VEX V5와 함께 GPS 센서 사용

게임 위치 시스템™(GPS) 센서는 VEX V5 로봇 경연 대회(V5RC) 필드 주변의 필드 코드를 사용하여 센서의 위치와 방향을 추적하고 보고하도록 설계되었습니다. 

이 문서에서는 GPS 센서의 기능, 보고되는 데이터, 그리고 V5 Brain 화면에서 이 센서 데이터를 보고 이해하는 방법을 설명하여 이 센서를 효과적으로 사용할 수 있도록 돕습니다. 이 기사에서 다루는 개념에 대해 알아보려면 아래 영상을 시청하세요.


GPS 센서 작동 방식

VEX V5 경쟁 경기장에서 로봇에 GPS 센서가 부착된 모습이 보입니다. 필드의 벽에는 흑백 패턴이 표시되어 있으며, 화살표는 센서가 이 패턴을 사용하여 위치를 지정한다는 것을 나타냅니다.

GPS(경기 위치 시스템) 센서는 비디오 피드를 사용하여 필드 주변의 패턴을 살펴봅니다. 감지된 패턴을 기반으로 센서는 필드에서의 위치에 대한 데이터를 보고합니다.

 

V5RC 필드의 각도별 보기. 필드에 좌표 격자 다이어그램이 겹쳐져 있습니다. 필드의 중심은 0, 0으로 표시되고, X축과 Y축의 양수와 음수 방향이 표시됩니다.

VEX V5 경쟁 경기장(V5RC)의 위치는 좌표계에 의해 결정됩니다. (0, 0) 또는 원점은 여기에 표시된 대로 필드의 중심에 있습니다. 

V5RC 필드의 위에서 본 모습이며 필드에 좌표 격자가 겹쳐져 있습니다. 각 축에는 거리가 미터 단위로 표시되어 있으며, 필드의 가장자리는 두 축 모두에서 양수 또는 음수 1.8미터 지점에 있습니다.

필드 범위는 X축과 Y축을 따라 약 -1.8미터(m)에서 1.8미터(m)까지입니다. GPS 센서는 이 좌표계를 기반으로 데이터를 보고합니다.

GPS 필드 코드의 섹션은 예로 표시되어 있으며, 다양한 너비의 검은색과 흰색 사각형 두 줄로 구성되어 있습니다.

경기장의 벽에는 GPS 경기장 코드가 직접 인쇄되어 있습니다. 각 벽의 체크무늬 패턴은 반복되지 않으며, 필드의 특정 구역을 상징합니다.

필드 코드의 감지된 부분을 기반으로 GPS 센서는 필드에서 센서의 좌표 위치를 계산합니다. 

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 메뉴는 X 위치, Y 위치, 방향(도)에 대한 데이터를 보고합니다. 메뉴에는 센서의 비디오 미리보기도 있으며, 오버레이는 센서가 미리보기에 표시된 GPS 필드 코드를 보고 식별할 수 있음을 나타냅니다.

계산된 위치를 기반으로 GPS 센서는 센서의 위치에 대한 정보를 보고합니다.

  • 필드의 센서의 X 좌표 
  • 필드의 센서의 Y 좌표 
  • 필드의 센서 방향(도)
  • 신호 품질(보고된 센서 데이터의 신뢰도) 

V5RC 필드와 로봇을 위에서 본 모습이며 필드에 좌표 격자가 겹쳐져 있습니다. X축의 단위가 표시되어 있으며, 로봇의 X 좌표는 약 1.4미터로 표시됩니다.

X 위치는 필드의 X축을 따라 보고된 GPS 센서의 위치입니다. 

이 예에서 X 좌표는 약 1.4m입니다. 

V5RC 필드와 로봇을 위에서 본 모습이며 필드에 좌표 격자가 겹쳐져 있습니다. Y축의 단위가 표시되어 있으며, 로봇의 Y 좌표는 약 1.2미터로 표시됩니다.

Y 위치는 필드의 Y 축을 따라 보고된 GPS 센서의 위치입니다.

이 예에서 Y 좌표는 약 1.2m입니다. 

V5RC 필드의 위에서 본 모습이며 필드에 원과 회전 각도가 겹쳐져 있습니다. 각도는 0도에서 359.9도까지이고, 0도 표시는 12시 방향, 즉 이 그림에서는 '위쪽'을 향하고 있습니다.

방위는 시계 방향으로 0º ~ 359.9º 범위인 필드 방위와 일치합니다. 0º는 12시 방향에 있습니다.

V5RC 필드와 로봇을 위에서 본 모습이며, 필드에 회전 각도가 중첩되어 있습니다. 필드 중심에서 로봇까지의 선이 표시되어 있으며, 이 예에서 선의 각도는 약 40도입니다.

이 예에서 방위는 약 40º입니다. 


GPS 센서 사용 시작하기

GPS 센서 장착

GPS 센서의 데이터는 V5 Brain에서 볼 수 있습니다. 이 데이터를 보려면 먼저 로봇에 GPS 센서를 부착해야 합니다.

