Utilização do sensor GPS com VEX V5 – Biblioteca VEX

O sensor Game Positioning System™ (GPS) foi concebido para rastrear e reportar a localização e a direção do sensor utilizando o código de campo no perímetro do campo da Competição de Robótica VEX V5 (V5RC).

Este artigo descreve como funciona o sensor GPS, os dados reportados e como visualizar e compreender os dados do sensor no ecrã do V5 Brain para que possa começar a utilizar este sensor de forma eficaz. Veja o vídeo abaixo para conhecer os conceitos abordados neste artigo.

Como funciona o sensor GPS

Um sensor GPS é mostrado acoplado a um robô num campo de competição VEX V5. As paredes do campo exibem um padrão a preto e branco, e uma seta indica que o sensor utiliza esse padrão para o posicionamento.

O Sensor GPS (Sistema de Posicionamento de Jogo) utiliza um feed de vídeo para observar o padrão no perímetro do Campo. Com base no padrão detetado, o sensor reporta dados sobre a sua localização no Campo.

Vista em ângulo do campo V5RC, com um diagrama de uma grelha de coordenadas sobreposta ao campo. O centro do campo está marcado como 0, 0, e as direções positiva e negativa nos eixos X e Y estão indicadas.

As localizações no campo de competição VEX V5 (V5RC) são determinadas por um sistema de coordenadas. O (0, 0), ou origem, encontra-se no centro do Campo, como aqui se mostra.

Vista aérea do campo V5RC com uma grelha de coordenadas sobreposta ao campo. As distâncias estão marcadas em metros em cada eixo, e a borda do campo está na marca de 1,8 metros (positiva ou negativa) em ambos os eixos.

O campo varia entre aproximadamente –1,8 metros (m) e 1,8 metros (m) ao longo dos eixos X e Y. O Sensor GPS reporta dados com base neste sistema de coordenadas.

A secção do código de campo GPS é mostrada como exemplo; é constituída por duas linhas de retângulos pretos e brancos de larguras variáveis.

As paredes do Campo têm o Código GPS do Campo impresso diretamente nas mesmas. O padrão axadrezado em cada parede não se repete e corresponde a uma área específica do Campo.

Com base na porção detectada do Código de Campo, o Sensor GPS calcula a localização coordenada do sensor no Campo.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. O menu apresenta os dados da posição X, posição Y e direção em graus. O menu também apresenta uma pré-visualização em vídeo do sensor, e uma sobreposição indica que o sensor pode visualizar e identificar o código de campo GPS apresentado na pré-visualização.

Com base na posição calculada, o Sensor GPS reporta informação sobre a localização do sensor:

Coordenada X do sensor no Campo
Coordenada Y do sensor no Campo
Direção do sensor no Campo em graus
Qualidade do sinal (confiança dos dados do sensor reportados)

Vista aérea do campo V5RC e do robô com uma grelha de coordenadas sobreposta ao campo. As unidades do eixo X estão indicadas, e o robô é mostrado com a sua coordenada X de cerca de 1,4 metros.

A posição X é a localização reportada do Sensor GPS ao longo do eixo X do Campo.

Neste exemplo, a coordenada X é aproximadamente 1,4m.

Vista aérea do campo V5RC e do robô com uma grelha de coordenadas sobreposta ao campo. As unidades do eixo Y estão indicadas, e o robô é mostrado com a sua coordenada Y de cerca de 1,2 metros.

A posição Y é a localização reportada do Sensor GPS ao longo do eixo Y do Campo.

Neste exemplo, a coordenada Y é aproximadamente 1,2m.

Vista aérea do campo V5RC com um círculo e os graus de rotação sobrepostos ao campo. Os graus variam de 0 a 359,9, e a marca de 0 graus está virada para a posição das 12 horas, ou ‘para cima’ neste diagrama.

O rumo corresponde ao rumo do Campo, que é uma faixa de 0º a 359,9º no sentido dos ponteiros do relógio. O 0º está na posição das 12 horas.

Vista aérea do campo V5RC e do robô com os graus de rotação sobrepostos ao campo. É mostrada uma linha desde o centro do campo até ao robô, e neste exemplo a linha tem um ângulo de aproximadamente 40 graus.

