开始仿真下载/安装注册账号图1操作流程图萝卜圈三维机器人在线仿真平台21.2下载及安装萝卜圈操作——下载客户端1.在浏览器中打开萝卜圈官方网站（www.irobotq.com），单击导航栏中的“下载与文档”；2.单击下载与文档页面上的“萝卜圈端户端v1.5.x.x”链接，下载最新版本客户端；操作——安装客户端1.下载完成后，双击安装文件，按照安装向导的提示进行安装；2.在最后弹出的设置连接服务器地址窗口，设置如下：a)连接到萝卜圈官方服务器：不要修改服务器的地址，保持默认地址；b)连接到学校服务器：输入学校的服务器地址，如：http://192.168.1.100，单击应用，应用成功后单击退出关闭此窗口；3.安装完成后，双击桌面上的快捷方式“IRobotQ3D”启动萝卜圈仿真；1.3注册萝卜圈账号萝卜圈仿真启动后，首先出现的是登录界面，如果没有账号，可以先注册一个账号。操作——注册萝卜圈账号1.单击萝卜圈仿真登录界面上的注册链接，在浏览器中打开注册页面；2.填写好所有内容，单击网页上的注册按钮，转至激活页面；3.登录你注册时填写的电子邮箱，查看收到的激活码；4.将激活码复制到激活页面中，单击激活账号按钮，恭喜你成功注册萝卜圈仿真账号；图2注册和激活账号萝卜圈三维机器人在线仿真平台31.4登录操作——登录1.双击萝卜圈仿真快捷方式，开始启动；2.在登录窗口填写萝卜圈账号的用户名和密码；3.单击Go！按钮开始登录；4.登录成功后显示萝卜圈在线大厅；1输入用户名2输入密码3单击“Go”开始登录注册账号图3登录窗口萝卜圈三维机器人在线仿真平台41.5进入任务房间登录后进入萝卜圈仿真在线大厅，窗口顶部有工具栏，左侧是系列列表，中间区域在不同阶段显示不同的内容，初始登录时显示萝卜圈官方网站内容。操作——进入任务房间、查看任务说明1.单击在线大厅左侧系列列表中基础试玩前面的“+”图标，展开此系列；2.单击此系列中的“新手入门-循迹踢球”任务，等待任务更新完毕后，进入房间；3.单击任务说明按钮，查看此任务要求、算分方法等规则；4.单击任务说明右侧房间名称，返回任务房间；此教程完成“新手入门-循迹踢球”任务，任务场景如图4。任务要求机器人从起始区出发后，沿轨迹线行走到终点，碰到放在终点的足球时完成任务，机器人在行走过程中脱离轨迹线视为任务失败。入门教程任务图3在线大厅查看任务说明返回任务房间单击展开系列图4进入房间5萝卜圈三维机器人在线仿真平台6第二章构建机器人每一个任务的完成都离不开机器人，首先构建机器人。操作——开始构建机器人1.单击在线大厅工具栏中构建机器人按钮；2.进入机器人编辑器，如图所示；机器人编辑窗口主要组件：•模型面板及模型列表：包含控制器、驱动、安装块、传感器和其它共5类模型。•模板列表：用户创建的模板，模板可保存经常使用的模型组合。•菜单工具栏：有文件、功能和操作3个菜单，菜单下有相应的工具栏命令。•属性面板：在属性面板中设置直流电机、伺服电机、传感器等模型的属性。•机器人编辑区：用于构建机器人的操作区，完成机器人零部件的安装等操作。•视角控制面板：调整查看编辑区的视角，完成视角旋转、缩放、移动等操作。视角控制面板菜单工具栏模型面板模板列表属性面板机器人编辑区模型列表图5机器人编辑器工作区域界面萝卜圈三维机器人在线仿真平台72.1添加控制器每个机器人必须有一个控制器，它是机器人的大脑，构建机器人首先从添加控制器开始。操作——添加控制器1.单击模型面板的控制器列表，显示控制器类模型；2.单击第2个控制器图标（带有4个直流电机空位），如下图所示；3.鼠标移到编辑区，模型随着鼠标移动，再在编辑区单击（大约在绿色与红色坐标线交叉位置单击），即将此控制器添加到机器人编辑区，操作如图6所示。2.单击控制器图标1.选择控制器列表3.在编辑区单击图6添加控制器萝卜圈三维机器人在线仿真平台82.2添加直流电机和轮子多数的机器人是四轮运动结构，直流电机和安装在直流电机上的轮子构成了基本的机器人运行结构。