Превръщане на вашата Roomba в марсоход: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Стъпка 1: Съберете вашите материали

За да завършите този проект, ще трябва да съберете следните материали:

1 Roomba Robot

1 комплект от Raspberry Pi

1 видеокамера

Достъп до MATLAB

Стъпка 2: Изтеглете Roomba Toolboxes за MATLAB

Изпълнете следния код, за да инсталирате необходимите кутии с инструменти, за да завършите този проект.

функция roombaInstall

clc;

% списък с файлове за инсталиране

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

% местоположение за инсталиране

options = weboptions ('Име на файла на сертификата', ''); % му казват да игнорира изискванията за сертификат

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

dlgTitle = 'Инсталиране/актуализиране на Roomba';

% показване на целта и получаване на потвърждение

подкана = {

„Тази програма ще изтегли тези файлове EF 230 Roomba:“

''

strjoin (файлове, '')

''

"към тази папка:"

''

cd

''

'Искаш ли да продължиш? '

};

звуков сигнал;

yn = questdlg (подкана, …

dlgTitle,…

„Да“, „Не“, „Да“);

ако ~ strcmp (yn, 'Да'), връщане; край

% получават списък с съществуващи файлове

съществуващи_файлове = файлове (cellfun (@exist, файлове)> 0);

ако ~ е празен (съществуващи_файлове)

% се уверете, че наистина е добре да ги замените

prompt = {'Заменяте тези файлове (и):'

''

strjoin (съществуващи_файлове, '')

''

"Добре за замяна?"

};

звуков сигнал;

yn = questdlg (подкана, …

dlgTitle,…

„Да“, „Не“, „Да“);

ако ~ strcmp (yn, 'Да'), връщане; край

край

% изтегляне на файловете

cnt = 0;

за i = 1: дължина (файлове)

f = файлове {i};

disp (['Изтегляне' f]);

опитвам

url = [сървър f];

websave (f, url, options); % добавени опции за избягване на грешки в сигурността

cnt = cnt + 1;

улов

disp (['Грешка при изтеглянето' f]);

манекен = [f '.html'];

ако съществува (манекен, „файл“) == 2

изтриване (манекен)

край

край

край

ако cnt == дължина (файлове)

msg = 'Инсталацията е успешна';

waitfor (msgbox (msg, dlgTitle));

иначе

msg = 'Грешка при инсталиране - вижте командния прозорец за подробности';

waitfor (errordlg (msg, dlgTitle));

край

край %roomba Инсталиране

Стъпка 3: Свържете се с вашата Roomba

Сега е време да се свържете с вашата Roomba чрез WiFi. С 2 пръста натиснете едновременно бутоните Dock и Spot, за да включите или нулирате вашата Roomba. След това стартирайте кода r = roomba (# от вашата Roomba) в командния прозорец на MATLAB, за да се свържете с вашия робот. След като изпълните тази команда, вашата Roomba трябва да е готова за работа.

Стъпка 4: Изберете как искате да контролирате Roomba

Има два начина, по които можете да управлявате вашата Roomba: автономно или като използвате смартфон като контролер.

Ако решите да управлявате Roomba самостоятелно, ще трябва да използвате трите вградени сензора: сензори за скали, сензори за удари и сензори за светлина.

За да използвате смартфон, първо трябва да свържете смартфона си към компютъра, като следвате стъпките по -долу.

ЗАБЕЛЕЖКА: Вашият компютър и смартфон трябва да са в една и съща WiFi мрежа, за да се свържат правилно!

1. Изтеглете приложението MATLAB от магазина за приложения на вашето устройство.

2. Въведете „конектор включен“в командния прозорец и задайте парола, която ще трябва да бъде въведена и на двете устройства.

3. След като направите това, MATLAB ще ви даде IP адреса на компютрите ви. Трябва да отидете на страницата с настройки в приложението MATLAB на вашия смартфон и да добавите компютър, като използвате дадения IP адрес и паролата, която сте въвели по -рано.

4. В командния прозорец на вашия компютър въведете кода m = mobiledev и това трябва да инициализира вашия смартфон като контролер за вашата Roomba.

5. Вашият компютър и смартфон трябва да са готови за работа сега.

Стъпка 5: Карайте Roomba

Сега, когато имате всички необходими инструменти за създаване на вашия Марс Ровър, вие сте готови да създадете свой собствен код. По-долу сме приложили примерен код както за автономно шофиране, така и за шофиране със смартфон.

