Використання GPS-датчика з VEX V5 – Бібліотека VEX

Датчик Game Positioning System™ (GPS) призначений для відстеження та повідомлення про місцезнаходження та напрямок датчика за допомогою польового коду на периметрі поля для змагань з робототехніки VEX V5 (V5RC).

У цій статті описано, як функціонує датчик GPS, дані, що надсилаються, і як переглядати та розуміти дані датчика на екрані V5 Brain, щоб ви могли почати ефективно використовувати цей датчик. Перегляньте відео нижче, щоб дізнатися про концепції, які розглядаються в цій статті.

Як працює датчик GPS

GPS-датчик зображено прикріпленим до робота на змагальному полі VEX V5. Стіни поля показують чорно-білий візерунок, а стрілка вказує на те, що датчик використовує цей візерунок для позиціонування.

Датчик GPS (Система позиціонування в іграх) використовує відеоканал для перегляду візерунка по периметру поля. На підставі виявленого шаблону датчик повідомляє дані про своє розташування на Полі.

Кутовий вигляд поля V5RC зі схемою координатної сітки, накладеною на поле. Центр поля позначено 0, 0, а також позначено додатний та від’ємний напрямки на осях X та Y.

Розташування на полі VEX V5 Competition (V5RC) визначаються системою координат. (0, 0), або початок, знаходиться в центрі поля, як показано тут.

Вид зверху поля V5RC з координатною сіткою, накладеною на поле. Відстані позначені на кожній осі в метрах, а край поля знаходиться на позначці 1,8 метра або 1,8 метра на обох осях.

Поле коливається приблизно від –1,8 метра (м) до 1,8 метра (м) уздовж осей X і Y. Датчик GPS повідомляє дані на основі цієї системи координат.

Як приклад показано розділ польового коду GPS, який складається з двох рядів чорних і білих прямокутників різної ширини.

На стінах поля безпосередньо надрукований код поля GPS. Шаховий малюнок на кожній стіні не повторюється і відповідає певній ділянці Поля.

На основі виявленої частини коду поля GPS-датчик обчислює координати розташування датчика на полі.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. У меню відображаються дані про положення X, положення Y та напрямок руху в градусах. У меню також є попередній перегляд відео з датчика, а накладання вказує на те, що датчик може переглядати та ідентифікувати код поля GPS, що відображається в попередньому перегляді.

На основі обчисленого положення датчик GPS повідомляє інформацію про місцезнаходження датчика:

X координата датчика на полі
Координата Y датчика на полі
Напрямок датчика на поле в градусах
Якість сигналу (достовірність повідомлених даних датчика)

Вид зверху поля V5RC та робота з координатною сіткою, накладеною на поле. Одиниці вимірювання осі X позначені, а робот зображений з координатою X приблизно 1,4 метра.

Положення X – це повідомлене розташування GPS-датчика вздовж осі X поля.

У цьому прикладі координата X становить приблизно 1,4 м.

Вид зверху поля V5RC та робота з координатною сіткою, накладеною на поле. Одиниці вимірювання осі Y позначені, а робот зображений з координатою Y приблизно 1,2 метра.

Позиція Y – це повідомлене розташування GPS-датчика вздовж осі Y поля.

У цьому прикладі координата Y становить приблизно 1,2 м.

Вид зверху поля V5RC з колом та градусами обертання, накладеними на поле. Градуси варіюються від 0 до 359,9, а позначка 0 градусів спрямована в бік позиції 12 годин, або «вгору» на цій діаграмі.

Заголовок відповідає заголовку поля, який є діапазоном від 0º до 359,9º за годинниковою стрілкою. 0º знаходиться в положенні 12 годин.

Вид зверху поля V5RC та робота з накладеними на поле кутами обертання. Показано лінію від центру поля до робота, і в цьому прикладі ця лінія має кут приблизно 40 градусів.

У цьому прикладі заголовок становить приблизно 40º.

