Сипаттама
Ультрадыбыстық диапазон өлшегіш сенсор мен дыбыс кері қайтарылатын нысан арасындағы қашықтықты өлшеу үшін эхолокация үшін ультрадыбыстық дыбысты пайдаланатын сенсор. Диапазон тапқыш үш сымды сериялы сенсорлардың бірі болып табылады. Оның екі 3 сымды кабелі бар. 40 кГц динамикке қуат беретін қара, қызыл және қызғылт сары «Шығыс» кабелі бар; және жоғары жиілікті микрофон қабылдағышынан сигнал жіберетін қара, қызыл және сары «Кіріс» кабелі. (Ескертпе: қалыпты есту диапазоны әдетте 0,02 КГц пен 20 КГц арасында болады, сондықтан бұл сенсор шығаратын дыбыс көптеген адамдар ести алатын дыбыстан әлдеқайда жоғары болуы керек.)
3 сымды сенсорлар V5 робот миымен немесе кортекспен үйлесімді. Олардың сенсорлық кабельдерін 3 сымды ұзартқыш кабельдерарқылы ұзартуға болады.
Ультрадыбыстық диапазон тапқыш V5 миымен жұмыс істеуі үшін сенсор кабельдерінің екеуі де V5 миының 3 сымды порттарына толығымен кірістірілген болуы керек. Шығыс кабелін 3 сымды портқа, ал кіріс кабелін келесі дәйекті 3 сымды портқа қосу керек.
Мысалы, сенсордағы «OUTPUT» деп белгіленген (қара, қызыл және қызғылт сары) кабельді 3 сымды A портына қосуға болады, содан кейін «INPUT» деп белгіленген (қара, қызыл және сары) кабель 3 сымды B портына жалғаныңыз.Ескертпе: тек белгілі бір порт жұптары жұмыс істейді (AB, CD, EF және GH).
Ультрадыбыстық диапазон өлшегіш Advanced Sensor Kit құрамына кіреді және оны осы жерден сатып алуға болады.
| Диапазон өлшегіш | Екі 3 сымды порт |
|---|---|
Ультрадыбыстық диапазон тапқыш қалай жұмыс істейді
Ультрадыбыстық диапазон тапқыш сенсоры роботқа жоғары жиілікті дыбыс толқындарын пайдалану арқылы жолындағы кедергілерді анықтауға мүмкіндік береді. Сенсор 40 кГц дыбыс толқынын шығарады, ол шағылысатын бетінен секіреді және сенсорға оралады. Содан кейін толқынның сенсорға қайтып келуіне кететін уақытты пайдалана отырып, нысанға дейінгі қашықтықты есептеуге болады. Бұл процесс төмендегі анимацияда көрсетілген.
Диапазон іздеу құралының жарамды ауқымы 1,5” (3,0 см) және 115” (300 см) арасында. Сенсор нысанды 1,5” төмен өлшеуге әрекет жасағанда, дыбыс сенсор анықтай алмайтындай тым тез қайталанады және 115 дюймден жоғары дыбыстың қарқындылығы анықтау үшін тым әлсіз.
Дыбыс толқындарының қасиеттері осы диапазонға әсер етеді. Мысалы, анықталатын нысанның қатты беті болмаса (мысалы, 2016-2017 VRC ойынында пайдаланылған матаның үлкен текшелері, Жұлдыз соқты) дыбыс толқындары жұтылуы мүмкін және сенсор дәл көрсеткішті қайтармауы мүмкін. .
Бұған қоса, анықталатын нысан шар тәрізді сфералық болса немесе пішіні дұрыс емес болса, дыбыс толқындары шашыраңқы болуы мүмкін және сенсордан мәндердің кең ауқымын қайтаруға себеп болуы мүмкін. Дегенмен, ультрадыбыстық диапазон өлшегіш тегіс қатты бетке дейінгі қашықтықты өлшеу үшін пайдаланылған кезде пайдалы дәл өлшеуді қамтамасыз етеді.
Ультрадыбыстық диапазон тапқышты VEXcode V5немесе VEXcode Pro V5 сияқты бағдарламалау тілімен жұптастыру қажет, ол Миға роботты басқару үшін сенсордан қашықтық мәнін пайдалану үшін пайдаланушы бағдарламасын жасау керек. Диапазон іздеу құралы қашықтықты дюйммен немесе миллиметрмен өлшей алады.
Ультрадыбыстық диапазон өлшегіштің кең таралған қолданылуы:
Ультрадыбыстық диапазон өлшегіш - жақындық сенсорының бір түрі, яғни ол объектіні ұстамай-ақ анықтай алады. Бұл сенсор роботтың жолындағы кедергіні соққанға дейін анықтай алады дегенді білдіреді. Ультрадыбыстық диапазонды анықтау құралын пайдаланудың кейбір мысалдары мыналарды қамтиды:
Кедергілерді болдырмау: Объектіні ерте анықтау арқылы, бұл кедергі өріс элементі, ойын бөлігі немесе басқа робот болсын, роботты кедергіні болдырмау үшін тоқтатуға немесе бұрылуға бағдарламалауға болады.
Ультрадыбыстық қашықтық өлшегіштерді көптеген көліктер жолдарындағы заттарды анықтау және жүргізушіге ескерту немесе одан жалтару шараларын қабылдау үшін пайдаланады. Төмендегі анимацияда қабырғаға соғылудан аулақ болу үшін ультрадыбыстық диапазон өлшегіштің пайдаланылуы көрсетілген.