Автономно шофиране

функция Explore_modified (r)

%входни аргументи: 1 roomba обект, r

%изходни аргументи: няма

%описание:

Функцията %използва безкраен цикъл while, за да позволи автономност

%проучване на околността на бота.

%

%funciton също предоставя инструкции на roomba какво да прави

%следните ситуации: Колелото (колелата) губят (и) контакт със земята, an

%обект е открит пред или от двете страни на бота, и a

%се забелязва внезапен спад пред или от двете страни на бота.

%

%типичните инструкции включват команди за движение, предназначени да увеличат максимално

%проучване или избягване на открита опасност и команди за комуникация

%информация относно откритията на ботовете (снимки), позиция (графика), %и състояние (блокирано предупреждение) с потребителя чрез matlab и/или имейл. Няколко

Добавени са %звукови команди за удоволствие.

%настройка на имейл възможности

mail = '[email protected]';

парола = 'EF230Roomba';

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

setpref ('Интернет', 'E_mail', поща);

setpref ('Интернет', 'SMTP_Потребителско име', поща);

setpref ('Интернет', 'SMTP_Password', парола);

реквизит = java.lang. System.getProperties;

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

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

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

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

% r = румба (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;

отражаем_датум = 2700; %зададена референтна стойност на сензорите за скали

lightBumper_datum = 200; %зададена светлина Референтната стойност на сензорите на бронята

pos = [0, 0]; %променлива за съхранение на позиция с инициализирана дата

ъгъл = 0; %зададен референтен ъгъл

неъгълник = 0; %нетно изместване на ъгъла

i = 2; %итератор за добавяне на редове към променлива за съхранение на позиция

dist = 0;

r.setDriveVelocity (v, v); %стартиране на roomba напред

докато е вярно

Cliff = r.getCliffSensors;

Bump = r.getBumpers;

Light = r.getLightBumpers;

RandAngle = randi ([20, 60], 1); %генерира 1 случаен ъгъл между 20 и 60 градуса. Използва се за предотвратяване на забиване на бот в цикъл

%Какво да направите, ако едно или повече колела загубят контакт със земята:

%спиране на движението, изпращане на предупредителен имейл със снимка на околността, %и попитайте потребителя дали да продължи или да изчака помощ

ако Bump.rightWheelDrop == 1 || Bump.leftWheelDrop == 1

r.stop

dist = r.getDistance;

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

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

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';

позиция = savepos (pos);

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

sendmail (поща, „ПОМОГНЕТЕ!“, „Останах на скала!“, {imfile, position})

list = {'Продължи', 'Стоп'};

idx = меню ('Какво да правя?', списък);

ако idx == 2

прекъсване

край

%Какво да направите, ако обект е открит пред бота:

%стоп, върнете се назад, направете снимка, уведомете потребителя за откриването

%по имейл, завъртете на 90 градуса и продължете да изследвате

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); %get x координата

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

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

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';

позиция = savepos (pos);

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

sendmail (поща, „Предупреждение!“, „Намерих нещо!“, {imfile, позиция})

ъгъл = 90;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Какво да направите, ако обект е открит вляво от бота:

%стоп, обърнете се към обекта, направете резервно копие, направете снимка, предупреждение

%потребител на откриване по имейл, завъртете на 90 градуса и продължете да изследвате

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); %get x координата

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

i = i+1;

ъгъл = 30;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

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';

позиция = savepos (pos);

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

sendmail (поща, „Предупреждение!“, „Намерих нещо!“, {imfile, позиция})

ъгъл = -90;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Какво да направите, ако обект е открит вдясно от бота:

%стоп, обърнете се към обекта, направете резервно копие, направете снимка, предупреждение

%потребител на откриване по имейл, завъртете на 90 градуса и продължете да изследвате

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

r.stop;

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

ъгъл = -30;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

пауза (1,5);

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

img = r.getImage;

imwrite (img, 'RightBump.png')

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

imfile = 'RightBump.png';

позиция = savepos (pos);

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

sendmail (поща, „Предупреждение!“, „Намерих нещо!“, {imfile, позиция});

ъгъл = 90;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Какво да направите, ако се открие скала вляво от бота:

%стоп, движете се назад, завийте надясно, продължете да изследвате

elseif Cliff.left <отражение_датум || Cliff.leftFront <reflex_datum

r.stop;

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

ъгъл = -RandAngle;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Какво да направите, ако се открие скала вдясно от бота:

