Przekształcenie Roomby w łazik marsjański: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Krok 1: Zbierz swoje materiały

Aby ukończyć ten projekt, będziesz musiał zebrać następujące materiały:

1 robot Roomba

1 zestaw Raspberry Pi

1 kamera wideo

Dostęp do MATLAB

Krok 2: Pobierz zestawy narzędzi Roomba dla MATLAB

Uruchom następujący kod, aby zainstalować niezbędne przyborniki, aby ukończyć ten projekt.

funkcja roombaInstall

kl;

% lista plików do zainstalowania

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

% lokalizacji do zainstalowania

options = weboptions('CertificateFilename', ''); % powiedz mu, aby zignorował wymagania certyfikatu

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

dlgTitle = 'Instalacja/aktualizacja Roomba';

% celu wyświetlania i uzyskania potwierdzenia

monit = {

„Ten program pobierze te pliki EF 230 Roomba:”

''

strjoin(pliki, ' ')

''

'do tego folderu:'

''

Płyta CD

''

'Czy chcesz kontynuować? '

};

brzęczyk;

yn = questdlg(monit, …

dlgTitle, …

„Tak”, „Nie”, „Tak”);

if ~strcmp(yn, 'Tak'), zwróć; kończyć się

% pobierz listę istniejących plików

istniejące_pliki = pliki(cellfun(@istnieje, pliki) > 0);

jeśli ~isempty(istniejące_pliki)

% upewnia się, że naprawdę można je wymienić

prompt = {'Zamieniasz te pliki: '

''

strjoin(istniejące_pliki, ' ')

''

– Dobrze, żeby wymienić?

};

brzęczyk;

yn = questdlg(monit, …

dlgTitle, …

„Tak”, „Nie”, „Tak”);

if ~strcmp(yn, 'Tak'), zwróć; kończyć się

kończyć się

% pobierz pliki

liczba = 0;

dla i=1:długość(pliki)

f=pliki{i};

disp(['Pobieranie' f]);

próbować

url = [serwer f];

websave(f, url, opcje); % dodanych opcji, aby uniknąć błędów bezpieczeństwa

cnt = cnt + 1;

łapać

disp(['Błąd pobierania' f]);

manekin = [f '.html'];

jeśli istnieje(atrapa, 'plik')==2

usuń (atrapa)

kończyć się

kończyć się

kończyć się

if cnt == długość(pliki)

msg = 'Instalacja powiodła się';

waitfor(msgbox(msg, dlgTitle));

w przeciwnym razie

msg = 'Błąd instalacji - szczegóły w oknie poleceń';

waitfor(errordlg(msg, dlgTitle));

kończyć się

zakończ %roombaInstall

Krok 3: Połącz się z robotem Roomba

Teraz nadszedł czas, aby połączyć się z robotem Roomba za pomocą Wi-Fi. Używając 2 palców, naciśnij jednocześnie przyciski Dock i Spot, aby włączyć lub zresetować robota Roomba. Następnie uruchom kod r=roomba(# twojego Roomba) w oknie poleceń MATLAB, aby połączyć się z robotem. Po wykonaniu tego polecenia robot Roomba powinien być gotowy do pracy.

Krok 4: Wybierz sposób sterowania robotem Roomba

Istnieją dwa sposoby sterowania robotem Roomba: autonomicznie lub za pomocą smartfona jako kontrolera.

Jeśli zdecydujesz się na autonomiczną jazdę Roombą, będziesz musiał użyć trzech wbudowanych czujników: czujników urwiska, czujników nierówności i czujników światła.

Aby korzystać ze smartfona, musisz najpierw podłączyć smartfon do komputera, wykonując poniższe czynności.

UWAGA: Twój komputer i smartfon muszą być w tej samej sieci Wi-Fi, aby prawidłowo się połączyć!

1. Pobierz aplikację MATLAB ze sklepu z aplikacjami na swoje urządzenie.

2. Wpisz „connector on” w oknie poleceń i ustaw hasło, które trzeba będzie wprowadzić do obu urządzeń.

3. Po wykonaniu tej czynności MATLAB poda adres IP Twojego komputera. Musisz wejść na stronę ustawień w aplikacji MATLAB na swoim smartfonie i dodać komputer przy użyciu podanego adresu IP i hasła, które wcześniej wpisałeś.

