Documentation Technique : Navigation d’un Robot à l’aide de carrés verts
Comment détecter les carrés verts pour connaître la direction à prendre :
Principe de Fonctionnement
Suivi de Ligne : Le robot suit une ligne noire sur le sol.
Détection des Carrés Verts : Le capteur RGB du robot détecte les carrés verts placés le long de la ligne.
Détection des Croisements : Le robot détecte un croisement lorsqu’il rencontre une ligne noire perpendiculaire à la ligne qu’il suit.
Détection des Carrés Verts
En fonction de la position des carrés verts détectés sur le bord de la ligne noire, le robot prend une décision :
Carré Vert à Droite : Le robot tourne à droite.
Carré Vert à Gauche : Le robot tourne à gauche.
Carrés Verts des Deux Côtés : Le robot fait demi-tour.
Utilise une variable dans laquelle on peut stocker des informations. Dans notre cas, nous allons utiliser une variable pour stocker l’information sur la position des carrés verts détectés.
Par exemple une variable nommée vert :
Carré Vert à Droite : vert à 1.
Carré Vert à Gauche : vert à 2.
Carrés Verts des Deux Côtés : vert à 3.
Amélioration du Fonctionnement
Lors des premiers tests, il a été constaté que le robot doit ralentir dès qu’il détecte des carrés verts. Cela lui permet de mieux détecter le croisement et de prendre la bonne décision.
Détection des Croisements
Lorsque le robot détecte un croisement, il va utiliser la variable vert pour prendre une décision.
En fonction de la valeur de la variable vert, le robot va prendre une décision :
Si vert est 1 : Le robot tourne à droite.
Si vert est 2 : Le robot tourne à gauche.
Si vert est 3 : Le robot fait demi-tour.
Après avoir pris la décision et effectué le virage, il est important de réinitialiser la variable vert à 0 pour qu’elle soit prête pour la prochaine détection de carrés verts.
Avance le robot pour s’assurer qu’il ne soit plus sur les carrés verts.
Puis introduit la détection et la prise de décision des carrés verts dans le suivi de ligne :
Paramétrage de la détection des carrés verts
Sur le joystick, tu peux choisir de faire la balance des blancs pour une meilleur détection des couleurs en fonction de ton environnement (pense à poser ton robot sur une zone blanche avant de déclencher la balance des blancs) :
Choisi une couleur pour le capteur RGB avant de lancer le suivi de ligne :
Caractéristiques : 5 capteurs de suivi de ligne (sorties analogiques et digitales), calibration automatique via bouton-poussoir 2 LEDs frontales rouges 4 LEDS RGB Néopixels Capteur de distance ultrason HC-SR0 4Buzzer pour effets sonores 2 motoréducteurs N20 :vitesse de rotation nominale : 266 tr/minmodulation PWM rapport de réduction: 1:75 Capteur infrarouge permettant au robot d’être télécommandé Port d’extension GPIO : 8 ports : P0 P1 P2 P8 P12 P13 P14 P15 avec 3,3V 3 ports pour servomoteur : P0 P1 P2 avec Vbat 2 Ports I2C 3.3V1 Port I2C 5V Alimentation par batterie Li-Ion 18650 3.7V 3500 mAh avec circuit de chargement Tension de charge : 5 V, temps de charge : 4 heures, indicateur du niveau de charge : 4 LED Dimensions du produit : 14 x 101 x 70 mm
Le robot dispose à l’avant de 5 capteurs optiques infrarouge.
Fonctionnement d’un capteur optique infrarouge
Le capteur optique infrarouge est constitué : d’une LED infrarouge d’un photo-transistor Le capteur envoie un signal haut lorsqu’il détecte le noir et un signal bas quand il détecte le blanc.
Puis fais défiler ton écran pour choisir le robot Maqueen Plus
Choisis le mode Bloc et agrandis ton écran en baissant la console du bas :
Pour gérer le tableau de LED de la carte microbit utilise l’instruction « afficher l’image » sous Affichage :
Par exemple allume les LEDs de la manière suivante dans « Au démarrage » :
Tu peux tester en demandant à Téléverser sur la carte :
Demande la connexion avec la carte puis valide le transfert.
Tu utilises les instructions suivantes pour le suivi de la ligne noire.
