Proměna Roomby v Mars Rover: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Krok 1: Shromážděte své materiály

K dokončení tohoto projektu budete potřebovat shromáždit následující materiály:

1 robot Roomba

1 sada Raspberry Pi

1 videokamera

Přístup k MATLABu

Krok 2: Stáhněte si Roomba Toolboxes pro MATLAB

Spuštěním následujícího kódu nainstalujete potřebné sady nástrojů k dokončení tohoto projektu.

funkce roombaInstall

clc;

% seznam souborů k instalaci

files = {'roomba.m', 'roombaSim.m', 'roombaSimGUI.m', 'roombaSimGUI.fig'};

% umístění pro instalaci

options = weboptions ('CertificateFilename', ''); % řekněte, aby ignoroval požadavky na certifikát

server = 'https://ef.engr.utk.edu/ef230/projects/roomba-f2016/install/';

dlgTitle = 'Instalace/aktualizace Roomba';

% účel zobrazení a získání potvrzení

výzva = {

"Tento program stáhne tyto soubory EF 230 Roomba:"

''

strjoin (soubory, '')

''

'do této složky:'

''

CD

''

'Chceš pokračovat? '

};

pípnutí;

yn = questdlg (výzva,…

dlgTitle,…

„Ano“, „Ne“, „Ano“);

if ~ strcmp (yn, 'Yes'), return; konec

% získat seznam existujících souborů

existing_files = soubory (cellfun (@exist, files)> 0);

if ~ isempty (existing_files)

% ujistěte se, že je opravdu v pořádku je vyměnit

prompt = {'Nahrazujete tyto soubory:'

''

strjoin (existing_files, '')

''

„OK vyměnit?“

};

pípnutí;

yn = questdlg (výzva,…

dlgTitle,…

„Ano“, „Ne“, „Ano“);

if ~ strcmp (yn, 'Yes'), return; konec

konec

% stáhněte soubory

cnt = 0;

pro i = 1: délka (soubory)

f = soubory {i};

disp (['Stahování' f]);

Snaž se

url = [server f];

websave (f, URL, možnosti); % přidané možnosti, aby se zabránilo chybám zabezpečení

cnt = cnt + 1;

úlovek

disp (['Chyba při stahování' f]);

atrapa = [f '.html'];

pokud existují (figurína, 'soubor') == 2

odstranit (figurína)

konec

konec

konec

if cnt == délka (soubory)

msg = 'Instalace proběhla úspěšně';

waitfor (msgbox (msg, dlgTitle));

jiný

msg = 'Chyba instalace - podrobnosti najdete v příkazovém okně';

waitfor (errordlg (msg, dlgTitle));

konec

konec %roombaInstall

Krok 3: Připojte se k zařízení Roomba

Nyní je čas připojit se k vašemu Roomba pomocí WiFi. Pomocí 2 prstů současným stisknutím tlačítek Dock a Spot zapněte nebo resetujte robot Roomba. Poté spusťte kód r = roomba (# vašeho Roomba) v příkazovém okně MATLABu a připojte se k robotovi. Jakmile tento příkaz provedete, robot Roomba by měl být připraven jít.

Krok 4: Vyberte si, jak chcete robot Roomba ovládat

Roombu můžete ovládat dvěma způsoby: autonomně nebo pomocí smartphonu jako ovladače.

Pokud se rozhodnete řídit Roombu autonomně, budete muset použít tři vestavěné senzory: senzory útesu, senzory nárazu a světelné senzory.

Abyste mohli používat smartphone, musíte jej nejprve připojit k počítači podle níže uvedených kroků.

POZNÁMKA: Aby se počítač správně připojil, musí být váš počítač a smartphone ve stejné síti WiFi!

1. Stáhněte si aplikaci MATLAB z obchodu s aplikacemi ve vašem zařízení.

2. Do příkazového okna zadejte „connector on“a nastavte heslo, které bude nutné zadat do obou zařízení.

3. Poté vám MATLAB přidělí IP adresu vašeho počítače. V chytrém telefonu musíte přejít na stránku nastavení v aplikaci MATLAB a přidat počítač pomocí dané IP adresy a hesla, které jste zadali dříve.