操作——添加直流电机和轮子1.单击模型面板中的驱动列表，显示驱动类模型；2.按照上节添加控制器的方式添加如图所示位置的直流电机，放置到编辑区所示控制器左侧位置；3.用同样的方式添加1个如图所示的轮子，放置到编辑区所示位置；添加完成后的结果如图7。2.添加直流电机3.添加轮子1.单击驱动列表添加到此处图7添加直流电机和轮子注意：一定要添加“直流电机”，而不是“10倍精度直流电机”，他们有非常大的区别，使用了不一致的电机将导致无法跟随此手册完成任务萝卜圈三维机器人在线仿真平台92.3安装轮子到直流电机添加到编辑区域的零件在进行“安装”操作后才可以使用。操作——准备工作1.单击选中编辑区域的控制器模型；2.单击2~3次向上旋转视角按钮，以方便接下来的安装操作；操作——安装1.单击选中轮子模型，此时模型显示安装点，再单击轮子上的方形安装点，选中的安装点变为粉色；2.单击直流电机上的球形安装点，轮子被安装到直流电机的输出轴部位；安装过程如图8所示：准备1：单击控制器模型安装1：单击选中轮子模型，再单击其安装点安装2：单击直流电机球形安装点安装结果准备2：单击2~3次向上旋转视图图8安装轮子到直流电机如果总是选不中此安装点，尝试按一次键盘左上角的键，取消任何已选中的安装点，再重复上面的选中操作；Esc萝卜圈三维机器人在线仿真平台102.4创建与使用模板四轮结构的机器人需要安装4组直流电机和轮子组合，使用模板功能可以简化操作。操作——创建模板1.单击模板切换至模板列表；2.单击选择直流电机和轮子组合中的任何一个模型，如轮子；3.单击模板列表中的创建模板，添加组合的图标模板列表中；操作——使用模板与添加模型列表中的模型到编辑区域的操作一致：1.在模板列表中单击已创建的直流电机和轮子组合的模板图标；2.鼠标移到编辑区域，在编辑区域的空闲区域单击（请尽量放到控制器的每个缺口旁），模板中的模型组合被添加到编辑区；3.重复以上操作，使编辑区域共有4组直流电机和轮子组合；创建1：单击模板列表创建2：单击组合中的轮创建3：单击创建模板使用模板添加3组直流电机图9创建与使用模板萝卜圈三维机器人在线仿真平台112.5安装直流电机与轮子组合操作——安装组合到控制器1.单击选中左侧前方的组合中的直流电机，以显示其安装点；2.单击选中的直流电机背面的方形安装点；a)必要时，在选中安装点之前，可以向上滚动几下鼠标滚轮，以放大视图；3.单击控制器上左侧前方空位中间的方形安装点，组合在旋转后安装到控制器上；4.继续对其他3组组合重复上述操作，以完成直流电机和轮子组合的安装；1：单击直流电机安装结果2：单击其安装点3：单击按制器安装点图10安装组合到控制器萝卜圈三维机器人在线仿真平台122.6安装传感器操作——添加灰度传感器1.单击模型以显示模型列表，单击传感器，切换到传感器类列表；2.向机器人前方添加2个灰度传感器；操作——准备工作1.单击选中控制器模型，使接下来的旋转以此模型为中心；2.单击向左旋转视角按钮，旋转到如图12-2所示视角；3.再单击向下和向左旋转视角按钮，旋转到如图12-3所示视角，以方便后续安装操作；1：选中控制器模型2：向左旋转视角3：向下和向左旋转视角添加位置添加2个灰度传感器图11添加灰度传感器图12安装灰度传感器准备工作萝卜圈三维机器人在线仿真平台13操作——安装1.单击选中左侧的灰度传感器，再单击其底部的安装点；2.单击控制器前方侧面，从左数第3个安装点，将传感器安装到此安装点；3.以同样方安装另一个灰度传感器；2.7设置属性操作——准备工作1.单击选中控制器模型；2.单击视面板上的俯视按钮；3.单击之前收起的浮动面板上的属性按钮，以展开此面板；1：选中灰度传感器的底部安装点2：安装到此位置安装结果图13安装灰度传感器萝卜圈三维机器人在线仿真平台14操作——设置直流电机属性1.单击选中左前方直流电机（注意是直流电机，而不是轮子）；2.