《机甲大师成长指南》读书笔记思维导图模板

第四单元：披荆斩棘

第11课精准化射击

1、水弹发射器构造

拆解

透视图

2、了解机甲大师子弹发射原理

3、认识水弹弹道轨迹

4、如何精准化射击

初始速度

子弹自重

弹簧力量

线径

外径

长度

弹道轨迹

空气动力

上旋器

下旋器

发射角度

发射方式

火药发射

气动发射

弹性体蓄能发射

机甲大师S1

摩擦轮发射

Robomaster机甲大师赛机器人

操作方式

APP

游戏手柄

5、练习：准心坐标校对

APP校准

固定靶射击PK赛

6、任务：强化精准射击

层次一：一米开外，击中1个可乐瓶盖

层次二：两米开外，击中1个可乐瓶盖

超级挑战：四米开外，击中1个可乐瓶盖

终极挑战：六米开外，扭腰反击时，击中2个可乐瓶盖

第12课寻迹游骑兵

1、复习PID控制器

2、了解巡线原理

红外传感器

2红外传感器巡线分析

3红外传感器巡线分析

多红外传感器巡线举例

颜色传感器

磁力传感器

摄像头传感器

3、S1摄像头获取的巡线信息

近到远点数量10（固定值）

线路类型

横坐标

纵坐标

实际切线角

曲率

4、搭建巡线场地

半径≥0.5m

避免视野中出现2条线

路线两侧无同色物体

颜色：红绿蓝（ RGB）

5、练习：FPV界面测试巡线

LineList列表数据总量42

分析中心点在列表中的位置

新建PID控制器

设置误差

控制云台转向

控制底盘前进

6、任务：设计一个按路线巡逻程序

层次一：能让云台瞄准跟随线路

层次二：能跟随拟定线路巡逻

超级挑战：跟随线路巡逻过程中，识别到人员进行激光警示

终极挑战：超级挑战基础上，让S1定时启动，按路线巡逻

第13课飞车炫漂移

1、了解汽车漂移原理

2、了解机甲大师S1漂移掉头原理

1、整机掉头

使用平移模块和旋转模块

2、漂移掉头

平移且旋转模块配合控制语句使用

设计漂移轨迹，让机甲大师以匀速圆周运动轨迹漂移

3、练习：编写程序，使机甲大师S1实现自动甩尾反击

在漂移掉头程序中加入装甲板遭受攻击模块和水弹发射模块，实现自动甩尾反击

以小组为单位，举行攻防对抗赛

4、任务：综合运用漂移反击技能

层次一：控制机甲大师S1连续漂移

层次二：在层次一的基础上，半自动控制机甲大师S1进行反击。

超级挑战：在层次二的基础上，1分钟内击败1台满血的机甲大师S1的进攻。

终极挑战：面对3台机甲大师S1的水弹射击，坚持抵抗20秒。

第14课秒射九宫格

1、根据机甲大师S1摄像头识别范围搭建场地

2、搭建击打秒射格主程序

1、建立Save函数体

2、建立Shoot函数体

3、编写Save函数体

1、建立MarkerList和ShootList列表

2、了解暂存列表的含义

3、了解MarkerList列表的更新过程

6、任务：灵活运用击打九宫格技能

层次一：能精准识别移动的视觉标签并在九宫格内击打

层次二：在层次一的基础上，击打移动的九宫格里的相应标签

超级挑战：能精准识别并击打一台装有视觉标签的机甲大师S1

终极挑战：在超级挑战的基础上，进行两机PK

5、优化识别和击打程序

1、优化Save函数体

数据滤波技术增加识别准确度

2、优化Shoot函数体

列表元素重新排列，提高搜索效率

4、编写Shoot函数体

1、创建PID控制器

调节Yaw的PID参数

调节Pitch的PID参数

2、视觉识别云台的反馈控制

Ki积分控制

Kp比例控制

Kd微分控制

第15课舞动机甲生

1、复习LED设置

默认12种颜色

知识点：24位色

2、初识Python编程环境

哪里查找Python API代码

Python使用技巧

Ctrl+F2 批量修改

F1调出命令面板

代码折叠

3、练习：修改任意颜色LED灯

直接修改RGB值

设置云台LED走马灯效果

Python 多变量赋值语句

IF条件判断基本语法

For循环基本语法

4、拓展：修改芭蕾舞动作

增加云台底盘LED效果

添加自定义音频

设置多线程

群体控制

时间启动

视觉标签识别启动

压云台启动

Python多机通信启动