Pour faire avancer ton robot :
Pour détecter la ligne noire :
Programme pour vérifier que ton robot détecte bien la ligne noire :
Téléverse ton programme :
Puis teste si la LED correspondante s’allume lorsque le phot réflecteur passe sur la ligne noire ? :
Comment calibrer le Maqueen Plus ?
5 capteurs de suivi de ligne sur Maqueen Plus ont chacun une LED bleue qui indique l’état.
Si vous constatez qu’un capteur de suivi de ligne n’est pas sensible à une ligne noire, calibrez-le comme suit :
1. Mettez Maqueen Plus dans la zone d’étalonnage, une feuille noire par exemple. Le mettre sous tension
2.Appuyez sur « Calibration-key » pendant environ 1 seconde, les 2 grandes LED avant clignoteront en vert. Relâchez la touche, puis l’étalonnage est terminé.
Programme ton robot pour qu’il tente de rester sur la ligne noire :
Le capteur de gauche et celui de droite ne captent pas la ligne noire, alors les deux capteurs sont de chaque coté de la ligne noire, le robot peut avancer tout droit. Le capteur de gauche est sur la ligne noire, ramène ton robot vers la gauche. Le capteur de droite est sur la ligne noire, alors ramène ton robot vers la droite.
Premier essai pour suivre la ligne noire
Programme les deux moteurs pour aller tout droit, à gauche et à droite.
Pour ton premier essai réduit la vitesse à 50, le Maqueen est très véloce :
Plus vite
Augmente la vitesse en utilisant une variable :
Utilise un pourcentage de la vitesse pour le moteur qui tourne en sens inverse :
par exemple si on souhaite une vitesse réduite de 35% de la vitesse initiale de 50 : (50 * 35) /100 soit :
Puis arrondir pour obtenir la partie entière de la division :
Augmente petit à petit la vitesse pour voir jusqu’à quand ton robot peut suivre la ligne noire :
Ou diminue ou augmente le pourcentage pour prendre des virages plus larges ou plus serrés :
Améliore ta programmation pour des passages très difficile en utilisant les capteurs arrière gauche et droit :
Quand le capteur arrière droit ou gauche détecte la ligne noire, on peut supposer que le robot est sur une courbe prononcée ou un angle droit de la ligne noire. Afin que le robot puisse suivre la ligne noire, donne la possibilité au robot de tourner plus rapidement sur la détection des capteurs arrière droit ou gauche.
Rajoute des fonctions pour tourner plus droitePlus et gauchePlus qui vont pouvoir suivre la courbe en angle droit :
Puis modifie ton programme pour prendre en compte les capteurs arrière droit et arrière gauche :
Puis téléverse ton programme pour tenter un parcours difficile :
Apprend à utiliser le photo réflecteur IR pour suivre une ligne noire :
Arrêter le robot sur la ligne noire
Programme pour que ton robot s’arrête sur la ligne noire :
Utilise ces instructions pour que ton robot avance jusqu’à la ligne noire :
Le robot reste dans le cadre
Programme ton robot pour qu’il reste dans le cadre de la ligne noire :
Utilise ces instructions pour que ton robot tourne dès qu’il détecte une ligne noire :
Le robot suit la ligne noire
Programme ton robot pour qu’il suive la ligne noire sur ce principe :
Le robot apprend la couleur noire
Rajoute à ton robot un capteur de pression et une LED : avant le suivi de ligne, tu poses ton robot sur la ligne noire puis par un appuie sur le capteur de pression, tu demandes au robot de mémoriser la couleur noire.
Crée une variable noire pour stocker la valeur retournée par le photo réflecteur lorsque le robot est posé sur la ligne noire :
Puis programme pour mémoriser la valeur retournée par le photo réflecteur dans la variable noire :
Passe en mode test et constate comment la variable noire change :
Voici un exemple d’une programmation SCRATCH avec un robot Algora qui passe le parcours le plus difficile en utilisant deux photoréflecteurs.
Pour la construction du robot, trois préconisations :
l’espace entre les deux photoréflecteurs doit être légèrement supérieur à la largeur de la ligne noire.
les photoreflecteurs doivent être le plus proche du sol
les photoréflecteurs doivent être devant mais proche des roues directrices.
