Roomba MATLAB -tal: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ez a projekt a MATLAB -ot és egy iRobot Create2 programozható robotot használja. A MATLAB ismereteit próbára téve képesek vagyunk a Create2 programozására a képek értelmezésére és a jelek észlelésére. A robot funkcionalitása elsősorban a MATLAB mobilalkalmazástól és egy Raspberry Pi kameramodultól függ.

1. lépés: Alkatrészek és anyagok

1. iRobot Create, 2. verzió

- Ez egy programozható robot, amely úgy néz ki, mint egy Roomba. Ne feledje, hogy ez az iRobot termék nem vákuum. A felhasználó egyéni programozására szolgál.

2. MATLAB 2017a

- A legtöbb régebbi verzió kompatibilis lesz az alább használt kóddal. A MATLAB azonosít egy olyan parancsot, amely nem kompatibilis az Ön verziójával, és javaslatot tesz a legjobban illeszkedő parancsra.

3. Raspberry Pi 3 B modell, 1.2 verzió

- Ellenőrizze, hogy melyik Raspberry Pi kompatibilis az Ön iRobotjával. További segítségért lásd ezt a linket: https://www.irobotweb.com/~/media/MainSite/PDFs/A… Ez az utasítás feltételezi, hogy előre programozott Raspberry Pi -vel dolgozik. Kérjük, vegye figyelembe, hogy az alábbi lépések működéséhez előre programozott Pi -vel kell dolgoznia. Az előre programozott Pi használatával minden kódolást egyedül a MATLAB -ban hajthat végre.

4. Kamera modul V2 (Raspberry Pi esetén)

- Meglepődhet; mérete ellenére a Raspberry Pi kamera modul nagyon jó minőségű. Ez a legolcsóbb és leginkább kompatibilis opció ehhez a projekthez.

Opcionális: 3D nyomtatott állvány. Ez a kamera stabilizálására szolgál. Ez nem befolyásolja a robot működését, de segít a kódolásban, ha képalkotó adatokat szeretne használni a szín- és/vagy objektumfelismeréshez.

2. lépés: Konfiguráció

1. A Raspberry Pi és a kameramodul csatlakoztatása (hardver)

- A Raspberry Pi tápellátásához egy mikro végű USB -csatlakozót kell futtatnia a mikrovezérlő női tápcsatlakozójához. Opcionális: Feszültségszabályozó használható annak biztosítására, hogy a feszültség ne haladja meg az 5 V -ot. A Raspberry Pi bekapcsolása után csatlakoztathatja azt a robotjához úgy, hogy az alaplapból a férfi USB -végét futtatja az alaplapról a mikrokontroller A -portjára.

- A Pi és a Roomba csatlakoztatása után a kamera készen áll a telepítésre. A kamera modul sokkal kisebb lesz, mint amire számít. Ne feledje, hogy az objektív érzékelőre van szerelve, és fehér szalag húzódik ki a fényképezőgépből. NE távolítsa el vagy szakítsa meg a szalagot! Ez a kábel szükséges a Raspberry Pi csatlakoztatásához. Először fogja meg a szalag végét, és keresse meg az ezüst csatlakozókat és a kék kábelt. Ezek ellentétes oldalon vannak. Ezután keresse meg a Raspberry Pi ethernet és HDMI portjai közötti rést. Vegye figyelembe, hogy egy kis, fehér zár borítja. Lassan emelje fel a zárat, de ne vegye ki a nyílásból, mert bepattan és véglegesen megsérül. Miután felemelte a zárat, fogja meg a szalagot, és fordítsa az ezüst csatlakozókat a HDMI -porthoz. A kék oldal az Ethernet port felé néz. Lassan csúsztassa a szalagot a nyílásba, amíg az még nincs feloldva. Nem kell erőltetni a nyílásba. Behelyezés után nyomja vissza a zárat. Ha a fényképezőgép megfelelően rögzítve van, képesnek kell lennie arra, hogy (óvatosan) meghúzza a szalagot, és érezze a feszültséget. A szalag nem lehet laza. Miután csatlakoztatta a kamerát a Pi -hez, észreveheti, hogy mennyire laza. Ezért használtuk a 3D nyomtatott rögzítést a rögzítéshez. Az Ön döntése, hogy milyen anyagokat szeretne használni, hogy a fényképezőgép mozdulatlan maradjon a kiváló minőségű képalkotáshoz.