5、任务：用Python编排一个舞蹈程序

层次一：能让云台LED显示多种色彩

层次二：云台底盘动作有节奏，LED显示多种色彩

超级挑战：让多台机甲同时跳舞，动作一致

终极挑战：使用Python多线程进行编曲和集体跳舞

第五单元：强化改装

第16课电力指示器

1、了解充电锂电池

容量2400mAh

充电指示灯

内部结构

3颗LGABHE21865

串联

2、认识杜邦线

3、练习，加装LED电量显示器

引出运动控制器M0接口正负极

母对母杜邦线连接导线

导线插头接LED电量显示器

开启电源，调节LED电量显示器参数

整理杜邦线，合上盖板

4、任务：加装一个外挂设备

层次一：加装单色透明型电量显示器

层次二：加装彩屏多功能电量显示器

超级挑战：加装电量不足报警器

终极挑战：加装同规格的外挂电池，增加续航时间

第17课威猛机械爪

2、认识舵机

1、知道什么是舵机

3、舵机如何驱动机械爪开合

2、舵机的工作原理

1、购买机械爪

3、认识PWM

1、知道PWM的含义

2、知道PWM的用途

5、测试机械爪的开合取物

1、Scratch编程测试

2、Python编程测试

6、任务：寻找自由度更多的机械爪并完成任务

层次一：安装铝合金小型机械爪，手动操控夹取运送易拉罐

层次二：安装DIY机械爪，编写自动运送可乐瓶的程序

超级挑战：巡线过程中，用机械爪将可乐瓶运送到另一个指定位置

终极挑战：使用多个舵机组合为机械臂，巡线往返，将可乐瓶放到终点位置并摆放成保龄球正三角形

4、加装机械爪

1、固件升级

2、将机械爪安装到机甲大师S1的前桥部位

3、舵机线与PWM接口相连接

1、认识PWM接口

3、舵机线不够长时加装舵机延长线

2、认识舵机线接口

第18课智能探照灯

1、了解机甲大师S1工程机历史

有前保险杠

有探照灯

枪管更细

全黑涂装

2、加装探照灯

安装保险杠

安装探照灯

3、优化控制探照灯

拆除延长线，引出12V正负极

连接继电器，整理线序

了解继电器作用

编程进行智能控制开关

4、任务：给机甲大师加装一个外挂设备

层次一：加装小电流LED灯，直接用PWM控制

层次二：加装大电流探照灯，配合继电器控制

超级挑战：加装激光瞄准器，进行校准辅助射击

终极挑战：加装云台灯和倒车灯，模拟倒车时的警示效果

第19课搬运小叉车

2、组装3D打印叉车套件

1、安装舵机

3、安装叉车结构

2、安装固定螺丝和车桥支架

1、做好硬件安装准备

1、购买/打印3D叉车套件

3、固件升级

2、准备舵机和安装工具

3、将叉车结构安装到机甲大师S1上

1、拆除机甲大师S1的前装甲板，将叉车结构安装到机甲大师S1的前桥部位

2、连接PMW接口

5、任务：让改装好的小叉车实现更多功能

层次一：编写自定义程序一键控制叉车升降

层次二：编写程序，控制叉车沿着固定路线往返运送一个可乐瓶

超级挑战：运用手机陀螺仪体感控制叉车升降运送垃圾袋

终极挑战：在超级挑战的基础上，控制叉车搬运砖块砌成一小面墙

4、用视觉标签控制叉车运动

1、编写主程序

2、建立run_up、run_down、stop函数

3、利用函数完善主程序

第20课无限充电桩

1、准备充电桩改装材料

1根XT30母转两公线

1根XT30母头线

1个充电基座

2根公对母杜邦线

2、充电接口改装

1、引出POWER接口并联引出电源正负极

2、增加底盘充电极片

3、连接充电极片和并联电源线

4、测试充电基座

3、规划无人值守算法

程序初始化

整机运动模式

云台转速、角度

开启线识别

设置PID控制器

最小电量值

环境光线检测

低照明打开探照灯

主程序

判断整机电量是否低于阈值

识别单线、双线、人信息分别存入列表

检测到1条线继续巡线

检测到Y型线

低于电量阈值进入充电桩

高于电量阈值继续巡线

检测到人

跟踪射击

播放自定义警报

4、任务：完成无人值守程序调试

层次一：改装机甲大师，能手动控制进行充电桩充电

层次二：改装机甲大师，能自动控制进行充电桩充电

超级挑战：实地测试优化程序，实现1小时不间断运行。

