Použití GPS senzoru s VEX V5 – Knihovna VEX

Senzor Game Positioning System™ (GPS) je navržen tak, aby sledoval a hlásil polohu a směr senzoru pomocí kódu pole na obvodu hřiště VEX V5 Robotics Competition (V5RC).

Tento článek popisuje, jak funguje senzor GPS, hlášená data a jak zobrazit a porozumět těmto datům senzoru na obrazovce V5 Brain, abyste mohli tento senzor začít efektivně používat. Podívejte se na video níže, kde se dozvíte o konceptech obsažených v tomto článku.

Jak funguje GPS senzor

GPS senzor je zobrazen připojený k robotovi na soutěžním hřišti VEX V5. Stěny pole vykazují černobílý vzor a šipka označuje, že senzor tento vzor používá pro určování polohy.

Snímač GPS (Game Positioning System) využívá video signál ke sledování vzoru na obvodu pole. Na základě detekovaného vzoru senzor hlásí údaje o své poloze na Poli.

Úhlový pohled na pole V5RC s diagramem souřadnicové mřížky překrývajícím pole. Střed pole je označen 0, 0 a kladné a záporné směry na osách X a Y jsou označeny.

Umístění na poli VEX V5 Competition (V5RC) jsou určena souřadnicovým systémem. (0, 0), neboli počátek, se nachází ve středu pole, jak je znázorněno zde.

Pohled shora na pole V5RC se souřadnicovou mřížkou překrytou na poli. Vzdálenosti jsou vyznačeny na každé ose v metrech a okraj pole je na kladné nebo záporné značce 1,8 metru na obou osách.

Pole se pohybuje od přibližně –1,8 metru (m) do 1,8 metru (m) podél os X a Y. GPS senzor hlásí data na základě tohoto souřadnicového systému.

Jako příklad je uvedena sekce kódu GPS pole, která se skládá ze dvou řad černých a bílých obdélníků různé šířky.

Stěny Fieldu mají přímo na sobě vytištěný GPS Field Code. Šachovnicový vzor na každé stěně se neopakuje a odpovídá určité oblasti pole.

Na základě detekované části kódu pole vypočítá senzor GPS souřadnicovou polohu senzoru na poli.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. V nabídce se zobrazují data o poloze X, poloze Y a směru ve stupních. V nabídce je také video náhled ze senzoru a překryvná vrstva označuje, že senzor dokáže zobrazit a identifikovat kód GPS pole zobrazený v náhledu.

Na základě vypočítané polohy snímač GPS hlásí informace o poloze snímače:

X souřadnice senzoru na poli
Y souřadnice senzoru na poli
Směr senzoru na poli ve stupních
Kvalita signálu (spolehlivost hlášených dat senzoru)

Pohled shora na pole V5RC a robota se souřadnicovou mřížkou překrytou na poli. Jednotky osy X jsou označeny a robot je zobrazen se souřadnicí X přibližně 1,4 metru.

Poloha X je hlášená poloha senzoru GPS podél osy X pole.

V tomto příkladu je souřadnice X přibližně 1,4 m.

Pohled shora na pole V5RC a robota se souřadnicovou mřížkou překrytou na poli. Jednotky osy Y jsou označeny a robot je zobrazen se souřadnicí Y přibližně 1,2 metru.

Poloha Y je hlášená poloha senzoru GPS podél osy Y pole.

V tomto příkladu je souřadnice Y přibližně 1,2 m.

Pohled shora na pole V5RC s kruhem a zobrazením stupňů rotace na poli. Stupně se pohybují od 0 do 359,9 a značka 0 stupňů směřuje k pozici 12 hodin, neboli na tomto diagramu „nahoru“.

Kurz odpovídá záhlaví pole, což je rozsah 0º až 359,9º ve směru hodinových ručiček. 0º je v pozici 12 hodin.

Pohled shora na pole V5RC a robota s překrytím stupňů rotace na poli. Je znázorněna čára od středu pole k robotovi a v tomto příkladu má úhel přibližně 40 stupňů.

V tomto příkladu je kurz přibližně 40º.