Neste exemplo, o rumo é de aproximadamente 40º.

Introdução à utilização do sensor GPS

Montagem do sensor GPS

Os dados do sensor GPS podem ser visualizados no V5 Brain. Para visualizar estes dados, primeiro precisa de ligar o sensor GPS ao seu robô.

Um sensor GPS é mostrado acoplado à parte traseira de um robô num campo de competição VEX V5.

Recomenda-se que o Sensor GPS seja montado na parte traseira do robô, virado para trás do robô. Se montados na frente, os elementos do jogo podem obstruir a maior parte da visão do sensor.

Nota: Certifique-se de que o sensor GPS esteja montado com o lado direito para cima e com o logotipo VEX orientado corretamente, caso contrário sua posição não será informada corretamente.

Um sensor GPS é mostrado acoplado à parte traseira de um robô num campo de competição VEX V5. Uma seta indica a altura do sensor em relação ao solo, e neste exemplo o sensor está aproximadamente à altura do código de campo GPS.

É também recomendado que o sensor GPS seja montado no robô a uma altura suficiente do solo para estar alinhado com o Código de Campo. Isto reduzirá a possibilidade de que outros objetos errantes no Campo ou mecanismos do robô interfiram com a capacidade do sensor de detetar o Código de Campo.

Vista superior do sensor GPS acoplado à parte traseira de um robô numa pista de competição VEX V5. Uma seta indica o ângulo do sensor GPS, e neste exemplo está paralelo à parte traseira do robô e a apontar diretamente para trás.

De forma semelhante, recomenda-se que o sensor seja colocado paralelamente à parte traseira do robô (e não em ângulo). Mais uma vez, isto reduz a possibilidade de interferência e, ao mesmo tempo, reduz os passos necessários para configurar o sensor no VEXcode. Para saber mais sobre como configurar o robô no VEXcode V5, consulte este artigo.

Visualização de dados do sensor GPS

Assim que o sensor estiver montado no robô e o robô estiver no campo, pode começar a visualizar os dados do sensor GPS no V5 Brain. Para visualizar as informações do dispositivo, siga os seguintes passos.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu Início com a opção Dispositivos selecionada.

Ligue o V5 Brain e seleccione o ícone Dispositivos.

O ecrã do Brain é apresentado no menu Informações do dispositivo, que contém uma lista de todas as portas inteligentes do Brain e dispositivos ligados. O ícone do sensor GPS no menu Informações do dispositivo está destacado para indicar que os itens podem ser selecionados para abrir os seus respetivos menus de informações.

Selecione o ícone do Sensor GPS na tela Informações do dispositivo.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. O menu apresenta os dados da posição X em metros, da posição Y em metros e da direção em graus. O menu inclui também um diagrama da localização e da direção do sensor no campo.

Agora pode mover o robô pelo campo para observar a localização atual do sensor e a direção apresentada no ecrã do V5 Brain.

Vista em ângulo do robô no campo V5RC. O robô é mostrado na mesma posição e direção indicadas no diagrama do sensor.

Vamos detalhar como a localização do sensor GPS é representada no ecrã de dispositivos do V5 Brain. Para referência, esta é a posição do robô no Campo.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. O diagrama de localização está destacado; este diagrama ajuda a visualizar a localização e a direção do sensor.

Na vista Localização, pode ser vista uma representação gráfica do Campo e da sua grelha de coordenadas no lado direito.

A seta vermelha representa o rumo atual do Sensor GPS. O cone branco que sai da seta exibe o campo de visão atual do sensor.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. Os valores das posições X e Y estão destacados. Neste exemplo, a posição X indica 0,21 metros e a posição Y indica -0,38 metros.

A posição X e Y do Sensor GPS é apresentada no canto superior esquerdo do ecrã do Cérebro.

Nota: Pode alterar as unidades apresentadas de metros (m) para polegadas (pol) seleccionando as caixas que contêm as posições X e Y no ecrã do Cérebro.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. O valor da direção (Heighting) está destacado e, neste exemplo, lê-se -67,64 graus. Esta direção está próxima de estar virada para a 'esquerda', ou em direção ao eixo X negativo.

