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VJC1.5仿真版使用手册

前言......................................................................................................................................- 2 - 第1章预备知识......................................................................................................................- 3 -

1.1 虚拟机器人的结构与功能........................................................................................- 3 -

1.1.1...................................................................................................................身体结构

1.1.

2...................................................................................................................感觉器官

1.1.3...................................................................................................................编程语言

1.2 VJC1.5仿真版能做什么...........................................................................................- 7 -

1.2.1...................................................................................................为机器人编写程序

1.2.2...................................................................................................................创建环境

1.2.3...................................................................................................................仿真运行

1.3 光盘的安装与启动....................................................................................................- 8 -

1.3.1...........................................................................................................................安装

1.3.

2...........................................................................................................................启动

1.4 如何使用“帮助”电子文档....................................................................................- 9 - 第2章初试身手....................................................................................................................- 12 -

2.1 歌曲..........................................................................................................................- 13 -

2.2 边唱边跳..................................................................................................................- 15 -

2.3 走正方形..................................................................................................................- 16 -

2.4 走六边形..................................................................................................................- 16 -

2.5 走五角星..................................................................................................................- 17 -

2.6 走圆形......................................................................................................................- 20 -

2.7 奥运五环..................................................................................................................- 21 -

2.8 进门比赛..................................................................................................................- 21 -

2.9 一笔画......................................................................................................................- 23 -

2.10 求和..........................................................................................................................- 23 -

2.11 四则混合运算..........................................................................................................- 25 -

2.12 整型数与浮点数......................................................................................................- 25 -

2.13 霓虹灯......................................................................................................................- 25 -

2.14 汽车..........................................................................................................................- 27 -

2.15 迎宾机器人..............................................................................................................- 27 -

2.16 回廊..........................................................................................................................- 27 -

2.17 动态字符..................................................................................................................- 28 -

2.18 波浪..........................................................................................................................- 28 -

2.19 落地扇......................................................................................................................- 29 -

2.20 等比求和..................................................................................................................- 30 - 第3章稳步前进....................................................................................................................- 31 -

3.1 打招呼......................................................................................................................- 32 -

3.2 叫人起床..................................................................................................................- 38 -

3.3 彩色地毯..................................................................................................................- 41 -

3.4 百米赛跑..................................................................................................................- 41 -

3.5 计算走过的距离......................................................................................................- 42 -

WEB：https://www.wendangku.net/doc/9813024937.html, E_mail：serve@https://www.wendangku.net/doc/9813024937.html, - 3 - - 4 - - 5 -

- 7 - - 7 - - 7 -

- 8 - - 8 -

3.6 秒表..........................................................................................................................- 45 -

3.7 风扇定时..................................................................................................................- 45 -

3.8 找房门......................................................................................................................- 47 -

3.9 醉汉..........................................................................................................................- 51 -

3.10 自由行走..................................................................................................................- 52 -

3.11 趋光的飞蛾..............................................................................................................- 53 -

3.12 鼹鼠..........................................................................................................................- 54 -

3.13 沿线走......................................................................................................................- 56 -

3.14 越障跑......................................................................................................................- 59 -

3.15 太阳能电池..............................................................................................................- 59 -

3.16 电子琴......................................................................................................................- 60 -

3.17 穿越隧道..................................................................................................................- 60 -

3.18 舞台..........................................................................................................................- 61 -

3.19 哈雷彗星..................................................................................................................- 61 - 第4章挑战自我....................................................................................................................- 62 -

4.1 填字游戏..................................................................................................................- 63 -

4.2 台球..........................................................................................................................- 65 -

4.3 寻宝..........................................................................................................................- 68 -

4.4 篝火晚会..................................................................................................................- 69 -

4.5 弹球游戏..................................................................................................................- 72 -

4.6 随机走......................................................................................................................- 73 -

4.7 沿墙走......................................................................................................................- 74 -

4.8 点歌台......................................................................................................................- 76 -

