опис
Line Tracker — це аналоговий датчик, що складається з інфрачервоного світлодіода та інфрачервоного датчика світла. Він має один монтажний отвір і призначений для встановлення під шасі робота. Line Tracker дозволяє роботу слідувати попередньо розміченим шляхом. Це один із датчиків серії 3-Wire.
3-провідні датчики сумісні з V5 Robot Brain або Cortex. Кабель датчика можна подовжити за допомогою 3-жильного подовжувача.
Щоб Line Tracker працював із V5 Brain, кабель датчика потрібно повністю вставити у 3-провідний порт V5 Brain.
Line Tracker постачається в комплекті Advance Sensor Kit або в упаковці з 3 штук, і його можна придбати тут.
| Відстеження ліній | Кабель датчика повністю вставлено |
Як працює Line Tracker
Line Tracker функціонує, освітлюючи поверхню інфрачервоним світлодіодом, а потім інфрачервоний датчик світла вимірює відбите інфрачервоне випромінювання. На основі інтенсивності відбитого випромінювання Line Tracker може визначити, наскільки світлою чи темною є поверхня під датчиком.
Поверхні світлого кольору відображатимуть більше інфрачервоного світла, ніж темні поверхні, і будуть виглядати яскравішими для датчика. Це дозволяє датчику виявляти темну лінію на блідій поверхні або бліду лінію на темній поверхні.
Line Tracker — це аналоговий датчик, який означає, що інфрачервоний датчик поверне значення напруги від 0 В до 5 В до V5 Brain залежно від відбитого інфрачервоного випромінювання. Потім V5 Brain перетворює це значення у відсоток відбивної здатності. Цей тип вимірювання вимагає відповідного порогу різниці між відтінками відбивної здатності, щоб успішно слідувати лінії.
Наприклад, Line Tracker не слідкуватиме за смужкою чорної ізоляційної стрічки, розміщеною на темно-сірих плитках VEX Competition Field Tiles, оскільки датчик повертатиме відсотки відбиття занадто близько один до одного для порогового значення різниці. Однак смужка білої ізоляційної стрічки на плитках VEX Competition Field забезпечить велику різницю в значеннях і адекватний поріг для відстеження роботом стрічки.
Лінійний трекер потрібно поєднати з мовою програмування, такою як VEXcode V5або VEXcode Pro V5, щоб створити програму користувача, у якій мозок використовуватиме значення відсотка відбивної здатності для керування роботом.
Примітка: блок (Reflectivity of) поверне іншу версію значення Line Tracker, ніж показання на інформаційній панелі V5.
Розміщення датчиків
Розміщення лінійних трекерів має вирішальне значення для функціонування датчиків. Діапазон для відстеження ліній становить приблизно від 0,02” до 0,25” над поверхнею, яку він вимірює. Його оптимальна чутливість становить 3 мм (приблизно ⅛”), і датчик слід розташувати якомога ближче до цієї відстані від поверхні.
Розміщення Line Tracker на роботі вище 0,25 дюйма (наприклад, прикріплення датчика безпосередньо під приводом за допомогою 4-дюймових коліс) дасть дуже поганий набір значень через низький рівень інтенсивності відбитого інфрачервоного випромінювання.
Крім відстані над поверхнею, на якій розташований датчик, необхідно враховувати відстань від точки повороту робота. Як правило, ця точка повороту знаходиться в центрі робота для повнопривідного робота та центрується між двома колесами двоколесного робота.
Чим ближче Line Tracker до точки повороту, тим більше робот повинен повертатися, щоб змістити датчик. Однак можна розташувати лінійні трекери занадто далеко від точки повороту, де знадобиться лише легкий поворот, щоб змістити датчик.
Час відгуку для лінійного трекера становить 50 Гц. Якщо швидкість переміщення робота надто велика, у поєднанні з великою відстанню датчика до точки повороту робота, час відгуку відстеження лінії може бути недостатньо великим, щоб датчик слідував лінії.
Також слід зазначити, що мінімальна ширина лінії, яку може виявити Line Tracker, становить 0,25 дюйма.
Загальне використання Line Tracker:
Лінійні трекери можна використовувати як один блок, пару лінійних трекерів або як набір із трьох лінійних трекерів для відстеження лінії.
Одиночна одиниця: Одиничний пристрій відстеження лінії зазвичай запрограмовано повертатися до лінії, доки не виявить лінію. Потім робот відвертається від лінії, рухаючись трохи вперед, а потім повертається назад до лінії.