Қимылмен басқару: Сыныптағы қызықты әрекет - ультрадыбыстық диапазонды анықтау құралын қолды сенсордың белгілі бір қашықтық диапазонында жылжыту үшін бағдарлау. Робот бұл қозғалысты анықтаған кезде оның әрекетін өзгерте алады. Мысалы, бұл робот сенсордың үстінен қол бұлғамайынша қозғалмайтын оқиға ретінде пайдаланылуы мүмкін. Көптеген робототехника ойындарында матчтың автономды кезеңінде адамның роботпен қарым-қатынасының бұл түріне тыйым салатын нақты ережелер бар.
Навигация: Роботтың әрекетін басқару үшін кері байланысты басқару циклі ретінде ультрадыбыстық диапазон өлшегішті пайдалануға болады. Бұл қабырғадан белгілі бір қашықтыққа жылжып, тоқтау, қабырғаға қарай белгілі бір қашықтыққа жылжып, содан кейін басқа бағытта жүру үшін бұрылу немесе қол мен тырнақ затты алу үшін дұрыс орында болуы үшін заттан дұрыс қашықтықта тоқтау сияқты әрекеттер болуы мүмкін. Тырнақтың алдындағы затты анықтап, содан кейін оны алу үшін ультрадыбыстық диапазон өлшегіштің қалай қолданылатынын көру үшін төмендегі анимацияны қараңыз.
Робот шарлау үшін ультрадыбыстық диапазонды анықтау құралын пайдаланғанда, пропорционалды кері байланыс басқару құралын пайдалану пайдалы болуы мүмкін. Бұл қате (роботтың мақсатты қашықтығы мен оның нақты қашықтығы арасындағы айырмашылық) жетекке пайыздық қуатты реттеу үшін пайдаланылатынын білдіреді.
Бұл роботтың қажетті қашықтыққа жақындаған сайын баяулауына әкеледі (себебі қателік азырақ), ол белгіленген мақсатты қашықтыққа жеткенше және тоқтағанша. Бұл әдіс роботқа қозғалыс жылдамдығы тым жылдам болған жағдайда орын алуы мүмкін мақсатты қашықтықтан асып кетуге көмектеседі.
Ультрадыбыстық диапазонды өлшегіштерді бәсекелес роботта қолдану:
Ультрадыбыстық диапазон тапқыштар жарыс роботында пайдаланылған кезде өте пайдалы болуы мүмкін. Жоғарыда айтылған кедергілерді болдырмау және навигациядан басқа, кейбір жетілдірілген әрекеттер үшін роботқа диапазон іздеуші жұбын орнатуға болады. Бұл екі сенсорды роботтың бір жағына орнату керек және оларды шасси бүйірінің қарама-қарсы бұрыштарына орналастыру сияқты қашықтықпен бөлу керек.
Бағдар және нысаналау: Екі ультрадыбыстық диапазон өлшегіш аралары арақашықтықпен орнатылғанда, олардың әрқайсысы өрістің периметрі қабырғасына немесе басқа жазық өріс элементтеріне дейінгі екі қашықтықты өлшей алады. Датчиктердің арасындағы орнатылған қашықтықты және екі өлшенген қашықтық арасындағы кез келген айырмашылықты пайдалана отырып, V5 Brain роботтың қабырғаға қатысты бағдарланған бұрышын есептей алады.
Бұл өлшемдерді робот автономды жолдың келесі қадамын бастамас бұрын оның бұрышын реттеу үшін немесе лақтыру манипуляторын ойын фигурасын атпас бұрын маховик сияқты нысанаға алу және реттеу үшін пайдалануға болады. Ойын нысанын қақпаға дәл орналастыру үшін робот қолына бекітілген ультрадыбыстық қашықтық өлшегішті көру үшін төмендегі анимацияны қараңыз.
Қосымша тексеру: Бағдарлау және нысанаға алу үшін сипатталған әдісті пайдаланып, роботтың бұрышын өлшеу үшін екі ультрадыбыстық диапазонды анықтау құралын пайдалануға болады. Бұл жағдайда бұрышты күрделі автономды жол кезінде белгіленген нүктеде бастапқы сенсордың (мысалы, гиро/инерциялық сенсор) өлшеуін тексеру үшін пайдалануға болады.
Егер диапазон іздеушілер роботтың күтілетін бағдарынан ауытқып кеткенін көрсетсе, бастапқы сенсорды пайдаланып жолын жалғастырмас бұрын, роботты екі диапазон іздеу құралының көрсеткіштері арқылы реттеуге және қайта калибрлеуге болады.
Ультрадыбыстық диапазон өлшегіш периметр қабырғасынан 10 дюймге дейін тоқтау сияқты қарапайым әрекет үшін немесе ойын алаңы арқылы жалаушаға соғу үшін допты дәл түсіру сияқты өте күрделі функция үшін пайдаланылғанына қарамастан, дыбыс толқындарының қасиеттерінің негізі болып табылады. сенсордың өлшемін ескеру қажет. Басқаша айтқанда, дөңгелек, дұрыс емес пішінді немесе жұмсақ жұтатын беттерге дейінгі қашықтықты өлшегенде, Ультрадыбыстық диапазон өлшегіштен алынған мәндердің дәйекті немесе дәл болуын күтпеңіз.
Көптеген сенсорлар сияқты, ультрадыбыстық диапазон тапқыштар негізінен матчтың автономды бөлігінде пайдаланылады, бірақ кейбір шығармашылық ойлау арқылы үздік командалар жүргізушінің роботты басқаруын жақсарту үшін сенсорларды пайдалана алады.