4.9 回音壁......................................................................................................................- 76 -

4.10 查找最大值..............................................................................................................- 77 -

4.11 排序..........................................................................................................................- 78 -

4.12 最大公约数..............................................................................................................- 78 -

4.13 跳房子游戏..............................................................................................................- 82 -

4.14 找地雷......................................................................................................................- 83 - 第5章我能赢........................................................................................................................- 84 -

5.1 走迷宫......................................................................................................................- 85 -

5.2 游北京......................................................................................................................- 86 -

5.3 长跑比赛..................................................................................................................- 87 -

5.4 救援..........................................................................................................................- 88 -

5.5 灭火比赛..................................................................................................................- 89 - 附录......................................................................................................................................- 92 - 附录A. 子程序..........................................................................................................- 92 - 附录B. 如何设置机器人型号......................................................................................- 96 - 附录C. 不同型号的虚拟机器人碰撞传感器差异......................................................- 97 - 附录D. 真实的能力风暴机器人功能一览表..............................................................- 97 -

前言

本书介绍了机器人的初步知识，包括机器人的身体结构、感觉系统和思维方式。与一般教科书不同

的是：所有这些知识是在一系列的机器人项目中逐步展开的。读者在做机器人项目的过程中，将自主建

构机器人的知识体系。建构机器人知识体系的过程是新颖有趣的，给人的印象也会是深刻的。

本书还详细讲解了VJC编程语言。VJC编程语言又称为机器人C语言，是一种易学易用的编程语言。读完该书，再去学标准的C语言程序设计，就易如反掌了。

近年来，建构主义的教育理念得到了广泛的认可。大家知道，要在学习知识的过程中应用建构主义

的方法，是很需要一番努力的，因为用于建构的素材和情境并非总是那么唾手可得的。本书介绍的智能

机器人，由于它的技术先进性、学科综合性、自主体验性、趣味性和不断更新性，可以称得上是实现建构主义教育理念的一个优秀平台。通过做项目来建构机器人的知识体系，可以抛开繁琐的理论书籍，在

学中用，又在用中学，一切都将显得那么轻松和自然。

本书的读者可以是大中小学的青少年，也可以是任何年龄的机器人爱好者。中小学的科技老师也可

以用它做教材。

预备知识

在本章中，我们对能力风暴智能机器人作一个简单介绍，让读者初步了解机器人的结构、传感器和编程语言。本章还讲述了光盘的安装使用方法，并给出了VJC1.5 仿真版软件中“帮助”电子文档的详细目录。在读完本章内容之后，相信读者就能方便地使用VJC1.5仿真版了。

虚拟机器人的结构与功能

身体结构

在VJC1.5中，有五种型号的机器人：AS-M、AS-MII、AS-UII、AS-InfoX和AS-InfoM。图1－1是虚拟机器人的外形。虚拟机器人的身体结构跟真实的能力风暴智能机器人是相似的。本书中的范例采用的机器人型号均为AS-MⅡ。设置机器人型号的方法参见附录B。

AS-MII

（AS-M /AS-UII）

AS-InfoM

图1－1虚拟机器人外形

AS-InfoX

感觉器官

能力风暴智能机器人的感觉功能，是由机器人的传感器实现的。能力风暴机器人身上安装的传感器有以下几种：

1. 红外传感器

红外传感器由红外发射器和红外接收器两部分组成。一旦程序中发出“红外测障”的指令，红外发射器就开始发射红外线。红外线遇到障碍物会反射回来，被红外接收器接收，从而机器人就能判断出障碍物所在的方位。虚拟机器人能够检测左、右、前三个方向的障碍物，跟真实的能力风暴智能机器人基本相同。发射红外线的虚拟机器人如图1－2所示。

图1－2机器人发射红外线示意图

2. 光敏传感器

光敏传感器能够检测光线的强度，检测到的值为0～255之间的整数。光线越亮，检测到的数值越小；光线越暗，检测到的数值越大。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人是一样的