Це призводить до дуже повільного, різкого руху вздовж лінії. Однак це найпростіша логіка програмування, оскільки вона перевіряє лише одну умову керування зворотним зв’язком: чи виявлена лінія чи ні?
Пара лінійних трекерів: Два лінійні трекери можна встановити так, щоб відстань між ними була трохи більшою за ширину лінії, за якою вони йдуть. Робот розміщується з датчиком з кожного боку лінії. Коли будь-який із відстежувачів лінії виявляє лінію, програма користувача змушує робота повернути лінію, щоб лінія між двома датчиками знову з’явилася.
Таке налаштування забезпечує більш плавний рух робота. Однак для роботи цього налаштування потрібно розширене програмування.
Набір із трьох: Можна встановити серію з трьох трекерів лінії, щоб центральний трекер міг виявити лінію, а два бічні трекери встановлюються зміщено з кожного боку лінії. У цьому налаштуванні, щойно центральний датчик не виявляє лінію, а один із бічних датчиків виявляє лінію, робот повертається, щоб повернути лінію під центральний датчик.
Основна перевага набору з трьох лінійних трекерів перед парою датчиків полягає в тому, що якщо всі три лінійні стекери не виявляють лінію, робота можна запрограмувати на зупинку. Коли робот зупиниться, він може почати сканувати туди-сюди, намагаючись знову знайти лінію. Ця установка вимагає трьох контурів керування зворотним зв’язком і кількох різних умов, що робить її найскладнішою логікою з трьох варіантів.
| Виявлення лінії за допомогою набору з трьох трекерів лінії |
Інше використання
Усі три налаштування Line Tracker можна використовувати для руху прямо вперед, доки вони не виявлять лінію, а потім зупиняться.
Пару лінійних трекерів і набір із трьох можна запрограмувати на відстеження лінії та виявлення її перетину. Перехресні лінії вздовж шляху основної лінії можна використовувати, щоб змінити поведінку робота. Наприклад, якщо поверхню руху позначено сіткою ліній, робота можна запрограмувати слідувати лінії, виявити три поперечні лінії сітки, а потім повернути праворуч біля четвертої поперечної лінії, щоб слідувати цій лінії.
Використання лінійних трекерів на роботі-змаганні:
Щорічного ігрового поля VEX Robotics Competition має різний набір білих ліній ізоляційної стрічки. Зазвичай вони позначають різні зони на полі. Лінії також можуть використовуватися трекерами ліній протягом автономного періоду. Деякі види використання ліній поля включають:
Підрахунок очок: Робот-трекери ліній можуть використовувати лінії воріт на полі, щоб виявляти очкові зони, а потім вирівнювати їх, щоб забивати ігрові об’єкти в зону, як-от лінії воріт у грі Nothing But Net 2015-2016.
Розташування ігрових фігур: Багато разів ігрові фігури знаходяться вздовж лінії поля. Лінійні трекери можна використовувати, щоб слідкувати за лінією, щоб знайти ігрову фігуру, підняти її та забити. Прикладом цього були великі кубики з тканини, які були розміщені на лінії, що розділяє ближню та дальню зони під час гри Starstruck 2016-2017 років.
Вирівнювання: Лінійні трекери можна використовувати для вирівнювання робота вздовж лінії поля для виконання певного завдання або калібрування його положення на полі. У грі Turning Point 2018-2019 років лінії зони розширення можна було використовувати для вирівнювання робота, щоб Caps могли отримати високі бали.
Навігація: Як згадувалося раніше, Line Trackers можна використовувати, щоб слідкувати за лінією або зупинити робота, коли її виявлено. Приклад цього міг бути використаний у грі 2019-2020, Tower Takeover, Line Trackers могли зупинити робота, який перетнув автономну лінію та втратити автономний бонус свого альянсу.
Виявлення об’єктів: Лінійний трекер можна встановити врівень між двома частинами металевої конструкції всередині кігтя, конвеєрної системи або системи ковзання. Коли ігрова фігура ковзає по Line Tracker, датчик може виявити об’єкт.
Багато ігор мають перешкоди на полі, за які можуть наздогнати трекери ліній, тому важливо враховувати це при проектуванні робота. Наприклад, розміщення лінійних трекерів безпосередньо між набором коліс може допомогти перенести їх через більшість перешкод.