VEX V5でGPSセンサーを使用する – VEX ライブラリ

Game Positioning System™ (GPS) センサーは、VEX V5 ロボット競技 (V5RC) フィールドの周囲にあるフィールドコードを使用して、センサーの位置と方向を追跡して報告するように設計されています。

この記事では、GPS センサーの機能、報告されるデータ、V5 Brain の画面でこのセンサーデータを表示して理解する方法について説明し、このセンサーを効果的に使用できるようにします。この記事で取り上げた概念について詳しくは、以下のビデオをご覧ください。

GPSセンサーの仕組み

GPS センサーが VEX V5 競技フィールドのロボットに取り付けられている様子が示されています。フィールドの壁には白黒のパターンが表示され、矢印はセンサーが位置決めにこのパターンを使用していることを示しています。

GPS (ゲームポジショニングシステム) 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パターンを確認します。検出されたパターンに基づいて、センサーはフィールド上の位置に関するデータを報告します。

V5RC フィールドの斜めビュー。フィールドに座標グリッドの図が重ねて表示されています。フィールドの中心は 0, 0 でマークされ、X 軸と Y 軸の正と負の方向にラベルが付けられます。

VEX V5 競技 (V5RC) フィールド上の位置は、座標系によって決定されます。 (0, 0)、つまり原点は、ここに示すように、フィールドの中心にあります。

座標グリッドがフィールドに重ねて表示された V5RC フィールドの上空からのビュー。各軸に距離がメートル単位でマークされており、フィールドの端は両方の軸のプラスまたはマイナス 1.8 メートルのマークにあります。

フィールドの範囲は、X 軸と Y 軸に沿って約 -1.8 メートル (m) から 1.8 メートル (m) です。 GPS センサーはこの座標系に基づいてデータを報告します。

GPS フィールドコードのセクションが例として示されています。これは、幅が異なる 2 列の白黒の長方形で構成されています。

フィールドの壁には GPS フィールドコードが直接印刷されています。各壁の市松模様のようなパターンは繰り返されず、フィールドの特定の領域に対応しています。

GPS センサーは、フィールドコードの検出された部分に基づいて、フィールド上のセンサーの座標位置を計算します。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。メニューには、X 位置、Y 位置、および方位のデータが度単位で表示されます。メニューにはセンサーからのビデオプレビューも表示され、オーバーレイには、プレビューに表示される GPS フィールドコードをセンサーが表示および識別できることが示されます。

計算された位置に基づいて、GPS センサーはセンサーの位置に関する情報を報告します。

フィールド上のセンサーのX座標
フィールド上のセンサーのY座標
フィールド上のセンサーの方向（度）
信号品質（報告されたセンサーデータの信頼性）

V5RC フィールドとロボットの上から見た図。フィールドに座標グリッドが重ねて表示されています。 X 軸の単位がラベル付けされており、ロボットの X 座標が約 1.4 メートルで表示されます。

X 位置は、フィールドの X 軸に沿った GPS センサーの報告された位置です。

この例では、X 座標は約 1.4m です。

V5RC フィールドとロボットの上から見た図。フィールドに座標グリッドが重ねて表示されています。 Y 軸の単位がラベル付けされており、ロボットの Y 座標が約 1.2 メートルで表示されます。

Y 位置は、フィールドの Y 軸に沿った GPS センサーの報告された位置です。

この例では、Y 座標は約 1.2m です。

V5RC フィールドの俯瞰図。フィールドに円と回転度が重ねて表示されています。度の範囲は 0 から 359.9 までで、0 度のマークは 12 時の位置、つまりこの図では「上」を向いています。

方位はフィールド方位に対応し、時計回りに 0 度から 359.9 度の範囲になります。 0ºは12時の位置にあります。

V5RC フィールドとロボットの上から見た図。回転角度がフィールドに重ねて表示されています。フィールドの中心からロボットまでの線が表示され、この例ではその線は約 40 度です。

この例では、方位は約 40 度です。

GPSセンサーの使用を開始する

GPSセンサーの取り付け

GPS センサーからのデータは V5 Brain で表示できます。このデータを表示するには、まず GPS センサーをロボットに取り付ける必要があります。

VEX V5 競技フィールドでロボットの後部に GPS センサーが取り付けられている様子が示されています。

GPS センサーはロボットの後ろを向いてロボットの後部に取り付けることをお勧めします。前面に取り付けると、ゲーム要素によってセンサーの視界の大部分が遮られる可能性があります。

注: GPS センサーが VEX ロゴを正しい向きにして正しい向きで取り付けられていることを確認してください。そうしないと、位置が正しく報告されません。

VEX V5 競技フィールドでロボットの後部に GPS センサーが取り付けられている様子が示されています。矢印は地面からのセンサーの高さを示しており、この例ではセンサーはおおよそ GPS フィールドコードの高さにあります。

また、フィールドコードに準拠するために、GPS センサーを地面から十分高い位置にロボットに取り付けることをお勧めします。これにより、フィールド上の他の誤ったオブジェクトやロボット機構がセンサーのフィールドコード検出機能に干渉する可能性が低減されます。

VEX V5 競技フィールドのロボットの後部に取り付けられた GPS センサーの上空からの眺め。矢印は GPS センサーの角度を示しており、この例ではロボットの背面と平行で真後ろを向いています。

同様に、センサーはロボットの背面に対して平行（斜めではなく）に配置することをお勧めします。これにより、干渉の可能性が低減されると同時に、VEXcode でセンサーを構成するために必要な手順も削減されます。 VEXcode V5 でのロボットの設定の詳細については、この記事を参照して

