Giáo án điện tử chuyên đề Khoa học máy tính 10 kết nối Bài 11: Dẫn đường tự động cho robot

THÂN MẾN CHÀO MỪNG CÁC BẠN ĐẾN BÀI HỌC MỚI MÔN TIN HỌC!

KHỞI ĐỘNG

Theo em, làm thế nào để robot có thể tự di chuyển đúng đường đi đã vạch sẵn?

BÀI 11: DẪN ĐƯỜNG TỰ ĐỘNG CHO ROBOT

NỘI DUNG BÀI HỌC

Xác định tín hiệu của mắt trong cảm biến dò đường

01

Dẫn đường với cảm biến dò đường hai mắt

02

Dẫn đường với cảm biến dò đường bốn mắt

03

01

Đọc thông tin mục 1 SGK và thực hiện nhiệm vụ: Hãy nêu cấu trúc và ý nghĩa câu lệnh xác định tín hiệu của mắt trong cảm biến dò đường.

Cảm biến dò đường là loại cảm biến cho phép phát hiện bề mặt phản xạ hay bề mặt hấp thụ ánh sáng ở khoảng cách gần.

• Các cảm biến dò đường đều phải có ít nhất hai mắt tín hiệu song song với nhau và nhìn về cùng 1 hướng.
• Mỗi mắt của cảm biến sẽ có hai giá trị tín hiệu:
• bằng 1, nếu bề mặt phản xạ màu sáng.
• bằng 0 nếu bề mặt phản xạ màu tối.

Bảng 11.1. Lệnh nhận giá trị tín hiệu của mắt

Khi ở trong vùng màu tối, giá trị lôgic trả về là 0 và trong vùng màu sáng, giá trị lôgic trả về là 1.

02

Đọc thông tin mục 2 SGK và thực hiện nhiệm vụ: Hãy nêu cách thức dẫn đường tự động cho robot với cảm biến dò đường hai mắt.

Cảm biến dò đường cần tuân thủ các nguyên tắc

Độ rộng của đường phải rộng bằng khoảng cách giữa hai mắt cạnh nhau của cảm biến.

Đường phải có màu tương phản với phần xung quanh đường, nên tránh điều khiển dẫn đường cho robot dưới trời nắng chói.

Trường hợp 1

Các trường hợp của cảm biến dò đường hai mắt cần xử lí khi lập trình

Hai mắt tín hiệu cùng nằm ở vùng tối:

• Mắt trái: 0
• Mắt phải: 0
• Xử lí dò đường: Robot cần đi thẳng

Trường hợp 2

Các trường hợp của cảm biến dò đường hai mắt cần xử lí khi lập trình

Mắt trái nằm trên mặt tối,

mắt phải nằm trên vùng sáng:

• Mắt trái: 0
• Mắt phải: 1
• Xử lí dò đường: Robot cần rẽ trái

Trường hợp 3

Các trường hợp của cảm biến dò đường hai mắt cần xử lí khi lập trình

Mắt trái nằm trên vùng sáng,

mắt phải nằm trên vùng tối:

• Mắt trái: 1
• Mắt phải: 0
• Xử lí dò đường: Robot cần rẽ phải

Trường hợp 4

Cả hai mắt đều nằm trên vùng sáng:

• Mắt trái: 1
• Mắt phải: 1
• Xử lí dò đường: Đối với từng trường hợp đường đi cụ thể xử lí một trong các động tác sau: xoay trái, xoay phải, đi lùi để vẽ đường di chuyển hoặc dừng lại để dừng tại điểm kết thúc.

Vì sao các cảm biến dò đường thường được lắp ghép robot ở dưới gầm của robot tự hành, ngay sát phía trước?

Hình 11.4. Sơ đồ đường đi của robot

Gợi ý

Lắp ghép cảm biến dò đường ở dưới gầm robot để phát hiện được bề mặt di chuyển phía dưới và cần lắp gần với mặt đường do cảm biến chỉ phát hiện được bề mặt hay hấp thụ ở khoảng cách gần.

03

a. Câu lệnh nhận tín hiệu mắt trong cảm biến dò đường bốn mắt

Đọc thông tin mục 3.a SGK và cho biết: Em hãy nêu cấu trúc và ý nghĩa câu lệnh lập trình cảm biến dò đường bốn mắt.

Bảng 11.3. Lệnh nhận giá trị tín hiệu của mắt

b. Dẫn đường cho robot với cảm biến bốn mắt

Đọc thông tin mục 3.b SGK và cho biết: Em hãy nêu cách thức dẫn đường cho robot với cảm biến dò đường bốn mắt.

Hình 11.5. Bốn trường hợp của các trạng thái cảm biến dò đường 4 mắt

TH 1

(1, 0, 0, 1)

TH 2

(0, 0, 0, 1)

TH 3

(0, 0, 0, 0)

TH 4

(1, 0, 0, 1)

Em hãy giải thích ý nghĩa của tổ hợp tín hiệu từ

cảm biến dò đường 4 mắt trong các trường hợp sau

a. (0, 1, 1, 1)

b. (1, 1, 1, 0)

Gợi ý

• Cảm biến bị lệch bên phải, chỉ có mắt số 1 còn nằm trong vùng tối, các mắt 2, 3, 4 nằm trong vùng sáng.
• Cảm biến bị lệch bên trái, chỉ có mắt số 4 còn nằm trong vùng tối, các mắt 1, 2, 3 nằm trong vùng sáng.

LUYỆN TẬP

Câu 1: Em hãy viết chương trình điều khiển robot đi từ vị trí A đến vị trí B (trong sa bàn ở Hình 11.4) thì dừng lại.

Hình 11.4. Sơ đồ đường đi của robot

Gợi ý thực hiện

Câu 2: Em hãy viết đoạn chương trình robot dò đường trong trường hợp tổ hợp tín hiệu từ cảm biến dò đường là (0, 0, 0, 1), gặp ngã ba robot sẽ rẽ trái.

--------------- Còn tiếp ---------------