VEX V5 경쟁 경기장에서 로봇 후면에 GPS 센서가 부착된 모습이 보입니다.

GPS 센서는 로봇 뒤쪽을 향하게 로봇 후면에 장착하는 것이 좋습니다. 전면에 장착할 경우 게임 요소가 센서의 시야 대부분을 가릴 수 있습니다.

참고: VEX 로고가 올바른 방향으로 GPS 센서가 올바른 방향으로 장착되었는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 위치가 올바르게 보고되지 않습니다.

VEX V5 경쟁 경기장에서 로봇 후면에 GPS 센서가 부착된 모습이 보입니다. 화살표는 지면으로부터 센서의 높이를 나타내며, 이 예에서 센서는 GPS 필드 코드의 높이와 거의 같습니다.

또한 GPS 센서는 현장 코드에 맞게 지면에서 충분히 높은 곳에 로봇에 장착하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 필드나 로봇 메커니즘에 있는 다른 잘못된 물체가 센서의 필드 코드 감지 기능을 방해할 가능성이 줄어듭니다.

VEX V5 경쟁 경기장에서 로봇 후면에 부착된 GPS 센서를 위에서 본 모습. 화살표는 GPS 센서의 각도를 나타내며, 이 예에서는 로봇 뒷면과 평행하고 바로 뒤를 향하고 있습니다.

마찬가지로, 센서는 로봇 뒷면과 평행하게(비스듬히가 아닌) 배치하는 것이 좋습니다. 이를 통해 간섭 가능성이 줄어들고 VEX코드에서 센서를 구성하는 데 필요한 단계도 줄어듭니다. VEXcode V5에서 로봇을 구성하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 이 문서를 참조하세요.

GPS 센서 데이터 보기

센서를 로봇에 장착하고 로봇을 현장에 놓으면 V5 Brain의 GPS 센서에서 데이터를 볼 수 있습니다. 장치 정보를 보려면 다음 단계를 따르세요.

홈 메뉴에 뇌 화면이 표시되고 장치 옵션이 강조 표시됩니다.

V5 Brain을 켜고 Devices 아이콘을 선택하세요.

Brain 화면은 모든 Brain의 스마트 포트와 연결된 장치 목록이 있는 장치 정보 메뉴에 표시됩니다. 기기 정보 메뉴의 GPS 센서 아이콘은 항목을 선택하여 해당 정보 메뉴를 열 수 있음을 나타내기 위해 강조 표시됩니다.

장치 정보 화면에서 GPS 센서 아이콘을 선택하세요.

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 메뉴는 X 위치(미터), Y 위치(미터), 방향(도)에 대한 데이터를 보고합니다. 메뉴에는 필드에서 센서의 위치와 방향을 나타낸 다이어그램도 있습니다.

이제 로봇을 필드 주변으로 움직여 V5 Brain 화면에 표시된 센서의 현재 위치와 방향을 관찰할 수 있습니다.

V5RC 필드에서 로봇을 각도별로 본 모습. 로봇은 센서 다이어그램에 표시된 것과 동일한 위치와 방향으로 표시됩니다.

V5 Brain의 장치 화면에 GPS 센서의 위치가 어떻게 표현되는지 살펴보겠습니다. 참고로, 현장에 있는 로봇의 위치는 이렇습니다. 

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 위치 보기 다이어그램이 강조 표시되어 있으며, 이 다이어그램은 센서의 위치와 방향을 시각화하는 데 도움이 됩니다.

위치 보기에서는 필드의 그래픽 표현과 해당 좌표 격자를 오른쪽에서 볼 수 있습니다.

빨간색 화살표는 GPS 센서의 현재 방향을 나타냅니다. 화살표에서 나오는 흰색 원뿔은 센서의 현재 시야를 표시합니다.

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. X와 Y 위치 값이 강조 표시됩니다. 이 예에서 X 위치는 0.21미터를 읽고, Y 위치는 -0.38미터를 읽습니다.

GPS 센서의 X, Y 위치는 Brain 화면의 왼쪽 상단에 표시됩니다.

참고: Brain 화면에서 X 및 Y 위치가 포함된 상자를 선택하여 표시 단위를 미터(m)에서 인치(in)로 변경할 수 있습니다.

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 방향 값이 강조 표시되어 있으며, 이 예에서는 -67.64도로 표시됩니다. 이 제목은 '왼쪽'을 향하고 있거나 음의 X축을 향하고 있습니다.

GPS 센서의 현재 방향도 각도로 표시됩니다.

V5RC 필드의 위에서 본 모습이며 필드에 원과 회전 각도가 겹쳐져 있습니다. 각도는 -180도에서 180도까지이고, 0도 표시는 12시 방향, 즉 이 그림에서는 '위쪽'을 향하고 있습니다. -180도와 +180도 위치는 6시 방향, 즉 이 다이어그램에서는 '아래쪽'에서 만납니다.

참고:V5 Brain 화면은 -180도에서 180도까지 GPS 센서 방향을 표시합니다.