终极挑战：优化硬件和程序，实现24小时不间断运行。

第一单元：临阵磨枪

第1课初入大本营

这是一个什么社团

好玩

FPV第一人称

激光+水弹发射

组队比赛

激烈

竞技

碰撞

高阶

机械

电子

控制

编程

人工智能

专业

遵循认知规律

视觉声音识别

人员协同

机器协同

团队进步

纪律规范

考勤

作业

清洁

小组合作

男女搭配

高低搭配

职责分工

团长

小组长

宣传员

纪律员

卫生员

什么是机甲大师S1

适用于中小学生

人工智能硬核教育产品

什么是编程

编写程序的中文简称

解决某些问题

让机器更好地动起来

为什么要学编程

了解计算机工作原理

提高自己的逻辑思维能力

提高未来生存能力

主流编程语言简介

机器语言

二进制代码

汇编语言

英文缩写的标识符

高级语言

接近自然语言和数学公式

C、C++和Java

Python

统计领域排名第一

人工智能编程领域排名第一

脚本编写方面排名第一

系统测试方面排名第一

Scratch

图形化无需记代码

积木式拖拽

创作自由

RoboMaster软件

S1编程模块介绍

设置类

执行类

事件类

信息类

条件类

软件小技巧

电脑端

在遥控界面中按住Tab键可出现鼠标指针

在编程界面中按住Ctrl+鼠标滚轮=缩放

右键单击事件类模块可折叠/展开模块

在编程模块上单击右键可以添加注释

移动端、电脑端通用

将模块拖动到左侧可快速删除模块

长按/右键单击模块可复制、删除模块

移动端App

双指张合=缩放

在空白处长按可整理、删除模块

长按事件类模块可折叠/展开模块

第二单元：大师启程

第2课炫彩灯光秀

1、LED和色光三原色

红R

绿G

蓝B

2、手动设置LED

找到APP外观设置

选择喜欢的颜色

3、自动设置LED

常亮：红橙黄绿青蓝紫

呼吸

闪烁

跑马灯

4、设置航道灯

5、任务：设计一个警示灯光效果

层次一：顺序亮灯警示

层次二：倒计时音效警示

超级挑战：设置一键换色警示灯

终极挑战：设置任意颜色警示灯效

第3课巡逻小卫士

1、设置整机运动模式

2、练习区分三种运动模式

3、设置底盘平移速度和跟随角度

4、控制底盘平移

5、任务：设计一个国庆阅兵动作

层次一：添加云台角度敬礼效果

层次二：层次一+添加声音灯光效果

超级挑战：识别人体动作自动运行

终极挑战：后车跟随领队方阵自动运行

第4课趣味打地鼠

1、装甲板感应原理

红外

2个红外感应模块

声波

4个击打检测模块

2、认识6块装甲板对应ID值

ID 值为 1：底盘后侧

ID 值为 2：底盘前侧

ID 值为 3：底盘左侧

ID 值为 4：底盘右侧

ID 值为 5：云台左侧

ID 值为 6：云台右侧

3、练习：检测装甲被击打的时间

程序运行时间（s）

当前的时间戳（s）

4、任务：使用装甲板ID值制作一个趣味打地鼠游戏机

层次一：顺序亮灯，打中显示得分

层次二：随机亮灯，打中显示得分和动作

超级挑战：红灯随机击中加分，绿灯随机击中减分，有声效和动作

终极挑战：设置关卡和通关效果，连续打中8个地鼠进入下一关，有难度递增

第5课奇技自定义

1、三种程序的区别

普通程序

自定义技能

自主程序

2、什么是扭腰反击

3、自动控制与半自动控制

全自动：机器自主运行

半自动：人与机器结合，人参与部分操作

底盘杆量叠加

云台杆量叠加

4、实战练习：FPV乱斗中使用自定义技能

扭腰反击

刷锅反击

5、任务：实战中综合运用自定义技能

层次一：FPV中使用自定义技能绕过某障碍物

层次二：FPV中使用自定义技能走S型路线绕过2个可乐瓶

超级挑战：2机PK中，使用自定义技能躲过对方水晶弹，并打败对方

终极挑战：1对2人PK中，使用自定义技能，打败对方2人

第6课闪避攻击战

1、认识麦克纳姆轮

历史

单轮结构

四轮运动

2、麦克纳姆轮受力分析

摩擦力

单轮纸张测试

四轮移动观察

3、实战练习：

4轮独立设置

顺时针刷锅

逆时针刷锅

胶带捆绑测试

4、任务：完成一个刷锅自动射击功能

