Apraksts
Line Tracker ir analogais sensors, kas sastāv no infrasarkanās gaismas diodes un infrasarkanās gaismas sensora. Tam ir viens montāžas caurums, un tas ir paredzēts uzstādīšanai zem robota šasijas. Līnijas izsekotājs ļauj robotam sekot iepriekš iezīmētam ceļam. Tas ir viens no 3 vadu sērijas sensoriem.
Trīs vadu sensori ir saderīgi ar V5 Robot Brain vai Cortex. To sensora kabeli var pagarināt, izmantojot 3 vadu pagarinājuma kabeli.
Lai līnijas izsekotājs darbotos kopā ar V5 Brain, sensora kabelim jābūt pilnībā ievietotam V5 Brain 3 vadu portā.
Līnijas izsekotājs ir pieejams Advance Sensor Kit vai 3 iepakojumos, un to var iegādāties šeit.
| Līniju izsekotājs | Sensora kabelis ir pilnībā ievietots |
Kā darbojas līniju izsekotājs
Līnijas izsekotājs darbojas, apgaismojot virsmu ar infrasarkanās gaismas LED, un pēc tam infrasarkanais gaismas sensors mēra atstaroto infrasarkano starojumu. Pamatojoties uz atstarotā starojuma intensitāti, līniju izsekotājs var noteikt, cik gaiša vai tumša ir virsma zem sensora.
Gaišas krāsas virsmas atstaro vairāk infrasarkano gaismu nekā tumšas virsmas un sensoram šķitīs gaišākas. Tas ļauj sensoram noteikt tumšu līniju uz bālas virsmas vai bālu līniju uz tumšas virsmas.
Līnijas izsekotājs ir analogs sensors, kas nozīmē, ka infrasarkanais sensors atgriezīs vērtību no 0v līdz 5v V5 Brain atkarībā no atstarotā infrasarkanā starojuma. Pēc tam V5 smadzenes pārvērš šo vērtību atstarošanas procentos. Šāda veida mērījumiem ir nepieciešams atbilstošs atstarošanas toņu atšķirības slieksnis, lai veiksmīgi sekotu līnijai.
Piemēram, līniju izsekotājs nesekos melnas elektriskās lentes sloksnei, kas novietota uz tumši pelēkajām VEX sacensību lauka flīzēm, jo sensors atgriezīs atstarojuma procentus, kas ir pārāk tuvu viens otram, lai noteiktu atšķirības slieksni. Tomēr baltas elektriskās lentes sloksne uz VEX Competition Field Tiles nodrošinās lielu vērtību atšķirību un atbilstošu slieksni, lai robots varētu izsekot lentei.
Līnijas izsekotājs ir jāsavieno pārī ar programmēšanas valodu, piemēram, VEXcode V5vai VEXcode Pro V5, lai izveidotu lietotāja programmu, lai smadzenes izmantotu vērtību no atstarošanas procentiem, lai vadītu robotu.
piezīme: bloks (atspīdums) atgriezīs līniju izsekotāja vērtības atšķirīgu versiju nekā V5 informācijas paneļa rādījums.
Sensoru izvietojums
Līniju izsekotāju izvietojums ir ļoti svarīgs sensoru darbībai. Līniju izsekotāja diapazons ir aptuveni 0,02” līdz 0,25” virs virsmas, kuru tas mēra. Tā optimālā jutība ir 3 mm (apmēram ⅛”), un sensors jānovieto pēc iespējas tuvāk šim attālumam no virsmas.
Line Tracker novietošana uz robota, kura diametrs ir lielāks par 0,25 collu (piemēram, sensora pievienošana tieši zem piedziņas, izmantojot 4 collu riteņus), tiks iegūts ļoti vājš vērtību kopums zemā atstarotās infrasarkanās intensitātes dēļ.
Papildus attālumam virs virsmas, kurā atrodas sensors, ir jāņem vērā attālums no robota rotācijas pagrieziena punkta. Parasti šis pagrieziena punkts ir visu riteņu piedziņas robota robota centrā un atrodas starp diviem divu riteņu piedziņas robota riteņiem.
Jo tuvāk līnijas izsekotājs ir novietots pagrieziena punktam, jo vairāk robotam ir jāpagriežas, lai pārvietotu sensoru. Tomēr ir iespējams novietot līniju izsekotājus pārāk tālu no pagrieziena punkta, kur sensora pārvietošanai būs nepieciešams tikai neliels pagrieziens.
Līnijas izsekotāja reakcijas laiks ir 50 Hz. Ja robota kustības ātrums ir pārāk liels, apvienojumā ar lielu sensora attālumu no robota pagrieziena punkta, līnijas izsekotāja reakcijas laiks var nebūt pietiekami liels, lai sensors varētu sekot līnijai.
Jāņem vērā arī tas, ka minimālais līnijas platums, ko Line Tracker var noteikt, ir 0,25 collas.
Līniju izsekotāja biežākie lietojumi:
Līniju izsekotājus var izmantot kā vienu vienību, līniju izsekotāju pāri vai kā trīs līniju izsekotāju komplektu, lai sekotu līnijai.
Viena vienība: Vienas līnijas izsekotājs parasti ir ieprogrammēts, lai pagrieztos pret līniju, līdz tas nosaka līniju. Pēc tam robots nogriežas no līnijas, nedaudz virzoties uz priekšu, un pēc tam pagriežas atpakaļ līnijas virzienā.