2. Megfelelő fájlok telepítése és a Roomba csatlakoztatása a számítógéphez Miután az összes hardver konfigurálva lett, továbbléphet a MATLAB telepítéséhez a kapcsolódó m-fájlokkal együtt, amelyek lehetővé teszik a kommunikációt a robottal. Ehhez nyissa meg a MATLAB alkalmazást, és hozzon létre egy új mappát az összes kapcsolódó fájl együtt tartásához. Használja ezt a szkriptet a szükséges fájlok telepítéséhez/frissítéséhez:

- Az összes fájlnak meg kell jelennie a létrehozott mappában. Kattintson a jobb gombbal az Aktuális mappa ablakban, és válassza a „Hozzáadás az útvonalhoz” lehetőséget, hogy hozzáadja az elérési utat azon könyvtárak listájához, ahol a MATLAB fájlokat keres. Győződjön meg arról, hogy az összes fájl a megfelelő elérési úton van.

3. A fájlok telepítése után elkezdheti a robothoz való csatlakozást. Kezdje azzal, hogy bekapcsolja a robotot, majd alaphelyzetbe állítja azt közvetlenül az indítás után (ne felejtse el alaposan visszaállítani a robotot minden használat előtt és után). Másodszor, csatlakoztassa a robotot és a laptopot ugyanahhoz a wifi hálózathoz. Ezt követően beszélünk az előre programozott Raspberry Pi -vel a MATLAB -on keresztül, a Roomba hívásával és a roomba funkcióval. Például a 28 -as robothoz a következő sor használatával csatlakoznék: R = roomba (28).

- Figyelje meg, hogyan rendeltem hozzá az objektumot egy R változóhoz. Most már hozzá tudok férni a kapcsolódó Roomba funkciókhoz a telepítőfájlból úgy, hogy az R változót struktúrának tekintem.

- R.turnAngle (90) Ha minden jól ment, zenei hangnak kell megszólalnia, megerősítve a kapcsolatot.

3. lépés: MATLAB logika

A lépés alján található PDF dokumentum a MATLAB kódolási folyamatának részletes logikai folyamatábrája. Aktiváltuk a szikla-, fény- és fényütés -érzékelőket, hogy a robot kommunikálhasson velünk, amikor észlel egy tárgyat a közvetlen közelében. Például, amikor a robot előrehalad, a fényérzékelői keresik az útjában lévő tárgyakat a vektor szerint, amelyen halad. Kiválasztottuk a robot számára a távolság küszöbértékét, hogy amikor közeledik egy tárgyhoz, akkor megfordul, ahelyett, hogy ütközne vele. Robotunk a Twitteren is konfigurálva van, amelyet a kódolási folyamatunkban adtunk meg (ez alább látható).

Az élmény fokozása érdekében a MATLAB alkalmazást használtuk mobil eszközeinken, hogy csak a telefonunk döntésével tudjuk irányítani a robot mozgását. Ez egy opcionális tevékenység, mivel biztosan mozgathatja a robotot, ha helyette a MATLAB kódszegmensben lévő moveDistance parancsot használja. Ne feledje, hogy a MATLAB parancsok használata a robot irányításához előnyös, ha célja pontos. Ha azt szeretné, hogy a robotot úgy célozza meg, hogy a kamera egy adott helyen készítsen képet, akkor jobb lehet a robot mozgását kódolni a MATLAB -ban. Bár szórakoztató, a MATLAB alkalmazás használata a robot vezérlésére nem kívánatos a pontosság érdekében.

A Kód megparancsolja a Roomba -nak, hogy végezzen el egy alapbeállítást, majd folytassa a folyamatos cikluson keresztül. Kezdetben a laptop a Roomba () paranccsal kapcsolatot létesít a Roomba -val. Ezenkívül létrehozza a twitter kapcsolatot a MATLAB webwrite () parancsával. A ciklus öt fő logikai folyamatot tartalmaz a Roomba környezetétől függően. Először a Roomba ellenőrzi az akadályokat, és ha akadályba ütközik, visszafelé igazít. A hurokba ágyazva a második útvonal figyelmezteti a felhasználókat a Roomba elhurcolására. Fontos segédprogram a zord Marsi Warzone -ban. Miután a Roomba megállapította, hogy helyzete biztonságos, a mobileszközre néz, hogy meghatározza a következő mozgását. Ha a mobileszköz előre van döntve, akkor a gördülési mérés súlyosságától függően kiszámítja az alapsebességet, majd beállítja az egyes keréksebességeket a dőlésszög alapján. A telefon fordítva is mozgathatja a Roomba -t. A semleges mobilkészülék állapota zárja az utolsó két utat. A pihenő Roomba keres egy idegen zászlót, és ennek megfelelően figyelmezteti a felhasználót.

