Convertint Roomba en un Mars Rover: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Pas 1: reuniu els vostres materials

Per completar aquest projecte, haureu de reunir els materials següents:

1 robot Roomba

1 kit Raspberry Pi

1 càmera de vídeo

Accés a MATLAB

Pas 2: baixeu les caixes d'eines Roomba per a MATLAB

Executeu el codi següent per instal·lar les caixes d'eines necessàries per completar aquest projecte.

function roombaInstall

clc;

% llista de fitxers per instal·lar

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

% d'ubicació des d'on instal·lar

options = opcions web ('CertificateFilename', ''); % li diuen que ignori els requisits del certificat

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

dlgTitle = 'Instal·lació / actualització de Roomba';

% mostra el propòsit i obté la confirmació

sol·licitud = {

"Aquest programa descarregarà aquests fitxers EF 230 Roomba:"

''

strjoin (fitxers, '')

''

'a aquesta carpeta:'

''

cd

''

'Vols continuar? '

};

bip;

yn = questdlg (sol·licitud, …

dlgTitle, …

"Sí", "No", "Sí");

si ~ strcmp (yn, 'Sí'), torna; final

% obtenir la llista de fitxers que existeixen

fitxers_existents = fitxers (cellfun (@exist, fitxers)> 0);

si ~ és buit (fitxers_existents)

% assegureu-vos que està realment bé substituir-los

prompt = {'Esteu substituint aquests fitxers:'

''

strjoin (fitxers_existents, '')

''

"Voleu substituir-lo?"

};

bip;

yn = questdlg (sol·licitud, …

dlgTitle, …

"Sí", "No", "Sí");

si ~ strcmp (yn, 'Sí'), torna; final

final

% descarregueu els fitxers

cnt = 0;

per a i = 1: longitud (fitxers)

f = fitxers {i};

disp (['Descarregant' f]);

provar

url = [servidor f];

websave (f, url, opcions); % d'opcions afegides per evitar errors de seguretat

cnt = cnt + 1;

atrapar

disp (['Error en descarregar' f]);

maniquí = [f '.html'];

si existeix (fictici, 'fitxer') == 2

esborrar (maniquí)

final

final

final

si cnt == longitud (fitxers)

msg = 'Instal·lació correcta';

waitfor (msgbox (msg, dlgTitle));

en cas contrari

msg = 'Error d'instal·lació: vegeu la finestra d'ordres per obtenir més detalls';

waitfor (errordlg (msg, dlgTitle));

final

end% roombaInstall

Pas 3: connecteu-vos a Roomba

Ara és hora de connectar-vos a la vostra Roomba mitjançant WiFi. Fent servir dos dits, premeu simultàniament els botons Dock i Spot per engegar o restablir el Roomba. A continuació, executeu el codi r = roomba (# del vostre Roomba) a la finestra d'ordres de MATLAB per connectar-vos al robot. Un cop hàgiu executat aquesta ordre, el vostre Roomba hauria d'estar a punt.

Pas 4: trieu com voleu controlar el vostre Roomba

Hi ha dues maneres de controlar el Roomba: de manera autònoma o mitjançant un telèfon intel·ligent com a controlador.

Si decidiu conduir el Roomba de forma autònoma, haureu d’utilitzar els tres sensors integrats: sensors de penya-segats, sensors de cops i sensors de llum.

Per utilitzar un telèfon intel·ligent, primer heu de connectar-lo a l’ordinador seguint els passos següents.

NOTA: L’ordinador i el telèfon intel·ligent han d’estar a la mateixa xarxa WiFi per connectar-se correctament.

1. Baixeu l'aplicació MATLAB des de la botiga d'aplicacions del dispositiu.

2. Escriviu "connector activat" a la finestra d'ordres i configureu una contrasenya que caldrà introduir als dos dispositius.

3. Després de fer-ho, MATLAB us proporcionarà l'adreça IP dels vostres equips. Heu d’entrar a la pàgina de configuració de l’aplicació MATLAB del telèfon intel·ligent i afegir un ordinador mitjançant l’adreça IP i la contrasenya que heu introduït anteriorment.

4. A la finestra d'ordres de l'ordinador, escriviu el codi m = mobiledev i s'hauria d'inicialitzar el telèfon intel·ligent com a controlador del Roomba.

5. L'ordinador i el telèfon intel·ligent haurien d'estar a punt per funcionar ara.

Pas 5: conduïu Roomba

Ara que teniu totes les eines necessàries per crear el vostre Mars Rover, esteu a punt per crear el vostre propi codi. A continuació us adjuntem un exemple de codi tant per a la conducció autònoma com per a la controlada per telèfon intel·ligent.