0º 위치에서 시작:

  • 0º에서 180º까지 시계 방향으로의 방향은 양수입니다.
  • 0º에서 -180º까지 반시계 방향의 방향은 음수입니다.

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 화면 왼쪽 하단에 있는 이미지 버튼이 강조 표시됩니다. 위치 보기와 비디오 미리보기 사이를 전환하려면 이 옵션을 선택하세요.

여기 이미지에 표시된 대로 Brain 화면의 왼쪽 하단 상자를 선택하면 GPS 센서의 위치 그리드 보기와 실제 카메라 보기를 전환할 수 있습니다.

GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 이미지 버튼을 선택하면 이제 위치 그리드 대신 라이브 비디오 미리보기가 표시됩니다. 오버레이는 센서가 GPS 필드 코드를 보고 추적하고 있음을 나타냅니다. 이미지 버튼이 이제 위치로 바뀌었습니다.

이미지 옵션을 표시하면 센서가 감지하는 요소를 볼 수 있습니다.

  • 필드 스트립의 흑백 상자 패턴
  • 위치 GPS 필드 코드(녹색 경계선으로 표시)
  • 검출된 패턴 사이의 거리(패턴 요소의 교차점에 있는 빨간색 점으로 표시)

GPS 센서의 데이터 이해

이제 Brain 화면에서 GPS 센서 데이터를 보는 방법을 알았으니, 직접 GPS 센서를 테스트해 볼 수 있습니다. 아래는 로봇과 GPS 센서의 위치가 Brain 화면에 표시되는 데이터에 어떻게 연결되는지 설명하는 몇 가지 예입니다. 시작하는 데 도움이 될 것입니다.

아래 이미지를 선택하면 확대됩니다.

예제 1

V5RC 필드에서 로봇을 각도별로 본 모습. 로봇은 예시로 새로운 위치에 표시됩니다.

이 예에서는 로봇이 필드의 오른쪽 상단에 위치하고, GPS 센서는 오른쪽 벽을 향하고 있는 것을 볼 수 있습니다.

이 위치에서 우리는 다음을 기대할 수 있습니다.

  • 양의 x 좌표
  • 양의 y 좌표
  • 약 90º의 방향
위치 보기 이미지 보기
GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 이 예에서 X 위치는 0.74미터, Y 위치는 1.08미터, 방위는 88.68도입니다. 메뉴에는 필드에서 센서의 위치와 방향을 나타낸 다이어그램도 있는데, 이는 로봇의 새로운 위치와 일치합니다. GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 값은 동일하지만 이제 위치 보기 대신 센서의 비디오 미리보기가 표시됩니다.

V5 Brain 화면에서 나온 이 이미지에서 보이는 데이터는 위의 예측과 일치합니다.

V5 Brain 화면에서 GPS 센서의 데이터를 살펴보면 센서의 좌표는 (0.74, 1.08)로 보고됩니다. 이는 위치 보기를 통해 좌표 격자 형태로도 표시됩니다.

여기서 센서 의 방향은 약 90º(88.68º)로 보고되며 이는 빨간색 화살표가 가리키는 방향과 일치합니다. 이와 대조적으로 로봇은 모바일 목표를 잡고 있으며, 방향은 약 270º로 추정됩니다. 이는 센서가 로봇의 뒤쪽 향하는 권장 위치에 장착되기 때문입니다.

예제 2

V5RC 필드에서 로봇을 각도별로 본 모습. 로봇은 예시로 새로운 위치에 표시됩니다.

이 예에서 로봇은 현장에서 거의 같은 위치에 있지만 180º 회전했기 때문에 GPS 센서가 왼쪽 벽을 향하고 있습니다.

이 위치에서 우리는 다음을 기대할 수 있습니다.

  • 양의 x 좌표
  • 양의 y 좌표
  • 약 -90º 방향
위치 보기 이미지 보기
GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 이 예에서 X 위치는 0.58미터, Y 위치는 0.91미터, 방위는 -85.65도를 나타냅니다. 메뉴에는 필드에서 센서의 위치와 방향을 나타낸 다이어그램도 있는데, 이는 로봇의 새로운 위치와 일치합니다. GPS 센서 메뉴에 센서 데이터가 나열된 뇌 화면이 표시됩니다. 값은 동일하지만 이제 위치 보기 대신 센서의 비디오 미리보기가 표시됩니다.

V5 Brain 화면에서 나온 이 이미지에서 보이는 데이터는 위의 예측과 일치합니다.

첫 번째 예의 이미지 보기와는 대조적으로 빨간색 점으로 표시된 교차점이 훨씬 더 많습니다. 이는 더 큰 섹션의 필드 코드가 감지되었음을 나타냅니다. 센서는 감지된 필드 코드의 양과 감지된 필드 코드의 패턴을 기반으로 주변으로부터의 거리를 계산합니다.

여기서도 센서 의 방위가 약 -90º(-85.65º)로 보고된다는 점에 유의하세요. 이는 270º 방위와 동일합니다. 이와 대조적으로 로봇은 모바일 목표를 잡고 있으며 방향은 약 90º로 추정됩니다.


다음 단계

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