解魔方机器人[六]-还原动作

xvholly

当利用可执行文件处理打乱的魔方，会得到一串类似F1U2B1D3……的字符，这些字符代表了还原魔方的动作，了解他们的具体含义就是最后我们需要解决的问题，而这个问题跟前面的比起来要简单得多。

6.1 动作表示

魔方一共有6个面，针对某1个面我们来拧他，分解后实际会得到3个基本动作：顺时针90度、顺时针180度、逆时针90度。看到这些有没有觉得亲切？这与之前我们分解EV3底座动作很类似。

对这3种动作用1 2 3来表示：

• 1：顺时针90度
• 2：顺时针180度
• 3：逆时针90度
  

结合6个面的表示法U F R B L D，就可以完成每个面的动作表示。比如：F1表示F面顺时针90度、R2表示R面顺时针180度……

最后就是对这些魔方动作，结合EV3机器人的动作，完成程序设计。

6.2 程序设计

1. # 转魔方的机器人马达指令
   
2. # U面旋转
   
3. def twist_u_clockwise():
   
4.   base_anticlockwise()
   
5.   hand_turn()
   
6.   hand_press()
   
7.   base_anticlockwise()
   
8.   hand_raise()
   
9.   hand_turn()
   
10.   hand_turn()
    
11.   hand_turn()
    
12.   hand_raise()
    
13.   base_clockwise()
    
14. def twist_u_anticlockwise():
    
15.   base_anticlockwise()
    
16.   hand_turn()
    
17.   hand_press()
    
18.   base_clockwise()
    
19.   hand_raise()
    
20.   hand_turn()
    
21.   hand_turn()
    
22.   hand_turn()
    
23.   hand_raise()
    
24.   base_clockwise()
    
25. def twist_u_reverse():
    
26.   base_anticlockwise()
    
27.   hand_turn()
    
28.   hand_press()
    
29.   base_clockwise()
    
30.   base_clockwise()
    
31.   hand_raise()
    
32.   hand_turn()
    
33.   hand_turn()
    
34.   hand_turn()
    
35.   hand_raise()
    
36.   base_clockwise()
    
37. 
    
38. # D面旋转
    
39. def twist_d_clockwise():
    
40.   base_clockwise()
    
41.   hand_turn()
    
42.   hand_press()
    
43.   base_anticlockwise()
    
44.   hand_raise()
    
45.   hand_turn()
    
46.   hand_turn()
    
47.   hand_turn()
    
48.   hand_raise()
    
49.   base_anticlockwise()
    
50. def twist_d_anticlockwise():
    
51.   base_clockwise()
    
52.   hand_turn()
    
53.   hand_press()
    
54.   base_clockwise()
    
55.   hand_raise()
    
56.   hand_turn()
    
57.   hand_turn()
    
58.   hand_turn()
    
59.   hand_raise()
    
60.   base_anticlockwise()
    
61. def twist_d_reverse():
    
62.   base_clockwise()
    
63.   hand_turn()
    
64.   hand_press()
    
65.   base_clockwise()
    
66.   base_clockwise()
    
67.   hand_raise()
    
68.   hand_turn()
    
69.   hand_turn()
    
70.   hand_turn()
    
71.   hand_raise()
    
72.   base_anticlockwise()
    
73. 
    
74. # F面旋转
    
75. def twist_f_clockwise():
    
76.   hand_turn()
    
77.   hand_turn()
    
78.   hand_press()
    
79.   base_anticlockwise()
    
80.   hand_raise()
    
81.   hand_turn()
    
82.   hand_turn()
    
83.   hand_raise()
    
84. def twist_f_anticlockwise():
    
85.   hand_turn()
    
86.   hand_turn()
    
87.   hand_press()
    
88.   base_clockwise()
    
89.   hand_raise()
    
90.   hand_turn()
    
91.   hand_turn()
    
92.   hand_raise()
    
93. def twist_f_reverse():
    
94.   hand_turn()
    
95.   hand_turn()
    
96.   hand_press()
    
97.   base_clockwise()
    
98.   base_clockwise()
    
99.   hand_raise()
    
100.   hand_turn()
     
101.   hand_turn()
     
102.   hand_raise()
     
103. 
     
104. # B面旋转
     
105. def twist_b_clockwise():
     
106.   hand_press()
     
107.   base_anticlockwise()
     
108.   hand_raise()
     
109. def twist_b_anticlockwise():
     
110.   hand_press()
     
111.   base_clockwise()
     
112.   hand_raise()
     
113. def twist_b_reverse():
     
114.   hand_press()
     
115.   base_clockwise()
     
116.   base_clockwise()
     
117.   hand_raise()
     
118. 
     