Az alábbiakban a kódunk található (MATLAB 2017a)

%bemenet: Tájékozódási adatok egy wifi csatlakoztatott eszközről, kameráról

%információ, érzékelő adatok

%kimenet: a mozgást a wifi -hez csatlakoztatott eszköz és a mozgás vezérli

% biztonságosan ellenőrizve van az érzékelő adatainak olvasásával. Ha a kamera észleli

% idegen lobogó, akkor a roomba az ellenség zászlójának tweetelésével válaszol

% kiszúrva.

%cél: eszközünk nem él semmi céllal, kivéve azok védelmét, akik

% hozta létre, szolgálja az alkotóját és teszi

% pontosan azt mondta.

Használat: lényegében a program magától fog futni.

mindent töröl, mindent bezár, clc

%Objektumok és változók inicializálása

r = roomba (28);

m = mobildev;

%use response = webwrite (gazdagépnév, adatok)

hostname = 'https://api.thingspeak.com/apps/thingtweet/1/statuses/update';

API = 'SGZCTNQXCWAHRCT5';

tweet = 'A RoboCop működőképes … Várakozás a parancsra';

data = strcat ('api_key =', API, '& status =', tweet);

reponse = webwrite (gazdagépnév, adatok);

%folyamatosan futó hurok

míg 1 == 1

Relavent adatokat tartalmazó struktúrák %-a

o = m.orientáció; A mobileszköz %-os tájolása

fény = r.getLightBumpers (); %Könnyű lökhárító értékek

a = r.getCliffSensors (); %CLiff érzékelő értékek

bump = r.getBumpers (); %Lökhárító érzékelők

%ellenőrző ütközők

ha bump.right == 1 || bump.left == 1 || bump.front == 1

r.moveDistance (-. 2,.2);

%ellenőrző lámpa Érzékelők

elseif light.bal> 60 || light.leftFront> 60 || light.leftCenter> 60 || könnyű.jobb> 60 || light.rightFront> 60 || fény.jobbközpont> 60

r.moveDistance (-. 2,.2);

%ellenőrzés Cliff érzékelők

Lopásgátló jelzés és értesítés

elseif a.left <300 && a.right <300 && a.leftFront <300 && a.rightFront <300

r.stop ();

r.beep ();

tweet = 'A RoboCop -ot feloldották!'

data = strcat ('api_key =', API, '& status =', tweet);

reponse = webwrite (gazdagépnév, adatok);

%Normál sziklakerülő művelet

elseif a.bal <300 || a. jobb <300 || a.leftFront <300 || a.jobb elöl <300

r.moveDistance (-. 2,.2);

%Roomba megfelelt az ellenőrzéseken, és most normál működéssel fog futni.

%Kezdetben a készülék tekercsét mérik, és bázissá válik

%sebesség, amelyet a kerék fordulatszámának kiszámítására használnak

%Előre mozgás

elseif o (3)> = 0 && o (3) <= 60

baseVel = (-. 5/60)*(o (3) -60);

ha o (2)> =-70 && o (2) <0

r.setDriveVelocity (baseVel+(. 3/50)*abs (o (2)), baseVel-(. 3/50)*abs (o (2)));

elseif o (2) = 0

r.setDriveVelocity (baseVel-(. 3/50)*abs (o (2)), baseVel+(. 3/50)*abs (o (2)));

egyébként r.stop

vége

%Visszafelé irányuló mozgás

elseif o (3)> 100 && o (3) <150

r.setDriveVelocity (-. 2, -.2)

r.beep ();

r.beep ();

%resting roomba megkeresi a fluoreszkálóként megjelölt Idegen zászlót

%zöld Papírdarab

más

r.megáll

img = r.getImage (); %készítsen képet

küszöb = szürke (img (200: 383,:, 2))+. 1; %kalkulált zöld szint

ha küszöb>.42

tweet = 'Ellenség foltos !!'

data = strcat ('api_key =', API, '& status =', tweet);

reponse = webwrite (gazdagépnév, adatok);

más

r.megáll

vége

vége

vége

4. lépés: Következtetés

Ne feledje, használhatja a fentebb írt szkriptet, de bármikor módosíthatja azt az igényeinek megfelelően. Nem kell, hogy a telefonod vezérelje! (Ez azonban szórakoztatóbbá teszi.) Válassza ki, hogy melyik módszert használja a robot irányításához. Vezess körbe a robottal és élvezd!