Лучшие практики использования датчика GPS

Датчик Game Positioning System™ (GPS) — полезный инструмент для навигации на поле соревнований по робототехнике VEX V5 (V5RC). Прочитайте эту статью, чтобы узнать о передовых методах, которые помогут вам максимально эффективно использовать датчик. 

Имейте четкое представление о полевом кодексе

Аксель на пустом поле в углу, с датчиком GPS, установленным на задней части робота, обращенным к коду поля по периметру поля. Красная рамка обозначает положение датчика GPS на роботе, а стрелка показывает совмещение датчика с кодом поля.

Датчик GPS использует видеосигнал для определения рисунка кода поля по периметру поля. Поэтому важно, чтобы датчик не был заблокирован механизмами или компонентами вашего робота.

Чтобы свести к минимуму возможные помехи для обзора датчика полевого кода со стороны вашего робота, рекомендуется устанавливать датчик GPS на задней части робота, лицом назад. 

При тестировании проектов с использованием датчика GPS убедитесь, что на поле нет посторонних предметов, блокирующих код поля (например, членов команды или дополнительных игровых элементов).

Аксель, герой-бот для игры High Stakes 2024-2025, на пустом поле в углу, с датчиком GPS, установленным на задней части робота и обращенным к коду поля по периметру поля. Красная рамка обозначает положение датчика GPS на роботе, а стрелка указывает на высоту датчика на той же высоте, что и код поля.

Датчик GPS также должен быть расположен на той же высоте, что и полевой код, и не должен иметь наклона, чтобы функционировать должным образом.

Чтобы узнать больше об установке датчика GPS на робота, эту статью.


Точно настройте смещения

Окно «Устройства» в VEXcode V5, отображающее настройки GPS для конфигурации датчика GPS. Слева красным выделена область ввода смещения по оси X, смещения по оси Y и смещения угла. Справа находится графическое изображение робота с датчиком GPS в центре, отражающее значения смещения по умолчанию.

Чтобы максимально эффективно использовать датчик GPS, вы можете настроить смещение по осям X, Y и угол относительно контрольной точки на вашем роботе. Датчик будет сообщать данные на основе своего физического положения на поле, если не настроено смещение. После настройки смещения VEXcode преобразует данные с датчика GPS для отображения контрольной точки на вашем роботе.

Настройка смещения позволяет вам следовать рекомендациям по монтажу, но при этом выполнять навигацию из значимой позиции на вашем роботе, например, из точки поворота или из руки робота.

Чтобы узнать больше о настройке смещения, эту статью.


Отслеживайте положительные и отрицательные значения

Вид сверху на поле High Stakes с исходными позициями игровых элементов. На поле наложены линии осей x и y, разделяющие поле на четыре квадранта, подобно координатной сетке. Каждый квадрант помечен соответствующими положительными и отрицательными значениями. Начиная с правого верхнего угла и двигаясь по часовой стрелке по полю, первый квадрант читает положительные значения x, положительные значения y; второй квадрант читает положительные значения x, отрицательные значения y; третий квадрант читает отрицательные значения x, отрицательные значения y; и четвертый квадрант читает отрицательные значения x, положительные значения y.

Датчик GPS передает данные о местоположении X и Y на основе координатной сетки. Чтобы эффективно использовать эти данные, полезно отслеживать, как положительные и отрицательные значения соотносятся с координатной сеткой.

Это изображение можно воссоздать в вашем инженерном блокноте, чтобы отслеживать ожидаемые значения в каждом квадранте поля и эффективно использовать данные в проекте.

Вид сверху на Акселя с контрольной точкой в центре руки спереди робота, отмеченной зеленой точкой, и датчиком GPS, выделенным зеленым прямоугольником на задней части робота. Опорная точка пересекается осями x и y, указывая на то, что опорная точка создает точку 0, 0 для расчета смещений.

Такой же учет положительных и отрицательных значений применяется и к смещению в конфигурации датчика GPS. Помните о расстоянии и направлении от опорной точки до датчика вдоль каждой оси, чтобы убедиться, что вы правильно настраиваете смещения. 


Используйте данные из стационарного положения

Вид сверху на Акселя в углу поля с красным прямоугольником, обозначающим датчик GPS, и стрелкой, указывающей от датчика к коду поля, показывающей, как датчик будет считывать код поля из стационарного положения.

Датчик GPS использует видеопоток кода поля вокруг поля для определения своего местоположения. Поскольку датчик полагается на визуальную обратную связь, наиболее точное и четкое изображение получится в положении остановки.

Подумайте об этом, когда вы делаете фотографию. Попытка сделать фотографию во время движения приведет к размытому изображению. Остановившись и постояв неподвижно во время фотосъемки, вы, скорее всего, получите гораздо более четкий результат. То же самое относится и к датчику GPS.

Полезно поэкспериментировать с программированием робота для движения на более медленных скоростях, чтобы определить, насколько быстро робот может двигаться, собирая точные значения датчика GPS. Соберите данные и примите на их основе решение, которое лучше всего подойдет вашей команде. Помните, что факторы окружающей среды, такие как окружающее освещение, могут влиять на достоверность этих измерений, поэтому при принятии таких решений учитывайте окружающую среду и освещение на ваших тренировочных и соревновательных полях.

