מעקב חכם — לשמור מרחק קבוע

מעקב מרחוק

אחרי שדה הסלעים, אתם והמפקח לומי מתכוננים לעקוב בשקט אחרי הדמות.

אבל אז אתם שמים לב: הדמות מתנהגת מוזר. היא נעצרת, ממשיכה, נעצרת שוב — כאילו בודקת אם עוקבים אחריה.

כדי לא להיחשף, לומי מחליט לשמור מרחק קבוע. "שה-TinkerBott יעקוב אחריו במקומנו — ושישמור מרחק."

הידע שצריך

מעקב במרחק קבוע

בשיעור הקודם החיישן ענה על שאלה אחת: יש מכשול או אין? עכשיו השאלה שונה — כמה רחוק, ומה לעשות בהתאם.

הרעיון: החיישן מודד ברציפות את המרחק אל המטרה, והרובוט משווה אותו למרחק היעד ומתקן:

זו לולאת בקרה — מדידה, השוואה, תיקון, ושוב מהתחלה. הרובוט אף פעם לא "מגיע" ליעד ונח; הוא מתקן את עצמו כל הזמן.

איפה זה קיים באמת

הטכנולוגיה הזו נמצאת בכל מקום:

• בקרת שיוט אדפטיבית (ACC) במכוניות — שומרת מרחק בטוח מהרכב שמלפנים
• רובוטים במחסנים (AGV) — עוקבים אחרי סחורה או עובדים במרחק קבוע
• רחפנים — נועלים על מטרה נעה ושומרים מרחק טיסה בטוח
• רובוטי מסעדה — עוקבים אחרי המלצר בלי להתנגש בו

משימה: לשמור 20 ס"מ

הרובוט צריך לשמור מרחק של 20 ס"מ מהעצם שלפניו — בכל רגע, גם כשהעצם זז.

תרשים הזרימה

שימו לב שאין כאן "20 ס"מ בדיוק" אלא טווח — למשל בין 18 ל-22. בלי טווח כזה הרובוט יקפוץ קדימה ואחורה בלי הפסקה, כי כמעט אף פעם הוא לא יהיה בדיוק על 20.

התוכנית

מריצים

קחו עצם שטוח — ספר עובד הכי טוב — והחזיקו אותו מול החיישן.

עכשיו הזיזו את הספר לאט: קדימה ואחורה. הרובוט אמור לעקוב — להתקרב כשמתרחקים, ולסגת כשמתקרבים.

למה ספר ולא יד? משטח שטוח מחזיר הד נקי. יד או בגד מפזרים את הגל, והמדידה קופצת.

הקניון

הרובוט של המפקח לומי מצליח לעקוב אחרי המטרה ולשמור מרחק.

אחרי זמן מה נכנסתם לקניון צר — ומשני צדי הדרך נפערות תהומות...

נסו בעצמכם

• שנו את מרחק היעד מ-20 ל-40 ס"מ. הרובוט עדיין יציב?
• הצרו את הטווח (למשל 19-21). מה קורה להתנהגות, ולמה זה קורה?
• הוסיפו תאורה: פנס אדום כשהוא קרוב מדי, ירוק כשהוא בטווח הנכון.
• מה יקרה אם תסירו את הספר לגמרי? נסו, ואז הוסיפו טיפול במצב הזה.