GPSセンサーのベストプラクティス

Game Positioning System™ (GPS) センサーは、VEX V5 Robotics Competition (V5RC) フィールドをナビゲートするための便利なツールです。 この記事を読んで、センサーを最大限に活用するためのベストプラクティスを学びましょう。 

フィールドコードをはっきりと確認する

アクセルは隅の空のフィールド上にあり、GPS センサーはロボットの後部に取り付けられ、フィールドの周囲のフィールド コードに面しています。 ロボット上の GPS センサーの位置を強調表示する赤いボックスと、センサーとフィールド コードの位置合わせを示す矢印があります。

GPS センサーはビデオ フィードを使用して、フィールドの周囲のフィールド コードのパターンを検出します。 そのため、センサーがロボットのメカニズムやコンポーネントによってブロックされないようにすることが重要です。

ロボットからのフィールド コードのセンサーの視界が遮られる可能性を最小限に抑えるには、ロボットの背面に GPS センサーを取り付け、ロボットの後ろを向くようにすることをお勧めします。 

GPS センサーを使用してプロジェクトをテストするときは、フィールド上に不要なアイテム (チーム メンバーや追加のゲーム要素など) がなく、フィールド コードをブロックしていないことを確認してください。

2024-2025 ハイステークス ゲームのヒーロー ボットである Axel が、隅の空きフィールドにいます。ロボットの背面に GPS センサーが取り付けられており、フィールドの周囲のフィールド コードに面しています。 ロボット上の GPS センサーの位置を強調表示する赤いボックスと、フィールド コードと同じ高さのセンサーの高さを示す矢印があります。

GPS センサーもフィールド コードと同じ高さに配置し、意図したとおりに機能するためには角度を付けないようにする必要があります。

ロボットに GPS センサーを取り付ける方法の詳細については、この記事をご覧


オフセットを正確に設定する

VEXcode V5 のデバイス ウィンドウには、GPS センサーを構成するための GPS 設定が表示されています。 左側には、X オフセット、Y オフセット、角度オフセットの入力領域を強調表示する赤いボックスがあります。 右側は、デフォルトのオフセット値を反映した、中央に GPS センサーがあるロボットのグラフィカルな表現です。

GPS センサーを最大限に活用するには、ロボットの参照ポイントに基づいて X、Y、角度オフセットを設定できます。 オフセットが設定されていない限り、センサーはフィールド上の物理的な位置に基づいてデータを報告します。 オフセットが設定されると、VEXcode は GPS センサーからのデータを変換して、ロボットの参照ポイントを反映します。

オフセットを設定すると、取り付けの推奨事項に従いながら、旋回中心点やロボットのアームなど、ロボット上の意味のある位置から移動できるようになります。

オフセットの設定の詳細については、この記事をご覧


正と負の値を追跡する

ゲーム要素の開始位置を示すハイ ステークス フィールドの上から見た図。 フィールドには、座標グリッドのようにフィールドを 4 つの象限に分割する x 軸線と y 軸線が重ねて表示されます。 各象限には、対応する正の値と負の値がラベル付けされています。 右上隅から始めて、フィールドを時計回りに移動すると、最初の象限には正の x 値と正の y 値が表示され、2 番目の象限には正の x 値と負の y 値が表示され、3 番目の象限には負の x 値と負の y 値が表示され、4 番目の象限には負の x 値と正の y 値が表示されます。

GPS センサーは、座標グリッドに基づいて X および Y の位置データを報告します。 このデータを効果的に使用するには、正の値と負の値が座標グリッドとどのように揃っているかを追跡しておくと役立ちます。

このイメージをエンジニアリング ノートブックで再作成すると、フィールドの各象限で予想される値を追跡し、プロジェクトでデータを効果的に使用できるようになります。

アクセルを上から見た図。ロボットの前面にあるアームの中央に参照点が緑色の点でマークされており、ロボットの背面には GPS センサーが緑色のボックスで強調表示されています。 参照点は x 軸と y 軸によって交差し、参照点によってオフセットを計算するための 0, 0 ポイントが作成されることを示します。

正の値と負の値に関する同様の考慮は、GPS センサー構成のオフセットにも適用されます。 オフセットを正確に設定するために、各軸に沿った参照点からセンサー までの距離と方向 に注意してください。 


静止位置からのデータを使用する

フィールドの隅にいるアクセルを上から見た図。赤いボックスで GPS センサーが強調表示され、矢印がセンサーからフィールド コードを指し、センサーが静止位置からフィールド コードを読み取る方法を示しています。

GPS センサーは、フィールド周囲のフィールド コードのビデオ フィードを使用して位置を決定します。 センサーは視覚的なフィードバックに依存しているため、最も正確で鮮明な画像は停止した位置から得られます。

写真を撮るときのことを考えてみましょう。 動きながら写真を撮ろうとすると、画像がぼやけてしまいます。 写真を撮るときに立ち止まってじっと立っていると、より鮮明な結果が得られるでしょう。 GPS センサーについても同様です。