119. # L面旋转
     
120. def twist_l_clockwise():
     
121.   hand_turn()
     
122.   hand_press()
     
123.   base_anticlockwise()
     
124.   hand_raise()
     
125.   hand_turn()
     
126.   hand_turn()
     
127.   hand_turn()
     
128.   hand_raise()
     
129. def twist_l_anticlockwise():
     
130.   hand_turn()
     
131.   hand_press()
     
132.   base_clockwise()
     
133.   hand_raise()
     
134.   hand_turn()
     
135.   hand_turn()
     
136.   hand_turn()
     
137.   hand_raise()
     
138. def twist_l_reverse():
     
139.   hand_turn()
     
140.   hand_press()
     
141.   base_clockwise()
     
142.   base_clockwise()
     
143.   hand_raise()
     
144.   hand_turn()
     
145.   hand_turn()
     
146.   hand_turn()
     
147.   hand_raise()
     
148. 
     
149. # R面旋转
     
150. def twist_r_clockwise():
     
151.   hand_turn()
     
152.   hand_turn()
     
153.   hand_turn()
     
154.   hand_press()
     
155.   base_anticlockwise()
     
156.   hand_raise()
     
157.   hand_turn()
     
158.   hand_raise()
     
159. def twist_r_anticlockwise():
     
160.   hand_turn()
     
161.   hand_turn()
     
162.   hand_turn()
     
163.   hand_press()
     
164.   base_clockwise()
     
165.   hand_raise()
     
166.   hand_turn()
     
167.   hand_raise()
     
168. def twist_r_reverse():
     
169.   hand_turn()
     
170.   hand_turn()
     
171.   hand_turn()
     
172.   hand_press()
     
173.   base_clockwise()
     
174.   base_clockwise()
     
175.   hand_raise()
     
176.   hand_turn()
     
177.   hand_raise()
     
178. 
     
179. # 动作对应关系
     
180. move_step = {
     
181.   "U1":twist_u_clockwise,
     
182.   "U2":twist_u_reverse,
     
183.   "U3":twist_u_anticlockwise,
     
184.   "D1":twist_d_clockwise,
     
185.   "D2":twist_d_reverse,
     
186.   "D3":twist_d_anticlockwise,
     
187.   "F1":twist_f_clockwise,
     
188.   "F2":twist_f_reverse,
     
189.   "F3":twist_f_anticlockwise,
     
190.   "B1":twist_b_clockwise,
     
191.   "B2":twist_b_reverse,
     
192.   "B3":twist_b_anticlockwise,
     
193.   "L1":twist_l_clockwise,
     
194.   "L2":twist_l_reverse,
     
195.   "L3":twist_l_anticlockwise,
     
196.   "R1":twist_r_clockwise,
     
197.   "R2":twist_r_reverse,
     
198.   "R3":twist_r_anticlockwise
     
199. }
     

复制代码

1. ###=================MAIN FUNCTION====================###
   
2. def main():
   
3.   # 扫描魔方
   
4.   cube_scan = buildup_cube_module()
   
5.   # 建立模型
   
6.   cube_module = cvt2reid(cube_scan)
   
7.   # 植入算法
   
8.   cube_solved = cube_algorithm(cube_module)
   
9. 
   
10.   # 分解动作
    
11.   for i in range(len(cube_solved)/2):
    
12.     solve_step = cube_solved[i*2]+cube_solved[i*2+1]
    
13.     # 执行动作
    
14.     move_step[solve_step]
    
15. 
    
16.   # 结束任务
    
17.   end_of_mission()
    
18. 
    
19. if __name__ == '__main__':
    
20.   main()
    
21. ###=====================EOF==========================###

复制代码

写在最后

从打算做这个项目到最后完成，前后用了大约2个月的时间。不得不说，在程序设计和实验的过程中遇到了在做之前没有想到的困难。也许这个系列的文章中简单的一段话，在实际做的过程中却是经过了很长时间多次的学习、研究才完成的。

本来是想每年用LEGO完成一个项目，定的计划也是2015年完成数字识别机器人、2016年完成解魔方机器人，但随着自己对EV3各类传感器、马达以及ev3dev系统和Python语言的不断熟悉，今年的任务也就提前完成了。

整理文字的过程是一个很枯燥繁琐的过程，同样也是一个总结和分享的过程。不得不说，在写这段文字的时候还是很开心的。接下来做什么样的项目还没有想好，也许会跟网络编程或者物联网开放平台相关。

如果你对我关注的东西也感兴趣，欢迎共同探讨。

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