4. W oknie poleceń na komputerze wpisz kod m=mobiledev, co powinno zainicjować smartfon jako kontroler dla Roomby.

5. Twój komputer i smartfon powinny być teraz gotowe do pracy.

Krok 5: Jedź swoim Roomba

Teraz, gdy masz już wszystkie niezbędne narzędzia do stworzenia swojego łazika marsjańskiego, jesteś gotowy do stworzenia własnego kodu. Poniżej załączamy przykładowy kod zarówno dla jazdy autonomicznej, jak i jazdy sterowanej smartfonem.

Autonomiczna jazda

funkcja Explore_modified(r)

% argumentów wejściowych: 1 obiekt roomba, r

% argumentów wyjściowych: brak

%opis:

Funkcja % wykorzystuje nieskończoną pętlę while, aby umożliwić autonomię

% eksploracja otoczenia bota.

%

%funciton dostarcza też Roombie instrukcje, co robić w

% następujące sytuacje: Koła tracą kontakt z podłożem, i

%object został wykryty przed lub po obu stronach bota, a

%nagłe upuszczenie zostało wykryte przed lub po obu stronach bota.

%

%typowe instrukcje zawierają polecenia ruchu mające na celu maksymalizację

% eksploracji lub unikania wykrytego zagrożenia i poleceń do komunikacji

%informacje dotyczące odkryć botów (zdjęcia), pozycji (wykres), % i stan (ostrzeżenie o osieroconym) z użytkownikiem za pośrednictwem programu Matlab i/lub poczty e-mail. Kilka

Polecenia dźwiękowe % są dodawane dla przyjemności.

%konfiguracja możliwości poczty e-mail

poczta = '[email protected]';

hasło = 'EF230Pokój';

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

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

setpref('Internet', 'SMTP_Nazwa_użytkownika', poczta);

setpref('Internet', 'SMTP_Hasło', hasło);

rekwizyty = java.lang. System.getProperties;

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

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

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

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

% r=pokój(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 = 0,1;

odbicie_datu=2700; %ustaw wartość odniesienia czujników klifu

światłoBumper_datum = 200; %ustaw wartość odniesienia czujników światła zderzaka

poz=[0, 0]; %zmienna do przechowywania pozycji z zainicjowanym punktem odniesienia

kąt=0; %ustaw kąt odniesienia

siatka = 0; % przemieszczenie kąta netto

i=2; % iterator do dodawania wierszy do zmiennej przechowywania pozycji

odległość = 0;

r.setDriveVelocity(v, v); %rozpocznij poruszanie się Roomby do przodu

podczas gdy prawda

Klif = r.getCliffSensors;

Uderzenie = r.getBumpers;

Światło = r.getLightBumpers;

RandAngle = randi([20, 60], 1); % generuje 1 losowy kąt między 20 a 60 stopni. Służy do zapobiegania zablokowaniu bota w pętli

%Co zrobić, jeśli jedno lub więcej kół straci kontakt z podłożem:

%zatrzymaj ruch, wyślij e-mail ostrzegawczy ze zdjęciem otoczenia, % i zapytaj użytkownika, czy kontynuować, czy czekać na pomoc

jeśli Bump.rightWheelDrop == 1 || Bump.leftWheelDrop == 1

r.stop

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

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, 'stuck.png');

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

imfile='zablokowany.png';

pozycja=zapisz poz(poz);

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

sendmail(mail, 'HELP!', 'Utknąłem na klifie!', {imfile, position})

lista = {'Kontynuuj', 'Zatrzymaj'};

idx = menu('Co mam zrobić?', lista);

jeśli idx == 2

przerwa

kończyć się

%Co zrobić, jeśli obiekt zostanie wykryty przed botem:

%zatrzymaj się, cofnij się, zrób zdjęcie, powiadom użytkownika o odkryciu

%przez e-mail, obróć się o 90 stopni i kontynuuj eksplorację

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

r.stop;

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

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';

pozycja=zapisz poz(poz);

