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Utilizzo del sensore di visione

Icona della cassetta degli attrezzi del docente Teacher Toolbox - Lo scopo di questa attività

L'utilizzo efficace del sensore di visione richiede che gli studenti siano in grado di configurarlo e sintonizzarlo a seconda dell'ambiente in cui si trova. Nell'attività successiva, gli studenti impareranno a fare entrambe le cose.
Per ulteriori informazioni sulla programmazione del sensore di visione con blocchi di rilevamento, visitare le informazioni di aiuto all'interno di VEXcode IQ.

Di seguito è riportato uno schema di ciò che i tuoi studenti faranno in questa attività:

  1. Aprire il progetto di esempio Detecting Objects.

  2. Guarda il video tutorial Configuring the Vision Sensor.

  3. Configurare il sensore di visione.

  4. Eseguire il progetto di esempio Detecting Objects.

  5. Discutere e riflettere.

  6. Guarda il video tutorial Tuning the Vision Sensor.

  7. Sintonizzare il sensore di visione.

Per organizzare gli studenti per questa attività clicca qui.

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Se è la prima volta che lo studente utilizza VEXcode IQ, può anche vedere i Tutorial nella barra degli strumenti per apprendere altre competenze di base.

Barra degli strumenti VEXcode IQ con l'icona Tutorial richiamata in una casella rossa, a destra del menu File.

Il Costruttore in ogni gruppo dovrebbe ottenere l'hardware richiesto. Il Registratore dovrebbe ottenere il taccuino tecnico del gruppo. Il Programmatore deve aprire VEXcode IQ.

Materiali necessari:
Quantità Materiali necessari
1

VEX IQ Super Kit

1

VEXcode IQ

1

Taccuino tecnico

1

Configurazione del sensore di visione (tutorial)

1

Messa a punto del sensore di visione (tutorial)

1

Progetto di esempio Detecting Objects

Questa attività ti fornirà gli strumenti per utilizzare il sensore di visione.

È possibile utilizzare le informazioni della Guida all'interno di VEXcode IQ per conoscere i blocchi. Per indicazioni sull'utilizzo della funzione Guida, vedere il tutorial Utilizzo della Guida.

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Modellare ciascuno dei passaggi di risoluzione dei problemi per gli studenti. Ricorda agli studenti che ogni gruppo ha qualcuno nel ruolo del costruttore. Quella persona dovrebbe controllare questi elementi durante l'attività.

Passaggio 1:  preparazione per l'attività

Prima di iniziare l'attività, hai ciascuno di questi elementi pronto? Il Costruttore deve verificare ciascuno dei seguenti elementi:

  • Tutti i motori e i sensori sono collegati alla porta corretta?

  • I cavi intelligenti sono completamente inseriti in tutti i motori e sensori?

  • Il Cervello è acceso?

  • La batteria è carica?

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  • Assicurati che gli studenti abbiano selezionato gli Esempi aperti dal menu File.

  • Assicurati che gli studenti abbiano selezionato il progetto Esempio di rilevamento di oggetti. Puoi far notare agli studenti che ci sono diverse selezioni tra cui scegliere nella pagina Apri esempi. Ricorda agli studenti che possono fare riferimento al tutorial Utilizzo di esempi e modelli in qualsiasi momento.

  • Puoi chiedere agli studenti di aggiungere le loro iniziali o il nome del loro gruppo al nome del progetto. Ciò contribuirà a differenziare i programmi se chiedi agli studenti di inviarli.

  • Poiché VEXcode IQ ha il salvataggio automatico, non è necessario salvare nuovamente il progetto dopo che è stato salvato per la prima volta.

  • Se gli studenti hanno bisogno di aiuto per il salvataggio, indirizzali al video tutorial Denominazione e salvataggio del progetto.

Passaggio 2:  apri un progetto di esempio.

  • VEXcode IQ  contiene molti progetti di esempio diversi. Ne userai uno in questa esplorazione. Per assistenza e suggerimenti sull'utilizzo di progetti di esempio, consulta il tutorial Utilizzo di esempi e modelli.

    Barra degli strumenti VEXcode IQ con l'icona Tutorial richiamata in una casella rossa, a destra del menu File.

Quindi, apri il progetto di esempio Rilevamento di oggetti.

Barra degli strumenti VEXcode IQ con il menu File aperto e Apri esempi selezionato con una casella rossa. "Apri esempi" è la quarta voce del menu.

Il Programmatore deve completare i seguenti passaggi:

  • Aprire il menu File.
  • Seleziona Apri esempi.
  • Utilizza la barra dei filtri nella parte superiore dell'applicazione e seleziona "Rilevamento".

    Esempio di finestra di selezione del progetto con il filtro Sensing in alto evidenziato con una casella rossa e le icone del progetto di rilevamento mostrate di seguito.

  • Selezionare e aprire il progetto di esempio Detecting Objects.

    L'icona del progetto di esempio recita Rilevamento di oggetti in basso e mostra un'icona del robot con un sensore a sinistra e uno schizzo che indica il rilevamento a destra.

  • Salva il tuo progetto come Rilevamento di oggetti.