Tas rada ļoti lēnu, saraustītu kustību pa līniju. Tomēr tā ir visvieglāk lietojamā programmēšanas loģika, jo tā pārbauda tikai vienu atgriezeniskās saites kontroles nosacījumu: vai līnija ir noteikta vai nav?
līniju izsekotāju pāris: Var uzstādīt divus līniju izsekotājus, jo attālums, kas tos atdala, ir nedaudz lielāks par līnijas platumu, kurai tie seko. Robots ir novietots ar sensoru katrā līnijas pusē. Kad kāds no līniju izsekotājiem nosaka līniju, lietotāja programma liek robotam pagriezt līniju starp diviem sensoriem.
Šī iestatīšana nodrošina vienmērīgāku robota kustību. Tomēr, lai šī iestatīšana darbotos, nepieciešama papildu programmēšana.
| Līniju noteikšana ar trīs līniju izsekotāju komplektu |
Trīs komplekts: Var uzstādīt trīs līniju izsekotāju sēriju, lai centrālais izsekotājs varētu noteikt līniju, un abi sānu izsekotāji ir uzstādīti tikai nobīdīti katrā līnijas pusē. Šajā iestatījumā, tiklīdz centrālais sensors nenosaka līniju un viens no sānu sensoriem nosaka līniju, robots pagriezīsies, lai atgrieztu līniju zem centrālā sensora.
Trīs līniju izsekotāju komplekta galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar sensoru pāri ir: ja visi trīs līnijas izsekotāji nekonstatē līniju, robotu var ieprogrammēt, lai tas apstāties. Kad robots ir apstājies, tas var sākt skenēšanu uz priekšu un atpakaļ, mēģinot vēlreiz atrast līniju. Šim iestatījumam ir nepieciešamas trīs atgriezeniskās saites vadības cilpas un vairāki dažādi nosacījumi, padarot to par vissarežģītāko loģiku no trim opcijām.
Citi lietojumi
Visus trīs līniju izsekotāja iestatījumus var izmantot, lai virzītos taisni uz priekšu, līdz tie nosaka līniju un pēc tam apstājas.
Līniju izsekotāju pāri un trīs komplektu var ieprogrammēt, lai sekotu līnijai un noteiktu šķērslīniju. Šķērslīnijas gar galvenās līnijas ceļu var izmantot, lai mainītu robota uzvedību. Piemēram, ja pārvietošanās virsma ir iezīmēta ar līniju režģi, robotu var ieprogrammēt sekot līnijai, noteikt trīs režģa šķērslīnijas un pēc tam pagriezties pa labi pie ceturtās šķērslīnijas, lai sekotu šai līnijai.
Līniju izsekotāju izmantošana sacensību robotā:
Katru gadu VEX Robotics Competition spēles laukumā ir novietots atšķirīgs balto elektrisko lentu līniju komplekts. Tie parasti iezīmē dažādas zonas uz lauka. Līnijas var izmantot arī Line Trackers autonomajā periodā. Daži lauka līniju izmantošanas veidi ietver:
Vārtu skaitīšana: Robota līniju izsekotāji var izmantot vārtu līnijas uz laukuma, lai noteiktu punktu gūšanas zonas un pēc tam izlīdzinātu tās, lai ieskaitītu laukumā spēles objektus, piemēram, ar vārtu līnijām 2015.–2016. gada spēlē Nothing But Net.
Spēļu gabalu atrašanās vieta: Daudzas reizes spēles figūras tiek atrastas gar lauka līniju. Līniju izsekotājus var izmantot, lai sekotu līnijai, lai atrastu spēles figūru, paņemtu to un pēc tam gūtu vārtus. Piemērs tam bija ar auduma lielajiem kubiem, kas 2016.–2017. gada spēlē Starstruck tika novietoti uz līnijas, kas atdala tuvo un tālāko zonu.
Izlīdzināšana: līniju izsekotājus var izmantot, lai noregulētu robotu gar lauka līniju, lai veiktu kādu uzdevumu vai atkārtoti kalibrētu tā pozīciju uz lauka. 2018.–2019. gada spēlē Turning Point izplešanās zonas līnijas varēja izmantot, lai izlīdzinātu robotu, lai Caps varētu iegūt augstus rezultātus.
Navigācija: Kā minēts iepriekš, līniju izsekotājus var izmantot, lai sekotu līnijai vai apturētu robotu, kad līnija tiek noteikta. Piemērs tam varētu būt izmantots 2019.–2020. gada spēlē Tower Takeover, Line Trackers būtu varējis apturēt robotu, kas šķērso autonomo līniju un zaudēja alianses autonomo bonusu.
Objekta noteikšana: Līniju izsekotāju var uzstādīt vienā līmenī starp diviem strukturālajiem metāla gabaliem spīļā, konveijera sistēmā vai slīdsistēmā. Kad spēles gabals slīd virs līnijas izsekotāja, sensors var noteikt objektu.
Daudzās spēlēs uz lauka ir šķēršļi, uz kuriem līnijas izsekotāji var nokļūt, tāpēc ir svarīgi to ņemt vērā, izstrādājot robotu. Piemēram, līniju izsekotāju novietošana tieši starp riteņu komplektu var palīdzēt tos pārnēsāt pāri lielākajai daļai šķēršļu.