4. Do příkazového okna v počítači zadejte kód m = mobiledev a měl by se váš smartphone inicializovat jako ovladač pro váš robot Roomba.

5. Váš počítač a smartphone by měly být připraveny.

Krok 5: Drive Your Roomba

Nyní, když máte všechny potřebné nástroje k vytvoření svého Mars Rover, jste připraveni vytvořit si vlastní kód. Níže jsme připojili příklad kódu jak pro autonomní řízení, tak pro řízení pomocí smartphonu.

Autonomní řízení

funkce Explore_modified (r)

%vstupních argumentů: 1 objekt roomba, r

Argumenty %výstupu: žádné

%popis:

Funkce %využívá nekonečnou smyčku, která umožňuje autonomii

%průzkum okolí robota.

%

%funciton také poskytuje roomba instrukce, co dělat

%následující situace: Kolo (kola) ztratí (y) kontakt se zemí, an

%objektu je detekován před nebo po obou stranách robota a

%náhlého pádu je detekováno před nebo na obou stranách robota.

%

%typické pokyny obsahují pohybové příkazy určené k maximalizaci

%průzkumu nebo zamezení detekovaného nebezpečí a příkazů ke komunikaci

%informací týkajících se objevů robotů (obrázky), pozice (graf), %a stav (upozornění na lanko) s uživatelem prostřednictvím matlabu a/nebo e -mailu. Několik

Pro radost je přidáno %zvukových příkazů.

%nastavení možností e -mailu

mail = '[email protected]';

heslo = 'EF230Roomba';

setpref ('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com');

setpref ('Internet', 'E_mail', pošta);

setpref ('Internet', 'SMTP_Uživatelské jméno', pošta);

setpref ('Internet', 'SMTP_Password', heslo);

props = java.lang. System.getProperties;

props.setProperty ('mail.smtp.starttls.enable', 'true');

props.setProperty ('mail.smtp.auth', 'true');

props.setProperty ('mail.smtp.socketFactory.class', 'javax.net.ssl. SSLSocketFactory');

props.setProperty ('mail.smtp.socketFactory.port', '465');

% r = roomba (19)

r.beep ('G2 ^^, G2 ^^, G2 ^^, G2 ^^, A2 ^^, A2 ^^, G1 ^^, E1 ^^, C2 ^^, C2 ^^, C1 ^^, C1 ^^, D1 ^^, C1 ^^, D2 ^^, E4 ^^, G2 ^^, G2 ^^, G2 ^^, G2 ^^, A2 ^^, A2 ^^, G1 ^^, E1 ^^, C2 ^^, C2 ^^, C2 ^^, E1 ^^, E1 ^^, E1 ^^, D1 ^^, C4 ^^ ');

v =.1;

reflect_datum = 2700; %nastavené referenční hodnoty snímačů útesu

lightBumper_datum = 200; %nastavené světlo Referenční hodnota čidel nárazníku

pos = [0, 0]; Proměnná %pro uložení polohy s inicializovaným vztažným bodem

úhel = 0; %nastavený referenční úhel

netangle = 0; %čistého úhlového posunutí

i = 2; %iterátor pro přidávání řádků do proměnné úložiště pozic

dist = 0;

r.setDriveVelocity (v, v); %spusťte roomba vpřed

zatímco pravda

Cliff = r.getCliffSensors;

Bump = r.getBumpers;

Light = r.getLightBumpers;

RandAngle = randi ([20, 60], 1); %generuje 1 náhodný úhel mezi 20 a 60 stupni. Používá se k zabránění uvíznutí robota ve smyčce

%Co dělat, když jedno nebo více kol ztratí kontakt se zemí:

%zastavte pohyb, pošlete varovný e -mail s obrázkem okolí, %a zeptejte se uživatele, zda má pokračovat, nebo počkat na pomoc

pokud Bump.rightWheelDrop == 1 || Bump.leftWheelDrop == 1

r.stop

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

r.beep ('F#1 ^^, C1 ^^, F#1 ^^, C1 ^^, F#1 ^^, C1 ^^, F#1 ^^, C1 ^^, F#1 ^^ (C1 ^^, F#1 ^^, C1 ^^, F#1 ^^, C1 ^^, F#1 ^^, C1 ^^ ')

img = r.getImage;

imwrite (img, 'stick.png');

