【屠龙勇士】BIT睿信书院屠龙勇士心得分享

【屠龙勇士】BIT睿信书院屠龙勇士心得分享

今天上午完成了本年度的屠龙比赛，由于本队开发和搭建任务由我全栈完成，故可将代码和心得完全公开给大家。如果科协的某位大大发现本文，也可以作为一个指导文章或者基础程序。考虑到学习压力时间不足，博文和代码都尽显草莽之色，但作为一个基础的指引，能够大大降低入门门槛。
该项目的Github传送门~

• Github 链接DragonSlay-BIT
• Gitcode镜像Gitcode镜像

1. 关卡说明

1.1 关卡1：自动循迹

• 包括直线、锐角弯、钝角弯、S弯、斜坡；通过斜坡可额外加5分
• 禁止以非红外巡线的方式完成此关卡

1.2 关卡2：超声波避障

• 包括狭长通道、多个转弯
• 终点前设有粗黑色横线，若小车行驶至该横线处自动停下，则额外加5分

1.3 关卡3：屠龙勇士

• 出口1无守卫龙，出口2设有守卫龙，每撞倒一条龙得5分
• 使用泡沫球射击守卫龙。每辆小车共有6次射击机会；
• • 若不使用舵机控制，手动放置小球，每击中一条守卫龙得5分
• • 通过舵机控制泡沫球自动装填并发射命中守卫龙则得10分，多次命中同一条龙不重复得分

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2. 接线指导与测试代码

该内容如果与Repo下./分模块组装/布局图.drawio有任何冲突，应当优先考虑布局图的接线方案。

2.1 电压测试器

直接插到航模电池的充电口（即单只电池口）；有金属片的一面向上

• 插入后将会响一声（特别洪亮）
• 然后显示总电压、分电压（用的3s就显示三个的分别电压）
• 按住喇叭后面的微动按钮，可以调整报警值；若电池低于报警值，蜂鸣器和红灯将会报警

1.2 L298N 电机驱动模块

由于本文主要服务于比赛，就不额外讲这个模块的可选配置了，直接按照我的方案来做就好。
这个接线在接线柱放到最松的时候，可以直接怼进去（可以适度用钳子压扁）；再拧紧，防止虚接（徐姐发热）

一下是接线图，除了电池正负极外，不需要纠结电机的正负极，这个到时候直接调整代码即可。

这个时候参考布局图.draw接线；在测试代码里面选择电机驱动代码进行测试

1.2.2 电机驱动测试代码

// Ardunio + L298n；使用analogWrite以控制输出电平
// in1 - in4 分别接到 5、6、9、10
// 完成高速、低速；前后左右转；每一轮3s；将当轮情况输出到终端
// 定义电机控制引脚
#define IN1 5
#define IN2 6
#define IN3 3
#define IN4 11// 定义速度等级
#define HIGH_SPEED 200 // 高速 (PWM值 0-255)
#define LOW_SPEED 80  // 低速void setup()
{// 设置电机控制引脚为输出pinMode(IN1, OUTPUT);pinMode(IN2, OUTPUT);pinMode(IN3, OUTPUT);pinMode(IN4, OUTPUT);// 初始化串口通信Serial.begin(9600);Serial.println("L298N Motor Control Demo");
}void loop()
{// 高速前进（两个电机正转）motorControl(HIGH_SPEED, HIGH_SPEED);Serial.println("高速前进");delay(3000);// 低速前进motorControl(LOW_SPEED, LOW_SPEED);Serial.println("低速前进");delay(3000);// 高速后退（两个电机反转）motorControl(-HIGH_SPEED, -HIGH_SPEED);Serial.println("高速后退");delay(3000);// 低速后退motorControl(-LOW_SPEED, -LOW_SPEED);Serial.println("低速后退");delay(3000);// 左转（左轮后退，右轮前进）motorControl(-HIGH_SPEED, HIGH_SPEED);Serial.println("高速左转");delay(3000);// 低速左转motorControl(-LOW_SPEED, LOW_SPEED);Serial.println("低速左转");delay(3000);// 右转（左轮前进，右轮后退）motorControl(HIGH_SPEED, -HIGH_SPEED);Serial.println("高速右转");delay(3000);// 低速右转motorControl(LOW_SPEED, -LOW_SPEED);Serial.println("低速右转");delay(3000);// 停止motorControl(0, 0);Serial.println("停止");delay(2000);delay(20000);
}// 电机控制函数（修正版）
// 参数：左轮速度，右轮速度（范围-255~255，负值表示反转）
void motorControl(int leftSpeed, int rightSpeed)
{// 限制速度范围leftSpeed = constrain(leftSpeed, -255, 255);rightSpeed = constrain(rightSpeed, -255, 255);// constrain(x, a, b)/*x：要限制的值（可以是整数或浮点数）a：范围下限（最小值）b：范围上限（最大值）	*/// 控制左轮（IN1/IN2）if (leftSpeed > 0){analogWrite(IN1, leftSpeed);analogWrite(IN2, 0);}else if (leftSpeed < 0){analogWrite(IN1, 0);analogWrite(IN2, -leftSpeed);}else{digitalWrite(IN1, LOW);digitalWrite(IN2, LOW);}// 控制右轮（IN3/IN4）if (rightSpeed > 0){analogWrite(IN3, rightSpeed);analogWrite(IN4, 0);}else if (rightSpeed < 0){analogWrite(IN3, 0);analogWrite(IN4, -rightSpeed);}else{digitalWrite(IN3, LOW);digitalWrite(IN4, LOW);}
}