Začínáme s používáním GPS senzoru

Montáž GPS senzoru

Data ze senzoru GPS lze zobrazit na V5 Brain. Chcete-li zobrazit tato data, musíte nejprve připojit GPS senzor k vašemu robotovi.

GPS senzor je zobrazen připevněný k zadní části robota na soutěžním poli VEX V5.

Doporučuje se, aby byl GPS senzor namontován na zadní straně robota čelem za robotem. Při montáži na přední stranu by herní prvky mohly bránit většině výhledu ze snímače.

Poznámka: Ujistěte se, že je senzor GPS namontován pravou stranou nahoru s logem VEX správně orientovaným, jinak nebude vaše poloha hlášena správně.

GPS senzor je zobrazen připevněný k zadní části robota na soutěžním poli VEX V5. Šipka označuje výšku senzoru od země a v tomto příkladu je senzor zhruba ve výšce kódu GPS pole.

Rovněž se doporučuje, aby byl senzor GPS namontován na robotu dostatečně vysoko nad zemí, aby byl v souladu s kódem pole. Tím se sníží možnost, že jiné chybné objekty na poli nebo mechanismy robota budou narušovat schopnost senzoru detekovat kód pole.

Pohled shora na GPS senzor připojený k zadní části robota na soutěžním hřišti VEX V5. Šipka označuje úhel GPS senzoru a v tomto příkladu je rovnoběžná se zadní částí robota a směřuje přímo dozadu.

Podobným způsobem se doporučuje umístit senzor rovnoběžně se zadní částí robota (ne pod úhlem). To opět snižuje možnost rušení a zároveň snižuje počet kroků potřebných pro konfiguraci senzoru ve VEXcode. Další informace o konfiguraci robota ve VEXcode V5, naleznete v tomto článku.

Zobrazení dat GPS senzoru

Jakmile je senzor namontován na robota a robot je na poli, můžete začít prohlížet data ze senzoru GPS na V5 Brain. Chcete-li zobrazit informace o zařízení, postupujte takto.

Obrazovka Brain se zobrazí v nabídce Domů se zvýrazněnou možností Zařízení.

Zapněte V5 Brain a vyberte ikonu zařízení.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce Informace o zařízení, která obsahuje seznam všech chytrých portů a připojených zařízení Brain. Ikona GPS senzoru v nabídce Informace o zařízení je zvýrazněna, což znamená, že lze vybrat položky pro otevření jejich informačních nabídek.

Vyberte ikonu GPS senzoru na obrazovce Informace o zařízení.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. V nabídce se zobrazují údaje o poloze X v metrech, poloze Y v metrech a směru letu ve stupních. V nabídce je také schéma umístění senzoru a jeho směru na poli.

Nyní můžete pohybovat robotem po poli a sledovat aktuální polohu senzoru a směr zobrazený na obrazovce V5 Brain.

Úhlový pohled na robota na poli V5RC. Robot je zobrazen ve stejné poloze a směru, jak ukazuje diagram senzoru.

Pojďme si rozebrat, jak je umístění GPS senzoru reprezentováno na obrazovce zařízení na V5 Brain. Pro informaci, toto je pozice robota na poli.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. Diagram zobrazení polohy je zvýrazněn, tento diagram pomáhá vizualizovat polohu a směr senzoru.

V zobrazení Umístění je na pravé straně vidět grafické znázornění Pole a jeho souřadnicové sítě.

Červená šipka představuje aktuální směr GPS senzoru. Bílý kužel vycházející ze šipky zobrazuje aktuální zorné pole senzoru.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. Hodnoty pozic X a Y jsou zvýrazněny. V tomto příkladu je poloha X 0,21 metru a poloha Y mínus 0,38 metru.

Poloha X a Y senzoru GPS je zobrazena v levé horní části obrazovky Brain.

Poznámka: Zobrazené jednotky můžete změnit z metrů (m) na palce (in) výběrem polí obsahujících pozice X a Y na obrazovce Brain.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. Hodnota Směr je zvýrazněna a v tomto příkladu je uvedena jako -67,64 stupňů. Tento směr směřuje téměř „doleva“ neboli směrem k záporné ose X.

