1. 構造基礎模型

• 新增bubbleRob的主體。點選 Menu bar --> Add --> Primititive shape --> Sphere，新增一個球體（以下稱為bubbleRob），並將X-size設定為0.2。

• 設定bubbleRob的動態屬性。雙擊bubbleRob，開啟動態屬性設定對話方塊，勾選Body is respondable和Body is dynamic。bubbleRob將對外界的碰撞作出動作和迴應。同時在Common選項卡中，勾選Collidable， Measurable, Detecable, Renderable。

• 移動bubbleRob位置。將bubbleRob沿Z軸上移動2cm（因為後面要安裝輪子），開啟position

  對話方塊，在translation選項卡的Z軸輸入0.02(m)。注意要以world為參考系。

• 加入距離感測器。點選Menu bar --> Add --> Proximity sensor --> Cone type，開啟orientation對話方塊，在Around Y和Around Z上輸入90。開啟position對話方塊，選擇position選項卡，在X-coord和Z-coord上輸入0.1和0.12。

• 設定距離感測器的探測距離。雙擊新增的Proximity sensor(以下稱為bubbleRob_sencingNose)，點選Show volume parameters

  ，修改Offset為0.005，Angle為30，Range為0.15。確定後返回上一級，點選Show detection parameters，取消勾選Don’t allow detections if distance smaller than。

• 將bubbleRob_sencingNose安裝到bubbleRob上。先在Scene hierachy上點選bubbleRob_sencingNose，然後按住Ctrl，再點選bubbleRob，最後點選Menu bar --> Edit --> Make last selected object parent 。

• 構建輪子。可以新開一個介面，Menu bar --> File --> New Scene，在這個介面上構建好輪子模型後，再複製回去。新增一個圓柱體(cylinder)，設定尺寸為(0.08, 0.08, 0.02)。同時將輪子設定為Collidable

  , Measurable, Renderable, Detectable。最後設定輪子的position為(0.05, 0.1, 0.04)，Orientation為(-90, 0, 0)。Ctrl+C, V複製貼上輪子，設定第二個輪子的position為（0.05， -0.1， 0.04）。將兩個輪子複製貼上回前一個Scene。

• 安裝輪子。需要先給左（右）輪子安裝傳動軸（電機）。點選Menu bar --> Add --> Joint --> Revolute。需要將傳動軸安轉在輪子的中心點。首先選中輪子，然後按住Ctrl，再選中傳動軸。 （電機），開啟position對話方塊，在position選項卡中，點選Apply to selection；在orientation對話方塊的orientation選項卡中，也點選Apply to selection。然後在Scene hierarchy中，雙擊傳動軸，點選Show dynamic parameters，選中enable the motor和Lock motor when target velocity is zero。同樣對另外一個輪子做同樣的工作。最後就是將輪子固定在傳動軸上，然後將兩個傳動軸固定到bubbleRob上。

• 構建後輪。如果沒有後輪，執行模擬的時候，機器人是往後倒的。同樣在新建場景中，新增一個球體(以下稱為bubbleRob_slider)，設定半徑為0.05，動態屬性設定為Collidable, Measurable, Renderable, Detecable。然後將bubbleRob_silder的材料摩擦力設定為0。

• 固定後輪。為了將bubbleRob_silder固定在bubbleRob上，需要新增一個力感測器，點選Menu bar --> Add --> Force sencor，新增一個力感測器（以下稱為bubbleRob_connection）。設定position為(-0.07, 0, 0.05)，將bubbleRob_silder繫結在bubbleRob_connection上，然後複製回前一個場景，將bubbleRob_connection繫結在bubbleRob上。如果這時開啟模擬，就會發現後輪迅速彈開，這是因為bubbleRob_silder和bubbleRob之間存在接觸，模擬軟體vrep認為它們之間存在碰撞。解決辦法是在它們的動態屬性對話方塊中，設定響應掩碼。將bubbleRob_silder的掩碼(local respondable mask)設定為00001111，將bubbleRob的掩碼設定為11110000。這時再執行模擬就不會出現後輪彈開的現象了。但是還會有小幅度的滑動現象，這是由於模擬引擎和質量慣性的原因。在動態屬性框中將三個輪子的質量和慣性因子設定成8倍，即點選三次M=M * 2(for selection)和I=I * 2(for selection)。