1.3 HC-SR04 雷达模块

逐个插进去，如图。所有的T端口插在面包板上进行汇流（少了材料记得找组织方补充）

这个时候参考布局图.draw接线；在测试代码里面选择雷达代码进行测试

1.3.2 雷达测试代码

// 使用Arduino+sr04 进行雷达测距
// 一共有三组雷达，分别是左3前2右1；端口为2-TG1；3-TG2；4-TG3；8-EC1；12-EC2；13 - EC3 
// 定义超声波模块引脚const int trigPinLeft = 4;
const int trigPinFront = 7;
const int trigPinRight = 2;const int echoPinLeft = 13;
const int echoPinFront = 12;
const int echoPinRight = 8;void setup() {Serial.begin(9600); // 初始化串口通信// 设置引脚模式pinMode(trigPinLeft, OUTPUT);pinMode(echoPinLeft, INPUT);pinMode(trigPinFront, OUTPUT);pinMode(echoPinFront, INPUT);pinMode(trigPinRight, OUTPUT);pinMode(echoPinRight, INPUT);Serial.println("三向超声波雷达测距系统已启动");
}void loop() {// 测量三个方向的距离float distanceLeft = getDistance(trigPinLeft, echoPinLeft);float distanceFront = getDistance(trigPinFront, echoPinFront);float distanceRight = getDistance(trigPinRight, echoPinRight);// 打印测量结果Serial.print("左侧距离: ");Serial.print(distanceLeft);Serial.print(" cm | 前方距离: ");Serial.print(distanceFront);Serial.print(" cm | 右侧距离: ");Serial.print(distanceRight);Serial.println(" cm");delay(200); // 适当延时
}// 超声波测距函数
float getDistance(int trigPin, int echoPin) {digitalWrite(trigPin, LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(trigPin, HIGH);delayMicroseconds(10);digitalWrite(trigPin, LOW);long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);float distance = duration * 0.034 / 2; // 计算距离(cm)// 过滤异常值if(distance > 400 || distance < 2) {distance = -1; // 表示超出测量范围}return distance;
}

1.4 六路红外循迹

这个时候参考布局图.draw接线；在测试代码里面选择六路红外代码进行测试

1.4.2 红外测试代码

// 定义红外循迹模块引脚
#define IR_1 A0  // 红外模块1
#define IR_2 A1  // 红外模块2
#define IR_3 A2  // 红外模块3
#define IR_4 A3  // 红外模块4
#define IR_5 A4  // 红外模块5
#define IR_6 A5  // 红外模块6// 存储红外模块的检测值
int irValues[6];  // 用于存储6个红外模块的检测值void setup() {// 设置引脚模式pinMode(IR_1, INPUT);pinMode(IR_2, INPUT);pinMode(IR_3, INPUT);pinMode(IR_4, INPUT);pinMode(IR_5, INPUT);pinMode(IR_6, INPUT);// 初始化串口通信Serial.begin(9600);Serial.println("Six-channel IR line follower testing started...");
}void loop() {// 读取6个红外模块的值irValues[0] = digitalRead(IR_1);irValues[1] = digitalRead(IR_2);irValues[2] = digitalRead(IR_3);irValues[3] = digitalRead(IR_4);irValues[4] = digitalRead(IR_5);irValues[5] = digitalRead(IR_6);// 输出红外模块的检测值Serial.print("IR 1: ");Serial.print(irValues[0]);Serial.print(" | IR 2: ");Serial.print(irValues[1]);Serial.print(" | IR 3: ");Serial.print(irValues[2]);Serial.print(" | IR 4: ");Serial.print(irValues[3]);Serial.print(" | IR 5: ");Serial.print(irValues[4]);Serial.print(" | IR 6: ");Serial.println(irValues[5]);delay(200); // 每隔200毫秒检测一次
}