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

sendmail(mail, 'Alert!', 'Coś znalazłem!', {imfile, position})

kąt = 90;

sieć=siatka+kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Co zrobić, jeśli obiekt zostanie wykryty na lewo od bota:

%zatrzymaj się, odwróć się w kierunku obiektu, cofnij się, zrób zdjęcie, zaalarmuj

%użytkownik odkrywania przez e-mail, obróć się o 90 stopni i kontynuuj eksplorację

elseif Light.leftFront > lightBumper_datum || Światło.lewe > światłoBumper_datum || Uderz.w lewo == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

kąt=30;

siatka = siatka + kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

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

img = r.getImage;

imwrite(img, 'LeftBump.png')

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

imfile='LewyBump.png';

pozycja=zapisz poz(poz);

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

sendmail(mail, 'Alert!', 'Coś znalazłem!', {imfile, position})

kąt=-90;

siatka = siatka + kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Co zrobić, jeśli obiekt zostanie wykryty na prawo od bota:

%zatrzymaj się, odwróć się w kierunku obiektu, cofnij się, zrób zdjęcie, zaalarmuj

%użytkownik odkrywania przez e-mail, obróć się o 90 stopni i kontynuuj eksplorację

elseif Światło.prawyPrzód > punkt odniesienia_światła || Light.right > lightBumper_datum || Bump.right == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

kąt=-30;

sieć=siatka+kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

pauza(1.5);

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

img = r.getImage;

imwrite(img, 'RightBump.png')

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

imfile='RightBump.png';

pozycja=zapisz poz(poz);

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

sendmail(mail, 'Alert!', 'Coś znalazłem!', {imfile, position});

kąt=90;

sieć=siatka+kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Co zrobić, jeśli na lewo od bota zostanie wykryty klif:

%zatrzymaj się, cofnij się, skręć w prawo, kontynuuj zwiedzanie

elseif Cliff.left < odbicie_danych || Cliff.leftFront < odbicie_odniesienia

r.stop;

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

poz(i, 1)= poz(i-1, 1) + odległość * sind(netangle); % pobierz współrzędną x

poz(i, 2)= poz(i-1, 2) + odległość * cosd(netangle); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

kąt=-RandAngle;

sieć=siatka+kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Co zrobić, jeśli na prawo od bota zostanie wykryty klif:

%stop, cofnij się, skręć w lewo, kontynuuj eksplorację

elseif Cliff.right < odbicie_danych || Cliff.rightFront < odbicie_odniesienia

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= odległość * sind(kąt); % pobierz współrzędną x

pos(i, 2)= odległość * cosd(kąt); % zdobądź y współrzędną

i=i+1;

r.moveDistance(-.125);

kąt=RandKąt;

sieć=siatka+kąt;

r.turnAngle(kąt);

r.setDriveVelocity(v, v);

kończyć się

kończyć się

Kontroler smartfona

Opcje = {'Autonomiczny', 'Sterowanie ręczne'}

Prompt = menu('Jak chcesz sterować łazikiem?', Opcje)

m = mobiledev

r = pokój(19)

jeśli Monit == 1

Poszukiwacz)

w przeciwnym razie

podczas gdy prawda

pauza (.5)

PhoneData=m. Orientacja;

Azi=DaneTelefonu(1);

Skok=DaneTelefonu(2);

Strona=DaneTelefonu(3);

jeśli strona>130 || Bok <-130%, jeśli telefon jest odwrócony ekranem w dół, zatrzymaj Roombę i wyjdź z pętli

r.stop

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

przerwa

elseif Side>25 && Side<40 %jeśli telefon jest obrócony na boki między 25 a 40 stopni skręć w lewo 5 stopni

r.turnAngle(-5);

elseif Side> 40%, jeśli telefon jest obrócony na boki o ponad 40 stopni skręć w lewo o 45 stopni

r.turnAngle(-45)

elseif Side-40 % jeśli telefon jest obrócony bokiem między -25 a -40 stopni skręć w prawo 5 stopni

r.turnAngle(5);

elseif Side<-40%, jeśli telefon jest obrócony na boki mniej niż -40 stopni skręć w lewo 45 stopni

kąt obrotu(45)

kończyć się

% Jeśli telefon jest trzymany blisko pionu, zrób zdjęcie i narysuj je

jeśli skok <-60 && obraz <= 9

r.bip

img=r.pobierzobraz;

działka podrzędna(3, 3, obraz)

pokaż(obraz)

kończyć się

%przesuń się do przodu i do tyłu w oparciu o orientację przednią i tylną

if Pitch>15 && Pitch<35 %jeśli Pitch między 15 a 35 stopni przesuń się do przodu na krótką odległość

