光学センサー 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。
センサーの説明
光学センサーは、次のセンサーの組み合わせです。
- 周囲光センサー
- カラーセンサー
- 近接センサー
色情報は、RGB (赤、緑、青)、色相と彩度、またはグレースケールとして利用できます。 色の検出は、物体が 100 ミリメートル (mm) よりも近い場合に最適に機能します。
近接センサーは、統合された IR LED からの反射 IR (赤外線) エネルギーを測定します。 そのため、値は周囲の光やオブジェクトの反射率によって変化します。
光学センサーには白色 LED が搭載されており、暗い場所での色検出を支援します。
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。
センサーの表面には、光学センサーが配置されている小さな窓があります。
光学センサーの幅は広く、C チャンネルに組み込むことができます。
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 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。
光学センサーが V5 ロボット ブレインで機能するには、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。 光学センサーは、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。
光学センサーの仕組み
光センサーは光エネルギーを受信し、そのエネルギーを電気信号に変換します。 センサーの内部電子機器 (ハードウェア ステート マシン) は、これらの信号を出力信号に変換し、V5 Brain が入力として受信します。
前述したように:
- センサーの色検出は、物体が 100 ミリメートル (mm) または約 3.9 インチよりも近い場合に最適に機能します。
- 近接センサーは、反射された IR 光の強度を測定します。 これにより、周囲の光やオブジェクトの反射率によって値が変化します。
光学センサーを 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 はユーザー プログラムと連携して、光学センサーと組み合わせて次の目的で使用できます。
- センサーの白色 LED ライトをオンまたはオフにします。
- 白色 LED ライトの電力の割合を設定します。
- 物体を検出します。
- 色を検出します。
- 周囲光の明るさのパーセントを測定します。
- 色の色相を度単位で測定します。
光学センサーのセットアップ
配置。
光学センサーの配置は、正確な測定値を取得するために非常に重要です。 センサーの表面にある小さな光学センサー 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。
光センサーの値の読み取り。
V5 Robot Brain のデバイス情報画面を使用して、光学センサーが返す情報を確認すると便利です。 これは、Brain に接続されたセンサーを使用して次の手順で実行できます。
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。
デバイス情報画面の光学センサーアイコンをタッチします。
カラーモード。 光学センサーの前に物体を置きます。 ディスプレイには、センサーが検出している明るさ、物体の近さ、物体の色の色相の数値が表示されます。 画面の LED 輝度部分をタッチすると、LED の輝度が変わります。
注: V5 Robot Brain に最新バージョンのファームウェアがインストールされていることを確認してください。
VEXcode V5 で光学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、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、次の手順では光学センサーを VEXcode V5 内のデバイスとして追加します。
[デバイス]アイコンを選択します。
「デバイスを追加」を選択します。
「光学式」を選択します。
V5 Robot Brain で光学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。
ポートを選択したら、「DONE」を選択します。
注: テキスト ウィンドウ内の光学センサーの名前を Optical1 から別の名前に変更するオプションがあります。
光学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。
光学センサーに関連する「センシング」カテゴリのコマンドの詳細については、ヘルプ情報 (ブロック プロジェクト または Python プロジェクト) を参照してください。
光学センサーの一般的な用途
光学センサーは、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「オブジェクトの検出 (光学)」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。
- 物体を検出します。 この機能を使用すると、オブジェクトが光学センサーの範囲内に入ったときにロボットがそれを検出できるようになります。 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。
色を検出します。 この機能により、ロボットはオブジェクトの色を識別できるようになります。 教室での楽しいアクティビティは、ホームセンターからさまざまな色 (赤、緑、青、黄、オレンジ、紫、シアン) の塗料見本を入手し、色の濃淡が検出に影響するかどうかを確認することです。
- 周囲光の明るさのパーセントを測定します。 この機能により、ロボットは周囲の光の明るさを測定できます。 教室での楽しいアクティビティは、この機能を使用して、教室の照明がオンのときとオフのときの室内の光の量を測定することです。 次に、部屋の照明が点灯するとロボットが円を描いて動き、照明が消えるとロボットが停止するようにカスタム ユーザー プログラムを作成します。
色の色相を度単位で測定します。 この機能を使用すると、ロボットがオブジェクトの色の色相の数値を提供できるようになります。 光学センサーは、以下のカラー ホイールに基づいて、対応する色相値を 0 ～ 359 の度数で報告します。 これにより、一般的な赤、緑、青の指定と比較して、より正確な色の測定が可能になります。 教室での楽しい活動は、部屋にあるさまざまな物体の色相を測定し、どの生徒が最も高い色相番号を持つ物体を見つけられるかを確認することです。
競技用ロボットにおける光学センサーの用途
光学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。 オブジェクトとその色を検出する機能は、自律ルーチンを設計する際に大量の情報を提供します。
オブジェクトの存在と色の色合いは、ゲームの駒やゴールの検出に役立つ情報を提供します。
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、光学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。 同盟のカラーボールの 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 光学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。
光学センサーは のウェブサイトから入手できます。