3. 碰撞传感器

虚拟机器人的碰撞传感器能够检测左、右、前、后四个方向的碰撞，型号为AS-InfoX的机器人只能检测前、左、右三个方向的碰撞。如前所述，虚拟机器人共分五种，它们的的区别主要就体现在碰撞检

测功能上。所以读者在打开程序时，无论是例程，还是自己编写保存的程序，如果涉及到“碰撞检测”，必须先设置相应的机器人型号（参见附录B），然后再打开程序、仿真运行。例如：打开例程“自由行

走(M).flw”时，由于名称后面带有M，故须先将机器人型号设置为AS-M，然后再打开程序文件、仿真运行。打开例程“自由行走(Info).flw”时，最好先将机器人型号设置为AS-InfoM，然后再打开程序文件、仿真运行。

在碰撞检测功能方面，虚拟机器人跟真实的能力风暴智能机器人有较大差别（参见附录C、D）。

4. 声音传感器

声音传感器能够检测声强大小，检测到的值为0～255之间的整数。数值越小，声音越低；数值越大，声音越响。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人是一样的。

5. 地面灰度传感器

地面灰度传感器能够检测地面的灰度，检测到的值为0～255之间的整数。地面颜色越深，灰度值越大；地面颜色越浅，灰度值越小。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人基本相同。

编程语言

能力风暴智能机器人的编程语言是VJC1.5，由机器人C语言（简称JC）和流程图编程语言两部分

组成。读者使用仿真版的时候，可以用流程图编程。在用流程图编程的同时，VJC1.5自动生成JC代码，便于读者观察、解释或修改程序，参见图1－3。在图1－3中，左边是流程图，右边是JC代码。在流程

图编辑界面中，点击工具栏上的“JC代码”快捷按钮，即可看到当前程序的JC代码。

图1－3机器人走正方形的VJC程序

VJC1.5仿真版能做什么

为机器人编写程序

在VJC1.5仿真版中，可以用流程图编写机器人程序，同时自动生成JC代码。但不能直接用JC代码为机器人编写程序。

在仿真版中编写的程序对真实的能力风暴机器人也是适用的。

创建环境

可以自由创建环境，是VJC1.5仿真版的一个突出优点，这往往是使用真实的机器人时所做不到的。在VJC1.5仿真版中，读者可以利用光源、声源、障碍物和彩色图带创建各种环境，如房间、迷宫、排雷场地等。下面的图1－4就是用仿真版创建的一个环境――“篝火晚会场地”，场地左下方是虚拟机器人。

图1－4篝火晚会场地

仿真运行

仿真运行就是进入仿真环境，让虚拟机器人按照程序指令进行运动。编好程序、创建环境之后，就可以仿真运行了。因此，在仿真版中，读者能够直观地看到机器人运行的效果。

光盘的安装与启动

安装

可通过如下方式安装“ＶＪＣ１．５仿真版”软件，两种方式任选一种。

１．放入“ＶＪＣ１．５仿真版”软件安装光盘，Ｗｉｎｄｏｗｓ将自动启动“ＶＪＣ１．５仿真版”