%--------------------------

imfile = 'stick.png';

pozice = savepos (pos);

%---------------------------

sendmail (mail, „POMOC!“, „Uvízl jsem na útesu!“, {imfile, position})

list = {'Pokračovat', 'Zastavit'};

idx = menu ('Co mám dělat?', seznam);

pokud idx == 2

přestávka

konec

%Co dělat, když je objekt detekován před robotem:

%stop, přesuňte se zpět, vyfoťte, upozorněte uživatele na objev

%e -mailem, otočte o 90 stupňů a pokračujte v průzkumu

elseif Light.leftCenter> lightBumper_datum || Light.rightCenter> lightBumper_datum || Bump.front == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

r.beep ('A1^, A1^, A4^, A2^, G2^, G2^, G4^, Bb2^, Bb2^, Bb3.5^, G1^, A8^')

img = r.getImage;

imwrite (img, 'FrontBump.png')

%--------------------------

imfile = 'FrontBump.png';

pozice = savepos (pos);

%---------------------------

sendmail (mail, 'Upozornění!', 'Něco jsem našel!', {imfile, pozice})

úhel = 90;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Co dělat, když je vlevo od robota detekován objekt:

%zastavení, otočení směrem k objektu, zálohování, pořízení snímku, upozornění

%uživatelů objevů prostřednictvím e -mailu, otočte se o 90 stupňů a pokračujte v průzkumu

elseif Light.leftFront> lightBumper_datum || Light.left> lightBumper_datum || Bump.left == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

úhel = 30;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

r.píp ('A4^, A4^, G1^, E1^, C3.5^, C2 ^^, C1^, C1^, C2^, D2^, D2^, E8^')

img = r.getImage;

imwrite (img, 'LeftBump.png')

%--------------------------

imfile = 'LeftBump.png';

pozice = savepos (pos);

%---------------------------

sendmail (mail, 'Upozornění!', 'Něco jsem našel!', {imfile, pozice})

úhel = -90;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Co dělat, když je objekt detekován vpravo od robota:

%zastavení, otočení směrem k objektu, zálohování, pořízení snímku, upozornění

%uživatelů objevů prostřednictvím e -mailu, otočte se o 90 stupňů a pokračujte v průzkumu

elseif Light.rightFront> lightBumper_datum || Light.right> lightBumper_datum || Bump.right == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

úhel = -30;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

pauza (1,5);

r.beep ('C1^, C1^, C2^, D2^, D2^, C8^')

img = r.getImage;

imwrite (img, 'RightBump.png')

%--------------------------

imfile = 'RightBump.png';

pozice = savepos (pos);

%---------------------------

sendmail (mail, 'Upozornění!', 'Něco jsem našel!', {imfile, pozice});

úhel = 90;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Co dělat, když je nalevo od robota detekován útes:

%zastavení, pohyb dozadu, zahněte doprava, pokračujte v průzkumu

elseif Cliff.left <odrážející_datum || Cliff.leftFront <odrážející_datum

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); %získejte souřadnici y

i = i+1;

úhel = -RandAngle;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Co dělat, když je vpravo od robota detekován útes:

%zastavení, pohyb dozadu, zahněte doleva, pokračujte v průzkumu

elseif Cliff.right <odrážející_datum || Cliff.rightFront <odrážející_datum

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = dist * sind (úhel); %získat x souřadnici

pos (i, 2) = dist * cosd (úhel); %získejte souřadnici y

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

úhel = RandAngle;

netangle = netangle+úhel;

r.turnAngle (úhel);

r.setDriveVelocity (v, v);

konec

konec

Ovladač smartphonu

Options = {'Autonomous', 'Manual Control'}

Prompt = menu ('Jak byste chtěli ovládat vozítko?', Možnosti)

m = mobiledev

r = roomba (19)

pokud Výzva == 1

Badatel)

jiný

zatímco pravda

pauza (.5)

PhoneData = m. Orientace;

Azi = PhoneData (1);

Rozteč = Data telefonu (2);