A direção atual do Sensor GPS também é apresentada em graus.

Vista aérea do campo V5RC com um círculo e os graus de rotação sobrepostos ao campo. Os graus variam de -180 a 180, e a marca de 0 graus está virada para a posição das 12 horas, ou 'para cima' neste diagrama. As posições de -180° e +180° encontram-se na posição das 6 horas, ou ‘para baixo’ neste diagrama.

Nota:O ecrã do cérebro do V5 apresenta os rumos do sensor GPS de –180 a 180 graus.

A partir da localização 0º:

Os rumos no sentido dos ponteiros do relógio de 0º a 180º são positivos
Os rumos no sentido anti-horário de 0º a –180º são negativos

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. O botão Imagem no canto inferior esquerdo do ecrã está destacado. Esta opção permite alternar entre a visualização da localização e a pré-visualização do vídeo.

Pode alternar entre a visualização da grelha de localização e a visualização real da câmara do Sensor GPS selecionando a caixa inferior esquerda no ecrã do Cérebro, conforme indicado na imagem aqui.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. O botão Imagem foi selecionado e agora é apresentada uma pré-visualização de vídeo em direto em vez da grelha de localização. Uma sobreposição indica que o sensor consegue visualizar e está a acompanhar o código de campo GPS. O botão Imagem apresenta agora Localização.

Com a opção de imagem apresentada, pode ver os elementos que estão a ser detetados pelo sensor:

o padrão de caixas pretas e brancas nas faixas de campo
o código de campo GPS de localização (indicado pelas linhas delimitadoras verdes)
a distância entre os padrões detetados (indicada pelos pontos vermelhos nas intersecções dos elementos do padrão)

Compreender os dados do sensor GPS

Agora que já sabe como visualizar os dados do Sensor GPS no ecrã do Cérebro, pode começar a testar o Sensor GPS por si mesmo. Abaixo estão alguns exemplos para ilustrar como a posição do robô e do sensor GPS se ligam aos dados mostrados no ecrã do Cérebro, para o ajudar a começar.

Selecione qualquer imagem abaixo para ampliar.

Exemplo 1

Vista em ângulo do robô no campo V5RC. O robô é mostrado numa nova posição como exemplo.

Neste exemplo, pode ver que o robô está no canto superior direito do Campo, com o Sensor GPS virado para a parede à direita.

Desta posição, podemos esperar:

uma coordenada x positiva
uma coordenada y positiva
um rumo de aproximadamente 90º

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. Neste exemplo, a posição X indica 0,74 metros, a posição Y indica 1,08 metros e a direção indica 88,68 graus. O menu apresenta também um diagrama da localização e direção do sensor no campo, que coincide com a nova localização do robô.

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. Os valores são os mesmos, mas agora é apresentada a pré-visualização de vídeo do sensor em vez da visualização da localização.

Exemplo 2

Vista em ângulo do robô no campo V5RC. O robô é mostrado numa nova posição como exemplo.

Neste exemplo, o robô está aproximadamente na mesma posição no Campo, mas foi rodado 180º, pelo que o Sensor GPS está virado para a parede lateral esquerda.

Desta posição, podemos esperar:

uma coordenada x positiva
uma coordenada y positiva
um rumo de aproximadamente -90º

O ecrã do cérebro é apresentado no menu do sensor GPS, que lista os dados do sensor. Neste exemplo, a posição X indica 0,58 metros, a posição Y indica 0,91 metros e a direção indica -85,65 graus. O menu apresenta também um diagrama da localização e direção do sensor no campo, que coincide com a nova localização do robô.

Próximas etapas

Veja você mesmo os dados do sensor GPS! Monte o seu Sensor GPS no seu robô, coloque-o no Campo e utilize o Ecrã de Dispositivos para visualizar os dados do sensor em diferentes locais.
Pronto para começar a codificar? Comece por configurar o Sensor GPS no VEXcode V5. Consulte este artigo para saber mais sobre como configurar o Sensor GPS.