GPS 传感器的最佳实践

GPS 传感器(即游戏定位系统传感器)是导航 VEX V5 机器人竞赛(V5RC)领域的有用工具。 阅读本文以了解最佳实践,帮助您充分利用传感器。 

清晰查看字段代码

阿克塞尔 (Axel) 位于角落的空旷场地上,GPS 传感器安装在机器人后部,面向场地周边的场地代码。 有一个红色框突出显示机器人上的 GPS 传感器位置,箭头表示传感器与现场代码的对齐。

GPS 传感器使用视频源来检测场地周边的场地代码模式。 因此,重要的是传感器不会被机器人的机制或部件阻挡。

为了尽量减少传感器对机器人观察现场代码的可能阻碍,建议将 GPS 传感器安装在机器人后部,面向机器人后方。 

使用 GPS 传感器测试项目时,请确保场地上没有无关物品且不会阻挡场地代码(例如团队成员或额外的游戏元素)。

Axel 是 2024-2025 年高额赌注游戏的英雄机器人,位于角落的一个空旷场地上,GPS 传感器安装在机器人后部,面向场地周边的场地代码。 有一个红色框突出显示机器人上的 GPS 传感器位置,并且箭头表示传感器的高度与现场代码的高度相同。

GPS 传感器也应放置在与现场代码相同的高度,并且不得以任何方式倾斜,以便按预期发挥作用。

要了解有关在机器人上安装 GPS 传感器的更多信息, 查看本文


准确配置偏移量

VEXcode V5 中的设备窗口显示 GPS 传感器配置的 GPS 设置。 左侧有一个红色框突出显示 X 偏移、Y 偏移和角度偏移的输入区域。 右侧是机器人的图形表示,其中 GPS 传感器位于中心,反映了默认的偏移值。

为了充分利用 GPS 传感器,您可以根据机器人上的参考点配置 X、Y 和角度偏移。 除非配置了偏移量,否则传感器将根据其在现场的物理位置报告数据。 一旦配置了偏移,VEXcode 将转换来自 GPS 传感器的数据以反映机器人上的参考点。

配置偏移量允许您遵循安装建议,但从机器人上的有意义的位置(如转弯中心点或机器人的手臂)进行导航。

要了解有关设置偏移的更多信息, 查看此文章。


跟踪正值和负值

从上往下看高风险球场,其中有游戏元素的起始位置。 场地上覆盖着 x 轴线和 y 轴线,将场地分成四个象限,就像一个坐标网格一样。 每个象限都标有相应的正值和负值。 从右上角开始,沿顺时针方向移动 - 第一象限读取正 x、正 y 值;第二象限读取正 x、负 y 值;第三象限读取负 x、负 y 值;第四象限读取负 x、正 y 值。

GPS 传感器根据坐标网格报告 X 和 Y 位置数据。 为了有效地使用这些数据,跟踪正值和负值如何与坐标网格对齐会有所帮助。

您可以在工程笔记本中重新创建此图像,以帮助您跟踪字段每个象限中的预期值,从而有效地在项目中使用数据。

这是 Axel 的俯视图,其中机器人前部手臂中心的参考点用绿点标记,而机器人后部的 GPS 传感器则用绿色框突出显示。 参考点与 x 轴和 y 轴相交,表示参考点创建了用于计算偏移量的 0,0 点。

同样的正值和负值的考虑也适用于 GPS 传感器配置中的偏移。 注意每个轴上从参考点到传感器 距离和方向 ,以确保您准确配置偏移量。 


使用固定位置的数据

从上往下看,Axel 位于场地的一角,红色方框突出显示 GPS 传感器,箭头从传感器指向场地代码,表示传感器如何从固定位置读取场地代码。

GPS 传感器使用场地周围的场地代码的视频源来确定其位置。 由于传感器依赖于视觉反馈,因此最准确、最清晰的图像将来自于停止的位置。

想象一下你拍照时的情形。 尝试在移动时拍照将导致图像模糊。 拍照时停下来静止不动可能会让你得到更清晰的效果。 GPS 传感器也是如此。

对机器人进行编码以较慢的速度移动进行实验是有帮助的,这可以确定机器人在收集准确的 GPS 传感器值的同时可以移动多快。 收集数据,并做出最适合您团队的基于数据的决策。 请注意,环境照明等环境因素会影响这些测量的可靠性,因此在做出这些决定时请考虑练习和比赛场地的环境和照明。