Conducció autònoma

funció Explore_modified (r)

% arguments d'entrada: 1 objecte roomba, r

% arguments de sortida: cap

% descripció:

La funció% utilitza un bucle while infinit per permetre-ho de forma autònoma

% d'exploració de l'entorn del bot.

%

% funciton també proporciona instruccions a roomba sobre què fer

% de les situacions següents: Roda (s) perd (s) en contacte amb el terra, un

% object es detecta davant o a banda i banda del bot i a

% de caiguda sobtada es detecta davant o cap als dos costats del bot.

%

% d'instruccions típiques inclouen ordres de moviment destinades a maximitzar

% d'exploració o evitar un perill detectat i ordres per comunicar-se

% d'informació sobre els descobriments dels robots (imatges), posició (gràfic), % i estat (advertència bloquejada) amb l'usuari mitjançant matlab i / o correu electrònic. Diversos

S'afegeixen% ordres de so per gaudir.

% configuració de funcions de correu electrònic

mail = '[email protected]';

password = 'EF230Roomba';

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

setpref ('Internet', 'E-mail', correu);

setpref ('Internet', 'SMTP_Username', correu);

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

atrezzo = 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; % establir el valor de referència dels sensors de penya-segat

lightBumper_datum = 200; % establir el valor de referència dels sensors de para-xocs de llum

pos = [0, 0]; % variable per a emmagatzematge de posicions amb dades inicialitzades

angle = 0; % estableix l'angle de referència

netangle = 0; % de desplaçament de l'angle net

i = 2; % iterador per afegir files a la variable d'emmagatzematge de posició

dist = 0;

r.setDriveVelocity (v, v); % Comença roomba avançant

tot i que és cert

Cliff = r.getCliffSensors;

Bump = r.getBumpers;

Light = r.getLightBumpers;

RandAngle = randi ([20, 60], 1); % genera 1 angle aleatori entre 20 i 60 graus. S’utilitza per evitar que el robot s’enganxi en un bucle

Què cal fer si una o més rodes perden el contacte amb el terra:

% atureu el moviment, envieu un missatge d'advertiment amb una imatge de l'entorn, % i pregunteu a l'usuari si voleu continuar o esperar ajuda

si Bump.rightWheelDrop == 1 || Bump.leftWheelDrop == 1

r.stop

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada 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, 'stuck.png');

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

imfile = 'stuck.png';

posició = savepos (pos);

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

sendmail (correu, "HELP!", "Estic encallat en un penya-segat!", {imfile, position})

list = {'Continue', 'Stop'};

idx = menu ('Què he de fer?', llista);

si idx == 2

trencar

final

% Què cal fer si es detecta un objecte davant del bot:

% parar, retrocedir, fer una foto, alertar l'usuari del descobriment

% per correu electrònic, gireu 90 graus i continueu explorant

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); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada 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';

posició = savepos (pos);

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

sendmail (correu electrònic, 'Alerta!', 'He trobat alguna cosa!', {imfile, position})

angle = 90;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.setDriveVelocity (v, v);

% Què cal fer si es detecta l'objecte a l'esquerra del bot:

% parar, girar cap a l'objecte, fer còpies de seguretat, fer fotos, alerta

% d'usuaris del descobriment per correu electrònic, gireu 90 graus i continueu explorant

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); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

angle = 30;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

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 = 'LeftBump.png';

posició = savepos (pos);

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

sendmail (correu electrònic, 'Alerta!', 'He trobat alguna cosa!', {imfile, position})

angle = -90;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.setDriveVelocity (v, v);

% Què cal fer si es detecta l'objecte a la dreta del bot:

% parar, girar cap a l'objecte, fer còpies de seguretat, fer fotos, alerta

% d'usuaris del descobriment per correu electrònic, gireu 90 graus i continueu explorant

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); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

angle = -30;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

pausa (1,5);

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

img = r.getImage;

imwrite (img, 'RightBump.png')

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

imfile = 'RightBump.png';

posició = savepos (pos);

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

sendmail (mail, 'Alert!', 'He trobat alguna cosa!', {imfile, position});

angle = 90;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.setDriveVelocity (v, v);

% Què cal fer si es detecta un penya-segat a l'esquerra del bot:

% parar, moure cap enrere, girar a la dreta, continuar explorant

elseif Cliff.left <reflect_datum || Cliff.leftFront <reflect_datum

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = pos (i-1, 1) + dist * sind (netangle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = pos (i-1, 2) + dist * cosd (netangle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

angle = -RandAngle;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.setDriveVelocity (v, v);

% Què cal fer si es detecta un penya-segat a la dreta del bot:

% parar, moure cap enrere, girar a l'esquerra, continuar explorant

elseif Cliff.right <reflect_datum || Cliff.rightFront <reflect_datum

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = dist * sind (angle); % obtenir la coordenada x

pos (i, 2) = dist * cosd (angle); % obtenir la coordenada y

i = i + 1;

r.moveDistance (-. 125);

angle = RandAngle;

netangle = netangle + angle;

r.turnAngle (angle);

r.setDriveVelocity (v, v);

final

final

Controlador de telèfon intel·ligent

Opcions = {'Autònom', 'Control manual'}

Prompt = menu ("Com voleu controlar el rover?", Opcions)

m = mobiledev

r = roomba (19)

si Pregunta == 1

Explora (r)

en cas contrari

tot i que és cert

pausa (.5)

PhoneData = m. Orientation;

Azi = PhoneData (1);

Pitch = PhoneData (2);

Side = PhoneData (3);

si Side> 130 || Lateral <-130% si el telèfon es gira cara avall, atureu el roomba i sortiu del bucle

r. aturar-se

r.beep ("C, C, C, C")

trencar

elseif Side> 25 && Side <40% si el telèfon es gira de costat entre 25 i 40 graus, gireu a l'esquerra 5 graus

r.turnAngle (-5);

elseif Side> 40% si el telèfon es gira de costat més de 40 °, gireu a l'esquerra 45 °

r.turnAngle (-45)

elseif Side-40% si el telèfon es gira de costat entre -25 i -40 graus, gireu a la dreta 5 graus

r.turnAngle (5);

elseif Side <-40% si el telèfon es gira de costat menys de -40 °, gireu a l'esquerra 45 °

r.turnAngle (45)

final

% Si el telèfon es manté a prop de la vertical, pren una imatge i dibuixa-la

si Pitch <-60 && image <= 9

r.pip

img = r.getImage;

subtrama (3, 3, imatge)

imshow (img)

final

% avançar i retrocedir segons l'orientació frontal i posterior

si Pitch> 15 && Pitch <35% si el pitch entre 15 i 35 ° avança a poca distància

% d'obtenir dades de para-xocs lleugeres abans de moure's

litBump = r.getLightBumpers;

si litBump.leftFront> 500 || litBump.leftCenter> 500 || litBump.rightCenter> 500 || litBump.rightFront> 500% si hi ha alguna cosa davant de la sala i tocarà si avança, fa soroll i mostra el missatge

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

altrament% move

r.moveDistance (.03);

% Obteniu dades de para-xocs després de moure-us

Bump = r.getBumpers;

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

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

r.moveDistance (-. 01)

final

% obtenir dades del sensor de penya-segat

Cliff = r.getCliffSensors;

si Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500% si alguna cosa desencadena el sensor de penya-segat, el tracten com a lava i es fan còpies de seguretat

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

r.moveDistance (-. 031)

final

final

elseif Pitch> 35% si el to és superior a 35 graus avançar una distància més llarga

% d'obtenir dades de para-xocs lleugeres abans de moure's

litBump = r.getLightBumpers;

si litBump.leftFront> 15 || litBump.leftCenter> 15 || litBump.rightCenter> 15 || litBump.rightFront> 15% si hi ha alguna cosa davant de la sala i tocarà si avança, fa soroll i mostra el missatge

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

altrament% move

r.moveDistance (.3)

% Obteniu dades de para-xocs després de moure-us

Bump = r.getBumpers;

si Bump.right == 1 || Bump.left == 1 || Bump.front == 1% si premeu alguna cosa, feu soroll, mostreu el missatge i feu una còpia de seguretat

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

r.moveDistance (-. 01)

final

% obtenir dades del sensor de penya-segat després de moure's

Cliff = r.getCliffSensors;

si Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500% si alguna cosa desencadena el sensor de penya-segat, el tracten com a lava i es fan còpies de seguretat

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

r.moveDistance (-. 31)

final

final

elseif Pitch-35% si el to entre -15 i -35 ° es retrocedeix a poca distància

r.moveDistance (-. 03);

% obtenir dades del sensor de penya-segat després de moure's

Cliff = r.getCliffSensors;

si Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500% si alguna cosa desencadena el sensor de penya-segat, el tracten com a lava i es fan còpies de seguretat

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

r.moveDistance (.04)

final

elseif Pitch-60% si el to entre -35 i -60 graus retrocedeix una distància més llarga

r.moveDistance (-. 3)

% obtenir dades del sensor de penya-segat després de moure's

Cliff = r.getCliffSensors;

si Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500% si alguna cosa desencadena el sensor del penya-segat, el tracta com a lava i es fa una còpia de seguretat

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

r.moveDistance (.31)

final

final

final

final