安装向导。

２．打开“我的电脑／光盘”，双击安装光盘中的Ｓｅｔｕｐ．ｅｘｅ程序，即可启动安装向导。

安装时，读者可根据安装向导的提示一步步操作。安装成功后，图形化交互式C语言开发库以及范

例会自动安装到指定目录（缺省路径时，安装在“C:\Program File\VJC1.5仿真版”文件夹中）。

启动

启动“ＶＪＣ１．５仿真版”软件的方式有如下两种：

1．双击Windows桌面上的“VJC1.5仿真版”图标，进入流程图编辑界面。

２．点击Ｗｉｎｄｏｗｓ菜单“开始／程序／ＶＪＣ１．５仿真版／ＶＪＣ１．５仿真版”，进入流程图编辑界面。

进入流程图编辑界面之后，即可为机器人编写程序。编好程序，可以仿真运行。仿真运行的方法有

以下两种：

a) 在菜单栏中选择“工具（T）”下的子菜单“仿真当前程序”。

b) 在工具栏中点击“仿真”快捷按钮，如图1－5所示。

仿真

图1－5流程图编辑界面

如何使用“帮助”电子文档

“ＶＪＣ１．５仿真版”的帮助电子文档详细介绍了流程图编程和创建环境的方法，是读者学用仿真版的

好帮手。进入流程图编辑界面后，选择“帮助”菜单下的“帮助主题”，即可打开此电子文档。

下面的图１－６是“帮助”电子文档的详细目录，读者可以与电子文档对照使用。

图形化编程指南

仿真工具简介

图１－６“帮助”电子文档的目录

初试身手

本章及以后各章的内容是以机器人项目的形式编排的，既便于初学者入门，也便于已有基础的读者参考。因为智能机器人是一个综合性的知识载体，涉及到机械、电子、软件、仿生学等众多学科，如果要详细介绍，恐非本书的篇幅所能容纳，而且也不适于初学者阅读，所以我们采用了机器人项目的形式供大家学习。

读书固能学到知识，走路做事也能心有所得。以智能机器人为伙伴，做做机器人项目，既轻松有趣，又能逐渐揭开机器人的奥秘，在不知不觉中进入智能机器人的科学殿堂。这正是我们撰写本书的期望所在。

机器人，顾名思义，就是象人的机器。本章主要介绍了机器人的执行器，即机器人的喇叭、显示屏、运动系统，相当于人的口、语言、腿脚。读者只要边看边做，很快就能熟悉机器人了。

歌曲

u 项目内容：找一段乐谱，用流程图编一首歌曲，然后仿真运行。相关模块：发音，或者调用子程序。难度等级：●●○○○ 程序设计

“歌曲”程序涉及模块较少，只要按照乐谱设置“发音”模块，然后将各模块依次连接起来即可。通过这个项目的学习，可掌握模块的参数设置方法，以及流程图编程方法。下面是编程的步骤：

a) 在流程图编辑界面中，点击“执行器模块库”中的“发音”模块，将其拖到流程图生成区，连接在主程序的下面（图

2－1）。

b) 图2－1 发音模块

在“发音”模块上右击鼠标，打开参数设置对话框（图

2－2），在其中选择音频和时间。例如：

图

2－2

中选择的音频为1，时间为四分之一音符。

在编程时，您也可以选择“自定义”，直接输入音频值和时间值。

如果选择了“休止符”，则机器人将不发音。休止的时间可以选择四分之一音符等，也可以选择“自定义”，然后输入时间值。

图2－2 “发音”模块的参数设置对话框

c) 编辑完成的歌曲如图 2－3 所示。

u 仿真运行

图2－3 歌曲程序示意图

d) 流程图编好后，点击工具栏中的“仿真”快捷按钮（图

2－4），进入仿真环境主界面（图

2－5）。

仿真

图2－4 工具栏

图2－5 仿真环境主界面

e) 在仿真环境主界面中，点击“运行”键，可以得到一个虚拟机器人。将虚拟机器人放到中间的运行区，它就会自动执行程序。在本例中，机器人则将演奏所编的歌曲。 u 调用子程序