    Finestra di dialogo del nome del progetto nella barra degli strumenti VEXcode IQ. Lo slot 1 è selezionato e il nome del progetto è Rilevamento di oggetti.

  • Verificare che il nome del progetto Rilevamento oggetti sia ora nella finestra al centro della barra degli strumenti.
  • Per ulteriori informazioni, visualizza il video tutorial Usa progetti e modelli di esempio.

    Barra degli strumenti VEXcode IQ con l'icona Tutorial richiamata in una casella rossa, a destra del menu File.

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I tre oggetti colorati non devono essere necessariamente cubi, possono essere qualsiasi oggetto verde, rosso e blu relativamente piccolo.

Passaggio 3: configurazione e utilizzo del sensore di visione

  • Inizia guardando il video tutorial Configuring the Vision Sensor.
  • Successivamente, configura il sensore di visione per tre oggetti colorati: rosso, verde e blu.

    La finestra di configurazione del sensore di visione mostra un'immagine di una mano che tiene un cubo rosso a sinistra, con una sovrapposizione sul cubo e le parole REDBOX e W142 H142 sopra di esso. A destra, sono impostate 3 firme a colori per BlueBox, Redbox e Greenbox.

  • Chiedere al programmatore di aprire il progetto di esempio Detecting Objects salvato in precedenza.

    L'icona del progetto di esempio recita Rilevamento di oggetti in basso e mostra un'icona di robot con un sensore a destra e indica il rilevamento a destra.

  • Cosa sta facendo in realtà questo progetto? Prevedi cosa farà il pilota automatico e chiedi al registratore di annotare le previsioni nel tuo quaderno di ingegneria.

    Viene mostrato l'inizio del progetto Detecting Objects VEXcode IQ. A sinistra il progetto inizia con un blocco Quando avviato con un blocco per sempre attaccato. All'interno del blocco Forever ci sono comandi per cancellare tutte le righe e impostare il cursore sulla riga 1 colonna 1, con un commento su Detect Blue e scattare un'istantanea di Bluebox. Il prossimo è un blocco if then con la condizione impostata su L'oggetto Vision12 esiste quindi stampa l'oggetto blu trovato, altrimenti stampa nessun oggetto blu. A destra una nota dice che "questo progetto rileverà 3 diversi oggetti colorati e verrà visualizzato quando ogni oggetto viene trovato sullo schermo di IQ Brain.

  • Fare in modo che il driver scarichi ed esegua il progetto. Chiedere al costruttore di posizionare diversi oggetti colorati davanti al sensore di visione e osservare il comportamento del robot. Fai in modo che il Registratore registri nel tuo quaderno di ingegneria in che modo la tua previsione era diversa o corretta rispetto a ciò che hai effettivamente osservato dal progetto.

    Per ulteriore assistenza, visualizza il video tutorial Scarica ed esegui un progetto.

    Barra degli strumenti VEXcode IQ con l'icona Tutorial richiamata in una casella rossa, a destra del menu File.

Icona della cassetta degli attrezzi del docente Teacher Toolbox - Risposte

Facilita una discussione in classe per far sì che gli studenti condividano ciò che hanno previsto che questo progetto farà nel loro quaderno di ingegneria e riflettano anche su come configurare il sensore di visione.
Facilitare la discussione ponendo le seguenti domande:

  • Quali sono i passaggi per configurare il sensore di visione?

  • Cosa fa il blocco Object exists?

  • Cosa fa il blocco if/then/else?

  • Cosa succederebbe al modo in cui il sensore di visione rileva gli oggetti se cambiassimo stanza?

Le risposte possono variare:

  • Gli studenti dovrebbero notare che il nome dell'oggetto dovrà essere deciso. L'oggetto deve essere posizionato nella cornice del sensore di visione e fermato utilizzando il pulsante "Congela". Il colore verrà quindi selezionato e configurato utilizzando il pulsante "Imposta". Gli studenti dovrebbero delineare i passaggi elencati in questo articolo e i passaggi elencati nel video tutorial Configurazione del sensore di visione.

  • Il blocco Object exists segnala se il sensore di visione rileva un oggetto configurato. Ulteriori informazioni su come utilizzare questo blocco sono disponibili nelle informazioni della Guida.

  • Il blocco if-then-else esegue i blocchi all'interno della prima o della seconda parte di if then else in base al valore booleano riportato. Ulteriori informazioni su come utilizzare questo blocco sono disponibili nelle informazioni della Guida.

  • Se al sensore di visione venisse chiesto di rilevare oggetti in un ambiente diverso, l'illuminazione potrebbe cambiare e i colori degli oggetti potrebbero apparire diversi. Ciò potrebbe rendere difficile per il sensore di visione rilevare oggetti.

Icona Estendi il tuo apprendimento Estendi il tuo apprendimento - Configura più oggetti

Scegli altri due oggetti colorati da configurare, possibilmente bianco, viola, giallo, ecc...

