Giải chuyên đề tin học 10 – kết nối tri thức bài (23)

Bài 11: Dẫn đường tự động cho robot
Khởi động
Khởi động trang 49 chuyên đề học tập Tin học 10: Theo em làm thế nào để
robot có thể tự di chuyển đúng đường đi đã vạch sẵn?
Trả lời:
Robot có thể sử dụng cảm biến dị đường để tự tìm đường đi.
1. Xác định tín hiệu của mắt trong cảm biến dị đường
Hoạt động
Hoạt động 1 trang 49 chuyên đề học tập Tin học 10: Xác định tín hiệu của mắt
trong cảm biến dò đường.
Đọc, thảo luận về nguyên tắc hoạt động và câu lệnh xác định tín hiệu của mắt trong
cảm biến dò đường.
Trả lời:
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.
Khi ở trong vùng màu tối giá trị logic trả về là 0 và trong vùng màu sáng giá trị
logic trả về là 1.
Lệnh nhận giá trị tín hiệu của mắt trong cảm biến dị đường hai mắt được mơ tả
như bảng sau:

2. Dẫn đường với cảm biến dò đường hai mắt
Hoạt động


Hoạt động 2 trang 50 chuyên đề học tập Tin học 10: Lập trình dẫn đường với
cảm biến dị đường hai mắt.
Đọc, thảo luận cách thức dẫn đường tự động cho robot với cảm biến dò đường hai
mắt.
Trả lời:
Cảm biến dò đường dùng để phân biệt bề mặt sáng hay tối, vì thế đường mà cảm
biến đi qua cần phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

- Độ rộng của đường phải rộng khoảng cách giữa hai mắt cạnh nhau của cảm biến.
- Đường phải có màu tương phản với phần xung quanh của đường, ví dụ đường
màu đen thì xung quanh là màu trắng và ngược lại. Do vậy, nên tránh điều khiển
dẫn đường cho robot dưới trời nắng chói.
Tương ứng với hai mắt của cảm biến sẽ có 4 trường hợp cần xử lý khi lập trình.
Bảng 11.2. Các trường hợp của cảm biến dò đường hai mắt
Trường hợp
Hai mắt tín hiệu cùng nằm ở
vùng tối.
Mắt trái nằm trên mặt tối, mắt
phải nằm trên vùng sáng.
Mắt trái nằm trên vùng sáng,
mắt phải nằm trên vùng tối.
Cả hai mắt đều nằm trên vùng
sáng.

Mắt
trái

Mắt
phải

Xử lí dị đường

0

0

Robot cần đi thẳng

0

1

Robot cần rẽ trái

1

0

Robot cần rẽ phải

1

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

1

Câu hỏi
Câu hỏi trang 52 chuyên đề học tập Tin học 10: Vì sao cảm biến dò đường
thường được lắp ghép với robot ở dưới gầm của robot tự hành, ngay sát phía trước?


Trả lời:
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.
3. Dẫn đường với cảm biến dò đường bốn mắt
Hoạt động
Hoạt động 3 trang 52 chuyên đề học tập Tin học 10: Dẫn đường với cảm biến
dò đường 4 mắt.
Đọc, thảo luận nhóm về câu lệnh lập trình cảm biến đò đường bốn mắt và cách
thức dẫn đường cho robot với cảm biến bốn mắt.
Trả lời:
* Câu lệnh lập trình cảm biến đị đường bốn mắt:
- Cảm biến dị đường bốn mắt sẽ có tín hiệu được đánh số thứ tự 1,2,3,4 từ trái
sang phải theo hướng nhìn của robot.
- Cảm biến dò đường bốn mắt giúp phát hiện được đường di chuyển có ngã ba
hoặc ngã tư, do vậy robot có thể dị chính xác hơn.
- Lệnh nhận giá trị tín hiệu của mắt trong cảm biến dị đường bốn mắt cũng tương
tự như cảm biến dò đường hai mắt.


* Cách thức dẫn đường cho robot với cảm biến bốn mắt:
Mỗi mắt của cảm biến dò đường bốn mắt có hai giá trị tín hiệu bằng 0 và bằng
1. Do đó tổng cộng chúng ta có 24 = 16 trường hợp các tổ hợp giá trị tín hiệu từ 4
mắt. Mỗi tổ hợp có dạng (a1, a2, a3, a3, a4) với ak bằng 0 hoặc 1 là giá trị tín hiệu của
mắt thứ k trong cảm biến. Hình 11.5 mơ tả bốn trường hợp điển hình của trạng thái
cảm biến dò đường 4 mắt trên thực địa khi gặp ngã ba, ngã tư.
Ví dụ: (1,0,0,1) tương ứng với trạng thái mắt 2, 3 nằm ở vùng tối, mắt 1 và 4 ở
vùng sáng - robot chuyển động theo đường thẳng.

Câu hỏi
Câu hỏi trang 53 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy giải thích ý nghĩa của
tổ hợp tín hiệu từ cảm biến dị đường 4 mắt trong các trường hợp sau:

a) (0, 1, 1, 1)
b) (1, 1, 1, 0)
Trả lời:
a) Cảm biến bị lệch sang phải, chỉ có mắt số 1 cịn nằm trong vùng tối, các mắt 2,
3, 4 nằm trong vùng sáng.
b) Cảm biến bị lệch sang trái, chỉ có mắt số 4 là cịn nằm trong vùng tối, các mắt 1,
2, 3 nằm trong vùng sáng.
Luyện tập
Luyện tập 1 trang 53 chuyên đề học tập Tin học 10: 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.


Trả lời:
Chương trình có thể như sau:
Khởi động chương trình
forever
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=0
Đi thẳng (100)
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=1
Xoay trái (70)
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=0
Xoay phải (70)
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=1
Dừng lại
Luyện tập 2 trang 53 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy viết đoạn chương
trình robot dị đường trong trường hợp tổ hợp tín hiệu từ cảm biến dị đường là
(0,0,0,1) gặp ngã ba robot rẽ trái.
Trả lời:
Chương trình có thể như sau:
Khởi động chương trình

forever
if Tín hiệu dị đường (1, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (2, cổng)=0 and
Tín hiệu dị đường (3, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (4, cổng)=1
Xoay trái (70)


Luyện tập 3 trang 53 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy viết chương trình
sử dụng câu lệnh cảm biến dò đường hai mắt cho trường hợp: khi robot đi hết phần
đường màu đen và gặp phần đường màu trắng thì quay đầu lại.
Trả lời:
Khởi động chương trình
forever
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=0
Đi thẳng (100)
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=1
Xoay trái (70)
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=0
Xoay phải (70)
if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (“phải”, cổng)=1
Xoay trái (70)
Luyện tập 4 trang 53 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy viết chương trình
điều khiển robot dị đường, đi từ điểm A đến vị trí B thì rẽ trái, đi đến C thì dừng
lại (Hình 11.6). Robot có trang bị cảm biến dò đường bốn mắt.

Trả lời:
Khởi động chương trình
forever


if Tín hiệu dị đường (2, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (3, cổng)=1

Xoay trái (70)
if Tín hiệu dị đường (2, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (3, cổng)=0
Xoay phải (70)
if Tín hiệu dị đường (2, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (3, cổng)=0
if Tín hiệu dị đường (1, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (4, cổng)=1
Đi thẳng (100)
if Tín hiệu dị đường (1, cổng)=0 and Tín hiệu dị đường (4, cổng)=0
Xoay trái (70)
if Tín hiệu dị đường (2, cổng)=1 and Tín hiệu dị đường (3, cổng)=1
Dừng lại
Vận dụng
Vận dụng 1 trang 53 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy tìm cách thay đổi
các câu lệnh của chương trình dị đường ở Mục 2 sao cho robot vẫn di chuyển đúng
như chương trình hiện có.
Trả lời:
Em có thể thay đổi thứ tự các câu lệnh if trong chương trình hoặc thay đổi cách xử
lý của các trường hợp “if Tín hiệu dị đường (“trái”, cổng)=1 and Tín hiệu dị
đường (“phải”, cổng)=1 thay vì “Xoay phải (70)” thì có thể “Xoay trái (70) hoặc
“Dừng lại”.
Vận dụng 2 trang 8 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy tìm hiểu thêm thông
tin về một số robot hiện nay ở Việt Nam trên Internet.
Trả lời:
Các robot ứng dụng dò đường trong cuộc sống như:
- Robot tự động lau nhà được thương mại trên thị trường.
- Robot vận chuyển hàng hóa hay được biết đến là xe tự hành. Đây là robot được
vận hành rất nhiều trong các khu công nghiệp lớn với nhiệm vụ phân phối và vận
chuyển hàng hóa một cách tự động.