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Utilização do Sensor de Visão - Baseado em Blocos

Ícone da caixa de ferramentas do professor Caixa de ferramentas do professor - O objetivo desta atividade

A utilização eficaz do Sensor de Visão exige que os alunos sejam capazes de o configurar e ajustar consoante o ambiente em que se encontra. Na atividade seguinte, os alunos vão aprender como fazer as duas coisas.
Para obter mais informações sobre a programação do Sensor de Visão com blocos de deteção, visite as informações de ajuda  no VEXcode V5.

A seguir, é apresentado um esboço do que os seus alunos farão nesta atividade:

  • Abra o projeto de exemplo Detetar Objetos (Vision).

  • Veja o vídeo tutorial Configurar um sensor de visão .

  • Configure o sensor de visão.

  • Execute o projeto de exemplo Detetar Objetos (Vision).

  • Discuta e reflita.

  • Veja o vídeo tutorial Ajustar o Sensor de Visão .

  • Sintonize o sensor de visão.

Ícone de dicas para professores Dicas para professores

Se esta for a primeira vez que o aluno utiliza o VEXcode V5, também poderá ver os Tutoriais na barra de ferramentas para aprender outras competências básicas.

Barra de ferramentas VEXcode V5 com o ícone Tutoriais destacado com uma caixa vermelha. À esquerda, a barra de ferramentas mostra um logótipo V5, um ícone de um globo, Ficheiro e Tutoriais. Existem outros ícones indicando diferentes funcionalidades à direita.

Obtenha o hardware necessário, o seu portátil de engenharia e abra o VEXcode V5.

Materiais necessários:
Quantidade Materiais necessários
1

Kit de iniciação para sala de aula VEX V5

1

VEXcode V5 (versão mais recente, Windows, macOS, Chromebook)

1

Caderno de Engenharia

1

Configurar um sensor de visão (tutorial)

1

Ajustar o sensor de visão (tutorial)

1

Projeto de exemplo de deteção de objetos (Visão)

Esta atividade dar-lhe-á as ferramentas para utilizar o Sensor de Visão.

Pode utilizar as informações de Ajuda dentro do VEXcode V5 para aprender sobre os blocos. Para obter orientação sobre como utilizar a funcionalidade Help , consulte o tutorial Utilizar a Ajuda.

Barra de ferramentas no VEXcode V5 com uma seta vermelha a apontar para o ícone Tutoriais. A barra de ferramentas mostra, da esquerda para a direita, o logótipo V5, um ícone de um globo, Ficheiro e Tutoriais.

 

Passo 1: Abra um projeto de exemplo.

O VEXcode V5 contém muitos exemplos de projetos diferentes. Utilizará um deles nesta exploração. Para obter ajuda e dicas sobre como utilizar projetos de exemplo, consulte o tutorial Utilizar exemplos e modelos.

Barra de ferramentas no VEXcode V5 com uma seta vermelha a apontar para o ícone Tutoriais. A barra de ferramentas mostra, da esquerda para a direita, o logótipo V5, um ícone de um globo, Ficheiro e Tutoriais.

Em seguida, abra o projeto de exemplo Detecting Objects (Vision) concluindo os seguintes passos:

  • Abra o menu Ficheiro.
  • Selecione Abrir Exemplos.
  • Barra de ferramentas VEXcode V5 com o menu Ficheiro aberto e Abrir exemplos destacados numa caixa vermelha. Abrir Exemplos é o quarto item de menu abaixo de Novo Desenho de Blocos, Novo Desenho de Texto e Abrir.
  • Utilize a barra de filtros na parte superior da aplicação e selecione “Sensing”.

Exemplos de projetos no VEXcode V5 com todos os selecionados no filtro e vários exemplos de projetos mostrados.

Selecione e abra o projeto de exemplo Detecting Objects (Vision) .

O ícone do projeto de exemplo diz Detecting Objects Vision na parte inferior e mostra um ícone de robô com um sensor à esquerda e um esboço indicando a deteção à direita.

Guarde o seu projeto como Detetar Objetos.

  • Verifique se o nome do projecto Detecting Objects se encontra agora na janela no centro da barra de ferramentas.

Caixa de diálogo Nome do projeto na barra de ferramentas VEXcode V5. O slot 1 é selecionado e o nome do projeto é Detecting Objects.

  • Para obter ajuda adicional, veja o vídeo tutorial Utilizar exemplos de projetos e modelos.

Barra de ferramentas VEXcode V5 com tutoriais destacados com uma seta vermelha. A barra de ferramentas mostra, da esquerda para a direita, o logótipo V5, um ícone de um globo, Ficheiro e Tutoriais.

 

Ícone de dicas para professores Dicas para professores

  • Certifique-se de que os alunos selecionaram Exemplos abertos no menu Ficheiro.

  • Certifique-se de que os alunos selecionaram o projeto Detetar Objetos (Visão) Exemplo. Pode mostrar aos alunos que existem diversas opções à escolha na página Exemplos Abertos . Lembre os alunos que podem consultar o tutorial Utilizar exemplos e modelos a qualquer momento.