在其属性面板中设置其属性如下：名称：修改其名称为——直流电机_左前设置端口：单击选择端口——1反转电机：单击勾选——反转电机（注：仅左侧2个直流电机需勾选此属性）3.参考图14，依次设置4个直流电机和2个灰度传感器的属性；对照下图，设置好所有的4个直流电机和2个灰度传感器的属性。名称：直流电机_左后端口：2反转电机：选中名称：直流电机_右前端口：3反转电机：不选名称：直流电机_左前端口：1反转电机：选中名称：直流电机_右后端口：4反转电机：不选名称：灰度传感器_左端口：31名称：灰度传感器_右端口：32图14直流电机和灰度传感器属性设置1：选中直流电机2：设置其属性图15设置属性萝卜圈三维机器人在线仿真平台152.8保存机器人操作——保存机器人1.单击菜单文件►保存按钮；2.在保存机器人窗口的下方输入文件名“机器人-循迹踢球”；3.单击确定，机器人保存完毕；操作——退出机器人编辑1.单击机器人编辑器右上角的“X”退出机器人编辑器，回到在线大厅；图16“文件”菜单1：单击保存2：输入文件名3：单击确定16为萝卜圈三维机器人在线仿真平台17第三章编写控制程序3.1程序思路“新手入门-循迹踢球”任务要求机器人沿轨迹线行走，机器人安装有2个“灰度传感器”用于检测轨迹线与机器人的相对位置，通常情况下，其相对位置关系有以下3种：1.左侧灰度传感器检测到轨迹线（机器人相对轨迹线偏右）——机器人要左转；2.右侧灰度传感器检测到轨迹线（机器人相对轨迹线偏左）——机器人要右转3.左、右灰度传感器都没检测到轨迹线（机器人在轨迹线中间）——机器人前进根据以上关系，机器人不断地检测轨迹并修正自身的驱动状态，来完成此任务。接下来开始编写机器人的控制程序。3.2新建控制程序操作1.单击在线大厅编写程序按钮，进入程序编辑器；2.单击文件►新建，在选择机器人窗口左侧机器人列表中选择“机器人-循迹踢球”；3.单击确定按钮，为选择的机器人新建控制程序；2：单击新建2：选择机器人3：单击确定图18新建控制程序萝卜圈三维机器人在线仿真平台184.新建的控制程序有一个开始模块，程序从此模块开始执行；3.3添加While永远循环模块根据程序思路，控制程序需要不断地循环检测机器人与轨迹线的位置关系，首先添加“While永远循环”模块；操作——添加While永远循环模块1.鼠标指针移到开始模块下方的半圆形出口连接点，此连接点放大为红色；a)必要时可以滚动鼠标滚轮以放大或缩小视图；2.在红色连接点上按住鼠标左键，向下拖动到空白区域并松开，出现快捷菜单；3.指针移到菜单的流程项，在其二级菜单中单击While永远循环图标；4.While永远循环添加到编辑区，开始模块与之有一条流动的线条连接，表示程序的执行过程；1.移到出口连接点4.执行完效果2.向下拖动连接点并松开3.单击while永远循环图标图19添加while永远循环模块机器人的控制程序也称为VPL（VisualProgrammingLanguage），即可视化编程语言，在软件界面上某些地方会用VPL表示控制程序。萝卜圈三维机器人在线仿真平台193.4添加if判断模块操作——添加if判断模块1.用上面的方式在While永远循环模块的“√”（循环体出口）上添加快捷菜单流程►if判断模块，结果如图；3.5为if判断模块添加条件第一个if判断用于检测左侧传感器是否检测到黑线轨迹线。根据此场景的取颜色值检测结果，灰度传感器检测到白色的地板时的返回值为198，检测到黑色线条时的返回值为0，我们使用以下算式判断是否检测到黑色轨迹线：灰度传感器的返回值<100注：“100”数值取自198和0的大约中间值。接下来，为第一个if判断模块的右侧容器中添加其判断条件。图20添加“if判断”模块萝卜圈三维机器人在线仿真平台20操作——为if判断模块添加条件1.在if判断模块右侧容器单击右键，在快捷菜单中单击小于模块图标；2.在小于模块的左侧容器单击右键，在快捷菜单中单击灰度模块图标；3.在小于模块的右侧容器单击右键，在快捷菜单中单击常量int模块图标；1：if判断容器中单击右键，单击菜单中小于图标2.