Lehrer-Toolbox
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Der Zweck dieser Aktivität
Der Vision Sensor liefert vielfältige Daten, die anschließend in Projekten genutzt werden können. Mit den Sensorblöcken kann der Benutzer vom Projekt Schnappschüsse erstellen lassen, entscheiden, ob das Objekt existiert, wie viele es gibt, die X- und Y-Koordinaten des Objektmittelpunkts im Schnappschuss des Vision-Sensors bestimmen und die Breite und Höhe des Objekts in Pixeln im Schnappschuss ermitteln. In dieser Aktivität werden alle relevanten Blöcke vorgestellt, die zum Sammeln dieser Informationen zur Vorbereitung auf die Vision Data Challenge erforderlich sind.
Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die Vision Data Challenge von Rethink:
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Überprüfen Sie einen vollständigen Datensatz mit Informationen, die von den Sensorblöcken des Vision-Sensors gesammelt wurden.
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Vervollständigen Sie einen teilweisen Datensatz mit Informationen, die vom Vision Sensor zu einem anderen Snapshot erfasst wurden.
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Erstellen Sie einen Datensatz basierend auf einem Snapshot und den Sensing-Blöcken des Vision-Sensors.
Die Sensorblöcke des Vision-Sensors
VEXcode V5 verfügt über Sensorblöcke für den Vision Sensor. Die ersten beiden haben Sie bereits im Abschnitt „Wiedergeben“ verwendet, um einen Schnappschuss zu machen und zu prüfen, ob das Objekt existiert.
In der folgenden Abbildung sehen Sie, dass der Block Snapshot den GREENBOX-Snapshot erfasst hat. Das Objekt GREENBOX wurde im Snapshot identifiziert und daher ist die Antwort, ob es existiert, WAHR.
Schauen wir uns diese anderen Sensorblöcke an und was ihre Werte uns sagen.
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Der Block Objektanzahl gibt an, wie viele GREENBOX-Objekte sich im Snapshot befinden. Hier wurde nur 1 erkannt.
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Der mittlere X-Wert gibt an, ob sich das GREENBOX-Objekt links oder rechts vom Mittelpunkt des Roboters befindet. Denken Sie daran, dass der Vision-Sensor in der Mitte des Roboters und nach vorne gerichtet montiert sein sollte, sodass die Ansicht des Schnappschusses der Ansicht des Roboters entspricht.
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Wenn der X-Mittelpunkt größer als 157,5 ist, befindet sich das Objekt rechts vom Mittelpunkt des Roboters.
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Wenn der X-Mittelpunkt kleiner als 157,5 ist, befindet sich das Objekt links vom Mittelpunkt des Roboters.
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Der mittlere Y-Wert gibt an, ob die GREENBOX höher oder niedriger als der Mittelpunkt des Roboters liegt.
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Wenn der Y-Mittelpunkt größer als 105,5 ist, liegt das Objekt tiefer als der Mittelpunkt des Roboters.
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Wenn der Y-Mittelpunkt kleiner als 105,5 ist, ist das Objekt höher als der Mittelpunkt des Roboters.
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Die Breiten- und Höhenwerte verraten uns, wie nah die GREENBOX am Roboter ist.
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Das Objekt gleicher Größe wird in Breite und Höhe größer, wenn es sich dem Roboter nähert.
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Warum diese Lektüre?
Die Hilfeinformationen in VEXcode V5 enthalten ebenfalls Informationen zu den Blöcken. Hier werden die erfassten Daten jedoch in einen Kontext gesetzt, der dem Benutzer etwas Genaueres über das Objekt im Snapshot sagt.
Anmerkungen:
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Die centerX- und centerY-Werte des gesamten Schnappschusses werden verwendet, um zu bestimmen, ob sich das Objekt links/rechts oder über/unter dem Mittelpunkt des Roboters befindet. Sie werden berechnet, indem die Gesamtzahl der Pixel auf dieser Achse durch zwei geteilt wird (z. B. MitteX des Schnappschusses = 315 / 2 = 157,5).
Wir können davon ausgehen, dass der Mittelpunkt des Roboters mit dem Mittelpunkt der Momentaufnahme des Vision-Sensors übereinstimmt, da der Vision-Sensor in der Mitte des Roboters montiert und nach vorne gerichtet sein sollte. Die Position des Vision-Sensors an der Roboterkonstruktion und der mögliche Abwärtswinkel des Vision-Sensors müssen bei der Beurteilung der Position des Objekts relativ zum Mittelpunkt des Roboters (oder Vision-Sensors) berücksichtigt werden.
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Die Y-Werte steigen innerhalb des Schnappschusses nach unten an. Stellen Sie sicher, dass die Schüler dies erkennen, bevor Sie mit dem nächsten Teil fortfahren.
Wie werden die mittleren X- und Y-Werte berechnet?
Die Werte werden basierend auf den Koordinaten innerhalb des Schnappschusses berechnet. Die Breite und Höhe des Objektes sind bereits berechnet.
Der Vision Sensor verfolgt die X- und Y-Werte der oberen linken Ecke des Objekts. Unten sind die Koordinaten (84, 34).
Die mittleren X- und Y-Werte können anhand der Koordinaten der oberen linken Ecke (84, 34) und der angegebenen Breiten- (W 140) und Höhenwerte (H 142) berechnet werden.
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MitteX = 140/2 + 84 = 154
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centerX = die halbe Breite des Objekts plus seiner äußersten linken X-Koordinate
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MitteY = 142/2 + 34 = 105
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centerY = halbe Höhe des Objekts plus seiner obersten Y-Koordinate
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Abschluss dieser Seite
Stellen Sie sicher, dass die Schüler die mathematischen Grundlagen zum Ermitteln der mittleren X- und Y-Werte verstehen. Sie benötigen es für die Aktivität auf der nächsten Seite.
Fragen Sie, wie sich die Werte (84, 34) und (B 140, H 142) auf die Koordinaten in den Ecken des Schnappschusses beziehen. Die Schüler sollen erkennen, dass der gesamte Schnappschuss auf Basis der Pixelanzahl auf ein Koordinatensystem abgebildet wird. Die X-Werte reichen von 0 bis 315 (316 Pixel breit) und die Y-Werte reichen von 0 bis 211 (212 Pixel hoch). Die Koordinaten und die Größe des Objekts basieren darauf, wie viele Pixel das Objekt entlang dieser Achsen einnimmt.