%стоп, движете се назад, завийте наляво, продължете да изследвате

elseif Cliff.right <отражение_датум || Cliff.rightFront <reflex_datum

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = dist * sind (ъгъл); %get x координата

pos (i, 2) = dist * cosd (ъгъл); %get y координата

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

ъгъл = RandAngle;

netangle = ъгъл+ъгъл;

r.turnAngle (ъгъл);

r.setDriveVelocity (v, v);

край

край

Контролер за смартфон

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

Prompt = меню ('Как бихте искали да управлявате ровъра?', Опции)

m = mobiledev

r = roomba (19)

ако подкана == 1

Изследовател)

иначе

докато е вярно

пауза (.5)

PhoneData = m. Orientation;

Azi = PhoneData (1);

Pitch = PhoneData (2);

Страна = PhoneData (3);

ако Страна> 130 || Страна <-130 %, ако телефонът е обърнат с лицето надолу, спрете роумбата и изходния контур

r.stop

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

прекъсване

elseif Side> 25 && Side <40 %, ако телефонът е обърнат настрани между 25 и 40 градуса, завийте наляво 5 градуса

r.turnAngle (-5);

иначе Страна> 40 %, ако телефонът е обърнат настрани над 40 градуса, завийте наляво 45 градуса

r.turnAngle (-45)

иначе Страна -40 %, ако телефонът е обърнат настрани между -25 и -40 градуса, завийте надясно 5 градуса

r.turnAngle (5);

иначе Страна <-40 %, ако телефонът е обърнат настрани по -малко от -40 градуса, завийте наляво 45 градуса

r.turnAngle (45)

край

%Ако телефонът се държи близо до върха, направете изображение и го начертайте

ако Pitch <-60 && image <= 9

r.бип

img = r.getImage;

подплот (3, 3, изображение)

imshow (img)

край

%се движат напред и назад въз основа на ориентацията отпред и отзад

ако Pitch> 15 && Pitch <35 %, ако височината между 15 и 35 градуса се придвижи напред на кратко разстояние

%получават данни за лека броня, преди да се преместите

litBump = r.getLightBumpers;

ако litBump.leftFront> 500 || litBump.leftCenter> 500 || litBump.rightCenter> 500 || litBump.rightFront> 500 %, ако нещо е пред roomba и ще удари, ако се движи напред, направете шум и покажете съобщение

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

else %ход

r.moveDistance (.03);

%Вземете данни за бронята след преместване

Bump = r.getBumpers;

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

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

r.moveDistance (-. 01)

край

%получават данни от сензора за скали

Cliff = r.getCliffSensors;

ако Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, ако нещо задейства сензора на скалата, третирайте го като лава и архивирайте

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

r.moveDistance (-. 031)

край

край

в противен случай стъпка> 35 %, ако височината над 35 градуса се придвижи напред на по -голямо разстояние

%получете данни за лека броня, преди да се преместите

litBump = r.getLightBumpers;

ако litBump.leftFront> 15 || litBump.leftCenter> 15 || litBump.rightCenter> 15 || litBump.rightFront> 15 %, ако нещо е пред roomba и ще удари, ако се движи напред, направете шум и покажете съобщение

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

else %ход

r.moveDistance (.3)

%Вземете данни за бронята след преместване

Bump = r.getBumpers;

ако Bump.right == 1 || Bump.left == 1 || Bump.front == 1 %, ако ударите нещо, вдигнете шум, покажете съобщение и архивирайте

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

r.moveDistance (-. 01)

край

%получават данни от сензора за скали след преместване

Cliff = r.getCliffSensors;

ако Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, ако нещо задейства сензора на скалата, третирайте го като лава и архивирайте

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

r.moveDistance (-. 31)

край

край

elseif Pitch -35 %, ако височината между -15 и -35 градуса се върне на кратко разстояние

r.moveDistance (-. 03);

%получават данни от сензора за скали след преместване

Cliff = r.getCliffSensors;

ако Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, ако нещо задейства сензора на скалата, третирайте го като лава и архивирайте

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

r.moveDistance (.04)

край

elseif Pitch -60 %, ако височината между -35 и -60 градуса се върне назад на по -голямо разстояние

r.moveDistance (-. 3)

%получават данни от сензора за скали след преместване

Cliff = r.getCliffSensors;

ако Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %, ако нещо задейства сензора на скалата, третирайте го като лава и архивирайте

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

r.moveDistance (.31)

край

край

край

край