小于模块左容器中单击右键，单击菜单灰度图标3.小于模块右容器中单击右键，单击菜单常量int图标图21为if判断模块添加条件如果不小心为容器选择错了模块，请执行以下操作：1.将错误的模块从容中拖出；2.再选中错误的模块，按键盘的键将其删除；Delete萝卜圈三维机器人在线仿真平台21在“if判断”中添加的“灰度”和“常量int”模块，需要设置属性。操作——设置条件1.单击灰度模块以选中，在其属性面板中单击选择灰度传感器-左；2.单击常量int模块，在其属性面板中的数值项中，修改为100；灰度模块属性选择灰度传感器_左常量int模块属性修改数值为100图22条件属性萝卜圈三维机器人在线仿真平台223.6添加多直流电机驱动当第1个if判断中的条件成立时，需要机器人向左转，使用多直流电机驱动模块达到此目的。操作——添加多直流电机驱动1.在if判断模块的“√”（条件成立）出口处使用拖拉方式添加驱动►多直流电机驱动；2.单击选中第1个多直流电机驱动模块；3.在其属性面板中设置其属性，先勾选4个直流电机，再依次输入其速度值为8，并将左侧2个直流电机设为反转，右则2个仍保持正转；左侧反转右侧正转图23设置第1个多直流电机驱动模块属性设置多直流电机驱动模块，必须先勾选要驱动的直流电机，再设置其速度值和选择正、反转。萝卜圈三维机器人在线仿真平台233.7添加第2个if判断模块及其条件继续添加第2个if判断模块，用于判断右侧灰度传感器是否检则到黑色轨迹线；操作——添加第2个if判断模块1.在第1个if判断模块的“×”（条件不成立）出口处使用拖拉方式添加流程►if判断模块；2.在第2个if判断模块的容器中添加小于模块；3.在小于模块的左侧容器添加灰度模块；4.在小于模块的右侧容器添加常量int模块；操作——设置条件的属性1.单击灰度模块以选中，在其属性面板中单击选择灰度传感器-右（注意是右）；2.单击常量int模块，在其属性面板中的数值项中，修改为100；图24添加第2个if判断及其条件萝卜圈三维机器人在线仿真平台243.8再添加2个多直流电机驱动当第2个if判断中的条件成立时，需要机器人向右转。当2个if判断中的条件都不成立时，需要机器人直行，仍然都使用多直流电机驱动模块到达目的。操作——添加2个多直流电机驱动1.在第2个if判断模块的“√”（条件成立）出口处使用拖拉方式添加驱动►多直流电机驱动模块；2.选中添加的第2个多直流电机驱动模块，设置其属性让机器人右转，如图所示；3.在第2个if判断模块的“×”（条件不成立）出口处使用拖拉方式添加驱动►多直流电机驱动模块；4.选中添加的第3个多直流电机驱动模块，设置其属性让机器人直行，如图所示；左侧正转右侧反转全部正转图25第2个、第3个多直流电机驱动模块属性萝卜圈三维机器人在线仿真平台253.9完整控制程序至此，循迹踢球控制程序编写完毕，最终的结果如图26所示。操作——自动排列1.单击窗口左上方菜单操作►自动排列按钮，所有连接在开始（或子程序）中的模块自动整齐排列，便于观看；3.10保存控制程序操作——保存控制程序1.单击菜单文件►保存按钮；2.在保存控制程序窗口的下方输入文件名“程序-循迹踢球”；3.单击确定，如果软件没有出现错误提示，控制程序保存完毕；如果出现错误提示，请参考3.11出错处理尝试解决；操作——退出程序编辑器1.如果保存时没有出现错误，单击程序编辑器右上角的“X”退出程序编辑器，返回在线大厅；图26循迹踢球控制程序萝卜圈三维机器人在线仿真平台263.11错误处理保存控制程序时软件会检查程序的错误，当出现错误提示时，需要解决所有错误后，控制程序才能使用，否则无法进行仿真。一般错误处理方法1.按住错误提示窗口标题栏，将其拖动编辑区域的下方；2.单击错误窗口的第1条信息（请勿必从第1条错误开始排查），程序会将出错的模块定位到编辑区的中央，并自动选中；3.设置错误模块的属性，通常情况下的错误为：忘记选择对应的传感器，忘记设置常量中的数值，忘为容器添加模块等；4.