  • Pode pedir aos alunos que adicionem as suas iniciais ou o nome do grupo ao nome do projeto. Isto ajudará a diferenciar os programas se pedir aos alunos que os enviem.

  • Como o VEXcode V5 tem auto-save, não há necessidade de guardar o projeto novamente após este ter sido guardado pela primeira vez.

  • Se os alunos precisarem de ajuda para guardar, encaminhe-os para o vídeo tutorial Nomear e guardar o seu projeto.

Passo 2: configurar e utilizar o sensor de visão

  • Comece por ver o vídeo tutorial Configurar um sensor de visão.
  • A seguir, configure o Vision Sensor para três objetos coloridos: vermelho, verde e azul.

A janela de configuração do Vision Sensor mostra a imagem de uma mão a segurar um cubo vermelho à esquerda, com uma sobreposição no cubo e as palavras REDBOX e W142 H142 por cima. À direita, estão definidas três assinaturas de cores para BlueBox, Redbox e Greenbox.

Abra o projeto de exemplo de deteção de objetos (Vision) guardado anteriormente.

O ícone do projeto de exemplo mostra Detecting Objects Vision com um diagrama de um sensor que deteta um objeto.

Como está a ser utilizado o Sensor de Visão neste projeto? Preveja o que acontecerá quando o projeto for executado e anote as previsões no seu caderno de engenharia.

Exemplo de projeto de deteção de vista de objeto aberto no VEXcode V5. A nota no centro do projeto diz Este projeto irá detetar três objetos de cores diferentes e exibirá quando cada objeto for encontrado no ecrã do V5 Brain.

Descarregue e execute o projeto. Coloque objetos de cores diferentes em frente ao Sensor de Visão e observe o comportamento do robô. Registe no seu caderno de engenharia como a sua previsão foi diferente ou correta em comparação com o que realmente observou no projeto.

Para obter ajuda adicional, veja o vídeo tutorial Descarregar e executar um projeto.

Barra de ferramentas no VEXcode V5 com uma seta vermelha a apontar para o ícone Tutoriais. A barra de ferramentas mostra, da esquerda para a direita, o logótipo V5, um ícone de um globo, Ficheiro e Tutoriais.

 

Ícone de dicas para professores Dicas para professores

Os três objetos coloridos não têm de ser cubos, podem ser qualquer objeto verde, vermelho e azul relativamente pequeno.

Ícone Motivar Discussão Motivar a discussão - respostas

Promova uma discussão em sala de aula para que os alunos partilhem o que previram que este projeto fará nos seus cadernos de engenharia e reflitam também sobre como configurar o Sensor de Visão.
Facilite a discussão colocando as seguintes questões:

  1. Quais são os passos para configurar o Sensor de Visão?

  2. O que faz o bloco <Object exists>?

  3. O que faz o bloco [If then else]?

  4. O que aconteceria à forma como o Sensor de Visão deteta objetos se mudássemos de quarto?

As respostas irão variar:

  1. Os alunos devem observar que o nome do objeto terá de ser decidido. O objeto deve ser colocado na moldura do Sensor de Visão e imobilizado através do botão “Congelar”. A cor será então selecionada e configurada através do botão "Definir". Os alunos devem descrever os passos listados em deste artigo bem como os passos listados no vídeo tutorial Configurar um Sensor de Visão.

  2. O bloco <Object exists> informa se o Sensor de Visão deteta um objeto configurado. Mais informações sobre como utilizar este bloco podem ser encontradas nas informações Ajuda .

  3. O bloco [If then else] executa os blocos dentro da primeira ou segunda parte do [If then else] com base no valor booleano reportado. Mais informações sobre como utilizar este bloco podem ser encontradas nas informações da Ajuda.

  4. Se o Sensor de Visão fosse solicitado para detetar objetos num ambiente diferente, a iluminação poderia mudar e as cores dos objetos poderiam parecer diferentes. Isto pode dificultar a deteção de objetos pelo Sensor de Visão.

Ícone da caixa de ferramentas do professor Caixa de ferramentas do professor - Os blocos de transmissão

No projeto de exemplo Detecting Objects (Vision), o projeto é organizado utilizando os blocos [Broadcast and wait]. O projeto poderia ser alterado para remover os blocos [Broadcast and wait] e colocar todas as pilhas dentro do bloco [Forever]. Ambos os projetos permitiriam que o robô realizasse as mesmas ações. A utilização dos blocos [Broadcast and wait] permite uma melhor organização dos blocos e fluxo de programação.

Para mais informações sobre os blocos de transmissão, visite as informações do Help . Consulte o tutorial Utilizar a Ajuda no VEXcode V5, conforme necessário.

Ícone Amplie a sua aprendizagem Amplie a sua aprendizagem - Configure mais objetos

Escolha outros dois objetos coloridos para configurar, possivelmente branco, roxo, amarelo, etc...

