Leírás
A Line Tracker egy analóg érzékelő, amely egy infravörös LED-ből és egy infravörös fényérzékelőből áll. Egyetlen rögzítőlyukkal rendelkezik, és úgy tervezték, hogy egy robot alváza alá szerelhető. A vonalkövető lehetővé teszi a robot számára, hogy egy előre megjelölt útvonalon kövessen. Ez a 3 vezetékes sorozat egyik érzékelője.
A 3-vezetékes érzékelők kompatibilisek a V5 Robot Brain-nel vagy a Cortex-szel. Érzékelőkábelük 3 vezetékes hosszabbítókábellelmeghosszabbítható.
Ahhoz, hogy a Line Tracker működjön a V5 Brain-nel, az érzékelőkábelt kell illeszteni egy V5 Brain 3-vezetékes portba.
A Line Tracker a Advance Sensor Kit -ben vagy 3-as csomagban kapható, és megvásárolható itt.
| Vonalkövető | Az érzékelőkábel teljesen behelyezve |
Hogyan működik a vonalkövető
A Line Tracker úgy működik, hogy infravörös LED-jével megvilágít egy felületet, majd az infravörös fényérzékelő méri a visszavert infravörös sugárzást. A visszavert sugárzás intenzitása alapján a vonalkövető meg tudja határozni, mennyire világos vagy sötét a felület az érzékelő alatt.
A halvány színű felületek több infravörös fényt vernek vissza, mint a sötétek, és világosabbnak tűnnek az érzékelő számára. Ez lehetővé teszi az érzékelő számára, hogy felismerjen egy sötét vonalat egy sápadt felületen, vagy egy halvány vonalat egy sötét felületen.
A Line Tracker egy analóg érzékelő, ami azt jelenti, hogy az infravörös érzékelő a visszavert infravörös sugárzástól függően 0 és 5 V közötti feszültséget ad vissza a V5 Brain számára. A V5 Brain ezután ezt az értéket a tükrözőképesség százalékára konvertálja. Az ilyen típusú méréshez megfelelő küszöbértékre van szükség a reflexiós árnyalatok közötti különbségre ahhoz, hogy egy vonalat sikeresen követhessünk.
Például a Vonalkövető nem követi a sötétszürke VEX Competition Field lapokra helyezett fekete elektromos szalagot, mert az érzékelő a visszaverődési százalékokat túl közel adja vissza egymáshoz a különbség küszöbéhez. Azonban egy fehér elektromos szalagcsík a VEX Competition Field Tiles-en nagy értékkülönbséget és megfelelő küszöböt biztosít a robot számára a szalag követéséhez.
A Line Trackert párosítani kell egy programozási nyelvvel, például a VEXcode V5vagy VEXcode Pro V5 nyelvvel, hogy létrehozzon egy felhasználói programot az agy számára, amely a visszaverődés százalékából származó értéket használja a robot irányításához.
megjegyzés: a (Reflectivity of) blokk a Vonalkövető értékének egy másik verzióját adja vissza, mint a V5 Dashboard leolvasása.
Az érzékelők elhelyezése
A vonalkövetők elhelyezése kritikus az érzékelők működése szempontjából. A vonalkövető tartománya körülbelül 0,02” és 0,25” között van a mért felület felett. Optimális érzékenysége 3 mm (kb. ⅛”), és az érzékelőt a lehető legközelebb kell elhelyezni ehhez a távolsághoz a felülettől.
Ha egy vonalkövetőt egy 0,25 hüvelyk feletti robotra helyez (például az érzékelőt közvetlenül a hajtáslánc alá rögzíti 4 hüvelykes kerekekkel), akkor a visszavert infravörös intenzitás alacsony szintje miatt nagyon gyenge értékeket kapunk.
Amellett, hogy az érzékelőt a felszín feletti távolságon kell elhelyezni, figyelembe kell venni a robot forgáspontjától való távolságot is. Ez a forgáspont jellemzően a robot közepén van egy összkerék-meghajtású robotnál, és egy kétkerék-meghajtású robot két kereke között helyezkedik el.
Minél közelebb van a vonalkövető a forgásponthoz, annál jobban kell a robotnak elfordulnia az érzékelő elmozdításához. Lehetséges azonban, hogy a vonalkövetőket túl távol helyezze el a forgásponttól, ahol csak egy kis forgásra lesz szükség az érzékelő elmozdításához.
A vonalkövető válaszideje 50 Hz. Ha a robot haladási sebessége túl nagy, és az érzékelő nagy távolsága a robot forgáspontjától, akkor a vonalkövető válaszideje nem biztos, hogy elég nagy ahhoz, hogy az érzékelő követni tudja a vonalat.
Azt is meg kell jegyezni, hogy a vonalkövető által észlelhető minimális vonalszélesség 0,25 hüvelyk.
A vonalkövető általános felhasználási területei:
A vonalkövetők használhatók egyetlen egységként, egy vonalkövető párként vagy három vonalkövető készletként egy vonal követésére.