ロボットがより低速で移動するようにコーディングして実験し、正確な GPS センサー値を収集しながらロボットがどれだけ速く移動できるかを判断すると役立ちます。 データを収集し、チームにとって最適なデータに基づいた決定を下します。 周囲の照明などの環境要因がこれらの測定の信頼性に影響を与える可能性があるので、決定を行う際には練習場や競技場の環境と照明を考慮してください。

精度を向上させるために速度を遅くするだけでなく、プロジェクトに少なくとも 0.5 秒 (500 ミリ秒) の一時停止を組み込むことで、ロボットの動きを完全に停止することもできます。


コーディングする前に戦略を考えましょう

ハイ ステークス フィールドの左上隅を上から見た図。ゲーム要素は元の開始位置にあります。 緑色の矢印は、ロボットが左の位置から移動してモバイル ゴールまで進み、斜めにリングまで進み、モバイル ゴールに戻り、斜めにさらにリングまで移動してフィールドの中心線に到達するという意図した経路を示します。

ロボット上の他のデバイスと同様に、GPS センサーの使用方法は、ゲームをプレイする戦略によって異なります。 たとえば、フィールドの反対側にあるゲーム オブジェクトに到達しようとしている場合、ロボットは、フィールドの同じ象限にある要素に到達する場合よりも多くの障害物を回避して移動する必要がある可能性が高くなります。

何を達成しようとしているのか、そしてチームでそのタスクを完了するためにロボットをどのようにコーディングしたいのかをよく考えることで、プロジェクトで GPS センサーを最大限に活用できるようになります。


VEXcode VRでコーディングを練習する

VEXcode VR ワークスペースには、ワークスペースの左側にある位置センサーを使用してロボットをナビゲートするプロジェクトが表示されます。 右側では、モニター コンソールが開いており、位置 Y のデータが mm 単位で -900、位置 X のデータが mm 単位で -900 として表示されており、プロジェクト中に位置の値を監視する方法を示しています。 下部には Number Grid Playground が開いており、ロボットは左下隅の数字 1 の上にあります。

VEXcode VR の VR ロボットの位置センサーは、GPS センサーをモデル化しています。 VEXcode VR の位置センサーを使用してコーディングを練習すると、プロジェクトで x、y 位置データを使用するコーディングの概念に集中できるようになります。その後、それを V5RC フィールドの物理 GPS センサーに適用できます。

x と y の位置情報を使用してナビゲートする方法については、コンピュータ サイエンス レベル 1 コースの「Knowing Your Location Unit」(ブロック) (Python) で学習できます。 

仮想スキル ハイステークス プレイグラウンドの開始位置にある仮想アクセルの背面の画像。ロボットの前のゲーム要素とフィールド セットアップとの関係で、GPS センサーとロボット上のその位置を示しています。

また、VEXcode VR の仮想スキル プレイグラウンドを使用して、今年のゲームに向けてヒーロー ボットの GPS センサーのコーディングを練習することもできます。 仮想スキルは、フィールドでゼロからプロジェクトを適用して構築する前に、仮想環境でゲームプレイの戦略とコードのアイデアをテストするのに最適な場所です。 

仮想スキルで学習し、実践した概念は、実際のロボットに簡単に適用して構築できます。 VEXcode VR で仮想スキルを使い始める方法の詳細については、この記事 をご覧ください。


フィールド上の照明に注意してください

V5 Brain 画面上の GPS デバイス情報。右側に画像ビューが表示され、明るい環境でフィールド コードが明確に表示されます。 左側に報告されたデータは、X 0.74 m、Y 1.08 m、方位 88.67 度です。

GPS センサーはビデオ フィードを使用するため、明るい場所では最も正確なデータが報告されます。 フィールド上の影や、フィールド コードの反射の原因となる明るい光に注意し、可能であればそのような状況を避けてください。

薄暗い場所や照明の少ない場所でテストする場合は、周囲光を追加して、報告されるセンサー データの精度を向上させることができます。


デバイス情報を使用してGPSセンサーデータを確認します

V5 Brain 画面の GPS デバイス情報は、位置ビューと画像ビューの両方で表示され、位置ビューが上部、画像ビューが下部に表示されます。 X、Y 位置および方位データは両方とも同じです。 位置ビューでは、GPS センサーの位置を示す赤い矢印が右上隅の端近くにあり、丸い赤い領域とリングで囲まれています。これは、センサーが位置を正確に特定できないことを示しています。 画像ビューには、センサーがこの位置で検出しているフィールド コードの小さなコーナー部分が表示されます。

プロジェクトを計画する際に、V5 Brain 画面で GPS センサー データを表示して、プロジェクトの構築方法を決定するのに役立ちます。 

センサーが近すぎて位置を正確に読み取れない場合は、推定位置を示す円が表示されます。 場所ビューに円が表示されている場合は、プロジェクトのより正確なデータを取得できるように、センサーを壁から離して配置します。

V5 Brain 画面でデータを表示する方法については、この記事をご覧

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