• 執行模擬。設定兩個傳動軸的速度為50。

2.建立距離感測器、視覺感測器

• 建立集合（collection）。為了將整個bubbleRob機器人當成一個整體，需要將bubbleRob全部零件設定為一個集合。點選 Menu bar --> Tools --> Collections開啟對話方塊。或者單擊下列圖示：
• 將bubbleRob設定為集合。點選Add new collection，然後在左側列表中選中bubbleRob，點選Add。點選Visualize selected collection可以檢視集合中的元素。
• 新增距離感測器。點選 Menu bar --> Tools --> Calculation module properties，也可以點選下列圖示： 在對話方塊中，點選Add new distance object，然後選擇檢測目標(bubbleRob_collection是上面的colleciton，已改名)和被檢查目標(其他所有物體)。點選OK後，將這個物件重新命名為bubbleRob_distance，對於後面的繪圖有幫助。
• 新增繪圖物件。點選Menu bar --> Add --> Graph，然後將繪圖物件重新命名為bubbleRob_graph。將繪圖物件繫結在bubbleRob上。 接著調整graph的座標為（0， 0， 0.005），雙擊graph設定屬性，取消Display XYZ-planes，然後點選 Add new data stream to record，Data stream type選擇Object absolute x-position，Object / items to record選擇bubbleRob_graph。這樣我們便可以記錄bubbleRob實時的x座標值。同理也對Y軸和Z軸進行同樣的設定。另外，為了顯示bubbleRob到其他物體的距離，點選 Add new data stream to record，Data stream type選擇Distance: segment length，Object / items to record選擇bubbleRob_distance。最後重新命名這些資料流（雙擊重新命名）。如下圖。 可以在Time graph properties屬性框中改變資料流線條的顏色和是否顯示（取消勾選Visible則不顯示）。
• 設定bubbleRob的3D運動軌跡。同樣在graph的屬性框中，點選Edit 3D curves，開啟軌跡對話方塊，點選Add new curve，XYZ值分別對應bubbleRob_x_pos, bubbleRob_y_pos, bubbleRob_z_pos，勾選Relative to world，設定參考系為世界座標系，然後輸入Curve width為4。
• 新增障礙物。加入半徑為0.1m， 高度為0.2m的圓柱體，然後可以使用Ctrl+C和Ctrl+V進行批量複製。可以按住Shift，再按住滑鼠左鍵進行多選。先按住滑鼠左鍵，再按住Shift可以進行微小調整。先按住滑鼠左鍵，再按住Ctrl可以在Z軸進行調整。
• 定義模組。如果我們想點選某個零件時，選中的是整個bubbleRob，或者是複製bubbleRob主體時，粘貼出來的bubbleRob也包含全部零件，或者防止不小心拖動某個零件導致錯位，可以將bubbleRob的整體定義為一個模組。首先開啟bubbleRob主體的屬性框，在common屬性項中，勾選Object is model base和Object/model can transfer or accept DNA。 第一項的作用是儲存或複製某個物件時，會同時儲存或複製它的所有子物件。第二項的作用是修改某個物件時，可以通過DNA transfer toolbar button將所有修改複製到該物件的所有副本。該按鈕如下所示。 然後將兩個轉動軸（關節）和距離感測器還有繪圖物件不要顯示在模組的框框中。同樣是在屬性框的common屬性項中，勾選Ignored by model bounding box，對比圖如下所示，左側是沒有勾選之前的，右側是勾選之後的。 為了隱藏在轉動軸和聯結器這些小零件，可以兩個轉動軸和聯結器的camera visibility layer勾選第10層，取消第2層。預設情況下第9-16層是不顯示的，因此設定之後它們會在場景中隱藏起來。 為了單擊小零件時，自動選中bubbleRob主體，將兩個輪子、滑塊、感測器和繪圖物件勾選上Select base of model instead。如果確實想只選中小零件，可以按住Ctrl+Shift，再點選小零件。也可以在左側列表中選中。
• 增加視覺感測器。點選 Menu bar --> Add --> Vision sensor --> Perspective type，然後將視覺感測器繫結在距離感測器上，將位置座標為relative（0，0，0），同理將旋轉角度也設定為relative(0, 0, 0)。同時隱藏視覺感測器，通過勾選Select base of model instead和Ignored by model bounding box。最後，在視覺感測器的屬性框中，將Far clipping plane設定為1，Resolution x和Resolution y都設定為256。前者是設定最遠檢測距離，後者是設定解析度。
• 新增濾波器。開啟Show filter dialog，在下拉框中選擇Edge detection on work image，然後點選Add filter。成功新增Edge detection on work imagel濾波器後，點選上移圖示，將濾波器移動至第二個位置。最後雙擊濾波器將閾值修改為0.2。

建立指令碼控制bubbleRob

• 只有在編寫指令碼後，bubbleRob才等於有了生命。在左側列表中右鍵bubbleRob，點選Menu bar --> Add --> Associated child script --> Non threaded，建立一個指令碼，這是bubbleRob圖示的旁邊會出現一個“小紙張”的圖案， 雙擊進去即可編寫Lua指令碼。下面是一個例項指令碼：

function speedChange_callback(ui,id,newVal)
    speed=minMaxSpeed[1]+(minMaxSpeed[2]-minMaxSpeed[1])*newVal/100
end

function sysCall_init()
    -- This is executed exactly once, the first time this script is executed
    bubbleRobBase=sim.getObjectAssociatedWithScript(sim.handle_self) -- this is bubbleRob's handle
    leftMotor=sim.getObjectHandle("bubbleRob_leftMotor") -- Handle of the left motor
    rightMotor=sim.getObjectHandle("bubbleRob_rightMotor") -- Handle of the right motor
    noseSensor=sim.getObjectHandle("bubbleRob_sensingNose") -- Handle of the proximity sensor
    minMaxSpeed={50*math.pi/180,300*math.pi/180} -- Min and max speeds for each motor
    backUntilTime=-1 -- Tells whether bubbleRob is in forward or backward mode
    -- Create the custom UI:
        xml = '<ui title="'..sim.getObjectName(bubbleRobBase)..' speed" closeable="false" resizeable="false" activate="false">'..[[
        <hslider minimum="0" maximum="100" onchange="speedChange_callback" id="1"/>
        <label text="" style="* {margin-left: 300px;}"/>
        </ui>
        ]]
    ui=simUI.create(xml)
    speed=(minMaxSpeed[1]+minMaxSpeed[2])*0.5
    simUI.setSliderValue(ui,1,100*(speed-minMaxSpeed[1])/(minMaxSpeed[2]-minMaxSpeed[1]))
end

function sysCall_actuation()
    result=sim.readProximitySensor(noseSensor) -- Read the proximity sensor
    -- If we detected something, we set the backward mode:
    if (result>0) then backUntilTime=sim.getSimulationTime()+4 end 

    if (backUntilTime<sim.getSimulationTime()) then
        -- When in forward mode, we simply move forward at the desired speed
        sim.setJointTargetVelocity(leftMotor,speed)
        sim.setJointTargetVelocity(rightMotor,speed)
    else
        -- When in backward mode, we simply backup in a curve at reduced speed
        sim.setJointTargetVelocity(leftMotor,-speed/2)
        sim.setJointTargetVelocity(rightMotor,-speed/8)
    end
end

function sysCall_cleanup()
	simUI.destroy(ui)
end

最後可以通過點選 Menu bar --> Tools --> Scripts或者下面的圖示來對當前場景全部指令碼進行管理。