GPS 센서를 사용한 모범 사례 – VEX 라이브러리

GPS 센서, 또는 게임 위치 시스템 센서는 VEX V5 로봇 경진대회(V5RC) 분야에서 길을 찾는 데 유용한 도구입니다. 센서를 최대한 활용하는 데 도움이 되는 모범 사례를 알아보려면 이 기사를 읽어보세요.

필드 코드를 명확하게 확인하세요

모서리에 있는 빈 필드에 있는 악셀, GPS 센서는 필드 경계에 있는 필드 코드를 바라보는 로봇 후면에 장착됨. 로봇의 GPS 센서 위치를 빨간색 상자로 강조 표시하고, 센서와 필드 코드의 정렬을 나타내는 화살표가 있습니다.

GPS 센서는 비디오 피드를 사용하여 필드 주변의 필드 코드 패턴을 감지합니다. 그러므로 센서가 로봇의 메커니즘이나 구성 요소에 의해 가려지지 않는 것이 중요합니다.

로봇에서 필드 코드를 센서가 볼 때 발생할 수 있는 방해를 최소화하기 위해 GPS 센서를 로봇 뒤쪽을 향하게 하여 로봇 후면에 장착하는 것이 좋습니다.

GPS 센서로 프로젝트를 테스트할 때는 필드에 외부 항목(예: 팀원이나 추가 게임 요소)이 없어 필드 코드를 차단하지 않는지 확인하세요.

2024~2025년 하이 스테이크 게임의 히어로 봇인 악셀은 구석의 빈 필드에 있으며, 로봇 후면에 GPS 센서가 장착되어 필드 경계에 있는 필드 코드를 향하고 있습니다. 로봇의 GPS 센서 위치를 강조 표시한 빨간색 상자와 필드 코드와 같은 높이에서 센서의 높이를 나타내는 화살표가 있습니다.

GPS 센서는 필드 코드와 동일한 높이에 위치해야 하며 의도한 대로 작동하려면 어떤 각도로도 움직여서는 안 됩니다.

로봇에 GPS 센서를 장착하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 이 기사를 참조하세요.

오프셋을 정확하게 구성하세요

GPS 센서 구성을 위한 GPS 설정을 보여주는 VEXcode V5의 장치 창입니다. X 오프셋, Y 오프셋, 왼쪽의 각도 오프셋에 대한 입력 영역이 빨간색 상자로 강조 표시되어 있습니다. 오른쪽은 중앙에 GPS 센서를 배치한 로봇의 그래픽 표현으로, 기본 오프셋 값을 반영하고 있습니다.

GPS 센서를 최대한 활용하려면 로봇의 참조점을 기준으로 X, Y 및 각도 오프셋을 구성할 수 있습니다. 오프셋이 구성되어 있지 않으면 센서는 필드에서의 물리적 위치를 기반으로 데이터를 보고합니다. 오프셋이 구성되면 VEXcode는 GPS 센서의 데이터를 변환하여 로봇의 참조점을 반영합니다.

오프셋을 구성하면 장착 권장 사항을 따르면서도 회전 중심점이나 로봇 팔과 같이 로봇의 의미 있는 위치에서 탐색할 수 있습니다.

오프셋 설정에 대해 자세히 알아보려면 이 문서를 하세요.

양수 및 음수 값을 추적합니다.

게임 요소의 시작 위치를 보여주는 하이 스테이크 필드의 상단에서 본 모습. 필드에는 좌표 격자처럼 필드를 4개 사분면으로 나누는 x축과 y축 선이 중첩되어 있습니다. 각 사분면에는 해당 양수 값과 음수 값이 표시됩니다. 오른쪽 상단 모서리에서 시작하여 필드 주위를 시계 방향으로 이동합니다. 첫 번째 사분면은 양수 x, 양수 y 값을 읽습니다. 두 번째 사분면은 양수 x, 음수 y 값을 읽습니다. 세 번째 사분면은 음수 x, 음수 y 값을 읽고 네 번째 사분면은 음수 x, 양수 y 값을 읽습니다.

