Week 6 in LEGO lab

Date: 7. October
Duration of activity: 8 hours
Groups members participating: Michael Vilhelmsen, Heine Stokholm og Mads Møller Jensen


Robot race


I dag er målet at bygge en robot, der kan konkurrere i LEGOLABs officielle ROBOT RACE.
Robot kapløbet går ud på at bygge en robot, som kan gennemføre "The Alishan Train Track" på hurtigst mulig tid.

Robotten tager udgangspunkt i PID system vi lavede sidste uge. Koden kan ses her.
Svingene i denne bane er ret specielle og meget svære for en robot, der kun kan følge en sort linje.
Derfor har vi modificeret programmet som følger:


Istedet for kun at have vores pid system til at styre robotten har vi nu også nogle forskellige states robotten kan være i repræsenteret ved følgende booleans:



         boolean rightTurn = false;
boolean leftTurn = false;
boolean direction = true;
boolean rightTurnAllowed = true;
boolean leftTurnAllowed = false;
boolean rightFinished = false;
boolean rightFinished2 = false;
boolean leftFinished = false;
boolean up = true;


Når rightTurnAllowed er true tjekker vi hele tiden den venstre sensor for om den ser sort, og hvis den gør laver vi følgende ændring på motorkraften:


         if(rightTurn) powerC = (powerA * 100 ) / 175;


Det vil sige at vi giver mere kraft til den inderste motor i svinget så robotten svingere blødere. Derefter registrerer vi så om den forreste sensor registrer sort så vi har færdiggjort svinget. 



I starten kunne robotten godt køre op ad banen:


 


Men som det ses havde vi allerede her lidt problemer med lys sensoren, som var spændt helt fast. Dette viste sig også at være et problem, når vi skulle ned af banen, fordi sensoren ikke kunne se den sorte streg, når robotten kørte ud over kanten, fordi sensoren blev løftet og fik andre værdier. Derfor valgte vi at modificere lidt i robotdesignet, så sensoren kunne få mulighed for at have en konstant afstand til banen.

Desværre gjorde det, at sensoren kom for langt frem i forhold til hjulene, så robotten blev umulig at styre. Sensoren fik robotten til at køre af sporet fordi den kom til svingene før selve robotten, og sendte den dermed på afveje. 
Vi skiftede derfor tilbage til det tidligere design og arbejdede videre med koden, for at undgå de fejllæsninger som sensoren laver, når vi kører ned af banen. 

Ved første forsøg på at køre ned, prøvede vi til dels at hardcode svingene, så robotten fulgte nogle bestemte instruktioner, når den (ved første sving) venstre lysmåler så en sort streg. Det gav dog nogle problemer, da robotten ikke var konsistent i kørslen, pga. PID systemet, som gjorde at vi ramte plateauet forskelligt hver gang.
Vi brugte mange forsøg og tweakede konstanterne, men udslaget var forskelligt hver gang, så robotten nogle gange kun kunne klare første sving og andre gange kun kunne klare sving nummer 2. 

Pga. de mange komplikationer gik vi tilbage til vores oprindelige PID system, og i vores næste forsøg forsøgte vi at ændre PID systemet, når robotten var i gang med at svinge, i håb om at den så kunne finde tilbage på banen. Dette lykkedes til dels, men robotten var stadig for inkonsistent til at dette virkede hver gang. Ved et perfekt gennemløb kunne robotten godt klare nedturen, men der var for langt mellem disse.


Selvom systemet ikke var perfekt, prøvede vi alligevel at implementere rotationen på toppen og stoppet i bunden. Det gjorde vi ved at hardcode en lille fremdrift efterfulgt af en 180 grader rotation når vi var færdige med venstresvinget og både venstre og højre lyssensor så en sort streg på samme tid. Dette fungerede udemærket efter en del tweaking af de forskellige variable. Stoppet i bunden fungerede ved at hvis begge sensorer målte sort og vores boolean up fortalte vi var på vej ned, så stoppede vi. 


Vi stod altså med en robot, som nogle gange kunne køre op ad banen og nogle gange kunne køre ned. Desværre måtte vi se i øjnene at vores styring var for inkonsistent, så det lykkedes os aldrig at få robotten til at køre både op og ned. Det tætteste vi kom, var at robotten kørte op og vende og kørte igennem første sving på vej ned og derefter kørte den af sporet. 
Koden og robotdesignet var altså desværre ikke tilstrækkeligt til at gennemføre banen!