仿真续集-------让我的小车前进两秒，后退两秒

用户11770632

发布于 2025-11-15 10:50:46

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之前一直标题是续集，欠考虑，看起来不是那么的明确，现在题目开始加功能描述，这样更清晰一点。

如何让小车前进后退？

实际在现实中，对于电机来说，简单的直流电机，想要让他反转，最简单的方法就是将正负极反接

但是在仿真中，为我们只需要在速度前方加一个负号，就可以将他的旋转方向更改。

首先，我们想要在仿真中实现功能，我们就需要遵守仿真的一些规则，那就先介绍第一个头文件

#include <webots/robot.h>

我们在webots中仿真的目的就是来搭建机器人，写一些相关的驱动或者逻辑，然后来实现我们想要的功能，所以我们需要先引用webots对于机器人的使用规则的头文件，这是 Webots 控制器程序的核心头文件，里面包含了与仿真时间、主循环相关的函数。下面是一些常见功能

🔧 常见功能：

函数	作用
wb_robot_init()	初始化机器人，必须在程序一开始调用
wb_robot_step(time_step)	推动仿真运行，更新所有设备（电机、传感器等）状态
wb_robot_cleanup()	清理资源（通常在程序结尾调用）
wb_robot_get_basic_time_step()	获取仿真的基础时间步（ms）

✅ 示例用法：

#include <webots/robot.h>

int main() {
  wb_robot_init();  // 初始化

  int time_step = wb_robot_get_basic_time_step();  // 获取时间步
  while (wb_robot_step(time_step) != -1) {
    // 机器人每一步的逻辑写在这里
  }

  wb_robot_cleanup();  // 清理资源
  return 0;
}

然后这里会发现有个很奇怪的代码：while (wb_robot_step(time_step) != -1) ，为什么要这样写个判断，其实主要是和仿真的原理有关系，wb_robot_step(time_step)函数做两件事：

推动仿真时间前进一个 time_step 毫秒（比如 32ms）；
等待 Webots 引擎完成一帧的物理/传感器/图像仿真，然后返回一个值。

它的返回值是：

返回值	意义

0	仿真继续运行

-1	仿真窗口被关闭，或者仿真被终止了

可以这么说，只要仿真还在继续，我们就每隔 time_step 毫秒运行一次循环。

那这个是仿真世界整体的一个规则，但是我们需要用到小车的具体部件驱动，比如电机，传感器等，我们先介绍电机，他也有一个整体的库，专门是电机驱动：

#include <webots/motor.h>

他的名字就一目了然，motor，他也有很多功能，我们简单介绍

🔧 常见功能：

函数	作用
wb_motor_get_device("name")	获取一个马达设备指针
wb_motor_set_position(motor, pos)	设置电机目标位置（单位：弧度），INFINITY 表示自由旋转
wb_motor_set_velocity(motor, velocity)	设置电机速度（单位：rad/s）
wb_motor_set_acceleration(motor, accel)	可选：设置电机加速度

✅ 示例用法：

#include <webots/motor.h>

WbDeviceTag left_motor;
WbDeviceTag right_motor;

left_motor = wb_motor_get_device("left wheel motor");
right_motor = wb_motor_get_device("right wheel motor");

// 设置成无限转动（不是角度控制）
wb_motor_set_position(left_motor, INFINITY);
wb_motor_set_position(right_motor, INFINITY);

// 设置速度
wb_motor_set_velocity(left_motor, 3.0);
wb_motor_set_velocity(right_motor, 3.0);

注意：如果你不设置为 INFINITY，电机就会默认以“角度控制”模式运行。

简单小车控制完整框架示例，拥有这两个头文件，我们就可以简单使用了，但是也要注意修改方法

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> 

#include <webots/motor.h>
#include <webots/robot.h>

#define TIME_STEP 64

static WbDeviceTag left_motor, right_motor;

// 前进
void forward() {
  wb_motor_set_velocity(left_motor, 1.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, 1.0);
}

// 后退
void back() {
  wb_motor_set_velocity(left_motor, -1.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, -1.0);
}

int main(int argc, char **argv) {
  wb_robot_init();

  // 获取电机设备
  left_motor = wb_robot_get_device("left wheel motor");
  right_motor = wb_robot_get_device("right wheel motor");