除了减慢速度来提高准确性之外,您还可以通过在项目中建立至少 0.5 秒(500 毫秒)的暂停来完全停止机器人的运动。


在编码之前考虑你的策略

从上往下看高风险场地的左上角,游戏元素位于其原始的起始位置。 绿色箭头标记了机器人从左侧位置移动到移动球门,然后沿对角线移动到环,然后返回移动球门,然后沿对角线移动到其他环以到达场地中心线的预期路径。

与机器人上的任何其他设备一样,如何使用 GPS 传感器取决于您玩游戏的策略。 例如,如果您试图到达场地另一侧的游戏物体,那么您的机器人可能需要绕过比位于场地同一象限的元素更多的障碍物。

仔细思考您要完成的任务以及如何编写机器人代码来与您的团队一起完成该任务,将有助于您在项目中充分利用 GPS 传感器。


使用 VEXcode VR 练习编码

VEXcode VR 工作区展示了一个使用工作区左侧的位置传感器来导航机器人的项目。 右侧的监视控制台已打开,并显示位置 Y 的数据(以毫米为单位)为 -900,位置 X 的数据(以毫米为单位)为 -900,显示了如何在项目期间监视位置值。 底部是数字网格游乐场,机器人位于左下角的数字 1 上。

VEXcode VR 中 VR 机器人上的位置传感器是根据 GPS 传感器建模的。 使用 VEXcode VR 中的位置传感器练习编码可以帮助您专注于在项目中使用 x、y 位置数据的编码概念,然后您可以将其应用于 V5RC 现场的物理 GPS 传感器。

您可以在计算机科学 1 级课程 () (Python) 的了解您的位置单元中了解如何使用 x 和 y 位置信息进行导航。 

虚拟技能高风险游乐场中虚拟 Axel 背部的起始位置图像,显示了 GPS 传感器及其在机器人上的位置,以及与机器人前方的游戏元素和场地设置的关系。

您还可以使用 VEXcode VR 中的虚拟技能游乐场练习为今年的游戏在 Hero Bot 上编写 GPS 传感器代码。 虚拟技能是在尝试在现场从头开始应用和构建项目之前,在虚拟环境中测试游戏策略和代码想法的好地方。 

您在虚拟技能中学习和实践的概念可以轻松地应用和构建在您的物理机器人上。 查看本文 以了解有关在 VEXcode VR 中开始使用虚拟技能的更多信息。


注意场地照明

V5 脑屏幕上的 GPS 设备信息显示右侧的图像视图,其中字段代码在明亮的光线环境中清晰显示。 左侧报告的数据为 X 0.74 米、Y 1.08 米、航向 88.67 度。

由于 GPS 传感器使用视频馈送,因此传感器将在光线充足的区域报告最准确的数据。 注意场地上的阴影或导致场地代码眩光的强光,并尽可能避免这些情况。

如果您在昏暗或光线不足的区域进行测试,可以添加额外的环境光尝试提高报告的传感器数据的准确性。


使用设备信息检查 GPS 传感器数据

V5 脑屏幕上的 GPS 设备信息显示位置和图像视图,其中位置视图在顶部,图像视图在底部。 两者的 X、Y 位置和航向数据相同。 在位置视图中,指示 GPS 传感器位置的红色箭头位于右上角,靠近边缘并被圆形红色区域和环包围,表示传感器无法可靠地确定位置。 图像视图显示了传感器在此位置检测到的字段代码的一小部分。

在规划项目时,您可以在 V5 Brain 屏幕上查看 GPS 传感器数据,以帮助您确定如何构建项目。 

当传感器太近而无法准确读取其位置时,它会显示一个圆圈来表示您可能的位置。 如果您在位置视图中看到圆圈,请将传感器放置在离墙壁较远的位置,以帮助为您的项目提取更准确的数据。

要了解如何在 V5 Brain 屏幕上查看数据, 查看本文

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