Документ описывает программирование LEGO-роботов с использованием различных датчиков, включая датчики расстояния, освещенности и цвета. Включает примеры задач и алгоритмов, таких как определение препятствий, следование за цветами и движение в зависимости от освещенности. Также рассматриваются основные принципы взаимодействия робота с окружающей средой через выбранные датчики.

1. Программирование Lego-роботов
«Слушаем» датчики. Часть II
Нижний Новгород, 2012

2. Содержание
• Датчик расстояния
• Датчик освещенности
• Датчик цвета

3. Датчик расстояния
• Ожидание событий от датчика расстояния
• «Ехать до тех пор, пока перед роботом не
появилось препятствие»
2. Переход в следующее состояние зависит от расстояния до
препятствия
• Событие возникнет при расстоянии до предмета меньше, чем X см. (препятствие
ближе, чем …)
• знак “<“, оранжевая полоска ползунка с левой стороны
• Событие возникнет при расстоянии до предмета больше, чем X см. (препятствие
дальше, чем …)
• знак “>“, оранжевая полоска ползунка с правой стороны
3. Расстояние измеряется в сантиметрах (Centimeters) или дюймах
(Inches)

4. Датчик расстояния
• Пример
1. Крутиться вокруг своей оси на месте до тех пор, пока не наедем
предмет на расстоянии ближе, чем 50 см.
2. Остановить вращение.
3. Ехать вперед к появившемуся предмету в течении 3,5 секунд.

5. Датчик расстояния
• Задание 1. Робот обнаруживает препятствие.
• Датчик расстояния на роботе «смотрит» вперед
• Робот двигается до тех пор, пока не появится препятствие
ближе, чем 20 см.
20 см.

6. Датчик расстояния
• Задание 2. Робот-воин
• Роботу понадобятся два датчика: расстояния и касания
1. «Воин» крутится быстро на одном месте вокруг себя
2. Как только в его поле зрения появляется предмет ближе
чем 50 см., робот начинает двигаться к этому предмету и
останавливается когда стукнется об него
3. После удара, робот ищет нового противника.

7. Датчик расстояния
• Задание 3. Парковка
• Датчик расстояния смотрит в сторону
• Робот должен найти пространство для парковки между
двумя «автомобилями» и выполнить заезд в обнаруженное
пространство
15 см. ?? см. 15 см.

8. Датчик освещенности
• Ожидание событий от датчика освещенности
• «Поворачивать до тех пор, пока не заехали в
темную область»
2. Переход в следующее состояние определяется яркостью света
• Датчик улавливает света меньше, чем X процентов (стало темнее)
• Датчик улавливает света больше, чем X процентов (стало светлее)
3. Улавливать отраженный свет, сгенерерированный светодиодом
датчика

9. Датчик освещенности
• Пример
1. Ехать вперед до тех пор, пока не наедем на темный участок
2. Продолжать движение до тех пор пока не наедем на светлый
участок
3. Остановить двигатели
4. Распечатать текст на экране

10. Датчик цвета
• Ожидание событий от датчика цвета (в режиме
определения цвета)
• «Вращать мотор до тех пор, пока не увидели
красный кубик»
1
2
1. Определяет причину возникновения события – определяемый цвет
внутри диапазона (равенство) или снаружи (неравенство)
2. Переход в следующее состояние определяется данными цветами:
• Событие возникнет, если датчик определил цвет, как любой цвет из выбранного
диапазона (цвет такой же, как и ...).
• Событие возникнет, если датчик определил, что цвет не походит ни под один из
выбранного диапазона (цвет перестал быть ...)