Utilise deux capteurs photo réflecteurs IR, un capteur de pression et une LED :
Active le mode test :
Pose ton robot et ses deux photo réflecteurs sur une ligne noire pour visualiser les valeurs retournées :
Tu peux constater les deux photo réflecteurs n’ont obligatoirement pas la même mesure de la valeur de la couleur de la ligne noire. Pour plus de justesse, utilise deux variables pour stocker la valeur de la ligne noire.
D’autre part, il semble plus pertinent de mesurer la ligne noire et d’utiliser cette valeur plutôt que le blanc. Tu peux constater également que la valeur retournée par les photoreflecteurs peut varier lors du déplacement du robot sur la ligne noire.
Utilise une variable « tolerance » afin de prendre en compte des variations dans les mesures de la ligne noire lors du parcours :
Donc avant le lancement du robot, réalise une prise des valeurs des photo réflecteurs sur la ligne noire.
Les valeurs retournées par les deux photo réflecteurs sont mémorisées dans deux variables, une variable pour chaque photo réflecteur. Afin de gérer les fluctuations des mesures du noir, attribue 10 à la variable tolérance.
Puis programme tes fonctions pour que ton robot se déplace tout droit, à droite et à gauche puis puisse s’arrêter.
Pour passer les passages les plus difficiles, tu peux constater que la meilleure solution pour prendre des virages serrés est de faire tourner le robot sur lui même par une inversion des moteurs, un moteur vers l’avant, l’autre vers l’arrière.
Programme pour que ton robot maintienne les deux photo réflecteurs de chaque coté de la ligne noire et ainsi suivre la ligne noire :
si les deux photo réflecteurs sont sur le blanc, le robot va tout droit,
si le photo réflecteur droit A0 est sur le blanc alors le robot doit aller vers la ligne noire en tournant à gauche,
si le photo réflecteur gauche A1 est sur le blanc alors le robot doit rejoindre la ligne noire en tournant à droite :
Puis rajoute au programme principal :
Essaye ton robot après un transfert :
Pose ton robot avec les deux photo réflecteurs sur la ligne noire pour la phase d’apprentissage de la couleur noire , puis appuie sur la capteur de pression. Ton robot suit la ligne noire même dans les courbes difficiles.
Vérifie le comportement de ton robot :
Les deux photo réflecteurs dans le blanc on avance tout droit.
Seul le photo réflecteur droit voit le blanc alors on tourne à gauche,
Seul le photo réflecteur gauche voit le blanc alors on tourne à droite,
Autrement le robot avance tout droit.
Modifie ton programme pour que ton robot s’arrête sur un nouvel appui sur le capteur de pression :
Utilise cette icone dans la barre des tâches dans le bas de ton écran pour lancer ROBLOX STUDIO :
Si tu as déjà un compte ROBLOX tu peux saisir ton identifiant :
Si tu n’as pas de compte alors clic sur le lien Vous n’avez pas de compte ? S’inscrire :
Ouvrir un projet ROBLOX
Dans ROBLOX STUDIO choisis d’ouvrir le modèle Baseplate :
Manipulations simples avec la souris.
Tourner la roulette de la souris :
Appuie sur la molette de la souris et fais glisser la souris :
Maintenant clic sur le bouton droit et fais glisser la souris :
Clic sur l’objet sur la fenêtre le « SpawnLocation ». Cet objet matérialise le départ de ton joueur.
Avec les quatre outils suivants qui sont dans ta barre d’outils :
Tu peux :
Sélectionner
Déplacer
Modifier la taille
Effectuer une rotation
Essaye de déplacer l’objet :
Sur la partie droite de l’écran, tu retrouves les propriétés de l’objet dont sa position sur les trois axes x, y ,z :
Pour commencer à découvrir les concepts importants pour le développement sur Roblox: tu vas créer un jeu qui lance des projectiles sur des plates-formes flottantes.
Pour l’instant, tu as créé un projet avec le modèle Baseplate, qui comprend deux objets par défaut qui sont importants pour presque toutes les expériences sur la plateforme ROBLOX :
Emplacement d’apparition – Un objet SpawnLocation est l’endroit où les personnages des joueurs apparaissent dans l’espace 3D lorsqu’ils rejoignent une expérience, ainsi que l’endroit où ils réapparaissent lorsque leur santé atteint zéro.
Plaque de base – Une plaque de base est un sol avec une texture de grille 4×4.