Strana = Data telefonu (3);

pokud Strana> 130 || Strana <-130 %, pokud je telefon převrácen lícem dolů, zastavte roombu a ukončete smyčku

r.stop

r.beep ('C, C, C, C')

přestávka

elseif Strana> 25 && Strana <40 %, pokud je telefon otočen na stranu mezi 25 a 40 stupni, otočte doleva o 5 stupňů

r.turnAngle (-5);

elseif Strana> 40 %, pokud je telefon otočen na stranu o více než 40 stupňů, otočte doleva o 45 stupňů

r.turnAngle (-45)

elseif Strana -40 %, pokud je telefon otočen na stranu mezi -25 a -40 stupňů, otočte doprava o 5 stupňů

r.turnAngle (5);

elseif Strana <-40 %, pokud je telefon otočen na stranu méně než -40 stupňů, otočte doleva o 45 stupňů

r.turnAngle (45)

konec

%Pokud je telefon držen v blízkosti svislice, pořiďte obrázek a vykreslete jej

pokud je rozteč <-60 && image <= 9

r. píp

img = r.getImage;

subplot (3, 3, obrázek)

imshow (obr.)

konec

%pohyb vpřed a vzad na základě přední a zadní orientace

pokud je rozteč> 15 && rozteč <35 %, pokud je rozteč mezi 15 a 35 stupni, pohybujte se vpřed na krátkou vzdálenost

%před přesunem získejte údaje o lehkém nárazníku

litBump = r.getLightBumpers;

pokud litBump.leftFront> 500 || litBump.leftCenter> 500 || litBump.rightCenter> 500 || litBump.rightFront> 500 %, pokud je něco před roomba a zasáhne, pokud se pohne vpřed, vydá hluk a zobrazí zprávu

r.beep ('C ^^, F#^, C ^^, F#^')

jinak %tah

r.moveDistance (.03);

%Získejte údaje o nárazníku po přesunu

Bump = r.getBumpers;

pokud Bump.right == 1 || Bump.left == 1 || Bump.front == 1

r.beep ('A, C, E')

r.moveDistance (-. 01)

konec

%získat data senzoru útesu

Cliff = r.getCliffSensors;

pokud Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, pokud něco spustí snímač útesu, zacházejte s tím jako s lávou a zálohujte

r.beep ('C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C')

r.moveDistance (-. 031)

konec

konec

elseif Rozteč> 35 %, pokud je rozteč větší 35 stupňů, posuňte se vpřed na delší vzdálenost

%před přesunem získejte údaje o lehkém nárazníku

litBump = r.getLightBumpers;

pokud litBump.leftFront> 15 || litBump.leftCenter> 15 || litBump.rightCenter> 15 || litBump.rightFront> 15 %, pokud je něco před roomba a zasáhne, pokud se pohne vpřed, vydá hluk a zobrazí zprávu

r.beep ('C ^^, F#^, C ^^, F#^')

jinak %tah

r.moveDistance (.3)

%Získejte údaje o nárazníku po přesunu

Bump = r.getBumpers;

pokud Bump.right == 1 || Bump.left == 1 || Bump.front == 1 %, pokud na něco narazíte, vydáte hluk, zobrazíte zprávu a zálohujete

r.beep ('A, C, E')

r.moveDistance (-. 01)

konec

%získat data senzoru útesu po přesunu

Cliff = r.getCliffSensors;

pokud Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, pokud něco spustí snímač útesu, zacházejte s tím jako s lávou a zálohujte

r.beep ('C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C')

r.moveDistance (-. 31)

konec

konec

elseif Rozteč -35 %, pokud se rozteč mezi -15 a -35 deg pohybuje zpět na krátkou vzdálenost

r.moveDistance (-. 03);

%získat data senzoru útesu po přesunu

Cliff = r.getCliffSensors;

pokud Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, pokud něco spustí snímač útesu, zacházejte s tím jako s lávou a zálohujte

r.beep ('C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C')

r.moveDistance (.04)

konec

elseif Rozteč -60 %, pokud je rozteč mezi -35 a -60 stupňů, se přesune zpět na delší vzdálenost

r.moveDistance (-. 3)

%získat data senzoru útesu po přesunu

Cliff = r.getCliffSensors;

pokud Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, pokud něco spustí snímač útesu, zacházejte s tím jako s lávou a zálohujte

r.beep ('C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C, C ^^, C')

r.moveDistance (.31)

konec

konec

konec

konec