层次一：单独控制四个麦轮进行刷锅，同时发射水晶弹

层次二：控制四个麦轮刷锅，随机控制停顿，发水晶弹

超级挑战：四轮刷锅，同时命中一米开外可乐瓶

终极挑战：完成无限符号∞刷锅，对正前方发射水晶弹

第三单元：进阶战斗

第7课迅猛反击战

1、认识事件触发模块

中断主程序

执行事件触发内的模块（最高优先级）

返回中断位置继续执行

举例：出门上学忘记带钥匙，返回家中拿

四种触发模块

当底盘撞击到障碍物

当某装甲受到攻击

当识别到拍手

当识别到行人

2、变量的真正用法

存储数据的容器

变量名

下划线、字母开头

数字+大小写字母

大小写字母+下划线

变量名要尽量有意义

英文单词

单词组合

数字序列

变量值

存储空间

作为统一修改参数的快捷方式

作为临时中转

作为标志位

调用

赋值

加减

作为返回值（待开放）

作为逻辑判断（待开放）

3、设置底盘与云台夹角

底盘云台旋转VS底盘云台夹角

测试夹角效果

4、练习：设置加强版扭腰反击

底盘跟随云台模式

45度和-45度跟随云台

装甲板标志位触发扭腰

添加装甲板逻辑判断及云台转向

开启云台与底盘速度杆量叠加

5、任务：做个合格的哨兵

层次一：完成加强版扭腰反击程序，坚持抵抗1台S1的进攻20秒。

层次二：层次一基础上，击败1台袭击的1200血量S1。

超级挑战：层次二基础上，2分钟内击败2台S1的进攻。

终极挑战：面对3台S1水晶弹射击，坚持抵抗20秒钟。

第8课灵眸识标签

1、认识摄像头

识别距离0.5～3m

识别角度96°

可识别物体

视觉标签

支持 44 个视觉标签（固化）

字母，数字，爱心，问号

识别时不能遮挡

姿势

行人

S1机器人

图传方式WiFi

2、认识图像识别基本原理

3、练习：数字标签识别

识别3个数字并瞄准

使用列表识别3个数字闪烁弹道灯

识别到了什么：视觉标签信息的格式

使用列表识别3个数字发射水弹

4、任务：设计一个定点打击程序

层次一：自动瞄准正面视觉3个视觉标签闪烁弹道灯

终极挑战：瞄准0~9数字标签，从1~5随机2数字开始，按斐波那契数列顺序闪烁弹道灯

层次二：自动瞄准3个数字视觉标签，按顺序自动击倒

超级挑战：扭腰运动中，自动瞄准并击倒1米外1个视觉标签

第9课体感控制器

1、麦克纳姆轮复习

AB轮结构解析

单麦轮受力分析

2、麦轮力的合成与分解

力的合成分解物理常识-平行四边形法则

麦轮底盘受力分析

测试平移

3、机甲大师S1坐标系

底盘速度解算

底盘速度封装语句

认识陀螺仪

练习：编写移动端控制机甲运动

4、大地坐标系

成语故事：刻舟求剑

坐标系转换

练习：编写无头模式运动

5、任务：制作一个体感遥控器

层次一：用移动设备控制S1前进后退

层次二：用移动设备姿态控制S1，前后左右移动

超级挑战：用移动设备姿态控制S1全向移动

终极挑战：用移动设备姿态控制S1做S型运动，绕过2个可乐瓶后自动击倒标签

第10课解密机器眼

1、复习视觉标签识别范围

水平范围

垂直范围

空间范围

1米四棱锥

2、S1视觉识别的知识点

像素格640×360

坐标系（0，0）～（1，1）

识别准确度

最高的是：正面、旋转、颠倒

中差等：透视、高速、暗光

无法识别：遮挡

3、机器眼看见的世界

视觉标签

数量

ID值

中心点横坐标

中心点纵坐标

宽度

高度

姿势

行人或S1机器人

数量

中心点横坐标

中心点纵坐标

宽度

高度

4、练习题：FPV检测视觉标签信息

5、视觉识别的云台反馈控制

Kp比例控制

Ki积分控制

Kd微分控制

6、PID控制器的正确使用

创建PID控制器

单轴PID参数调节

Kp调节，0开始单位10增大

Kd调节，0开始单位5增大

Ki调节，0开始单位0.1增大

记录Kp、Kd值后设0，调节另一个轴

7、任务：设计一个视觉识别跟踪程序

层次一：能自动跟踪视觉标签，并开启航道灯指示

层次二：使用PID控制器自动跟踪视觉标签，并自动射击

超级挑战：使用PID控制器扫描房间，自动射击可疑人员

终极挑战：使用PID控制器自动跟随另一台S1机器人