Aktuální kurz GPS senzoru je také zobrazen ve stupních.

Pohled shora na pole V5RC s kruhem a zobrazením stupňů rotace na poli. Stupně se pohybují od -180 do 180 a značka 0 stupňů směřuje k pozici 12 hodin, neboli na tomto diagramu „nahoru“. Pozice záporných 180 stupňů a kladných 180 stupňů se setkávají v poloze 6 hodin neboli „dole“ na tomto diagramu.

Poznámka:Obrazovka mozku V5 zobrazuje směry senzoru GPS od –180 do 180 stupňů.

Počínaje místem 0º:

Pohyby ve směru hodinových ručiček od 0º do 180º jsou kladné
Kurzy proti směru hodinových ručiček od 0º do –180º jsou záporné

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. Tlačítko Obrázek v levém dolním rohu obrazovky je zvýrazněno. Toto lze vybrat pro přepínání mezi zobrazením polohy a náhledem videa.

Můžete přepínat mezi zobrazením mřížky umístění a skutečným zobrazením kamery senzoru GPS výběrem pole vlevo dole na obrazovce Mozku, jak je znázorněno na obrázku zde.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. Bylo vybráno tlačítko Obrázek a nyní se místo mřížky umístění zobrazuje náhled živého videa. Překrytí indikuje, že senzor může zobrazit a sledovat kód pole GPS. Tlačítko Obrázek nyní zobrazuje Umístění.

Když je zobrazena možnost obrázku, můžete vidět prvky detekované senzorem:

vzor černých a bílých krabic na Field Strips
kód pole GPS polohy (označený zelenými ohraničujícími čarami)
vzdálenost mezi detekovanými vzory (označená červenými tečkami na průsečíkech prvků vzoru)

Porozumění datům ze senzoru GPS

Nyní, když víte, jak zobrazit data GPS senzoru na obrazovce Mozek, můžete začít testovat GPS senzor pro sebe. Níže je uvedeno několik příkladů, které ilustrují, jak se poloha robota a GPS senzoru připojují k datům zobrazeným na obrazovce Mozek, které vám pomohou začít.

Pro zvětšení vyberte libovolný obrázek níže.

Příklad 1

Úhlový pohled na robota na poli V5RC. Jako příklad je zobrazen robot v nové pozici.

V tomto příkladu můžete vidět, že robot je v pravém horním rohu pole, se senzorem GPS otočeným ke zdi vpravo.

Z této pozice můžeme očekávat:

kladná x souřadnice
kladná souřadnice y
kurz přibližně 90º

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. V tomto příkladu je poloha X 0,74 metru, poloha Y 1,08 metru a směr je 88,68 stupňů. V nabídce je také diagram umístění senzoru a směru pohybu na poli, který odpovídá nové poloze robota.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. Hodnoty jsou stejné, ale nyní se místo zobrazení polohy zobrazuje náhled videa ze senzoru.

Příklad 2

Úhlový pohled na robota na poli V5RC. Jako příklad je zobrazen robot v nové pozici.

V tomto příkladu je robot zhruba ve stejné pozici na poli, ale byl otočen o 180º, takže senzor GPS směřuje k levé boční stěně.

Od této pozice můžeme očekávat:

kladná x souřadnice
kladná souřadnice y
kurz přibližně -90º

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce GPS senzorů, která obsahuje data ze senzoru. V tomto příkladu je poloha X 0,58 metru, poloha Y 0,91 metru a směr je -85,65 stupňů. V nabídce je také diagram umístění senzoru a směru pohybu na poli, který odpovídá nové poloze robota.

Další kroky

Prohlédněte si data ze senzoru GPS pro sebe! Připojte svůj GPS senzor k vašemu robotovi, umístěte jej na pole a použijte obrazovku zařízení k zobrazení dat senzoru na různých místech.
Jste připraveni začít kódovat? Začněte konfigurací GPS senzoru v VEXcode V5. V tomto článku se dozvíte více o konfiguraci senzoru GPS.