Finestra di configurazione del sensore di visione AI che mostra l'istantanea a sinistra con una mano che tiene un ingranaggio giallo. C'è una sovrapposizione quadrata sull'ingranaggio giallo e i dati leggono Scatola gialla, X90 y 62, w102, h 98. A destra sono impostate LE firme A colori per Bluebox, Redbox, Greenbox e Yellowbox.

Se gli studenti hanno bisogno di aiuto con la configurazione, fare riferimento alle informazioni della Guida o al tutorial.

Passaggio 4:  sintonizzazione del sensore di visione

Spesso un oggetto è configurato per essere riconosciuto dal sensore di visione in un ambiente, ad esempio in un'aula. Quando il sensore di visione viene quindi portato in un ambiente diverso, come un'impostazione di competizione, l'oggetto potrebbe non essere riconosciuto dal sensore di visione. Ciò è spesso dovuto a una modifica dell'illuminazione dopo che il sensore di visione è già stato configurato. Per risolvere questo problema, potrebbe essere necessario sintonizzare il sensore di visione.

  • Inizia guardando il video tutorial Tuning the Vision Sensor.
  • Quindi, sintonizza il sensore di visione per i tre oggetti colorati: rosso, verde e blu.

    Finestra di configurazione del sensore di visione con una mano che tiene un cubo rosso con una sovrapposizione sul cubo e una casella rossa di lettura del testo e x84 y 28 poi w 158 h 166. A destra le firme a colori Bluebox, Redbox e Greenbox sono impostate con un cursore evidenziato in una casella rossa con il quadrante impostato su 4.4.

  • Chiedere al programmatore di aprire il progetto di esempio Detecting Objects salvato in precedenza.

    Esempio di lettura dell'icona del progetto Rilevamento di oggetti in basso che mostra un'icona del robot con un'icona del sensore e indica il rilevamento a destra.

  • In che modo la sintonizzazione del sensore di visione influirà sulla capacità di rilevare gli oggetti? Chiedi al Costruttore di portare il pilota automatico in una parte diversa della stanza con più o meno luce.

    Pilota automatico con il sensore di visione posizionato sul campo IQ, con il sensore di visione rivolto verso il cubo verde.

  • Fare in modo che il driver scarichi ed esegua il progetto. Chiedere al costruttore di posizionare diversi oggetti colorati davanti al sensore di visione e osservare il comportamento del robot. Avere il documento del registratore nel quaderno di ingegneria per sapere quanto bene il sensore di visione rileva gli oggetti. Il sensore di visione deve essere sintonizzato dopo aver cambiato posizione?

    Per ulteriore assistenza, visualizza il video tutorial Scarica ed esegui un progetto.

    Barra degli strumenti VEXcode IQ con l'icona Tutorial richiamata in una casella rossa, a destra del menu File.

  • Se necessario, sintonizzare il sensore di visione. Testare il sensore di visione dopo che è stato sintonizzato per determinare se è in grado di rilevare meglio gli oggetti e apportare le regolazioni necessarie.

Icona Motiva discussione Motivare la discussione - Riflettere sull'attività

D: Il sensore di visione ha rilevato gli oggetti come previsto?
R: Le risposte possono variare; tuttavia, l'obiettivo di questa domanda è quello di promuovere il pensiero cognitivo. Gli studenti dovrebbero notare che la capacità del sensore di visione di rilevare oggetti può cambiare a seconda dell'ambiente e della luce.

D: Perché è importante essere in grado di sintonizzare il sensore di visione secondo necessità?
R: Sebbene le risposte possano variare, una risposta comune dovrebbe essere che se un robot utilizza un sensore di visione e viene portato a una competizione o addirittura utilizzato in un gioco o in una sfida, le prestazioni del robot dipenderanno dalla precisione del sensore di visione. La messa a punto è importante per la precisione.

Icona Estendi il tuo apprendimento Estendi il tuo apprendimento - Oggetti multipli

Chiedere agli studenti di eseguire il progetto Rilevamento oggetti e posizionare più di uno degli oggetti configurati davanti al sensore di visione. Cosa succede? Chiedi loro di documentare le loro scoperte nel loro quaderno di ingegneria.
Ora, chiedi agli studenti di posizionare un oggetto configurato e un oggetto sconosciuto o non configurato davanti al sensore di visione. Cosa succede? Chiedi loro di documentare le loro scoperte nel loro quaderno di ingegneria.

Chiedi agli studenti prima di testarlo, cosa succederebbe se mettessero tre oggetti configurati davanti al sensore di visione? Chiedi agli studenti di scrivere le loro previsioni prima di testarle. Chiedi loro di registrare le loro osservazioni dopo averle testate.

Finestra di configurazione del sensore di visione AI che mostra l'istantanea a sinistra con le persone che tengono un cubo verde a sinistra e un cubo rosso a destra. I dati per gli oggetti mostrano una casella verde e viene rilevata una casella rossa. Al giusto colore sono impostate le firme per bluebox, redbox, greenbox e yellowbox.

Facilitare una discussione su ciò che gli studenti hanno previsto e osservato.

Facilitare la discussione chiedendo:

  • Quali erano le differenze tra uno, due e tre oggetti?
  • Modificheresti in qualche modo il progetto per riconoscere più oggetti?