Ce modèle est un excellent point de départ pour créer ta première expérience, car il fournit un monde neutre avec une technologie d’éclairage haute fidélité et un sol que tu peux utiliser pour positionner et orienter des objets 3D.
Tu peux le tester en utilisant l’outil Jouer :
Tu peux manipuler ton joueur avec les touches de clavier de déplacement, la barre d’espace pour sauter, ou lui donner une direction par un clic droit puis un glissé de la souris dans la direction souhaitée.
Manipule ton joueur puis arrête ton jeu :
Création d’un premier jeu
Pour te familiariser avec les objets 3D de ROBLOX, tu vas utiliser un pack d’éléments comprenant les objets 3D suivants qui créent le jeu de base pour ta première expérience :
Dans la boîtes à outil dans la partie gauche de l’écran, tape dans la zone de recherche : catapult :
Tu peux constater la mise en place de trois objets dans ton jeu :
Une catapulte à gauche et deux cibles en haut et à droite.
Sur la partie de droite dans Explorateur, tu retrouves la description des objets :
Pour jouer au jeu, il faut monter sur la catapulte, saisir les balles, viser les cibles puis tirer. Tu remarques que l’escalier pour atteindre la catapulte est à l’opposé du point de départ :
Tu vas utiliser l’outil déplacer pour mettre le point de départ devant l’escalier :
Lance ton jeu pour voir le résultat, tu peux constater que tu es devant l’escalier mais tu lui tournes le dos :
Arrête ton jeu et viens orienter ton joueur face à l’escalier par l’outil Rotation :
Utilise le cercle en vert pour orienter ton joueur face à l’escalier (180°). Dans les propriétés du SpawnLocation, tu retrouves la rotation de 180° :
Monte l’escalier :
Avec le clic gauche de la souris, tu peux diriger la catapulte :
Vas vers les boules, tu peux en appuyant sur la touche E placer les boules dans la catapulte. Mais pour l’instant ce mécanisme ne fonctionne pas :
Tu peux également déclencher par E le lancement mais pour l’instant le mécanisme ne fonctionne pas :
Arrête ton jeu pour le modifier pour permettre son fonctionnement :
Pour l’instant tu as interagi qu’avec des objets du service Workspace de ton modèle de données.
Il est important de garder à l’esprit l’emplacement d’exécution des scripts, sinon vos objets risquent de ne pas se comporter comme vous le souhaitez.
Pour garantir le fonctionnement de la catapulte, tu vas déplacer les objets des dossiers ReplicatedStorage et ServerScriptService dans leurs services de conteneur respectifs de ROBLOX.
ReplicatedStorage contient des objets disponibles à la fois pour le serveur et les différents joueurs connectés, notamment pour suivre le nombre de projectiles lancés par un joueur avant d’afficher l’interface utilisateur.
ServerScriptService contient des ressources liées aux scripts qui sont uniquement destinées à être utilisées par le serveur, pour la logique du jeu : qui positionne les projectiles sur la catapulte, lance des projectiles dans une direction particulière et réinitialise la catapulte à sa position de départ.
Sélectionne tous les objets sous introToStudioCatapult / RelicatedStorage :
Puis par un clic droit demander à couper :
Puis dans Explorateur sélectionne le répertoire ReplicatedStorage:
Puis colle les éléments coupés précédemment :
Tu obtiens ce résultat :
Réalise la même opération avec IntroToStudioCatapult ServerScriptService .
Couper :
Coller :
Lance ton jeu et maintenant tu dois pouvoir lancer les boulets :
Ton projet doit ressembler à ce programme pour mesurer le temps de ton parcours et l’afficher sur la micro:bit :
Le chronomètre avec la variable « temps » mémorisent le temps de ton parcours. En fin de parcours; avec le bouton A de la micro:bit tu peurras afficher le résultat :
Voila un exemple du parcours :
Après chaque virage, positionne un « attendre » pour te donner la possibilité de repositionner ton robot à la main lors du parcours. Si tu peux éviter cette possibilité tu gagneras du temps.
Au démarrage de ton robot, anime ton robot pour pendant un certain avant son lancement :
A la fin du parcours fait danser ton robot :
Bonne chance le meilleur temps pour l’instant 9 secondes !!!!!!!