Початок роботи з датчиком GPS

Монтаж GPS-датчика

Дані з датчика GPS можна переглядати на V5 Brain. Щоб переглянути ці дані, спочатку потрібно приєднати GPS-датчик до свого робота.

GPS-датчик показано прикріпленим до задньої частини робота на змагальному полі VEX V5.

Рекомендовано встановлювати GPS-датчик на задній частині робота, спрямованим позаду робота. Якщо їх встановити спереду, ігрові елементи можуть перекривати більшу частину огляду сенсора.

Примітка: Переконайтеся, що GPS-датчик встановлено правою стороною вгору, а логотип VEX правильно орієнтований, інакше ваше місцезнаходження не буде повідомлено правильно.

GPS-датчик показано прикріпленим до задньої частини робота на змагальному полі VEX V5. Стрілка вказує висоту датчика від землі, і в цьому прикладі датчик приблизно знаходиться на висоті польового коду GPS.

Також рекомендується, щоб датчик GPS був встановлений на роботі досить високо над землею, щоб відповідати коду поля. Це зменшить ймовірність того, що інші помилкові об’єкти на полі або механізми робота будуть перешкоджати здатності датчика виявляти код поля.

Вид зверху на GPS-датчик, прикріплений до задньої частини робота на змагальному полі VEX V5. Стрілка вказує кут GPS-датчика, і в цьому прикладі вона паралельна задній частині робота та спрямована прямо назад.

Таким же чином датчик рекомендується розташовувати паралельно спині робота (а не під кутом). Це знову ж таки зменшує ймовірність перешкод, а також зменшує кількість кроків, необхідних для налаштування датчика у VEXcode. Щоб дізнатися більше про налаштування робота у VEXcode V5, перегляньте цю статтю.

Перегляд даних датчика GPS

Після того, як датчик буде встановлено на роботі, і робот буде на полі, ви можете почати переглядати дані з датчика GPS на V5 Brain. Щоб переглянути інформацію про пристрій, виконайте такі дії.

Екран Brain відображається в головному меню з виділеною опцією «Пристрої».

Увімкніть V5 Brain і виберіть піктограму пристроїв.

Екран Brain відображається в меню «Інформація про пристрій», яке містить список усіх смарт-портів Brain та підключених пристроїв. Піктограма датчика GPS у меню «Інформація про пристрій» виділена, щоб показати, що елементи можна вибрати для відкриття відповідних інформаційних меню.

Виберіть піктограму датчика GPS на екрані інформації про пристрій.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. У меню відображаються дані про положення X у метрах, положення Y у метрах та напрямок руху в градусах. У меню також є схема розташування датчика та напрямку руху на полі.

Тепер ви можете переміщати робота по полю, щоб спостерігати за поточним розташуванням датчика та напрямком, які відображаються на екрані V5 Brain.

Кутовий вигляд робота на полі V5RC. Робот зображено з тим самим положенням і напрямком руху, як зазначено на схемі датчика.

Давайте розберемо, як місцезнаходження GPS-датчика відображається на екрані пристроїв на V5 Brain. Для довідки, це положення робота на полі.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. Діаграма розташування виділена, ця діаграма допомагає візуалізувати розташування та напрямок датчика.

У вікні Розташування праворуч можна побачити графічне зображення поля та його координатну сітку.

Червона стрілка позначає поточний напрям датчика GPS. Білий конус, що виходить зі стрілки, відображає поточне поле зору датчика.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. Значення позицій X та Y виділені. У цьому прикладі положення X показує 0,21 метра, а положення Y показує мінус 0,38 метра.

Положення датчика GPS по X і Y відображається у верхній лівій частині екрана Brain.

Примітка: Ви можете змінити відображувані одиниці вимірювання з метрів (м) на дюйми (дюйми), вибравши поля, що містять позицію X і Y на екрані Brain.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. Значення «Курс» виділено, і в цьому прикладі воно становить мінус 67,64 градуса. Цей заголовок спрямований майже «ліворуч» або до негативної осі X.

Поточний напрям датчика GPS також відображається в градусах.

Вид зверху поля V5RC з колом та градусами обертання, накладеними на поле. Градуси варіюються від -180 до 180, а позначка 0 градусів спрямована в бік позиції 12 годин, або «вгору» на цій діаграмі. Положення мінус 180 градусів та плюс 180 градусів зустрічаються в положенні на 6 годин, або «внизу» на цій діаграмі.

Примітка:Мозковий екран V5 відображає напрямки датчика GPS від –180 до 180 градусів.

Починаючи з місця 0º:

Курси за годинниковою стрілкою від 0º до 180º є позитивними
Напрямки проти годинникової стрілки від 0º до –180º є негативними

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. Кнопка «Зображення» у лівому нижньому куті екрана виділена. Це можна вибрати для перемикання між переглядом місцезнаходження та попереднім переглядом відео.

Ви можете перемикатися між виглядом сітки розташування та фактичним виглядом камери GPS-датчика, вибравши нижнє ліве поле на екрані Brain, як показано на зображенні тут.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. Кнопку «Зображення» вибрано, і тепер замість сітки розташування відображається попередній перегляд відео в реальному часі. Накладання показує, що датчик може бачити та відстежує польовий код GPS. Кнопка «Зображення» тепер має значення «Місцезнаходження».

Коли відображається опція зображення, ви можете побачити елементи, які виявляє датчик:

візерунок чорно-білих прямокутників на смугах поля
код поля GPS розташування (позначений зеленими обмежувальними лініями)
відстань між виявленими патернами (позначено червоними крапками на перетинах елементів патерну)

Розуміння даних із датчика GPS

Тепер, коли ви знаєте, як переглядати дані датчика GPS на екрані мозку, ви можете почати тестувати датчик GPS самостійно. Нижче наведено декілька прикладів, які ілюструють, як положення робота та GPS-датчик підключаються до даних, що відображаються на екрані Brain, щоб допомогти вам розпочати роботу.

Виберіть будь-яке зображення нижче, щоб збільшити.

Приклад 1

Кутовий вигляд робота на полі V5RC. Як приклад, показано робота в новій позиції.

У цьому прикладі ви можете побачити, що робот знаходиться у верхньому правому куті поля, а GPS-датчик спрямований до стіни праворуч.

З цієї позиції ми можемо очікувати:

додатна координата x
додатна координата y
курсом приблизно 90º

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. У цьому прикладі положення X становить 0,74 метра, положення Y — 1,08 метра, а напрямок руху — 88,68 градуса. У меню також є схема розташування датчика та напрямку руху на полі, що відповідає новому розташуванню робота.

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. Значення ті самі, але тепер замість перегляду місцезнаходження відображається попередній перегляд відео з датчика.

Приклад 2

Кутовий вигляд робота на полі V5RC. Як приклад, показано робота в новій позиції.

У цьому прикладі робот знаходиться приблизно в тому самому положенні на полі, але його повернуто на 180º, тому GPS-датчик повернутий до лівої бічної стіни.

З цієї позиції ми можемо очікувати:

додатна координата x
додатна координата y
курс приблизно -90º

Екран Brain відображається в меню GPS-датчика, де перелічені дані датчика. У цьому прикладі положення X становить 0,58 метра, положення Y — 0,91 метра, а курс — мінус 85,65 градуса. У меню також є схема розташування датчика та напрямку руху на полі, що відповідає новому розташуванню робота.

Наступні кроки

Перегляньте дані датчика GPS самостійно! Встановіть GPS-датчик на свого робота, розмістіть його на полі та використовуйте екран пристроїв для перегляду даних датчиків у різних місцях.
Готові почати кодування? Почніть із налаштування датчика GPS у VEXcode V5. Перегляньте цю статтю, щоб дізнатися більше про налаштування датчика GPS.