调用子程序的方法参见附录 A 。

边唱边跳

项目内容：用流程图编程，使得机器人能够一边唱歌，一边跳舞。

相关模块：直行、转向、发音。

难度等级：●●●○○

项目解析：本项目可以通过调用系统子程序“边唱边跳”来完成（图2－6），调用子程序方法可参见附录A。

图2－6边唱边跳

不过，我们建议读者最好还是用“直行”、“转向”、“发音”等模块编一个自己风格的“边唱边跳”程序，然后仿真运行。

设置“直行”、“转向”模块的参数，只要在模块上右击鼠标，打开参数设置对话框，输入速度和时间就可以了。

仿真运行时，选择“显示轨迹”，可以更清楚地看到机器人跳舞的姿态。

走正方形

项目内容：为机器人编程，使之能走一个正方形。走的时候显示轨迹。

相关模块：直行、转向。难度等级：●○○○○

图2－7

走正方形

项目解析：编写“走正方形”程序可参照图

1－1

编写，项目的难点在于要反复调整“转向模块”中

转向时间和速度，以便机器人正好转

9０°。“直行”、“转向”模块的参数设置方法可参考“帮助”电子

文档――“执行器模块”。

走六边形

项目内容：为机器人编程，使之能走一个六边形。走的时候显示轨迹。要求使用“多次循环”模块。相关模块：转向、直行、多次循环。难度等级：●●○○○

项目解析：所有的程序都能用“顺序结构”、“选择结构”以及“循环结构”来表示。本项目中的“循环结构”是程序设计中重要的结构，故须认真掌握。“多次循环”模块在“控制模块库”中。将“多次循环”模块拖到流程图生成区后，在模块上右击鼠标，打开参数设置对话框，即可输入循环次数。另外要注意的是，使用多次循环模块的时候，须将待循环的内容放在循环体内部。

走五角星

项目内容：为机器人编程，使之能走出一个五角星的形状。走的时候显示轨迹。要求使用“条件循环”模块。

u 图2－8 五角星

相关模块：直行、转向、条件循环、计算。难度等级：●●●○○

程序设计

通过该项目的学习可熟悉 VJC1.5 仿真版中引用变量、变量百宝箱的概念以及“条件循环”和“计算”模块的使用。“条件循环”模块在“控制模块库”中。

从图

2－8

可以看到，要画出一个五角星，需重复五次“前进、右转”的动作，右转的角度为

144 。

五角星的大小由前进的距离所决定。

在本例中，要求使用“条件循环”模块，我们可以将其中的条件表达式设置为

整型变量一

< 5

在程序中，让整型变量一从 0 开始变化，每循环一次，就令整型变量一增加 1。当整型变量一等于 0、1、2、3、4 时，条件表达式都能满足；当整型变量一等于 5 时，条件表达式不再满足。于是循环将进行

5 次，然后就跳出循环，程序结束。参见图 2－9。

u 参数设置

最初的“计算”模块：计算表达式为

图2－9 五角星例程

整型变量一

＝

“前进”模块：速度

80，时间

2.0 秒。可自行调整。

“右转”模块：相对速度

100，时间

0.4

秒。可自行调整。

“条件循环”模块：条件表达式为

整型变量一

< 5

循环体中的“计算”模块：计算表达式为

整型变量一

＝

整型变量一

＋

第二个“计算”模块参数设置的方法如下面

a)－d)所述：

a) 在“计算”模块上右击鼠标，打开参数设置对话框（图

2－10）；

图2－10 计算模块的参数设置对话框

b) 在图 2－10 中，选择右上角的“引用变量”，这时会出现变量百宝箱（图 2－11）。

c) d) 图2－11 变量百宝箱

在变量百宝箱中点击一下“整型变量一”

，在整型变量一右边就会出现一把小钥匙，表明整型变量一被选中了。点击“确认”。

写出完整的计算表达式“整型变量一

＝

整型变量一

＋ 1”，如图 2－12

所示。

u 仿真运行

图2－12 计算表达式

程序编好后，就可以仿真运行了。点击工具栏中的“仿真”快捷按钮，进入仿真环境主界面，选择 “显示轨迹”，然后点击“运行”键，得到一个虚拟机器人，将虚拟机器人放在运行区，就能看到机器人走出的轨迹。

计算机执行程序的过程如下：首先将“整型变量一”赋值为 0，然后进入条件循环。每循环一次，机器人前进一段距离，并右转一个角度，画出五角星的一条边，同时整型变量一增加 1。故整型变量一从

0 依次变为 1、2、3、4。当整型变量一等于 5

的时候，条件表达式不再满足，条件循环中止，程序就

结束了。