Follow a line/fi

<languages/>

Introduction

Viivanseurantaan on hyvin paljon erilaisia tapoja eli algoritmeja. Tässä näytämme kaksi yksinkertaista menetelmää, jotka kummatkin voidaan koodata usealla eri tavalla. Menetelmät ovat nimeltään zig zag ja verrannollinen viivanseuranta.

Viivan voit piirtää isolle paperille tai vetämällä esimerkiksi teipillä viivan lattiaan. Helpoin viiva algoritmeille on sileä (tasainen), mutta viivassa voi tietenkin olla myös teräviä käännöksiä. Nämä algoritmit eivät huomaa, jos viiva leikkaa itseään.

Robotti

Lähes mikä tahansa liikkuva robotti toimii.

Anturit

Valoanturi on välttämätön. Joissain harjoitustehtävissä hyödynnetään kahta valoanturia.

Teoriaa

Itse asiassa nämä algoritmit seuraavat viivan reunaa, eikä viivaa.

Kalibrointi

Värianturi pitäisi kalibroida, jotta algoritmi toimii hyvin. Se voidaan kalibroida erillisellä ohjelmalla tai mustan ja valkoisen valon heijastuskertoimet voidaan tallettaa algoritmin käyttöön.

Zig Zag

Zig zag -algoritmi kääntyy oikealle, jos se näkee valkoista ja se kääntää robottia vasemmalle, jos anturi näkee mustaa. Tai päinvastoin. Algoritmi on helppo koodata yhdellä ehtolausekkeella. Robotin nopeutta ja kääntymismäärää pitänee säätää.

The Zig Zag algoritmi.

Verrannollinen

Verrannollinen viivanseuraaja kääntyy sen mukaan, mitä arvoja värianturista tulee. Tässä anturi oletetaan kalibroiduksi, eli arvolla $c=50$ robotti kulkee suoraan. Määritellään ohjausfunktio

$s(c)=2c-100$.

Selvästi nähdään, että jos

$c$	$s(c)$	Tekee
0	-100	Kääntyy vasemmalle
50	0	Ajaa suoraan
100	100	Kääntyy oikealle

Verrannollisuuskerroin on $2$, jolloin robotti kääntyy nopeasti. Viivastasi riippuen saatat tarvita suuremman tai pienemmän kääntöarvon. Kääntöfunktio voidaan yleistää helposti funktioksi

$s(c)=k(c-50)$

jolloin erilaisia verrannollisuuskertoimia $k$ voidaan testata helpommin. Tämä on helppo ohjelmoida Ev3-G -ohjelmointikielellä.

Esimerkkikoodi

Zig Zag

Zig zag ei aja koskaan suoraan. Se kääntyy joko oikealle tai vasemmalle. Silti se voidaan tehdä hyvin nopeaksi ja luotettavaksi, tietenkin viivasta riippuen.

Zigzag algorithm

Proportional

The proportional code reads the reflected light intensity, and if it exactly 50 the robot drives forward. Otherwise it turns to left or right. There is a proportional constant $c$ to determine the speed of the turn.

The proportional Line Follower code. The code is much shorter and perhaps easier to understand, if the maths can be understood.

Exercises

• Use the other side of the line to follow the line
• Make the robot to change the side of the line during the line following: Thus, after following the line e.g. 2 wheel rotations, use the other side of the line
• Make a robot with two color sensors, and use the information from the other sensor to stop the robot when the other sensor recognizes black line.
• Make a robot with two color sensors, and make the robot to follow a line that is in between the two sensors.
• Make a robot with two color sensors, and make the robot to follow first the line with left sensor, then after two wheel rotations use the other sensor to follow the line to the end.

This course is supported by Meet and Code. The course is made in collaboration with Robotiikka- ja tiedekasvatus ry.

Meet and Code I: Ev3-G