Single Unit: Az egyvonalas nyomkövető általában úgy van programozva, hogy egy vonal felé forduljon, amíg nem észleli a vonalat. Ezután a robot kissé előre haladva elfordul a vonaltól, majd visszafordul a vonal felé.
Ez nagyon lassú, szaggatott mozgást eredményez a vonal mentén. Mindazonáltal ez a legkönnyebben használható programozási logika, mivel csak egyetlen visszacsatolási vezérlési feltételt ellenőrzi: észlelhető-e a vonal vagy sem?
Pár vonalkövető: Két vonalkövető szerelhető fel úgy, hogy az őket elválasztó távolság valamivel nagyobb, mint az általuk követett vonal szélessége. A robot egy-egy érzékelővel van elhelyezve a vonal mindkét oldalán. Amikor a vonalkövetők bármelyike észleli a vonalat, a felhasználói program arra fordítja a robotot, hogy ismét a vonalat a két érzékelő között.
Ez a beállítás simább mozgást eredményez a robot számára. Ennek a beállításnak azonban fejlettebb programozásra van szüksége ahhoz, hogy működjön.
| Vonalérzékelés három vonalkövető készlettel |
Háromból álló készlet: Három vonalkövetőből álló sorozat szerelhető fel, így a középső nyomkövető képes észlelni a vonalat, és a két oldalsó nyomkövető a vonal mindkét oldalához eltolva van felszerelve. Ebben a beállításban, amint a középső érzékelő nem érzékeli a vonalat, és az egyik oldalsó érzékelő észleli a vonalat, a robot megfordul, hogy a vezetéket visszahozza a középső érzékelő alá.
A három vonalkövető készlet fő előnye egy pár érzékelőhöz képest: ha mindhárom vonalkövető nem érzékel vonalat, a robot programozható megállásra. Amint a robot megállt, elkezdhet oda-vissza pásztázni, és megpróbálja újra megtalálni a vonalat. Ez a beállítás három visszacsatoló vezérlőhurkot és számos különböző feltételt igényel, így ez a három lehetőség legösszetettebb logikája.
Egyéb felhasználások
Mindhárom Vonalkövető beállítás használható egyenesen előre haladni, amíg nem észlel egy vonalat, majd megáll.
A vonalkövetők párja és a háromból álló készlet programozható úgy, hogy kövesse a vonalat és érzékelje a keresztvonalat. A fővonal útvonala mentén lévő keresztvonalak felhasználhatók a robot viselkedésének megváltoztatására. Például, ha az utazási felület vonalak rácsával van kijelölve, a robot beprogramozható úgy, hogy kövessen egy vonalat, észleljen három rácskeresztvonalat, majd a negyedik keresztvonalnál jobbra fordulva kövesse azt a vonalat.
A vonalkövetők használata versenyrobotokon:
A VEX Robotics Competition játékterén minden évben más-más fehér elektromos szalagsor található. Ezek általában különböző zónákat jelölnek ki a pályán. A vonalakat az autonóm időszakban is használhatják a Vonalkövetők. A mezővonalak néhány felhasználási módja a következők:
Pontozás: A robot vonalkövetői használhatják a pályán lévő gólvonalakat a pontozási zónák észlelésére, majd azokra igazítva a játék tárgyait a területre lőhetik, például a 2015-2016-os Nothing But Net játék gólvonalaival.
A játékdarabok elhelyezkedése: Sokszor a játékfigurák egy mezővonal mentén találhatók. A vonalkövetők használhatók egy vonal követésére, hogy megtalálják a játékdarabot, felvegyék, majd pontozzák. Példa erre a szövet nagy kockák, amelyeket a közeli és a távoli zónát elválasztó vonalra helyeztek a 2016-2017-es Starstruck játék során.
Igazítás: Vonalkövetők használhatók egy robot terepvonal mentén történő beállítására, hogy elvégezzen valamilyen feladatot, vagy újrakalibrálja a helyzetét a pályán. A 2018-2019-es játékban, a Turning Pointban a terjeszkedési zóna vonalakkal lehet igazítani a robotot, így a Caps magas pontszámot érhet el.
Navigáció: Ahogy korábban említettük, a vonalkövetők használhatók egy vonal követésére vagy a robot leállítására, ha vonalat észlel. Erre egy példa a 2019-2020-as Tower Takeover játékban, a Line Trackers megakadályozhatta volna, hogy egy robot áthaladjon az autonóm vonalon, és elveszítse a Szövetség autonóm bónuszát.
Tárgyfelismerés: A vonalkövető két szerkezeti fémdarab közé süllyesztve szerelhető fel egy körmön, egy szállítószalag-rendszeren vagy egy csúszórendszeren belül. Amikor egy játékdarab átcsúszik a vonalkövetőn, az érzékelő képes észlelni a tárgyat.
Sok játékban vannak olyan akadályok a pályán, amelyekbe a vonalkövetők beleakadhatnak, ezért fontos ezt figyelembe venni a robot tervezésénél. Például, ha a vonalkövetőket közvetlenül a kerekek közé helyezi, átviheti őket a legtöbb akadályon.