1.5 SG90 舵机

这个时候参考布局图.draw接线；在测试代码里面选择舵机代码进行测试

1.5.2 舵机测试代码

#include <Servo.h>  // 引入Servo库// 定义舵机引脚
#define SERVO_PIN 10// 创建舵机对象
Servo myServo;// 定义舵机初始角度
int angle = 0;  // 初始角度为0度void setup() {// 将舵机连接到指定引脚myServo.attach(SERVO_PIN);// 初始化串口通信Serial.begin(9600);Serial.println("Servo control started...");
}void loop() {// 设置舵机角度myServo.write(angle);  // 将舵机转动到指定角度// 输出当前角度Serial.print("Servo angle: ");Serial.println(angle);// 更新角度angle += 30;  // 每次增加30度// 如果角度超过180度，重置为0度if (angle > 180) {angle = 0;}delay(1000);  // 每隔1秒转动一次
}

1.6 蓝牙

参考布局图.draw接线；不用单独测试。但是每次通过串口刷写数据的时候，必须断开蓝牙的上传和下载接线。因为串口线公用，接蓝牙会导致程序刷写失败。

1.6.2 蓝牙测试代码

void setup() {// 初始化硬件串口（用于与PC通信）Serial.begin(9600);// 初始化软件串口（用于与蓝牙模块通信）BTSerial.begin(9600);Serial.println("Bluetooth Test Started");
}void loop() {// 如果从蓝牙模块接收到数据，则将其打印到串口监视器if (BTSerial.available()) {char receivedChar = BTSerial.read();Serial.print("Received: ");Serial.println(receivedChar);}// 如果从串口监视器接收到数据，则将其发送到蓝牙模块if (Serial.available()) {char sendChar = Serial.read();BTSerial.write(sendChar);Serial.print("Sent: ");Serial.println(sendChar);}
}

1.7 整体布局图（高清图请前往Repo取）

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3. 调参心得

• 能跑的代码就是好代码，走的再慢再丑，能完赛的就是好代码。大幅改代码一定要备份（可用git或用复制备份代码，做好批注）
• 电压影响：你的电池的电压的高低，可能会影响马达输出。如果你的代码健壮性不足，可能会早上调的好模型，到了晚上电池不足时，就会特别糟糕
• 轮胎影响：测试的时候可能会烧胎（尤其是超声波前期测试容易撞墙），烧胎后抓地力会受影响。同电压影响，这会让健壮性不足的模型有糟糕的表现
• 比赛策略：某些要求属于进阶要求（如锐角转弯、循迹爬坡、超声转弯决策），请谨慎考虑你的技术能力和赛场情况，优先保证你的模型的普适性（即当你认为你的代码已经足够好之前，反复从多个方向多个场景测试代码）。（例如我在赛前放弃了红外爬坡，一方面我动力调的比较小，二方面爬坡需要改红外的高度，要改结构的同时也对红外灵敏度有影响）（在赛中锐角失败，放弃了第二次尝试等等）
• 蓝牙：不知道是我的蓝牙软件的原因还是小车软件的原因，容易出现输入一个信息后，蓝牙软件卡死闪退……如果你发现了问题所在，可以在博文留言或者给Repo提交PR，感激不尽。

4. 寄语

最后最后，我希望队内最后至少有一个人，对小车的所有技术细节有基础的了解。这个感悟是我在赛前调参感悟的。这样的全能视角能帮助你在模拟赛道上快速调优，而不是像无头苍蝇一样乱试。

5. 小车三维照片~~

• 上视图
  

• 前视图
  

• 右视图
  

• 后视图
  

• 左视图