Řízení robota pomocí senzoru barev. Tematický celek: Světlo. Úkol:

Název materiálu: Řízení robota pomocí senzoru barev. Číslo materiálu: Robotické vnímání světa II. /29 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Milan Kux Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.26/02.0004; název projektu: Experimenty k rozvoji fyzikálního myšlení Příjemce: Gymnázium, Uničov, Gymnazijní 257; financováno z ESF a státního rozpočtu ČR

Název:

Řízení robota pomocí senzoru barev.

Tematický celek:

Světlo.

Úkol:    

Zopakuj si, čím je daná barva předmětu a jak se míchají barvy ve fyzice a výpočetní technice. Zjisti, jak pracuje senzor barev. Navrhni robota pro vyhledání a označení barevného předmětu. Analyzuj výhody a nevýhody daného řešení.

Robotické vnímání světa II. /29

1


1. Barva předmětu      

pokud světlo svítí na předmět, ten část světla odrazí, část pohltí tím předmět změní spektrum světla, které na něj dopadá nebo přes něj prochází barva předmětu je tedy dána jednak vlastnostmi povrchu, jednak barvou (spektrem) dopadajícího světla dokonale bílý předmět – odráží všechno světlo dokonale černý předmět – pohlcuje všechno světlo bílá a šedá jsou stejné barvy, které se liší svou světlostí – šedá světlo méně odráží než bílá


2


2. Barevné modely

Aditivní míchání barev      

jednotlivé barvy se sčítají, výsledné světlo má větší intenzitu pracuje se s barvami červená, modrá, zelená součtem všech tří s maximální intenzitou je bílá založeno na barvocitu lidského oka je na něm postaven model RGB (red, green, blue), se kterým pracují např. barevné monitory ostatní barvy než červená, modrá, zelená jsou dány sytostí jednotlivých složek

Subtraktivní míchání barev      

bílé světlo prochází barevnými vrstvami, každá z něj část ubere je podobný míchání pigmentových barev základní jsou azurová, purpurová a žlutá smícháním všech vznikne černá je na něm postaven model CMYK (cyan, magneta, yellow, black) používá se u tiskáren


3


3. Barevný senzor (color senzor) 

najdeme jej v paletě Sensor, položka Color senzor



základní verze senzoru rozlišuje šest barev – černou, modrou, zelenou, žlutou, červenou, bílou



pro správnou funkčnost musí být senzor barev maximálně 2 cm od povrchu zkoumaného předmětu


4


4. Konstrukce robota Můžeme zde využít prakticky jakoukoliv dřívější konstrukci; důležité je upevnění světelného senzoru – v přiměřené výšce a tak, aby byl při pohybu robota dostatečně blízko zkoumaným předmětům (1-2 cm). a) pohled zepředu, uchycení senzoru


5


b) pohled z vrchu


6


5. Programování robota a) Spustíme NXT Programing, vytvoříme nový projekt b) Na paletě Complete zvolíme skupinu Flow, blok Loop (cyklus)

c) V konfiguračním panelu cyklu ponecháme Forever, počet opakování tím nijak neomezujeme

d) Ze skupiny Flow zvolíme Switch (rozhodování), vložíme do cyklu Loop


7


e) Konfigurační panel bloku Switch:

V pravé dolní části konfiguračního panelu nastavíme pomocí posuvníků barvu hledaného předmětu (v našem případě zelená) f) Dále je program stejný jako v úloze rvs_II_28. Bude-li podmínka splněná, zastavíme robota a pomocí bloku Sound ho necháme vydat zvukový signál:


8


g) Pokud podmínka neplatí, robot se rovnoměrně pohybuje dál


9


6. Nalezení modrého předmětu Na rozdíl od hledání pomocí světelného senzoru je úprava velmi jednoduchá; v konfiguračním panelu jen změníme rozsah hledaných barev:


10


7. Analýza konstrukce a) Robot funguje spolehlivě pouze při vzdálenosti předmětů 1,5 až 2cm b) Ani zde by rychlost neměla být příliš velká, je pak riziko, že procesor data ze senzoru nestihne zpracovat a robot předmět „přejede“ c) Při změně osvětlení spolehlivost výrazně neklesá, color senzor pracuje spolehlivě při různém osvětlení, přirozeném i umělém d) Nevýhodou oproti světelnému senzoru je, že kromě jmenovaných šesti barev color senzor žádnou jinou nenajde, v tom je světelný senzor přece jen variabilnější.


11

Řízení robota pomocí senzoru barev. Tematický celek: Světlo. Úkol:

Recommend Documents