再次尝试保存，如果错误提示消失，则保存成功，否则请重复以上操作；排除错误——灰度模块对应的传感器列表为空此方法也适用于多直流电机驱动或其它传感器。1.单击文件►保存，在弹出提示错误的窗口中，单击确定，并继续保存程序（程序已保存，但不能使用），保存后退出程序编辑器；2.进入机器人编辑器，打开此程序关联的机器人文件；3.选择机器人上的灰度传感器，为其选择端口（只有选择了端口，编写程序时才会出现在选择列表中）；4.保存机器人文件，并退出机器人编辑器；5.进入程序编辑器，在灰度模块的属性中选择对应的传感器，并再次保存控制程序；图27错误提示27萝卜圈三维机器人在线仿真平台28第四章在线仿真机器人和控制程序都准备好之后，可以开始激动人心的机器人仿真了。4.1开始仿真操作——仿真1.在大厅界面上单击选择机器人按钮，选择机器人作品“机器人-循迹踢球”；2.单击选择控制程序按钮，选择机器人作品“程序-循迹踢球”；3.单击选择房间场地上的空座位，等待开始进入仿真；4.进入仿真之后，单击仿真控制栏上的开始按钮，开始精彩的3D机器人之旅。3选择座位1．选择机器人2．选择控制程序图28准备仿真机器人和控制程序萝卜圈三维机器人在线仿真平台294.2仿真操作操作——开始仿真1.单击仿真控制栏上的开始按钮，等待倒计时结束后即开始仿真，此时机器人在控制程序的控制下行进；操作——重新开始仿真1.如果仿真结束显示得分画面时，单击返回按钮；2.（在仿真过程中也可）单击仿真控制栏重置按钮，恢复初始状态；3.单击仿真控制栏开始按钮，即重新开始仿真；操作——在仿真中编辑机器人或控制程序1.如果仿真结束显示得分画面时，单击返回按钮；2.（在仿真过程中也可）单击仿真控制栏重置按钮，恢复初始状态；3.单击仿真控制栏编辑机器人或编辑程序按钮，进入相应编辑器；4.编辑完机器人或控制程序后保存，退出编辑器，回到仿真状态重新开始仿真；开始仿真图29开始仿真萝卜圈三维机器人在线仿真平台304.3提交成绩及查看排名操作——提交成绩1.仿真结束显示得分画面时，单击提交成绩按钮，将此次仿真结果提交到服务器；操作——查看排名仿真结束显示得分画面时：1.单击排名按钮，在浏览器中打开排名网页；正在仿真，未显示得分画面时：1.单击仿真手动结束按钮显示得分画面（可以不提交成绩）；2.单击排名按钮，在浏览器打开排名网页；手动结束排名提交成绩排名网页返回图30提交成绩和查看排名萝卜圈三维机器人在线仿真平台314.4仿真控制栏以下为常用的仿真控制栏按钮说明表格1仿真控制栏常用按钮图标名称作用备注开始开始仿真暂停暂停仿真单击开始可继续停止停止仿真不可继续重置重置仿真到初始状态编辑程序在仿真时编辑控制程序，返回仿真后使用修改过的控制程序停止或重置后可用编辑机器人在仿真时编辑机器人，返回仿真后使用修改过的机器人停止或重置后可用保存当前仿真回放保存当前仿真的回放录像切换到录像播放切换到仿真录像播放状态，可打开回放录像进行播放32构建机器人萝卜圈网络技术有限公司帮助中心：www.irobotq.com/help服务电话：400-803-8802 目录 第一章开始 1.1介绍 1.2下载及安装萝卜圈 1.3注册萝卜圈账号 1.4登录 1.5进入任务房间 第二章构建机器人 2.1添加控制器 2.2添加直流电机和轮子 2.3安装轮子到直流电机 2.4创建与使用模板 2.5安装直流电机与轮子组合 2.6安装传感器 2.7设置属性 2.8保存机器人 第三章编写控制程序 3.1程序思路 3.2新建控制程序 3.3添加While永远循环模块 3.4添加if判断模块 3.5为if判断模块添加条件 3.6添加多直流电机驱动 3.7添加第2个if判断模块及其条件 3.8再添加2个多直流电机驱动 3.9完整控制程序 3.10保存控制程序 3.11错误处理 第四章在线仿真 4.1开始仿真 4.2仿真操作 4.3提交成绩及查看排名 4.4仿真控制栏