Week 7 in LEGO lab

Date: 28. October
Duration of activity: 3 hours
Groups members participating: Heine Stokholm og Mads Møller Jensen




Dagens opgaver:

• Brug Tom Dean's noter til at implementere Braitenbergs "Vehicle 1", "Vehicle 2a" og "Vehicle 2b
• Lav en ændring i programmet, så MIN_LIGHT og MAX_LIGHT bestemmes af N samples og altså ikke af alle samples, som robotten har set i sin levetid.
• Implementer Vehicle 2 (a eller b) med to "threads of control" i stedet for én (Èn for hver forbindelse mellem sensor og motor).

Vehicle 1:
Vi byggede Vehicle 1:

Vehicle 1 er en robot som (i dette tilfælde) har en mikrofon og fremdriften i motorene bestemmes af det lydniveau, som mikrofonen opfanger. Idéen er at robotten skal køre hen i mod en lydkilde, men dette bliver aldrig tilfældet, da robotten ikke har nogen anelse om, hvor lydkilden befinder sig, men kun hvad et givent lydniveau er, der hvor robotten befinder sig.
Først implementerede vi bare, motorene reagerede på lyd, så robotten kørte bare den opfangede en svag lyd.
Det resulterede i at robotten kørte af sig selv p.g.a. den støj som motoren udsender. 

Derfor implementerede vi jvf. Tom Deans note "Braitenberg's Vehicles", en håndtering af baggrundsstøj. Dette gjorde vi vha. et estimat. Vi kunne have valgt at kigge på alle hørte værdier, og beregne gennemsnittet, men over tid er dette en dårlig løsning.
Derfor brugte vi estimatløsningen, hvor det kun er nødvendigt at gemme den sidste estimatværdi, for at beregne den næste.
Som Java kode ser det således ud.


double estimate = 0;
double beta = 0.2
...
estimate = estimate + beta*(volume-estimate);

Dette virkede og robotten stoppede med at reagere på baggrundstøj og dens egen motor.





Hele koden for Vehicle 1 ses her


Vehicle 2:
Vi byggede Vehicle 2:

Vehicle 2 har modsat Vehicle 1 to sensorer (i dette tilfælde lyssensorer). Motorkraften på de to motorer bestemmes så af de lysværdier, sensorerne opfanger. Der findes to forskellige udgaver af Vehicle 2:
a) Her reagerer højre motor på værdierne fra højre lyssensor, og på samme måde i venstre side. Det betyder, at robotten vil køre væk fra en lyskilde.
b) Her reagerer højre motor på værdierne fra venstre lyssensor, og omvendte. Det betyder at robotten vil køre hen imod en lyskilde.


For at få det til at virke med to sensorer ændrede vi en lille smule i koden fra Vehicle 1:


lightL = lightLeft.readNormalizedValue();
lightR = lightRight.readNormalizedValue();
...
estimateR = estimateR + beta*(volume-estimateR);
estimateL = estimateL + beta*(volume-estimateL);
...
Car.forward(normalized(lightR), normalized(lightL));


Det gav følgende resultat:

Herefter implementerede vi MIN_LIGHT og MAX_LIGHT variablene, så den normaliserede værdi (den værdi som motorene skal køre med) passer til det miljø som robotten befinder sig i. Den måler en maksimal lysværdi og en minimal lysværdi, så den reagerer optimalt i de omgivelser den er i. 
Dette gav følgende resultat:
[VIDEO]


Koden kan ses [link]


Miljøændring
I Tom Dean's noter bliver MIN_LIGHT og MAX_LIGHT værdierne kun reguleret, når en henholdsvis mindre og større værdi opfanges. Dette er dog ikke helt hensigtsmæssigt, da lysomgivelserne skifter, eksempelvis når vi går fra dag til nat. Derfor har vi brug for at rekalibrere disse værdier efter N tid eller N indsamlet data. Dette forsøgte vi at implementere med følgende resultat:
[VIDEO]


Koden kan ses [link]


To tråde
Til sidst prøvede vi at lave to "threads of control" i stedet for en. 
Det gav følgende resultat:
[VIDEO]


Koden kan ses [link]