%uzyskaj dane o lekkim przerywniku przed przeniesieniem

litBump=r.getLightBumpers;

jeśli litBump.leftFront>500 || litBump.leftCenter>500 || litBump.rightCenter>500 || litBump.rightFront>500 %, jeśli coś znajduje się przed Roomba i uderzy, jeśli porusza się do przodu, hałasować i wyświetlać komunikat

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

jeszcze % ruchu

r.moveDistance(.03);

%Pobierz dane przerywnika po przeniesieniu

Bump=r.getBumpery;

jeśli Bump.right==1 || Bump.left==1 || Bump.przód==1

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

r.moveDistance(-.01)

kończyć się

% pobierz dane czujnika klifu

Cliff=r.getCliffSensors;

jeśli Klif.lewo>1500 || Klif.lewyPrzód>1500 || Klif. PrawyPrzód>1500 || Cliff.right> 1500 % jeśli coś uruchomi czujnik klifu, potraktuj to jako lawę i wykonaj kopię zapasową

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

r.moveDistance(-.031)

kończyć się

kończyć się

elseif Pitch>35 %jeśli Pitch większy 35 stopni przesuń się do przodu na większą odległość

%uzyskaj dane o lekkim przerywniku przed przeniesieniem

litBump=r.getLightBumpers;

jeśli litBump.leftFront>15 || litBump.leftCenter>15 || litBump.rightCenter>15 || litBump.rightFront>15%, jeśli coś znajduje się przed Roomba i uderzy, jeśli porusza się do przodu, hałasować i wyświetlać komunikat

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

jeszcze % ruchu

r.moveDistance(.3)

%Pobierz dane przerywnika po przeniesieniu

Bump=r.getBumpery;

jeśli Bump.right==1 || Bump.left==1 || Bump.front==1 %jeśli coś uderzysz, zrób hałas, wyświetl komunikat i wykonaj kopię zapasową

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

r.moveDistance(-.01)

kończyć się

% uzyskaj dane z czujnika klifu po przeprowadzce

Cliff=r.getCliffSensors;

jeśli Klif.lewo>1500 || Klif.lewyPrzód>1500 || Klif. PrawyPrzód>1500 || Cliff.right> 1500 % jeśli coś uruchomi czujnik klifu, potraktuj to jako lawę i wykonaj kopię zapasową

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

r.moveDistance(-.31)

kończyć się

kończyć się

elseif Skok-35% jeśli skok między -15 a -35 stopni cofnij się na krótką odległość

r.moveDistance(-.03);

% uzyskaj dane z czujnika klifu po przeprowadzce

Cliff=r.getCliffSensors;

jeśli Klif.lewo>1500 || Klif.lewyPrzód>1500 || Klif. PrawyPrzód>1500 || Cliff.right> 1500 % jeśli coś uruchomi czujnik klifu, potraktuj to jako lawę i wykonaj kopię zapasową

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

r.moveDistance(.04)

kończyć się

elseif Pitch-60 %if pitch pomiędzy -35 a -60 stopni cofnij się na większą odległość

r.moveDistance(-.3)

% uzyskaj dane z czujnika klifu po przeprowadzce

Cliff=r.getCliffSensors;

jeśli Klif.lewo>1500 || Klif.lewyPrzód>1500 || Klif. PrawyPrzód>1500 || Cliff.right> 1500 % jeśli coś uruchomi czujnik klifu, potraktuj to jako lawę i wykonaj kopię zapasową

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

r.moveDistance(.31)

kończyć się

kończyć się

kończyć się

kończyć się