VEX V5で距離センサーを使用する – VEX ライブラリ

距離センサーは、V5 ロボットプラットフォームと完全に統合するように設計された強力な V5 センサーの 1 つです。このセンサーは、教室で安全なレーザー光のパルスを使用して、センサーの前面から物体までの距離を測定します。

V5 距離センサーの斜めビュー。

説明

距離センサーは、物体を検出し、物体の相対的なサイズを決定するためにも使用できます。オブジェクトのおおよそのサイズは、小、中、または大として報告されます。

センサーはロボットの接近速度を計算するために使用できます。アプローチ速度は、ロボット/センサーがオブジェクトに向かって移動する速度を測定します。

V5 距離センサーは、側面のタブと、タブのスロット穴が強調表示されラベル付けされた状態で示されています。

このセンサーのハウジングには、センサーをロボットに取り付ける際の柔軟性を提供するために、長穴のある 2 つの取り付けタブがあります。

V5 距離センサーのレーザーのウィンドウが強調表示され、ラベルが付けられています。

センサーの表面には小さな窓があり、距離を測定するためにレーザービームが送信され、そこからレーザービームが受信されます。

V5 距離センサーは、2 本のネジと 2 つの 1/4 インチスタンドオフピースを使用して、V5 C チャネルピースにネストされて取り付けられます。

距離センサーの幅は、C チャンネルにネストできる大きさです。

注: V5 スマートポート用のクリアランスを確保するには、このアタッチメントに 1/4 インチスタンドオフ (275 - 1013) または 8 ミリメートル (mm) プラスチックスペーサー (276-2019) を使用する必要があります。

V5 距離センサーは、スマートケーブルを使用して V5 Brain に接続されています。

距離センサーを V5 ロボットブレインで機能させるには、センサーの V5 スマートポートと V5 ロボットブレインのスマートポートを V5 スマートケーブルで接続する必要があります。距離センサーは、V5 Robot Brain の 21 個のスマートポートのいずれかで動作します。 V5 スマートケーブルをポートに接続するときは、ケーブルのコネクタがポートに完全に挿入され、コネクタのロックタブが完全にはめ込まれていることを確認してください。

距離センサーの仕組み

距離センサーは、教室内で安全なレーザー光のパルスを発信し、パルスが反射されるまでの時間を測定します。これにより、距離の計算が可能になります。

このセンサーのクラス 1 レーザーは、現代の携帯電話で頭部検出に使用されているレーザーに似ています。レーザーによりセンサーの視野が非常に狭くなるため、検出は常にセンサーの真正面で行われます。

距離センサーの測定範囲は 20 ミリメートル (mm) ～ 2,000 ミリメートル (mm) (0.79 インチ～ 78.74 インチ) です。 200 ミリメートル (mm) 未満の場合、精度は約 +/-15 ミリメートル (mm) です。 200 ミリメートル (mm) を超えると、精度は約 5% になります。

距離センサーを VEXcode V5 や VEXcode Pro V5 などのプログラミング言語と組み合わせて、センサーの読み取り値を利用してロボットの動作を制御する V5 Robot Brain のユーザープログラムを作成する必要があります。

V5 Brain をユーザープログラムと連携して使用すると、距離センサーの測定値を次のように変換できます。

ミリメートルまたはインチ単位で測定される物体までの距離。
オブジェクトの速度 (メートル/秒)。
オブジェクトのサイズは小、中、または大です。
オブジェクトが見つかりました。

VEXcode V5 アプリケーションアイコン。

距離センサーのセットアップ

V5 距離センサーは、V5 ロボットビルドのクローアームの前面に配置されています。赤いボールがセンサーの前にある場合、センサーを使用して物体を検出できることを示します。

配置: 距離センサーの配置は、正確な測定値にとって非常に重要です。センサーの表面にある小さなレーザーウィンドウの前にロボット上の構造物がないことを確認してください。測定対象物とセンサーの間には、センサーの前に明確な経路が必要です。

距離センサー値の読み取り: V5 Robot Brain のデバイス情報画面を使用して、距離センサーが返す値を確認すると便利です。これは、脳に接続されたセンサーを使用して次のように行うことができます。

V5 Brain 磁気スクリーンプロテクターを取り外し、Brain の電源を入れ、デバイスアイコンをタッチします。

デバイス情報画面で距離センサーアイコンをタッチします。

距離センサーの前に物体を置くか、センサーを壁に向けて測定値を観察します。表示範囲と単位（mm またはインチ）は、画面をタッチするだけで変更できます。

注意: V5 Robot Brain に最新バージョンのファームウェアインストールされていることを確認してください。

VEXcode V5に距離センサーをデバイスとして追加する

センサーをプログラミング言語で使用する場合は常に、その言語内でセンサーを構成する必要があります。 VEXcode V5 および VEXcode Pro V5では、「デバイスの追加」機能を使用してこれを実現します。この例を示すために、次の手順では距離センサーを VEXcode V5 内のデバイスとして追加します。

コードビューアーアイコンと印刷コンソールアイコンの間にデバイスアイコンが強調表示された VEXcode V5 ツールバー。

[デバイス]アイコンを選択します。

デバイスの追加ボタンが強調表示された VEXcode V5 デバイスメニュー。

「デバイスを追加」を選択します。

デバイスの追加ボタンを選択した後の VEXcode V5 デバイスメニュー。距離オプションが強調表示されます。

「距離」を選択します。

VEXcode V5 デバイスメニューとスマートポートメニューが表示されています。最初のスマートポートが強調表示されます。

V5 Robot Brain で距離センサーが接続されているスマートポートを選択します。

新しい距離センサーのスマートポートオプションを 1 に設定した後の VEXcode V5 デバイスメニュー。上記では、デバイスの名前が強調表示されており、変更可能であることを示しています。以下では、「完了」ボタンが強調表示されています。

