使用 V5 3 线线路跟踪器

描述

Line Tracker 是一款模拟传感器,由红外 LED 和红外光传感器组成。 它有一个安装孔,设计用于安装在机器人底盘下方。 线路跟踪器允许机器人遵循预先标记的路径。 它是 3 线系列传感器之一。

3 线传感器与 V5 机器人大脑或 Cortex 兼容。 可以使用 3 线延长电缆来延长其传感器电缆。

为了使线路跟踪器能够与 V5 Brain 配合使用,传感器电缆需要 完全 插入 V5 Brain 3 线端口。

线路跟踪器采用 高级传感器套件 或 3 件装,可在此处购买

线路跟踪器 传感器电缆完全插入
Line_Tracker.jpg Triport_Connected_to_V5_Brain.jpg

线路追踪器的工作原理

线路跟踪器的工作原理是用红外光 LED 照亮表面,然后红外光传感器测量反射的红外辐射。 根据反射辐射的强度,线路跟踪器可以确定传感器下方表面的明暗程度。

浅色表面会比深色表面反射更多的红外光,并且对传感器来说会显得更亮。 这使得传感器能够检测苍白表面上的暗线,或暗色表面上的苍白线。

线路跟踪器是一种模拟传感器,这意味着红外传感器将根据反射的红外辐射向 V5 大脑返回 0v 到 5v 之间的任何电压值。 然后,V5 Brain 将此值转换为反射率的百分比。 这种类型的测量需要反射率色调之间的差异有足够的阈值,以便成功地跟踪一条线。

例如,线路跟踪器不会跟踪放置在深灰色 VEX 竞赛场地瓷砖上的黑色电工胶带,因为传感器返回的反射百分比对于差异阈值而言太接近。 然而,VEX 竞赛场地瓷砖上的一条白色电工胶带将提供较大的值差异,并为机器人跟踪胶带提供足够的阈值。

线路跟踪器需要与 VEXcode V5或 VEXcode Pro V5 等编程语言配对,为 Brain 创建用户程序,以使用反射率百分比的值来控制机器人。 

:(反射率)块将返回与 V5 仪表板上的读数不同版本的线路跟踪器值。

 

传感器的放置

线路跟踪器的放置对于传感器的功能至关重要。 线路跟踪器的范围约为其测量表面上方 0.02 英寸至 0.25 英寸。 其最佳灵敏度为 3 毫米(约 ⅛ 英寸),传感器应放置在距表面尽可能近的位置。

将线路跟踪器放置在 0.25 英寸以上的机器人上(例如将传感器直接安装在使用 4 英寸轮子的传动系统下方),由于反射的红外强度水平较低,会产生非常差的值。

除了传感器放置表面上方的距离之外,还需要考虑距机器人旋转枢轴点的距离。 通常,对于全轮驱动机器人,该枢轴点位于机器人的中心,对于两轮驱动机器人,该枢轴点位于两个轮子之间的中心。

线路跟踪器距离枢轴点越近,机器人就越需要枢转以移动传感器。 然而,线路跟踪器可能放置在距枢轴点太远的位置,此时只需要轻微枢轴即可移动传感器。

线路跟踪器的响应时间为 50Hz。 如果机器人的行进速度太大,再加上传感器距机器人枢轴点的距离较大,则线路跟踪器的响应时间可能不足以让传感器跟踪线路。

还需要注意的是,Line Tracker 可检测的最小线宽为 0.25 英寸。

 

线路跟踪器的常见用途:

线路跟踪器可以作为单个单元、一对线路跟踪器或作为一组三个线路跟踪器来跟踪线路。

单个装置: 单个线路跟踪器通常被编程为转向一条线路,直到检测到该线路。 然后机器人转身离开线路,稍微向前移动,然后返回到线路。

这会导致沿线产生非常缓慢且不稳定的运动。 然而,它是最容易使用的编程逻辑,因为它仅检查单个反馈控制条件:是否检测到线路?

对线路跟踪器: 可以安装两个线路跟踪器,使它们之间的距离略宽于它们所遵循的线路的宽度。 机器人在生产线的每一侧都放置了一个传感器。 当任一线路跟踪器检测到线路时,用户程序会让机器人转动,使线路再次位于两个传感器之间。

这种设置使机器人的运动更加平稳。 但是,此设置需要更高级的编程才能工作。

三件套: 可以安装一系列三个线路跟踪器,以便中心跟踪器可以检测线路,而两侧跟踪器安装在恰好偏离线路两侧的位置。 在此设置中,一旦中心传感器没有检测到线并且其中一个侧面传感器检测到线,机器人就会转身将线带回中心传感器下方。

与一对传感器相比,三个线路跟踪器组的主要优点是:如果所有三个线路跟踪器都没有检测到线路,则可以对机器人进行编程以停止。 一旦机器人停止,它就可以开始来回扫描,试图再次找到这条线。 此设置需要三个反馈控制回路和几个不同的条件,使其成为三个选项中最复杂的逻辑。

使用一组三个线路跟踪器进行线路检测
线路跟踪器.png

其他用途

所有三个线路跟踪器设置都可用于直线向前移动,直到检测到一条线路然后停止。

一对线跟踪器和一组三个线跟踪器可以编程为跟踪线并检测交叉线。 沿着主线路径的交叉线可用于改变机器人的行为。 例如,如果行进表面用网格线标记出来,则机器人可以编程为沿着一条线行驶,检测三个网格交叉线,然后在第四个交叉线处右转以沿着该线行驶。

 

线路跟踪器在竞赛机器人上的用途:

每年的 VEX 机器人大赛的比赛场上都会铺设不同的白色电工胶带线。 这些通常标记出球场上的不同区域。 在自治期间,线路跟踪器也可以使用这些线路。 场线的一些用途包括:

得分: 机器人的线跟踪器可以使用场上的球门线来检测得分区域,然后在其上对齐以将游戏对象得分到该区域,例如 2015-2016 年比赛《Nothing But Net》中的球门线。

定位游戏棋子: 很多时候,沿着场地线可以找到游戏棋子。 线路追踪器可用于沿着线路定位游戏棋子,拾起它,然后得分。 一个例子是在 2016-2017 年的《Starstruck》游戏中,将大型织物立方体放置在分隔近区和远区的线上。

对齐: 线路跟踪器可用于沿场地线对齐机器人,以执行某些任务或重新校准其在场地上的位置。 在 2018-2019 年的比赛“转折点”中,扩展区线可用于对齐机器人,以便 Caps 获得高分。

导航: 如前所述,线路跟踪器可用于跟踪线路或在检测到线路时停止机器人。 这方面的一个例子可以用在 2019-2020 年游戏“塔接管”中,线路跟踪器可以阻止机器人越过自主线并失去联盟的自主奖励。

物体检测: 线路跟踪器可以齐平安装在爪、传送系统或滑动系统内的两块结构金属之间。 当游戏棋子滑过线路跟踪器时,传感器可以检测到该物体。

许多游戏的场地上都有障碍物,线路追踪器可能会遇到障碍,因此在设计机器人时考虑到这一点很重要。 例如,将线路跟踪器直接放置在一组轮子之间可以帮助它们越过大多数障碍物。

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