تم تصميم مستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في اللعبة لتتبع والإبلاغ عن موقع المستشعر واتجاهه باستخدام رمز الحقل على محيط ميدان مسابقة الروبوتات VEX V5 (V5RC).
تتناول هذه المقالة كيفية عمل مستشعر GPS، والبيانات المبلغ عنها، وكيفية عرض بيانات هذا المستشعر وفهمها على شاشة V5 Brain حتى تتمكن من البدء في استخدام هذا المستشعر بشكل فعال. شاهد الفيديو أدناه للتعرف على المفاهيم التي تناولتها هذه المقالة.
كيف يعمل مستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
يستخدم مستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تغذية الفيديو للنظر إلى النمط الموجود على محيط الملعب. استناداً إلى النمط المكتشف، يقوم المستشعر بإرسال بيانات حول موقعه في الحقل.
يتم تحديد المواقع في ميدان مسابقة VEX V5 (V5RC) من خلال نظام إحداثيات. يتم العثور على (0, 0)، أو الأصل، في مركز الحقل، كما هو موضح هنا.
يتراوح الحقل من حوالي -1.8 متر (م) إلى 1.8 متر (م) على طول المحورين X و Y. يقوم مستشعر GPS بإرسال البيانات بناءً على نظام الإحداثيات هذا.
تم طباعة رمز حقل GPS مباشرة على جدران الملعب. النمط المشابه لرقعة الشطرنج على كل جدار غير متكرر، ويتوافق مع منطقة محددة من الحقل.
بناءً على الجزء المكتشف من رمز الحقل، يقوم مستشعر GPS بحساب موقع إحداثيات المستشعر في الحقل.
بناءً على الموضع المحسوب، يقوم مستشعر GPS بإرسال معلومات حول موقع المستشعر:
- إحداثيات X للمستشعر على الحقل
- إحداثيات Y للمستشعر في الحقل
- اتجاه المستشعر في الحقل بالدرجات
- جودة الإشارة (ثقة بيانات المستشعر المبلغ عنها)
موضع X هو الموقع المبلغ عنه لمستشعر GPS على طول المحور X للحقل.
في هذا المثال، إحداثيات X هي 1.4 متر تقريبًا.
موضع Y هو الموقع المبلغ عنه لمستشعر GPS على طول المحور Y للحقل.
في هذا المثال، إحداثيات Y هي 1.2 متر تقريبًا.
يتوافق العنوان مع عنوان الحقل، وهو نطاق يتراوح من 0 درجة إلى 359.9 درجة في اتجاه عقارب الساعة. يقع 0º في موضع الساعة 12.
في هذا المثال، يكون العنوان بزاوية 40 درجة تقريبًا.
البدء في استخدام مستشعر GPS
تركيب جهاز استشعار GPS
من الممكن عرض البيانات من مستشعر GPS على V5 Brain. لعرض هذه البيانات، يجب عليك أولاً ربط مستشعر GPS بالروبوت الخاص بك.
يوصى بتركيب مستشعر GPS في الجزء الخلفي من الروبوت، بحيث يكون مواجهًا للخلف. في حالة تركيبها على المقدمة، قد تعيق عناصر اللعبة غالبية رؤية المستشعر.
ملاحظة: تأكد من تركيب مستشعر GPS على الجانب الأيمن لأعلى مع توجيه شعار VEX بشكل صحيح، وإلا فلن يتم الإبلاغ عن موقعك بشكل صحيح.
ومن المستحسن أيضًا أن يتم تركيب مستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على الروبوت على ارتفاع كافٍ عن الأرض ليكون متوافقًا مع رمز الحقل. سيؤدي هذا إلى تقليل احتمالية تداخل الأجسام الضالة الأخرى في الحقل أو آليات الروبوت مع قدرة المستشعر على اكتشاف رمز الحقل.
وبنفس الطريقة، يوصى بوضع المستشعر بشكل موازٍ لظهر الروبوت (وليس بزاوية). يؤدي هذا مرة أخرى إلى تقليل احتمالية التداخل مع تقليل الخطوات اللازمة لتكوين المستشعر في VEXcode. لمعرفة المزيد حول تكوين الروبوت في VEXcode V5، ، راجع هذه المقالة.
عرض بيانات مستشعر GPS
بمجرد تثبيت المستشعر على الروبوت ووجود الروبوت في الميدان، يمكنك البدء في عرض البيانات من مستشعر GPS على V5 Brain. لعرض معلومات الجهاز، اتبع الخطوات التالية.
قم بتشغيل V5 Brain، ثم حدد الرمز Devices.
حدد أيقونة مستشعر GPS على شاشة معلومات الجهاز.
الآن يمكنك تحريك الروبوت حول الملعب لمراقبة موقع المستشعر الحالي والاتجاه المعروض على شاشة V5 Brain.
دعونا نلقي نظرة على كيفية تمثيل موقع مستشعر GPS على شاشة الأجهزة في V5 Brain. للتوضيح، هذا هو موضع الروبوت في الميدان.
في عرض الموقع، يمكن رؤية تمثيل رسومي للحقل وشبكة إحداثياته على الجانب الأيمن.
يمثل السهم الأحمر الاتجاه الحالي لمستشعر GPS. يعرض المخروط الأبيض الخارج من السهم مجال رؤية المستشعر الحالي.
يتم عرض موضع X وY لجهاز استشعار GPS في الجانب الأيسر العلوي من شاشة Brain.
ملاحظة: يمكنك تغيير الوحدات المعروضة من الأمتار (م) إلى البوصات (بوصات) عن طريق تحديد المربعات التي تحتوي على موضعي وY على شاشة Brain.
يتم أيضًا عرض العنوان الحالي لمستشعر GPS بالدرجات.
:تعرض شاشة V5 Brain اتجاهات مستشعر GPS من -180 إلى 180 درجة.
بدءًا من موقع 0º:
- الاتجاهات في اتجاه عقارب الساعة من 0 درجة إلى 180 درجة إيجابية
- الاتجاهات في اتجاه عكس عقارب الساعة من 0 درجة إلى -180 درجة سلبية
بإمكانك التبديل بين عرض شبكة الموقع وعرض الكاميرا الفعلي لجهاز استشعار GPS عن طريق تحديد المربع الأيسر السفلي على شاشة Brain، كما هو موضح في الصورة هنا.
من خلال عرض خيار الصورة، يمكنك رؤية العناصر التي تم اكتشافها بواسطة المستشعر:
- نمط المربعات السوداء والبيضاء على شرائط الحقل
- رمز حقل موقع GPS (المشار إليه بواسطة الخطوط الخضراء المحددة)
- المسافة بين الأنماط المكتشفة (كما هو موضح بواسطة النقاط الحمراء عند تقاطعات عناصر النمط)
فهم البيانات من مستشعر GPS
الآن بعد أن تعرفت على كيفية عرض بيانات مستشعر GPS على شاشة Brain، يمكنك البدء في اختبار مستشعر GPS بنفسك. فيما يلي بعض الأمثلة لتوضيح كيفية اتصال موضع الروبوت ومستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بالبيانات المعروضة على شاشة Brain، لمساعدتك في البدء.
قم بإختيار أي صورة أدناه لتكبيرها.
مثال 1
في هذا المثال، يمكنك أن ترى أن الروبوت موجود في الزاوية اليمنى العليا من الحقل، مع وجود مستشعر GPS مواجهًا للحائط على اليمين.
ومن هذا الموقف، يمكننا أن نتوقع:
- إحداثي x موجب
- إحداثي y موجب
- اتجاه بزاوية 90 درجة تقريبًا
| عرض الموقع | عرض الصورة |
|---|---|
|
تتطابق البيانات التي تظهر في هذه الصور الملتقطة من شاشة V5 Brain مع التوقعات المذكورة أعلاه. عند النظر إلى البيانات من مستشعر GPS على شاشة V5 Brain، يتم عرض إحداثيات المستشعر عند (0.74، 1.08). ويظهر هذا أيضًا في شكل شبكة الإحداثيات مع عرض الموقع. لاحظ هنا أن اتجاه المستشعر يظهر عند حوالي 90 درجة (88.68 درجة)، وهو ما يتوافق مع الاتجاه الذي يشير إليه السهم الأحمر. في المقابل، يحمل الروبوت هدفًا متحركًا ويتجه بزاوية تقدر بـ 270 درجة. يرجع ذلك إلى أن المستشعر مثبت في الوضع الموصى به مواجهًا خلف الروبوت. | |
مثال 2
في هذا المثال، يكون الروبوت في نفس الوضع تقريبًا في الملعب، ولكن تم تدويره بمقدار 180 درجة، بحيث يواجه مستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الجدار الجانبي الأيسر.
ومن هذا الموقف، يمكننا أن نتوقع:
- إحداثي x موجب
- إحداثي y موجب
- اتجاه بزاوية -90 درجة تقريبًا
| عرض الموقع | عرض الصورة |
|---|---|
|
تتطابق البيانات التي تظهر في هذه الصور الملتقطة من شاشة V5 Brain مع التوقعات المذكورة أعلاه. على النقيض من عرض الصورة في المثال الأول، يوجد عدد أكبر بكثير من التقاطعات التي تم تمييزها بنقاط حمراء، مما يشير إلى اكتشاف قسم أكبر من رمز الحقل. تذكر أن المستشعر يحسب المسافة من المحيط استنادًا إلى كمية رمز الحقل المكتشف، بالإضافة إلى نمط رمز الحقل المكتشف. مرة أخرى، لاحظ هنا أن اتجاه المستشعر تم الإبلاغ عنه عند حوالي -90 درجة (-85.65 درجة)، وهو ما يعادل أيضًا اتجاه 270 درجة. في المقابل، يحمل الروبوت هدفًا متحركًا ويتجه بزاوية تقديرية تبلغ 90 درجة. | |
الخطوات التالية
- عرض بيانات مستشعر GPS بنفسك! بتركيب مستشعر GPS الخاص بك على الروبوت الخاص بك، ثم ضعه في الحقل، واستخدم شاشة الأجهزة لعرض بيانات المستشعر في مواقع مختلفة.
- هل أنت مستعد لبدء الترميز؟ ابدأ بتكوين مستشعر GPS في VEXcode V5. اطلع على هذه المقالة لمعرفة المزيد حول تكوين مستشعر GPS.