GPS 센서는 좌표 격자를 기반으로 X 및 Y 위치 데이터를 보고합니다. 이 데이터를 효과적으로 사용하려면 양수 값과 음수 값이 좌표 격자와 어떻게 일치하는지 추적하는 것이 좋습니다.

이 이미지는 엔지니어링 노트북에서 재생성하여 필드의 각 사분면에서 어떤 값이 예상되는지 추적하는 데 도움이 되므로 프로젝트에서 데이터를 효과적으로 활용할 수 있습니다.

로봇 앞쪽의 팔 중앙에 참조점이 있는 Axel의 위에서 내려다본 모습. 녹색 점으로 표시되어 있고, 로봇 뒤쪽의 GPS 센서는 녹색 상자로 강조 표시되어 있습니다. 참조점은 x축과 y축에 의해 교차되며, 이는 참조점이 오프셋을 계산하기 위한 0, 0점을 생성함을 나타냅니다.

양수 값과 음수 값에 대한 동일한 고려 사항은 GPS 센서 구성의 오프셋에도 적용됩니다. 오프셋을 정확하게 구성하려면 각 축을 따라 참조점에서 센서 까지의 거리와 방향 주의 깊게 살펴보세요.

고정된 위치의 데이터 사용

필드 모서리에 있는 악셀의 위에서 본 모습. GPS 센서는 빨간색 상자로 강조 표시되어 있고, 센서에서 필드 코드를 가리키는 화살표가 있어 센서가 고정된 위치에서 필드 코드를 읽는 방식을 나타냅니다.

GPS 센서는 현장 주변의 현장 코드의 비디오 피드를 사용하여 위치를 파악합니다. 센서가 시각적 피드백에 의존하므로 가장 정확하고 선명한 이미지는 정지한 위치에서 촬영한 것입니다.

사진을 찍을 때를 생각해 보세요. 움직이면서 사진을 찍으려고 하면 이미지가 흐릿해집니다. 사진을 찍는 동안 멈추고 가만히 서 있으면 훨씬 더 선명한 결과를 얻을 수 있습니다. GPS 센서에도 마찬가지입니다.

정확한 GPS 센서 값을 수집하는 동시에 로봇이 얼마나 빨리 움직일 수 있는지 확인하려면 로봇이 더 느린 속도로 움직이도록 코딩하여 실험하는 것이 도움이 됩니다. 데이터를 수집하고, 팀에 가장 적합한 데이터 기반의 결정을 내리세요. 주변 조명과 같은 환경적 요인이 이러한 측정의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있으므로 이러한 결정을 내릴 때 연습장과 경기장의 환경과 조명을 고려하세요.

정확도를 높이기 위해 단순히 속도를 늦추는 것 외에도, 프로젝트에 최소 0.5초(500밀리초)의 일시 정지 시간을 구축하여 로봇의 움직임을 완전히 멈출 수 있습니다.

코딩하기 전에 전략을 생각해보세요

하이 스테이크 필드의 좌측 상단 모서리를 위에서 내려다본 모습. 게임 요소가 원래 시작 위치에 놓여 있는 모습입니다. 녹색 화살표는 로봇이 왼쪽 위치에서 이동하여 모바일 골대까지 이동한 다음 대각선으로 링으로 이동하고, 다시 모바일 골대로 돌아온 후, 대각선으로 추가 링으로 이동하여 필드의 중앙선에 도달하는 의도된 경로를 표시합니다.

로봇의 다른 장치와 마찬가지로 GPS 센서를 어떻게 사용하느냐는 게임 플레이 전략에 따라 달라집니다. 예를 들어, 필드의 반대편에 있는 게임 객체에 도달하려는 경우, 로봇은 필드의 같은 사분면에 있는 요소를 탐색하는 것보다 더 많은 장애물을 탐색해야 할 가능성이 높습니다.

무엇을 성취하려고 하는지, 그리고 팀과 함께 그 작업을 완료하기 위해 로봇을 어떻게 코딩할 것인지 생각해 보면 프로젝트에서 GPS 센서를 최대한 활용하는 데 도움이 됩니다.