Помимо простого замедления скорости для повышения точности, вы также можете полностью остановить движение робота, включив в свой проект паузы длительностью не менее 0,5 секунды (500 мс).


Подумайте о своей стратегии перед написанием кода

Вид сверху на верхний левый угол поля High Stakes с игровыми элементами в их исходных начальных позициях. Зеленые стрелки обозначают предполагаемый путь робота, движущегося из позиции слева и движущегося к подвижным воротам, затем по диагонали к кольцам, затем возвращающегося к подвижным воротам, затем движущегося к дополнительным кольцам по диагонали, чтобы достичь центральной линии поля.

Как и любое другое устройство на вашем роботе, то, как вы будете использовать датчик GPS, будет зависеть от вашей стратегии игры. Например, если вы пытаетесь добраться до игровых объектов на противоположной стороне поля, вашему роботу, скорее всего, придется преодолеть больше препятствий, чем для элементов, находящихся в том же квадранте поля.

Продумывание того, чего вы пытаетесь достичь и как вы хотите запрограммировать робота для выполнения этой задачи вместе с вашей командой, поможет вам максимально эффективно использовать датчик GPS в вашем проекте.


Практикуйтесь в программировании с VEXcode VR

В рабочей области VEXcode VR показан проект по управлению роботом с использованием датчика местоположения, расположенного слева в рабочей области. Справа открыта консоль монитора, на которой отображаются данные для позиции Y в мм как -900 и позиции X в мм как -900, что демонстрирует, как можно отслеживать значения местоположения в ходе проекта. Внизу открыта игровая площадка с числовой сеткой, а робот находится на цифре 1 в нижнем левом углу.

Датчик местоположения на VR-роботе в VEXcode VR смоделирован на основе датчика GPS. Практика кодирования с использованием датчика местоположения в VEXcode VR поможет вам сосредоточиться на концепциях кодирования с использованием данных о местоположении x, y в проекте, которые затем можно применить к вашему физическому датчику GPS на устройстве V5RC Field.

О том, как осуществлять навигацию с использованием информации о местоположении по осям x и y, можно узнать в модуле «Знание своего местоположения» курса «Информатика», уровень 1 (Блоки) (Python). 

Изображение задней части виртуального Акселя в его исходном положении на игровой площадке Virtual Skills High Stakes, показывающее датчик GPS и его положение на роботе по отношению к игровым элементам и настройке поля перед роботом.

Вы также можете попрактиковаться в программировании GPS-датчика на Hero Bot для игры этого года, используя Виртуальную игровую площадку навыков в VEXcode VR. Virtual Skills — это отличное место для проверки стратегий и идей кодирования для игрового процесса в виртуальной среде, прежде чем пытаться применять их и создавать проекты с нуля на поле. 

Концепции, которые вы изучаете и отрабатываете в рамках курса «Виртуальные навыки», можно легко применять и развивать с помощью вашего физического робота. Просмотрите эту статью чтобы узнать больше о начале работы с виртуальными навыками в VEXcode VR.


Будьте внимательны к освещению на поле

Информация об устройстве GPS на экране V5 Brain Screen, показывающая вид изображения справа, где код поля четко отображается в ярком освещенном помещении. Слева представлены следующие данные: X 0,74 м, Y 1,08 м и курс 88,67 градуса.

Поскольку датчик GPS использует видеосигнал, он будет предоставлять наиболее точные данные в хорошо освещенной области. Будьте внимательны к теням на поле или яркому свету, который может вызвать блики на коде поля, и по возможности избегайте таких ситуаций.

Если вы проводите тестирование в темном или слабоосвещенном помещении, вы можете добавить дополнительный окружающий свет, чтобы попытаться повысить точность сообщаемых датчиком данных.


Используйте информацию об устройстве для проверки данных датчика GPS.

Информация об устройстве GPS на экране V5 Brain Screen отображается как в режиме местоположения, так и в режиме изображения, при этом режим местоположения отображается сверху, а режим изображения — снизу. Данные о положении X, Y и направлении в обоих случаях одинаковы. В представлении «Местоположение» красная стрелка, указывающая положение датчика GPS, находится в правом верхнем углу, близко к краю и окружена круглой красной областью и кольцом, что указывает на то, что датчик не может надежно определить положение. На изображении показана небольшая угловая часть полевого кода, которую датчик обнаруживает в этом положении.

Планируя свой проект, вы можете просматривать данные датчика GPS на экране V5 Brain, которые помогут вам определить, как реализовать свой проект. 

Когда датчик находится слишком близко и не может точно определить свое местоположение, он отобразит круг, обозначающий ваше возможное местоположение. Если вы видите круг в представлении «Местоположение», расположите датчик подальше от стены, чтобы получить более точные данные для вашего проекта.

Чтобы узнать, как просматривать данные на экране V5 Brain, просмотрите эту статью.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: