Sử dụng cảm biến GPS với VEX V5

Cảm biến Hệ thống định vị trò chơi™ (GPS) được thiết kế để theo dõi và báo cáo vị trí và hướng đi của cảm biến bằng Mã trường trên chu vi của Sân thi đấu robot VEX V5 (V5RC). 

Bài viết này mô tả cách thức hoạt động của Cảm biến GPS, dữ liệu được báo cáo và cách xem và hiểu dữ liệu cảm biến này trên màn hình V5 Brain để bạn có thể bắt đầu sử dụng cảm biến này một cách hiệu quả. Xem video bên dưới để tìm hiểu về các khái niệm được đề cập trong bài viết này.


Cảm biến GPS hoạt động như thế nào

Cảm biến GPS được gắn vào một robot tại Sân thi đấu VEX V5. Các bức tường của cánh đồng hiển thị một mẫu đen trắng và một mũi tên chỉ ra rằng cảm biến sử dụng mẫu này để định vị.

Cảm biến GPS (Hệ thống định vị trò chơi) sử dụng nguồn cấp dữ liệu video để quan sát mô hình trên chu vi của Sân. Dựa trên mẫu được phát hiện, cảm biến sẽ báo cáo dữ liệu về vị trí của nó trên Cánh đồng.

 

Góc nhìn từ sân V5RC, có sơ đồ lưới tọa độ phủ trên sân. Tâm của trường được đánh dấu là 0, 0 và hướng dương và hướng âm trên trục X và Y được ghi nhãn.

Vị trí trên Sân thi đấu VEX V5 (V5RC) được xác định bằng hệ thống tọa độ. Điểm (0, 0) hoặc gốc tọa độ nằm ở tâm của Trường, như được hiển thị ở đây. 

Góc nhìn từ trên cao của Sân bay V5RC với lưới tọa độ được phủ lên sân bay. Khoảng cách được đánh dấu trên mỗi trục tính bằng mét và mép sân nằm ở vạch dương hoặc âm 1,8 mét trên cả hai trục.

Phạm vi từ trường khoảng –1,8 mét (m) đến 1,8 mét (m) dọc theo trục X và Y. Cảm biến GPS báo cáo dữ liệu dựa trên hệ tọa độ này.

Phần Mã trường GPS được hiển thị làm ví dụ, bao gồm hai hàng hình chữ nhật đen trắng có độ rộng khác nhau.

Các bức tường của Sân vận động có Mã sân vận động GPS được in trực tiếp trên đó. Họa tiết giống bàn cờ trên mỗi bức tường không lặp lại và tương ứng với một khu vực cụ thể của Sân.

Dựa trên phần được phát hiện của Mã trường, Cảm biến GPS sẽ tính toán vị trí tọa độ của cảm biến trên trường. 

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Menu báo cáo dữ liệu về vị trí X, vị trí Y và hướng theo độ. Menu cũng có bản xem trước video từ cảm biến và lớp phủ cho biết cảm biến có thể xem và xác định Mã trường GPS được hiển thị trong bản xem trước.

Dựa trên vị trí được tính toán, Cảm biến GPS sẽ báo cáo thông tin về vị trí của cảm biến:

  • Tọa độ X của cảm biến trên Field 
  • Tọa độ Y của cảm biến trên Field 
  • Hướng của cảm biến trên Field theo độ
  • Chất lượng tín hiệu (độ tin cậy của dữ liệu cảm biến được báo cáo) 

Góc nhìn từ trên cao của sân V5RC và robot với lưới tọa độ phủ trên sân. Các đơn vị của trục X được dán nhãn và robot được hiển thị với tọa độ X khoảng 1,4 mét.

Vị trí X là vị trí được báo cáo của Cảm biến GPS dọc theo trục X của Trường. 

Trong ví dụ này, tọa độ X xấp xỉ là 1,4m. 

Góc nhìn từ trên cao của sân V5RC và robot với lưới tọa độ phủ trên sân. Các đơn vị của trục Y được dán nhãn và robot được hiển thị với tọa độ Y khoảng 1,2 mét.

Vị trí Y là vị trí được báo cáo của Cảm biến GPS dọc theo trục Y của Trường.

Trong ví dụ này, tọa độ Y xấp xỉ là 1,2m. 

Góc nhìn từ trên cao của Sân bay V5RC với hình tròn và độ quay được phủ lên sân bay. Các mức độ dao động từ 0 đến 359,9 và vạch 0 độ hướng về vị trí 12 giờ hoặc 'hướng lên' trong sơ đồ này.

Tiêu đề tương ứng với tiêu đề Trường, nằm trong phạm vi từ 0º đến 359.9º theo chiều kim đồng hồ. 0º ở vị trí 12 giờ.

Góc nhìn từ trên cao của V5RC Field và robot với các góc quay được phủ lên trên sân. Một đường thẳng từ tâm sân đến rô-bốt được hiển thị và đường thẳng trong ví dụ này có góc khoảng 40 độ.

Trong ví dụ này, hướng đi xấp xỉ là 40º. 


Bắt đầu sử dụng cảm biến GPS

Gắn cảm biến GPS

Dữ liệu từ cảm biến GPS có thể được xem trên V5 Brain. Để xem dữ liệu này, trước tiên bạn cần gắn Cảm biến GPS vào robot.

Cảm biến GPS được gắn ở phía sau một robot tại Sân thi đấu VEX V5.

Nên lắp cảm biến GPS ở phía sau robot, hướng về phía sau robot. Nếu gắn ở mặt trước, các thành phần của trò chơi có thể che khuất phần lớn tầm nhìn của cảm biến.

Lưu ý: Đảm bảo Cảm biến GPS được gắn ở bên phải với logo VEX được định hướng chính xác, nếu không vị trí của bạn sẽ không được báo cáo chính xác.

Cảm biến GPS được gắn ở phía sau một robot tại Sân thi đấu VEX V5. Một mũi tên chỉ ra độ cao của cảm biến so với mặt đất và trong ví dụ này, cảm biến ở độ cao gần bằng Mã trường GPS.

Người ta cũng khuyến cáo rằng cảm biến GPS nên được lắp trên robot ở độ cao đủ so với mặt đất để phù hợp với Quy tắc hiện trường. Điều này sẽ làm giảm khả năng các vật thể lạ khác trên Sân hoặc cơ chế robot sẽ cản trở khả năng phát hiện Mã sân của cảm biến.

Góc nhìn từ trên xuống của cảm biến GPS gắn ở phía sau rô-bốt tại Sân thi đấu VEX V5. Một mũi tên chỉ ra góc của cảm biến GPS và trong ví dụ này, nó song song với mặt sau của rô-bốt và hướng thẳng về phía sau.

Tương tự như vậy, cảm biến được khuyến nghị đặt song song với mặt sau của robot (không đặt nghiêng). Điều này một lần nữa làm giảm khả năng nhiễu đồng thời giảm các bước cần thiết để cấu hình cảm biến trong VEXcode. Để tìm hiểu thêm về cách cấu hình robot trong VEXcode V5, hãy xem bài viết này.

Xem dữ liệu cảm biến GPS

Sau khi cảm biến được gắn vào robot và robot ở trên sân, bạn có thể bắt đầu xem dữ liệu từ cảm biến GPS trên V5 Brain. Để xem Thông tin thiết bị, hãy làm theo các bước sau.

Màn hình Brain được hiển thị trong menu Trang chủ với tùy chọn Thiết bị được tô sáng.

Bật V5 Brain và chọn biểu tượng Thiết bị.

Màn hình Brain được hiển thị trong menu Thông tin thiết bị có danh sách tất cả các Cổng thông minh của Brain và các thiết bị được kết nối. Biểu tượng Cảm biến GPS trong menu Thông tin thiết bị được tô sáng để cho biết các mục có thể được chọn để mở menu thông tin của chúng.

Chọn biểu tượng Cảm biến GPS trên màn hình Thông tin thiết bị.

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Menu báo cáo dữ liệu về vị trí X tính bằng mét, vị trí Y tính bằng mét và hướng tính bằng độ. Menu cũng có sơ đồ vị trí và hướng của cảm biến trên sân.

Bây giờ bạn có thể di chuyển robot quanh sân để quan sát vị trí hiện tại và hướng của cảm biến được hiển thị trên màn hình V5 Brain.

Góc nhìn nghiêng của robot trên sân V5RC. Robot được hiển thị ở cùng vị trí và hướng như sơ đồ cảm biến chỉ ra.

Chúng ta hãy cùng tìm hiểu cách vị trí của Cảm biến GPS được thể hiện trên Màn hình thiết bị trên V5 Brain. Để tham khảo, đây là vị trí của robot trên Sân đấu. 

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Sơ đồ vị trí được tô sáng, sơ đồ này giúp hình dung vị trí và hướng của cảm biến.

Ở chế độ xem Vị trí, hình ảnh đồ họa của Trường và lưới tọa độ của trường có thể được nhìn thấy ở phía bên phải.

Mũi tên màu đỏ biểu thị hướng hiện tại của Cảm biến GPS. Hình nón màu trắng nhô ra khỏi mũi tên hiển thị trường nhìn hiện tại của cảm biến.

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Giá trị vị trí X và Y được tô sáng. Trong ví dụ này, vị trí X hiển thị 0,21 mét và vị trí Y hiển thị âm 0,38 mét.

Vị trí X và Y của Cảm biến GPS được hiển thị ở góc trên bên trái màn hình Brain.

Lưu ý: Bạn có thể thay đổi đơn vị hiển thị từ mét (m) sang inch (in) bằng cách chọn các hộp chứa vị trí X và Y trên màn hình Brain.

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Giá trị Hướng được tô sáng và trong ví dụ này, giá trị này là âm 67,64 độ. Tiêu đề này gần hướng về phía "trái" hoặc hướng về trục X âm.

Hướng hiện tại của cảm biến GPS cũng được hiển thị theo độ.

Góc nhìn từ trên cao của Sân bay V5RC với hình tròn và độ quay được phủ lên sân bay. Độ dao động từ -180 đến 180, và vạch 0 độ hướng về vị trí 12 giờ hoặc 'hướng lên' trong sơ đồ này. Vị trí âm 180 độ và dương 180 độ gặp nhau ở vị trí 6 giờ hoặc 'hướng xuống' trong sơ đồ này.

Lưu ý:Màn hình não V5 hiển thị hướng cảm biến GPS từ -180 đến 180 độ.

Bắt đầu từ vị trí 0º:

  • Hướng theo chiều kim đồng hồ từ 0º đến 180º là hướng dương
  • Hướng theo chiều ngược kim đồng hồ từ 0º đến –180º là hướng âm

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Nút Hình ảnh ở góc dưới bên trái của màn hình được tô sáng. Bạn có thể chọn mục này để thay đổi giữa chế độ xem vị trí và chế độ xem trước vieo.

Bạn có thể chuyển đổi giữa chế độ xem lưới vị trí và chế độ xem camera thực tế của Cảm biến GPS bằng cách chọn hộp bên trái phía dưới trên màn hình Brain, như được chỉ ra trong hình ảnh ở đây.

Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Nút Hình ảnh đã được chọn và bây giờ bản xem trước video trực tiếp sẽ được hiển thị thay vì lưới vị trí. Lớp phủ cho biết cảm biến có thể xem và theo dõi Mã trường GPS. Nút Hình ảnh hiện có tên là Vị trí.

Với tùy chọn hình ảnh hiển thị, bạn có thể thấy các thành phần được cảm biến phát hiện:

  • mẫu hộp đen trắng trên Field Strips
  • vị trí Mã trường GPS (được chỉ ra bằng các đường giới hạn màu xanh lá cây)
  • khoảng cách giữa các mẫu được phát hiện (được chỉ ra bởi các chấm đỏ tại các giao điểm của các thành phần mẫu)

Hiểu dữ liệu từ cảm biến GPS

Bây giờ bạn đã biết cách xem dữ liệu Cảm biến GPS trên màn hình Brain, bạn có thể bắt đầu tự mình kiểm tra Cảm biến GPS. Dưới đây là một số ví dụ minh họa cách vị trí của robot và Cảm biến GPS kết nối với dữ liệu hiển thị trên màn hình Brain để giúp bạn bắt đầu.

Chọn bất kỳ hình ảnh nào bên dưới để phóng to.

Ví dụ 1

Góc nhìn nghiêng của robot trên sân V5RC. Robot được hiển thị ở vị trí mới làm ví dụ.

Trong ví dụ này, bạn có thể thấy robot ở góc trên bên phải của Sân, với Cảm biến GPS hướng về bức tường bên phải.

Từ vị trí này, chúng ta có thể mong đợi:

  • tọa độ x dương
  • một tọa độ y dương
  • một hướng khoảng 90º
Vị trí Xem Xem hình ảnh
Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Trong ví dụ này, vị trí X hiển thị 0,74 mét, vị trí Y hiển thị 1,08 mét và hướng hiển thị 88,68 độ. Menu cũng có sơ đồ vị trí của cảm biến và hướng di chuyển trên sân, khớp với vị trí mới của robot. Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Các giá trị thì giống nhau, nhưng bây giờ video xem trước từ cảm biến được hiển thị thay vì chế độ xem vị trí.

Dữ liệu nhìn thấy trong những hình ảnh từ màn hình V5 Brain trùng khớp với những dự đoán ở trên.

Khi bạn xem dữ liệu từ Cảm biến GPS trên màn hình V5 Brain, tọa độ của cảm biến được báo cáo ở (0,74, 1,08). Điều này cũng được hiển thị ở dạng lưới tọa độ với chế độ xem vị trí.

Lưu ý ở đây rằng hướng của cảm biến được báo cáo ở khoảng 90º (88,68º), thẳng hàng với hướng mũi tên màu đỏ đang chỉ. Ngược lại, robot đang giữ một Mục tiêu di động và hướng theo hướng ước tính là 270º. Điều này là do cảm biến được lắp ở vị trí khuyến nghị hướng về phía sau của robot.

Ví dụ 2

Góc nhìn nghiêng của robot trên sân V5RC. Robot được hiển thị ở vị trí mới làm ví dụ.

Trong ví dụ này, robot ở vị trí gần giống như trên Sân, nhưng đã quay 180º, do đó Cảm biến GPS hướng về phía bức tường bên trái.

Từ vị trí này, chúng ta có thể mong đợi:

  • tọa độ x dương
  • một tọa độ y dương
  • hướng khoảng -90º
Vị trí Xem Xem hình ảnh
Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Trong ví dụ này, vị trí X đọc được 0,58 mét, vị trí Y đọc được 0,91 mét và hướng đọc được âm 85,65 độ. Menu cũng có sơ đồ vị trí của cảm biến và hướng di chuyển trên sân, khớp với vị trí mới của robot. Màn hình não được hiển thị trong menu Cảm biến GPS liệt kê dữ liệu của cảm biến. Các giá trị thì giống nhau, nhưng bây giờ video xem trước từ cảm biến được hiển thị thay vì chế độ xem vị trí.

Dữ liệu nhìn thấy trong những hình ảnh từ màn hình V5 Brain trùng khớp với những dự đoán ở trên.

Ngược lại với chế độ xem Hình ảnh trong ví dụ đầu tiên, có nhiều giao điểm được đánh dấu bằng dấu chấm đỏ hơn, cho biết phần Mã trường lớn hơn được phát hiện. Hãy nhớ rằng cảm biến sẽ tính toán khoảng cách từ chu vi dựa trên lượng Mã trường được phát hiện cũng như mẫu Mã trường được phát hiện.

Một lần nữa, lưu ý ở đây là hướng của cảm biến được báo cáo ở khoảng –90º (–85,65º), cũng tương đương với hướng 270º. Ngược lại, robot đang giữ một Mục tiêu di động và hướng theo hướng ước tính là 90º.


Các bước tiếp theo

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

Last Updated: