[EV3]紅光反射光源分析

為了確定在低光源或夾雜複雜的光源下，依然不影響反射光的結果，分析了分別在白色及黑線白色各半以及黑線下的讀值變化，實驗使用LEGO MINDSTORMS EV3裡面的Experiment紀錄每秒取樣數值如圖。

正常光源下:

正常光源下全白反射

正常光源下黑線與白色間反射

                           正常光源下黑線反射

每秒取五次數值，10次為一個樣本取平均值如圖。

黑線白色間反射折線圖

黑線上反射折線圖

 全白反射折線圖

由上面的圖可分析出，即使在夾雜複雜光源或低光源的惡劣光源下，幾乎和正常光源沒有太大的影響性，由此實驗可證明藉由此自身發射紅光再進行物體吸收反射回來訊號是不會受外界光源影響的。

其中低光源數值的穩定性相對的比正常光源和夾雜複雜光源高，原因估計是因為正常光源與夾雜複雜光源中含有紅光，光源中的微弱紅光也被吸收，但因為相較由光感測器的光源太微弱故幾乎可以忽略。

當反射物體為鏡子時應是將所有光源全部反射，也進行了反射鏡子的實驗，數值為100，如圖。

 鏡子全反射

[EV3]用LabVIEW for MINDSTORMS模組操控以及監控

LabVIEW現今已成為許多程式的主流，許多監控以及機器的操作都漸漸的被LabVIEW取代，源自於他的便利性以及使用介面，利用了LabVIEW for MINDSTORMS Module模組可以利用LabVIEW程式控制機器人主機，LabVIEW可以讓控制更多元更不受拘束，也可以隨時監控每一個輸出與輸入端如圖。

 Labview操作介面

        下方圖是一個簡易型維持前方固定距離的程式，最外圍是while迴圈地控制，放置超音波感測器設定Port的位置，利用LabVIEW可以使用Waveform Chart監控即時數值，並且可以手動調整想要設定的前方固定距離，並且搭配馬達的設定與控制，再加上停止按鍵，就可以完成簡單的基本控制如圖。

        使用LabVIEW最大的優點就是可以利用Chart監控每一個傳輸的數值是否正確，並且可以有彈性地控制參數，不像一般程式如果要改變參數必須要將程式取出並且修改，在LabVIEW介面上可以直接調整如圖。

 LabVIEW Front Panel

 LabVIEW Block Diagram

        LabVIEW可以將感測器讀取到的值即時作處理以及運算，在機器人主機無法做過於複雜或龐大的運算功能，並且將每一個資料點儲存起來，可以在做後處理以及運用，利用LabVIEW本身許多的函式可以將程式簡化，不須為了運算而寫複雜的程式，機器人主機本身記憶體容量也不大，能儲存的空間有限，運用LabVIEW可以解決此問題如圖。

 LabVIEW即時運算

LabVIEW將資料放進陣列並儲存

[EV3]系統軟體平台

1. LEGO MINDSTORMS

LEGO MindStorms Education EV3是用來設計EV3機器人程式的軟體如圖，為圖形化程式編輯軟體，設計界面和一般視窗軟體相似，操作相當容易。LEGO MINDSTORMS與前一代NXT-G比較，有下列幾項特色。

相較前一代NXT-G，更是把圖形化界面發揮到淋漓盡致，開發環境更佳簡潔易懂，色調簡樸，圖示更加人性化更清楚，對於初學者更容易上手。

與前一代不同新增了縮放編輯區域功能，可自由地放大和縮小程式方塊，避免程式太大太複雜，也可以快速找到所指定的程式方塊，當程式很大時，可將程式切割，利用My Block的功能來組成整個專案。

Auto ID是一個人性化的自動識別功能，相較於前一代NXT開發程式時，一定會遇到輸入端在Port C，但是程式卻忘記改成C，導致無法工作，此人性化的新功能可以讓程式設計者不用每次檢查Port是否正確，當拉馬達或感應器方塊時，就可以用選擇的方式來設定，解決了軟硬體溝通的問題，讓程式設計者更迅速除錯。

升級藍芽功能，藍芽連線不論是穩定度還是距離大大的進步，程式內也可以直接寫入主動建立和斷開連線的相關程式，比前一代提升許多。

LEGO MindStorms Education EV3 程式介面

2. LabVIEW for LEGO MINDSTORMS Module

        NI為美商國家儀器2014正式宣佈 LabVIEW平台也支援控制 LEGO MINDSTORMS EV3機器人如圖，以便銜接並控制 EV3 積木，就像透過 LabVIEW 來擴充NXT機器人的功能一樣。LabVIEW 具有直覺式的圖形化程式設計功能，亦可連接無數種感測器、裝置和系統，即使程式經驗不足，都可以立刻設計複雜、強大的機器人專案，所以此平台堪稱科學、技術、工程、數學教育的理想平台。

 MINDSTORMS Robotics 選單

3. NXTCamView

        藉由NXTCamView軟體可直接將NXTCam連接到電腦，設定影像追蹤功能如圖。

        Colormap為透過拍攝影像，儲存要匹配的顏色值，該數值為RGB三原色控制，此數值可以直接儲存在NXTCam裡，這些色值稱為Colormap，最多可儲存8個Colormap，並且搭配對應的影像處理功能。NXTCam被傳輸一個預設的Colormap值去追蹤光源，下載測試或寫入測試程式追蹤光源。

 NXTCam View介面

操作步驟如下:

1.下載並安裝在PC上啟動NXTCamView

2.確認USB端和NXTCam端已安裝專屬NXTCamView的驅動程式

3.確認NXTCam插入電腦的USB端

4.在NXTCamView透過工具設置通信狀態，通常只要設置COMPort如圖。

5.點選連線連接NXTCam

6.拍攝影像，檢查對焦和光源是否達想要的狀態。

7.在影像上點選顏色點進行追蹤，顏色為紅、綠、藍每個最大到最小值的範圍。

8.上傳色彩範圍設定到NXTCam

NXTCam View Port設定

 NXTCam Baud rate設定