  // 设置为速度控制模式
  wb_motor_set_position(left_motor, INFINITY);
  wb_motor_set_position(right_motor, INFINITY);
  wb_motor_set_velocity(left_motor, 0.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, 0.0);

  int num = 1;  // 循环计数器
  while (wb_robot_step(TIME_STEP) != -1) {
    if (num % 2 == 1) {
      forward();
    } else {
      back();
    }
    num++;
  }

  wb_robot_cleanup();
  return 0;
}

这个程序运行起来会抖动哈哈，就是很快的在前后动所以会抖动

所以我们需要再浅浅的优化一下，就是让他前进两秒，后退两秒

代码如下

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <webots/motor.h>
#include <webots/robot.h>

#define TIME_STEP 64

static WbDeviceTag left_motor, right_motor;

// 前进
void forward() {
  wb_motor_set_velocity(left_motor, 1.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, 1.0);
}

// 后退
void back() {
  wb_motor_set_velocity(left_motor, -1.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, -1.0);
}

void stopmotor()
{
  wb_motor_set_velocity(left_motor, 0.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, 0.0);
}

void delay_ms(int ms) {
  int time_step = TIME_STEP;  // 使用全局宏定义
  int steps = (int)((double)ms / time_step + 0.5);  // 四舍五入
  for (int i = 0; i < steps; i++) {
    wb_robot_step(time_step);
  }
}

int main(int argc, char **argv) {
  wb_robot_init();

  // 获取电机设备
  left_motor = wb_robot_get_device("left wheel motor");
  right_motor = wb_robot_get_device("right wheel motor");

  // 设置为速度控制模式
  wb_motor_set_position(left_motor, INFINITY);
  wb_motor_set_position(right_motor, INFINITY);
  wb_motor_set_velocity(left_motor, 0.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, 0.0);

  int num = 1;  // 循环计数器
  while (wb_robot_step(TIME_STEP) != -1) {
    if (num % 2 == 1) {
      forward();
      delay_ms(2000);
      stopmotor();
    } else {
      back();
      delay_ms(2000);
      stopmotor();
    }
    num++;
  }

  wb_robot_cleanup();
  return 0;
}

演示一下，视频不会上传，先这样

最后呢，简单和大家聊一下对于仿真中的延时问题

不知道大家操作过arduino的一些板子没有，我编写一些小车的驱动时，保持状态会使用delay（时间）来进行延时，他的这个逻辑是可以保持delay代码上的状态一段时间，还有在Python中，time.sleep（1000），其实是舒缓一秒，就是这一秒什么也不干，一秒后再进行接下来的动作，但是在仿真中，我搜了搜，不太一样

举例来说

void delay_ms(int ms) {
  int time_step = TIME_STEP;  // 使用全局宏定义
  int steps = (int)((double)ms / time_step + 0.5);  // 四舍五入
  for (int i = 0; i < steps; i++) {
    wb_robot_step(time_step);
  }
}

在这个封装的函数中，函数的名字是延时，延时的意思便是等待，按理来说是等待多少秒，但其实里面的操作完全没有暂停的功能，反而是在推进仿真的进行

第一步获取了时间步长，第二步，计算了时间除以时间步长（一步多长时间），最后的结果就是步数，也就是算出走这么多步可以推动时间，第三步运用for循环，循环一共的步数，达到我们延时的目的，说起来也好理解，仿真中是我想保持这个状态多长时间，我就给他这个这个时间对应的步数，实物控制中，我让电机设置成前进状态需要几毫秒，加一个延时，延时过后切换状态也是合理的，设置状态那个时间可以忽略不计。

举个例子，我想让小车前进两秒停止

仿真中：小车的前进状态设置了，如果仿真步不推动，整个世界就是静止的，所以需要仿真步数推动，走完两秒后，仿真步数使用完，小车停止

现实中：小车设置了前进状态，他便会一直前进，延时两秒过后还会前进，因为代码没有改变状态，当加了延时两秒，依旧两秒过后还会前进，想停止我们必须在延时后加一个停止的代码，这样才会停止。大概就是这个意思。

然后这一个就可以了，还是不算太难的

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原始发表：2025-04-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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