Janela de configuração do Vision Sensor que mostra o instantâneo à esquerda com uma mão a segurar uma engrenagem amarela. Existe uma sobreposição quadrada na engrenagem amarela e os dados indicam Caixa amarela, X90 y 62, w102, h 98. À direita estão definidas as assinaturas de cor para Bluebox, Redbox, Greenbox e Yellowbox.

Se os alunos precisarem de ajuda com configurar, remeta-os para a informação ou tutorial do Ajuda .

Passo 3: Ajustando o Sensor de Visão

Muitas vezes um objeto é configurado para ser reconhecido pelo Sensor de Visão num ambiente, por exemplo, numa sala de aula. Quando o Sensor de Visão for levado para um ambiente diferente, como por exemplo um ambiente de competição, o objeto poderá não ser reconhecido pelo Sensor de Visão. Isto acontece muitas vezes devido a uma alteração na iluminação depois de o Sensor de Visão já ter sido configurado. Para resolver este problema, poderá ser necessário ajustar o seu sensor de visão.

  • Comece por ver o vídeo tutorial Como ajustar o sensor de visão.
  • A seguir, Ajuste o Sensor de Visão para os três objectos coloridos: vermelho, verde e azul.

Janela de configuração do Vision Sensor com uma mão segurando um cubo vermelho com uma sobreposição sobre o cubo e texto lendo redbox e x84 y 28 depois w 158 h 166. À direita, as assinaturas de cor Bluebox, Redbox e Greenbox são definidas com um deslizador destacado numa caixa vermelha com o mostrador definido para 4.4.

Abra o projeto de exemplo de deteção de objetos (Vision) guardado anteriormente.

O ícone do projeto de exemplo mostra Visão de deteção de objetos na parte inferior e mostra um diagrama de um sensor que deteta um objeto acima.

Como é que o ajuste do Sensor de Visão afetará a capacidade de deteção de objetos? Leva o Clawbot para uma parte diferente da sala com mais ou menos luz.

V5 Clawbot com a sua garra em torno de um cubo roxo num campo.

Descarregue e execute o projeto. Coloque objetos de cores diferentes em frente ao Sensor de Visão e observe o comportamento do robô. Documente no seu caderno de engenharia o quão bem o Sensor de Visão deteta objetos. O Sensor de Visão necessita de ser ajustado depois de mudar de local?

Para obter ajuda adicional, veja o vídeo tutorial Descarregar e executar um projeto.

Barra de ferramentas no VEXcode V5 com uma seta vermelha a apontar para o ícone dos tutoriais. Da esquerda para a direita, a barra de ferramentas mostra o logótipo V5, um ícone de um globo, Ficheiro e Tutoriais.

Ajuste o Sensor de Visão conforme necessário. Teste o sensor de visão depois de ajustado para determinar se consegue detetar melhor os objetos e fazer os ajustes necessários.

Ícone Motivar Discussão Motivar a Discussão - Refletir sobre a Atividade

P: O Sensor de Visão detetou os objetos como esperava?
A: As respostas variam; no entanto, o objetivo desta questão é promover o pensamento cognitivo. Os alunos devem notar que a capacidade do Sensor de Visão para detetar objetos pode mudar dependendo do ambiente e da luz.

P: Porque é importante poder ajustar o Sensor de Visão conforme necessário?
A: Embora as respostas possam variar, uma resposta comum deveria ser que se um robô utilizar um Sensor de Visão e for levado para uma competição ou mesmo utilizado num jogo ou desafio, o desempenho do robô dependerá da precisão do Sensor de Visão. Ajustá-lo é importante para a precisão.

Ícone Amplie a sua aprendizagem Amplie a sua aprendizagem - Vários objetos

Peça aos alunos para executarem o projeto Detetar Objetos e para colocarem mais do que um dos objetos configurados em frente ao Sensor de Visão. O que acontece? Peça-lhes que documentem as suas descobertas no seu caderno de engenharia.
Peça agora aos alunos que coloquem um objeto configurado e um objeto desconhecido ou não configurado em frente ao Sensor de Visão. O que acontece? Peça-lhes que documentem as suas descobertas no seu caderno de engenharia.

Pergunte aos alunos antes de o testar, o que aconteceria se colocassem três objetos configurados em frente ao Sensor de Visão? Peça aos alunos que anotem as suas previsões antes de o testarem. Peça-lhes que registem as suas observações após testá-lo.

Interface do Vision Sensor Utility mostrando duas mãos a segurar uma Greenbox e uma Redbox na janela da esquerda. Cada cubo colorido possui uma sobreposição de dados. À direita, as subscrições da Bluebox, Redbox, Greenbox e Yellowbox estão todas definidas.

Promova uma discussão sobre o que os alunos previram e observaram.

Facilite a discussão perguntando:

  • Quais foram as diferenças entre um, dois e três objetos?
  • Ajustaria o projeto de alguma forma para reconhecer vários objetos?