VEXcode VR로 코딩 연습하기

VEXcode VR 작업 공간은 작업 공간 왼쪽에 있는 위치 센서를 사용하여 로봇을 탐색하는 프로젝트를 보여줍니다. 오른쪽에 모니터 콘솔이 열려 있으며 위치 Y에 대한 데이터를 -900(mm)으로 표시하고 위치 X에 대한 데이터를 -900(mm)으로 표시하여 프로젝트 중에 위치 값을 어떻게 모니터링할 수 있는지 보여줍니다. 아래쪽에는 숫자 그리드 놀이터가 열려 있고, 로봇은 왼쪽 하단 모서리의 숫자 1에 있습니다.

VEXcode VR의 VR 로봇에 있는 위치 센서는 GPS 센서를 모델로 했습니다. VEXcode VR의 위치 센서로 코딩 연습을 하면 프로젝트에서 x, y 위치 데이터를 사용하는 코딩 개념에 집중할 수 있으며, 이후 이를 V5RC 필드의 물리적 GPS 센서에 적용할 수 있습니다.

컴퓨터 과학 레벨 1 과정의 위치 파악 단원에서 x, y 위치 정보를 이용해 탐색하는 방법에 대해 알아볼 수 있습니다(블록)(Python).

Virtual Skills High Stakes Playground에서 시작 위치에 있는 가상 Axel의 뒷면 이미지. GPS 센서와 로봇에서의 위치, 게임 요소 및 로봇 앞의 필드 설정과의 관련성을 보여줍니다.

올해 게임에서는 VEXcode VR의 Virtual Skills Playground를 사용하여 Hero Bot의 GPS 센서 코딩 연습도 할 수 있습니다. Virtual Skills는 실제 현장에서 프로젝트를 적용하고 구축하기 전에 가상 환경에서 게임 플레이를 위한 전략과 코드 아이디어를 테스트해 볼 수 있는 좋은 장소입니다.

가상 스킬에서 배우고 연습하는 개념은 실제 로봇에 쉽게 적용하고 구축할 수 있습니다. VEXcode VR에서 가상 기술을 시작하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 이 를 참조하세요.

필드의 조명에 주의하세요

V5 Brain 화면의 GPS 장치 정보는 오른쪽에 이미지 보기를 표시하며, 밝고 밝은 환경에서 필드 코드가 명확하게 표시됩니다. 왼쪽에 보고된 데이터는 X 0.74m, Y 1.08m, 방위 88.67도로 나타납니다.

GPS 센서는 비디오 피드를 사용하므로, 센서는 조명이 밝은 곳에서 가장 정확한 데이터를 보고합니다. 필드의 그림자나 필드 코드에 눈부심을 일으키는 밝은 조명에 주의하고, 가능하면 그러한 상황을 피하십시오.

어둡거나 조명이 약한 곳에서 테스트하는 경우, 주변광을 추가하면 보고된 센서 데이터의 정확도를 높일 수 있습니다.

장치 정보를 사용하여 GPS 센서 데이터를 확인하세요

V5 Brain 화면의 GPS 장치 정보는 위치 및 이미지 보기로 모두 표시됩니다. 위치 보기는 위쪽에, 이미지 보기는 아래쪽에 있습니다. X, Y 위치 및 방향 데이터는 두 가지 모두 동일합니다. 위치 보기에서 GPS 센서의 위치를 나타내는 빨간색 화살표는 오른쪽 위 모서리, 가장자리에 가깝고 둥근 빨간색 영역과 고리로 둘러싸여 있습니다. 이는 센서가 위치를 안정적으로 확인할 수 없음을 나타냅니다. 이미지 보기에서는 센서가 이 위치에서 감지하는 필드 코드의 작은 모서리 부분을 보여줍니다.

프로젝트를 계획하는 동안 V5 Brain 화면에서 GPS 센서 데이터를 보고 프로젝트를 어떻게 빌드할지 결정할 수 있습니다.

센서가 너무 가까워서 위치를 정확하게 측정할 수 없는 경우, 예상 위치를 나타내는 원이 표시됩니다. 위치 보기에 원이 보이면 센서를 벽에서 더 멀리 배치하면 프로젝트에 대한 더 정확한 데이터를 얻는 데 도움이 됩니다.

V5 Brain 화면에서 데이터를 보는 방법을 알아보려면 이 기사를 보십시오.