Kuvaus
Line Tracker on analoginen anturi, joka koostuu infrapuna-LED:stä ja infrapunavaloanturista. Siinä on yksi kiinnitysreikä ja se on suunniteltu asennettavaksi robotin rungon alle. Line Tracker mahdollistaa robotin seurata ennalta merkittyä polkua. Se on yksi 3-Wire-sarjan antureista.
3-johtimiset anturit ovat yhteensopivia V5 Robot Brainin tai Cortexin kanssa. Niiden anturikaapelia voidaan jatkaa käyttämällä 3-johtimista jatkokaapelia.
Jotta Line Tracker toimisi V5 Brainin kanssa, anturin kaapeli on täysin työnnetty V5 Brain 3-Wire -porttiin.
Line Tracker toimitetaan Advance Sensor Kit -pakkauksessa tai 3-pakkauksessa, ja sen voi ostaa täältä.
| Line Tracker | Anturin kaapeli täysin paikoilleen |
Kuinka linjaseuranta toimii
Line Tracker toimii valaisemalla pintaa infrapunavalolla, jonka jälkeen infrapunavaloanturi mittaa heijastuneen infrapunasäteilyn. Heijastuneen säteilyn intensiteetin perusteella Line Tracker voi määrittää kuinka vaalea tai tumma pinta on anturin alla.
Vaaleat pinnat heijastavat enemmän infrapunavaloa kuin tummat pinnat ja näyttävät kirkkaammilta anturille. Tämän ansiosta anturi havaitsee tumman viivan vaalealla pinnalla tai vaalean viivan tummalla pinnalla.
Line Tracker on analoginen anturi, mikä tarkoittaa, että infrapuna-anturi palauttaa arvon 0–5 V jännitteen V5 Brainille heijastuneen infrapunasäteilyn mukaan. V5-aivot muuntaa sitten tämän arvon heijastavuuden prosenttiosuudeksi. Tämän tyyppinen mittaus vaatii riittävän eron heijastavuuden sävyjen välillä, jotta viiva voidaan seurata onnistuneesti.
Line Tracker ei esimerkiksi seuraa mustaa sähköteippiä, joka on asetettu tummanharmaille VEX Competition Field -laatoille, koska anturi palauttaa heijastusprosentit liian lähelle toisiaan eron kynnyksen saavuttamiseksi. Valkoinen sähköteippinauha VEX Competition Field Tilesissa tarjoaa kuitenkin suuren eron arvoissa ja riittävän kynnyksen robotille seurata nauhaa.
Line Tracker on liitettävä ohjelmointikieleen, kuten VEXcode V5tai VEXcode Pro V5, jotta aivoille voidaan luoda käyttäjäohjelma, joka käyttää heijastusprosentin arvoa robotin ohjaamiseen.
Huomautus: (Reflectivity of) -lohko palauttaa eri version viivaseurannan arvosta kuin V5 Dashboardin lukema.
Antureiden sijoitus
Linjaseurantalaitteiden sijoitus on kriittinen anturien toiminnan kannalta. Line Trackerin toiminta-alue on noin 0,02" - 0,25" mitattavan pinnan yläpuolella. Sen optimaalinen herkkyys on 3 mm (noin ⅛”) ja anturi tulee sijoittaa mahdollisimman lähelle tätä etäisyyttä pinnasta.
Line Trackerin sijoittaminen yli 0,25 tuuman robottiin (kuten anturin kiinnittäminen suoraan voimansiirron alle 4 tuuman pyörillä) tuottaa erittäin huonot arvot heijastuneen infrapunavoimakkuuden alhaisen tason vuoksi.
Sen lisäksi, että anturi on sijoitettu pinnan yläpuolelle, tulee huomioida etäisyys robotin pyörimispisteestä. Tyypillisesti tämä kääntöpiste on nelivetoisen robotin robotin keskellä ja kaksipyöräisen robotin kahden pyörän välissä.
Mitä lähemmäs linjanseurantalaite on sijoitettu kääntöpisteeseen, sitä enemmän robotin on käännyttävä siirtääkseen anturin. On kuitenkin mahdollista sijoittaa Line Trackers liian kauas kääntöpisteestä, jossa tarvitaan vain pieni nivel anturin siirtämiseksi.
Linjaseurantalaitteen vasteaika on 50 Hz. Jos robotin kulkunopeus on liian suuri yhdistettynä suureen anturin etäisyyteen robotin kääntöpisteestä, Line Trackerin vasteaika ei välttämättä ole tarpeeksi suuri, jotta anturi seuraa linjaa.
On myös huomattava, että linjanseurantalaitteen havaitseman viivan vähimmäisleveys on 0,25 tuumaa.
Line Trackerin yleiset käyttötavat:
Linjaseurantalaitteita voidaan käyttää yhtenä yksikkönä, linjaseurantalaitteen parina tai kolmen rivinseurantalaitteen sarjana linjan seuraamiseksi.
Yksittäinen yksikkö: Yksilinjainen seurantalaite on yleensä ohjelmoitu kääntymään linjaa kohti, kunnes se havaitsee linjan. Sitten robotti kääntyy poispäin linjasta liikkuen hieman eteenpäin ja kääntyy sitten takaisin linjaa kohti.