ポートを選択したら、「DONE」を選択します。

注: テキストウィンドウ内の距離センサーの名前を Distance1 から別の名前に変更するオプションがあります。

ブロックツールボックスが表示された VEXcode V5。ブロックの距離検知カテゴリが利用可能になりました。

距離センサーがユーザープログラムに追加されると、新しいセンサーコマンドのセットが使用可能になります。

距離センサーの一般的な用途

VEXcode V5 ツールバーの「ファイル」メニューが開き、「例を開く」オプションが強調表示されています。「例を開く」は、メニューの「新しいブロックプロジェクト」、「新しいテキストプロジェクト」、「開く」、および「最近開いたファイル」の下にある 5 番目のオプションです。距離センシングサンプルプロジェクトのサムネイル。

距離センサーは、ロボットの動作を変更するために使用できるいくつかの測定値を生成できます。

これらの機能は、次のいずれかと併用できます。

V5 Robot Brain の「デバイス情報」オプション。
VEXcode V5 の [ファイル] メニューの [例を開く] オプションにあるサンプルプロジェクト「距離センシング」を使用します。
VEXcode プログラムの 1 つを使用してカスタムユーザープログラムを作成します。

これらの機能には次のものが含まれます。

- ミリメートルまたはインチで測定される物体までの距離。 これにより、距離センサーの前面と物体または障壁/壁の間の測定が行われます。教室での楽しい課題は、距離センサーを使用してロボットと壁の間の距離を測定することです。次に、巻尺などの別の方法で距離を測定し、2 つの測定値を比較します。
- オブジェクトの速度 (メートル/秒)。 これは、ロボットに接近する物体、またはロボットが物体に接近する速度の測定値をメートル/秒で提供します。教室での楽しい課題は、ロボットを壁に向かって運転する際の最大速度を測定するカスタムユーザープログラムを作成することです。
  - センサーに向かって移動する物体 (センサーが静止物体に向かって移動する場合、またはその逆の場合) は正の速度を報告する一方、センサーから遠ざかる物体 (これもセンサーが静止物体から遠ざかる場合、またはその逆の場合) は正の速度を報告することに注意してください。その逆) は負の数を報告します。センサーがこれを行うことができるのは、単にセンサーが見た距離の時間変化率 (平たく言えばメートル/秒、つまり速度) を取得するためであることを理解することが重要です。

距離センサーメニューにセンサーのデータがリストされるブレインスクリーンが表示されます。メニューの図には検出された物体までの距離が表示され、矢印は距離が縮まっていることを示します。速度の値は毎秒 0.21 メートルであり、距離が縮まっていることも示しています。距離センサーメニューにセンサーのデータがリストされるブレインスクリーンが表示されます。メニューの図には検出された物体までの距離が表示され、矢印は距離が伸びていることを示します。速度の値はマイナス 0.29 メートル/秒を示しており、距離が伸びていることも示しています。

次の 2 つの画像は、距離センサーが選択されている場合の [デバイス情報] ページを示しています。最初の画像はセンサーに向かって移動する物体の例であり、2 番目の画像は遠ざかろうとする物体の例です。それぞれの場合における速度の符号規則に注意してください。

- オブジェクトのサイズは小、中、または大です。 この機能により、ロボットはセンサーの読み取り値に応じて物体が小さい、中程度、または大きいものとして識別できます。教室での楽しい課題は、V5 Robot Brain のデバイス情報画面を使用して、さまざまなオブジェクトを 1 メートルなどの設定距離に配置して、センサーがオブジェクトを小型、中型、または大型として検出するかどうかを確認することです。
  注: オブジェクトのサイズは推定値であり、オブジェクトの反射率の影響を受ける可能性があります。

V5 距離センサーは、V5 ロボットビルドのクローアームに取り付けられています。センサーの前にフォームブロックが配置されています。

オブジェクトが見つかりました。 この機能により、ロボットは距離センサーの範囲内に物体が入ったときにそれを検出できます。教室での楽しい課題は、黒い発泡ゴムのブロックや光沢のあるアルミホイルのボールなど、反射率の異なる物体をセンサーの前に置き、物体の表面が検出に影響を与えるかどうかを確認することです。

競技用ロボットにおける距離センサーの用途:

距離センサーは、競技用ロボットに優れた競争上の優位性をもたらします。外周壁までの距離を検出し、ロボットの速度を測定できる機能は、自律ルーチンを設計する際に大量の情報を提供します。

オブジェクトの検出とオブジェクトの相対的なサイズの決定により、ゲームの駒やゴールの検出に役立つ情報が提供されます。

V5 距離センサーは、V5 ロボットビルドのクローアームに取り付けられています。センサーの前に赤いボールが表示され、距離センサーが競技中のゲームオブジェクトを検出するために使用できることを示しています。

たとえば、2020 ～ 2021 年の VEX ロボティクスコンペティションゲーム「Change Up」では、距離センサーを角度を付けてロボットの吸気口の前の床をスキャンできます。ゲームで使用されるボールの 1 つが検出されるとすぐに、ロボットの吸気口が自動的にオンになり、ボールを拾うことができます。

VEX 距離センサーがどのような用途に使用されるかに関係なく、チームにとって歓迎される追加機能となることは間違いありません。センサーの値の機能はユーザーの想像力に任されています。

距離センサーはのWebサイトから入手できます。