GPSセンサーデータの表示

センサーがロボットに取り付けられ、ロボットがフィールド上に配置されると、V5 Brain の GPS センサーからのデータを表示できるようになります。デバイス情報を表示するには、次の手順に従います。

ホームメニューに Brain 画面が表示され、デバイスオプションが強調表示されます。

V5 Brain の電源をオンにし、 デバイス アイコンを選択します。

Brain 画面はデバイス情報メニューに表示され、Brain のスマートポートと接続されているすべてのデバイスのリストが表示されます。デバイス情報メニューの GPS センサーアイコンが強調表示され、項目を選択して情報メニューを開くことができることを示します。

[デバイス情報] 画面で [GPS センサー] アイコンを選択します。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。メニューには、X 位置 (メートル)、Y 位置 (メートル)、および方位 (度) のデータが報告されます。メニューには、フィールド上のセンサーの位置と方向を示す図も表示されます。

これで、ロボットをフィールド上で移動させて、V5 Brain の画面に表示されるセンサーの現在の位置と方向を観察できます。

V5RC フィールド上のロボットの斜めビュー。ロボットは、センサーの図が示すのと同じ位置と向きで表示されます。

GPS センサーの位置が V5 Brain のデバイス画面にどのように表示されるかを見てみましょう。参考までに、これはフィールド上のロボットの位置です。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。位置ビュー図が強調表示され、この図はセンサーの位置と方向を視覚化するのに役立ちます。

場所ビューでは、フィールドとその座標グリッドのグラフィカルな表現が右側に表示されます。

赤い矢印は GPS センサーの現在の方向を表します。矢印から伸びる白い円錐は、センサーの現在の視野を表示します。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。 X 位置と Y 位置の値が強調表示されます。この例では、X 位置は 0.21 メートル、Y 位置は - 0.38 メートルとなります。

GPS センサーの X 位置と Y 位置は、Brain の画面の左上に表示されます。

注: ブレインの画面で X と Y の位置を含むボックスを選択すると、表示単位をメートル (m) からインチ (in) に変更できます。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。方位の値が強調表示されており、この例ではマイナス 67.64 度となっています。この方向は「左」、つまり負の X 軸の方向を向いていることに近くなります。

GPS センサーの現在の方位も度単位で表示されます。

V5RC フィールドの俯瞰図。フィールドに円と回転度が重ねて表示されています。度の範囲は -180 から 180 までで、0 度のマークは 12 時の位置、つまりこの図では「上」を向いています。負の 180 度と正の 180 度の位置は、6 時の位置、つまりこの図では「下」の位置で出会います。

注:V5 Brain Screen には、GPS センサーの方向が -180 度から 180 度まで表示されます。

0º の位置から開始します:

0度から180度までの時計回りの方向が正である。
反時計回りの0度から-180度までの方向は負である。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。画面の左下隅にある画像ボタンが強調表示されます。これを選択すると、ロケーションビューとビデオプレビューを切り替えることができます。

ここに示す画像のように、Brain の画面の左下のボックスを選択すると、位置グリッドビューと GPS センサーの実際のカメラビューを切り替えることができます。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。画像ボタンが選択され、位置グリッドの代わりにライブビデオプレビューが表示されます。オーバーレイは、センサーが GPS フィールドコードを表示して追跡していることを示します。画像ボタンに「場所」と表示されるようになりました。

画像オプションを表示すると、センサーによって検出された要素を確認できます。

フィールドストリップ上の白黒のボックスのパターン
場所の GPS フィールドコード (緑の境界線で示されます)
検出されたパターン間の距離（パターン要素の交差点の赤い点で示される）

GPSセンサーからのデータの理解

GPS センサーのデータを Brain 画面で表示する方法がわかったので、自分で GPS センサーをテストし始めることができます。以下に、ロボットの位置と GPS センサーが Brain 画面に表示されるデータにどのように接続されるかを示す例をいくつか示します。これにより、作業を開始するのに役立ちます。

拡大するには、以下の画像を選択してください。

例1

V5RC フィールド上のロボットの斜めビュー。例として、ロボットが新しい位置で表示されます。

この例では、ロボットがフィールドの右上隅にあり、GPS センサーが右側の壁を向いていることがわかります。

この立場から、次のことが期待できます。

正のx座標
正のy座標
約90度の方向

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。この例では、X 位置は 0.74 メートル、Y 位置は 1.08 メートル、方位は 88.68 度となっています。メニューには、ロボットの新しい位置と一致する、フィールド上のセンサーの位置と方向を示す図も表示されます。

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。値は同じですが、位置ビューの代わりにセンサーからのビデオプレビューが表示されます。

例2

V5RC フィールド上のロボットの斜めビュー。例として、ロボットが新しい位置で表示されます。

この例では、ロボットはフィールド上でほぼ同じ位置にありますが、180 度回転しているため、GPS センサーは左側の壁を向いています。

この立場から、次のことが期待できます。

正のx座標
正のy座標
約-90ºの方位

センサーのデータを一覧表示する GPS センサーメニューに Brain 画面が表示されます。この例では、X 位置は 0.58 メートル、Y 位置は 0.91 メートル、方位は - 85.65 度となります。メニューには、ロボットの新しい位置と一致する、フィールド上のセンサーの位置と方向を示す図も表示されます。

次のステップ

GPSセンサーのデータを自分で確認しましょう！ GPS センサーをロボットに取り付け、フィールドに配置し、デバイス画面を使用してさまざまな場所のセンサーデータを表示します。
コーディングを始める準備はできましたか? VEXcode V5 で GPS センサーを構成することから始めます。 GPS センサーの設定の詳細については、この記事をご覧ください