Diejenigen von uns, die nicht täglich mit Messgeräten arbeiten, verwenden wahrscheinlich zu wenig Zeit darauf, sich mit der Funktion eines Messgerätes (Farbsensor) und der Kalibrierung auseinander zu setzen. Für uns ist dieser Beitrag gedacht.
Mich hat gewundert, dass in mehreren Fights die Bots über die Arenabegrenzung hinausschießen, obwohl ein Farbsensor eingebaut und korrekt programmiert wurde. Das Buch von James Jeffry Trobaugh „Winning Design“ (engl.), erhältlich unter ISBN 978-1-4842-2104-4, hat mir hier die Augen geöffnet
(Weitere Lesehinweise findest Du hier)
Im Brick-Sumo kann es, je nach Strategie und Konstruktion, notwendig sein, einen Farbsensor zur Erkennung der Arena-Begrenzung einzusetzen.
In diesem Fall wird der Farbsensor auf die Erkennung einer schwarzen oder weißen Begrenzungslinie abgefragt.
Was aber ist eigentlich „schwarz“ oder „weiß“?
Der Farbsensor sendet ein Referenzlicht, dass wenig (Schwarz), in Zwischentönen (Grün, Rot, usw.) oder sehr viel (Weiß) reflektiert wird. Das Thema der unterschiedlichen Wellenlängen lasse ich hier aus Vereinfachungsgründen mal weg.
Bezogen auf „Schwarz“ und „Weiß“ gibt es hier aber noch den Einflussfaktor „Umgebungslicht“ bzw. „Streulicht“.
Streulicht:
Ist der Farbsensor zu hoch eingebaut, so nimmt er auch das Streulicht von der Sonne oder der Raumbeleuchtung auf. Eine schwarze Fläche wird für ihn dann zu einem hellen Grau, eine weiße Fläche ggf. zu einem leichten Gelb. Aus diesem Grund sollte der Farbsensor recht niedrig eingebaut werden. Idealerweise wird das Streulicht durch Beschattungsmaßnahmen (z.B. Rahmen / Schild) zusätzlich vor Streulicht geschützt.
Randerkennung:
Soll das Programm bereits reagieren, wenn der Farbsensor den inneren Rand der Arenabegrenzung erkennt (Schwellwert) oder erst, wenn er die komplette Arenabegrenzung unter sich hat.
Umgebungslicht:
Je nach Beleuchtung der Arenafläche (Sonnenlicht, Leuchtstoffröhren, Fotolampen, usw.) besteht die Gefahr, dass der Farbsensor unterschiedliche Werte zurückgibt. So kann die Arenabegrenzung im heimischen Wohnzimmer unter der warmen Wohnzimmerbeleuchtung erkannt werden, in einem Klassenzimmer mit Leuchtstoffröhren jedoch nicht.
Kalibrierung:
Der Farbsensor kann auf zwei Wegen kalibriert werden: Zum einen werden die Kalibrierungsdaten auf dem Brick per Kalibrierungsfunktion gespeichert oder zum anderen in einer Textdatei (auch auf dem Brick). Wesentlicher Unterschied der beiden Methoden: Auf dem Brick kann nur ein Wertepaar (hellster und dunkelster Wert) gespeichert werden. Diese gelten dann für alle angeschlossenen Farbsensoren. In einer Textdatei können die Werte je Sensor separat gespeichert und abgerufen werden.
Ich verbleibe hier bei der Speicherung auf dem Brick per Kalibrierungsfunktion.
Grundsätzlich sollte die Kalibrierung am Ort des Wettbewerbes, möglichst direkt an der Arena, durchgeführt werden. Es empfiehlt es sich, ein Stück Kalibrierungsmaterial (PVC-Folie mit Musterlinie) dabei zu haben, falls der Zugang zur Arena zum Kalibrieren nicht möglich ist.
Achtung: Die Kalibrierungsdaten werden im Brick nur bis zum Ausschalten oder bis zur Re-Kalibrierung festgehalten.
Durchführung:- Kalibrierungsprogramm starten
- Sensor über eine schwarze Fläche halten und zentrale Taste am Brick drücken
- Schwarz-Wert ablesen und zentrale Taste drücken
- Sensor über eine weiße Fläche halten und zentrale Taste am Brick drücken.
- Weiß-Wert ablesen und zentrale Taste am Brick drücken.
Hiermit einfach mal bei verschiedenen Lichtverhältnissen und mit unterschiedlichen Abständen zur Farbfläche probieren.
Nach dieser Kalibrierung sind der Weiß- und der Schwarz-Wert eingespeichert und die Farben können wie gewohnt abgefragt werden.
Mit diesem einfachen Programm lässt sich auch der Grenzbereich zwischen Arenafläche und Arena-Begrenzungsring ausmessen. Dies ist allerdings nur notwendig, wenn Du auch schon reagieren willst, bevor Du den Begrenzungsring komplett unter Dir hast ...