Tämä tuottaa erittäin hitaan, nykivän liikkeen linjaa pitkin. Se on kuitenkin helpoin ohjelmointilogiikka käyttää, koska se tarkistaa vain yhden takaisinkytkentäohjauksen ehdon: onko linja havaittu vai ei?
pari linjaseurantaa: Kaksi linjaseurantalaitetta voidaan asentaa siten, että niiden erottava etäisyys on hieman leveämpi kuin niiden linjan leveys. Robotti on sijoitettu anturilla linjan kummallekin puolelle. Kun jompikumpi linjanseurantalaitteista havaitsee linjan, käyttäjäohjelma saa robotin kääntämään linjan uudelleen kahden anturin välillä.
Tämä asetus tuottaa pehmeämmän liikkeen robotille. Tämä asennus vaatii kuitenkin edistyneemmän ohjelmoinnin toimiakseen.
Kolmen sarja: Kolmen rivinseurantalaitteen sarja voidaan asentaa niin, että keskimmäinen seurantalaite voi havaita linjan ja kaksi sivuseurantalaitetta on asennettu aivan erilleen linjan kummallekin puolelle. Tässä asetuksessa heti, kun keskianturi ei havaitse linjaa ja yksi sivuantureista havaitsee linjan, robotti kääntyy tuodakseen linjan takaisin keskianturin alle.
Kolmen linjaseuraajan sarjan tärkein etu anturipariin verrattuna on: jos kaikki kolme linjaseurantalaitetta eivät havaitse linjaa, robotti voidaan ohjelmoida pysähtymään. Kun robotti on pysähtynyt, se voi alkaa skannaamaan edestakaisin yrittäessään löytää linjan uudelleen. Tämä asetus vaatii kolme takaisinkytkentäohjaussilmukkaa ja useita erilaisia ehtoja, joten se on monimutkaisin logiikka kolmesta vaihtoehdosta.
| Viivan tunnistus kolmen viivaseurantalaitteen sarjalla |
Muut käyttötarkoitukset
Kaikkia kolmea Line Tracker -asetusta voidaan käyttää suoraan eteenpäin, kunnes ne havaitsevat linjan ja pysähtyvät sitten.
Line Trackers -pari ja kolmen sarja voidaan ohjelmoida seuraamaan viivaa ja havaitsemaan poikkiviiva. Päälinjan reitin varrella olevia poikkiviivoja voidaan käyttää muuttamaan robotin käyttäytymistä. Jos esimerkiksi kulkupinta on merkitty viivojen ruudukolla, robotti voidaan ohjelmoida seuraamaan linjaa, havaitsemaan kolme ristikon poikkiviivaa ja kääntymään sitten oikealle neljännestä poikkiviivasta seuratakseen tätä viivaa.
Linjaseurantalaitteiden käyttö kilpailurobotissa:
Jokaisen vuoden VEX Robotics Competitionin pelikentällä on erilainen sarja valkoisia sähköteippilinjoja. Nämä yleensä merkitsevät eri vyöhykkeitä kentällä. Linjaseuraajat voivat käyttää linjoja myös autonomisen kauden aikana. Joitakin kenttäviivojen käyttötyyppejä ovat:
Pisteytys: Robotin linjaseurantalaitteet voivat käyttää maalilinjoja kentällä tunnistaakseen maalintekoalueet ja kohdistaakseen ne sitten maalintekoon pelin kohteet alueelle, kuten maalilinjoihin 2015-2016 -pelissä Nothing But Net.
Pelinappuloiden paikantaminen: Usein pelinappuloita löytyy kenttäviivalta. Linjaseurantalaitteita voidaan käyttää linjan seuraamiseen pelinappulan paikallistamiseksi, poimimiseksi ja maalin tekemiseksi. Esimerkki tästä oli kangas suuret kuutiot, jotka asetettiin lähialueen ja kaukovyöhykkeen erottavalle linjalle 2016-2017 pelin Starstruck aikana.
Kohdistus: Viivanseurantalaitteita voidaan käyttää kohdistamaan robotti kenttäviivaa pitkin jonkin tehtävän suorittamiseksi tai sen aseman uudelleenkalibroimiseksi pellolla. Turning Point -pelissä 2018-2019 laajennusvyöhykkeen linjoja voitiin käyttää robotin kohdistamiseen, jotta Caps voisi saada korkeat pisteet.
Navigointi: Kuten aiemmin mainittiin, linjaseurantalaitteita voidaan käyttää linjan seuraamiseen tai robotin pysäyttämiseen, kun linja havaitaan. Esimerkkiä tästä olisi voitu käyttää 2019-2020 pelissä Tower Takeover, Line Trackers olisi voinut estää robottia kulkemasta Autonomous Line -linjan yli ja menettämästä Alliancen autonomista bonusta.
Objektin tunnistus: Linjaseurantalaite voidaan asentaa tasolle kahden rakennemetallikappaleen väliin kynnen, kuljetinjärjestelmän tai liukujärjestelmän sisällä. Kun pelikappale liukuu Line Trackerin yli, anturi voi havaita kohteen.
Monissa peleissä on kentällä esteitä, joihin Line Trackers voi tarttua, joten tämä on tärkeää ottaa huomioon robottia suunniteltaessa. Esimerkiksi linjaseurantalaitteiden sijoittaminen suoraan pyörien väliin voi auttaa kuljettamaan niitä useimpien esteiden yli.