11. Датчик цвета
• Пример
1. Ехать вперед до тех пор, пока не наедем на черную линию.
Остановиться
2. Снова ехать вперед, пока не всртретим любой цвет, отличный от
черного

12. Датчик цвета
• Задание 4. Какой цвет?
1. Установите датчик цвета на роботе
2. Составьте программу, состоящую из
одного только блок ожидания,
работающего с датчиком цвета
3. Подключите робота к компьютеру, убедитесь, что среда
NXT-G видит вашего робота
4. Перейдите в конфигурационную панель
блока и посмотрите, как изменяются
показания датчика в зависимости от
цвета предметов, появляющихся в зоне
видимости датчика
Определение цвета зависит в том
числе и от расстояния до предмета 1 2 3 4 5 6

13. Датчик цвета
• Задание 5a. Робот, управляемый цветом. Версия I
• Датчик цвета на роботе направлен вниз
1. Робот должен двигаться вперед до тех пор, пока не увидит
черный цвет, а затем возвращаться назад, до красного
цвета.
2. Пусть программа выполняется бесконечно
Если в этом и следующем задании не получается определить
заданные цвета, попробуйте с другими – датчик цвета очень
капризен к окружающему освещению и расстоянию до цветной
поверхности

14. Датчик цвета
• Задание 5b. Робот, управляемый цветом. Версия II
1. Робот должен вращаться вокруг своей оси, пока не увидит
зеленый цвет
2. После остановки, робот должен начать двигаться вперед
пока не увидит желтый цвет
3. Предусмотреть возможность повтора действий с шага 1

15. Датчик цвета
• Ожидание событий от датчика цвета (в режиме
определения освещенности)
• «Поворачивать до тех пор, пока не заехали в
темную область»
1
2
1. Переход в следующее состояние определяется уровнем освещенности
• Событие возникнет при освещенности меньше, чем X процентов (стало темнее, чем ...)
• знак “<“, оранжевая полоска ползунка с левой стороны
• Событие возникнет при освещенности больше, чем X процентов (стало светлее, чем ...)
• знак “>“, оранжевая полоска ползунка с правой стороны
2. Использовать собственную подсветку соответствующим светодиодом, или
улавливать окружающую освещенность

16. Датчик цвета
• Задание 6а. Окружающая освещенность
1. Составьте программу, состоящую из одного только
блока ожидания, работающего с датчиком цвета в
режиме освещенности
2. Подключите робота к компьютеру, убедитесь, что среда NXT-G видит
вашего робота
3. Перейдите в конфигурационную
панель блока – выключите
светодиод. Посмотрите, как
изменяются показания датчика в
зависимости от освещенности –
заслоните датчик рукой или
направьте его на окно или лампу

17. Датчик цвета
• Задание 6b. Отраженный свет
1. Используйте программу из
предыдущего задания, но включите
светодиод.
2. Измеряйте освещенность на темных участках поля, на
светлых, на их границе, а также на предметах разного
цвета.
40%
60%

18. Датчик цвета
• Задание 7а. Черно-белое движение
• Пусть робот доедет до темной области
• Что будем измерять:
22% окружающую освещенность
или отраженный свет?
54% • Как определить, что робот
заехал на темную область?
Количество света, возвращенное в датчик на темной области
зависит от окружающей освещенности, от высоты датчика, от
цвета освещающего светодиода. Поэтому никогда не берите
пограничное измеренное значение в условии генерации события.
Обычно выбирают середину между показаниями на темной и
светлой области.
22% 38% 54%

19. Датчик цвета
• Задание 7b. Черно-белое движение
• Пусть робот доедет, до темной области, а затем съедет
обратно на светлую
• Как только получилось, добавьте цикл в программу - пусть
робот перемещается вперед-назад попеременно, то на
темную, то на светлую область.

20. Датчик цвета
• Задание 7с. Движение вдоль линии
• Пусть робот перемещается попеременно, то на темную, то
на светлую область, но теперь движение должно
выполняться поочередно то одним, то другим колесом.
• Попробуйте теперь поставить робота на узкую черную
линию.

21. Датчик цвета
• Задание 8. Робот-уборщик
• Роботу понадобятся датчик расстояния и датчик цвета
• Задача робота обнаружить внутри ринга весь мусор
(предметы обнаруживаемые датчиком расстояния) и
вытолкнуть их за черную линию, ограничивающую ринг
• Сам робот не должен выезжать за границу ринга

22. Ожидание событий
• Ваши вопросы?