Verwandeln Sie Ihren Roomba in einen Mars Rover - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Schritt 1: Sammeln Sie Ihre Materialien

Um dieses Projekt abzuschließen, müssen Sie die folgenden Materialien sammeln:

1 Roomba-Roboter

1 Raspberry Pi-Kit

1 Videokamera

Zugang zu MATLAB

Schritt 2: Laden Sie die Roomba Toolboxes für MATLAB herunter

Führen Sie den folgenden Code aus, um die erforderlichen Toolboxen zu installieren, um dieses Projekt abzuschließen.

Funktion roombaInstall

clc;

% Liste der zu installierenden Dateien

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

% Speicherort, von dem aus installiert werden soll

options = weboptions('Zertifikatsdateiname', ''); % sagen ihm, dass es die Zertifikatsanforderungen ignorieren soll

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

dlgTitle = 'Roomba-Installation/-Aktualisierung';

% Anzeigezweck und Bestätigung erhalten

Aufforderung = {

'Dieses Programm lädt diese EF 230 Roomba-Dateien herunter:'

''

strjoin(Dateien, ' ')

''

'in diesen Ordner:'

''

CD

''

'Wollen Sie fortfahren? '

};

Signalton;

yn = questdlg(Aufforderung, …

dlgTitel, …

'Ja', 'Nein', 'Ja');

if ~strcmp(yn, 'Ja'), return; Ende

% Liste der vorhandenen Dateien abrufen

vorhandene_Dateien = Dateien (cellfun (@exist, Dateien) > 0);

if ~isempty(vorhandene_Dateien)

% stellen Sie sicher, dass es wirklich in Ordnung ist, sie zu ersetzen

prompt = {'Sie ersetzen diese Datei(en): '

''

strjoin(vorhandene_Dateien, ' ')

''

'OK zu ersetzen?'

};

Signalton;

yn = questdlg(Aufforderung, …

dlgTitel, …

'Ja', 'Nein', 'Ja');

if ~strcmp(yn, 'Ja'), return; Ende

Ende

% laden Sie die Dateien herunter

cnt = 0;

für i=1:Länge(Dateien)

f=Dateien{i};

disp(['Herunterladen' f]);

Versuchen

URL = [Server f];

websave(f, URL, Optionen); % hinzugefügte Optionen, um Sicherheitsfehler zu vermeiden

cnt = cnt + 1;

fangen

disp(['Fehler beim Herunterladen' f]);

dummy = [f '.html'];

if exist(dummy, 'file')==2

löschen (Dummy)

Ende

Ende

Ende

if cnt == Länge (Dateien)

msg = 'Installation erfolgreich';

waitfor(msgbox(msg, dlgTitle));

anders

msg = 'Installationsfehler - siehe Befehlsfenster für Details';

waitfor(errordlg(msg, dlgTitle));

Ende

Ende %roombaInstall

Schritt 3: Verbinden Sie sich mit Ihrem Roomba

Jetzt ist es an der Zeit, sich über WLAN mit Ihrem Roomba zu verbinden. Drücken Sie mit 2 Fingern gleichzeitig die Dock- und Spot-Tasten, um Ihren Roomba einzuschalten oder zurückzusetzen. Führen Sie als Nächstes den Code r=roomba (# Ihres Roomba) im Befehlsfenster von MATLAB aus, um eine Verbindung zu Ihrem Roboter herzustellen. Sobald Sie diesen Befehl ausgeführt haben, sollte Ihr Roomba einsatzbereit sein.

Schritt 4: Wählen Sie, wie Sie Ihren Roomba steuern möchten

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Sie Ihren Roomba steuern können: autonom oder mit einem Smartphone als Controller.

Wenn Sie den Roomba autonom fahren möchten, müssen Sie die drei integrierten Sensoren verwenden: Klippensensoren, Stoßsensoren und Lichtsensoren.

Um ein Smartphone zu verwenden, müssen Sie zuerst Ihr Smartphone mit Ihrem Computer verbinden, indem Sie die folgenden Schritte ausführen.

HINWEIS: Ihr Computer und Ihr Smartphone müssen sich im selben WLAN-Netzwerk befinden, um eine ordnungsgemäße Verbindung herzustellen!

1. Laden Sie die MATLAB-App aus dem App Store auf Ihr Gerät herunter.

2. Geben Sie "connector on" in Ihr Befehlsfenster ein und legen Sie ein Passwort fest, das in beide Geräte eingegeben werden muss.

3. Danach gibt Ihnen MATLAB die IP-Adresse Ihres Computers. Sie müssen die Einstellungsseite in der MATLAB-App auf Ihrem Smartphone aufrufen und einen Computer mit der angegebenen IP-Adresse und dem zuvor eingegebenen Passwort hinzufügen.

4. Geben Sie im Befehlsfenster Ihres Computers den Code m=mobiledev ein und dies sollte Ihr Smartphone als Controller für Ihren Roomba initialisieren.

5. Ihr Computer und Ihr Smartphone sollten jetzt einsatzbereit sein.

Schritt 5: Fahren Sie Ihren Roomba

Da Sie nun über alle notwendigen Werkzeuge zum Erstellen Ihres Mars Rover verfügen, können Sie Ihren eigenen Code erstellen. Sowohl für das autonome Fahren als auch für das Smartphone-gesteuerte Fahren haben wir unten einen Beispielcode angehängt.

Autonomes Fahren

Funktion Explore_modified(r)

%input-Argumente: 1 roomba-Objekt, r

%Ausgabeargumente: keine

%Bezeichnung:

%function verwendet eine unendliche while-Schleife, um autonomes Arbeiten zu ermöglichen

%Erkundung der Umgebung des Bots.

%

%funciton gibt dem Roomba auch Anweisungen, was in

%in den folgenden Situationen: Rad(er) verliert(en) Bodenkontakt, und

%object wird vor oder zu beiden Seiten des Bots erkannt und a

%sudden drop wird vor oder zu beiden Seiten des Bots erkannt.

%

%typische Anweisungen beinhalten Bewegungsbefehle zur Maximierung

%Erkundung oder Vermeidung einer erkannten Gefahr und Befehle zur Kommunikation

%Informationen zu den Entdeckungen der Bots (Bilder), Position (Grafik), %and State (gestrandete Warnung) mit dem Benutzer über Matlab und/oder E-Mail. Mehrere

%sound-Befehle werden zum Vergnügen hinzugefügt.

% E-Mail-Funktionen einrichten

mail = '[email protected]';

Passwort = 'EF230Roomba';

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

setpref('Internet', 'E_Mail', Mail);

setpref('Internet', 'SMTP_Benutzername', mail);

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

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;

reflekt_datum=2700; %set Klippensensoren Referenzwert

lightBumper_datum = 200; %set light Stoßfängersensoren Referenzwert

pos=[0, 0]; %variable für Positionsspeicherung mit Datum initialisiert

Winkel = 0; %eingestellter Referenzwinkel

Netzwinkel=0; % Netto-Winkelverschiebung

i=2; %iterator zum Hinzufügen von Zeilen zur Positionsspeichervariablen

dist = 0;

r.setDriveVelocity(v, v); %start roomba vorwärts

während wahr

Cliff = r.getCliffSensors;

Bump = r.getBumpers;

Licht = r.getLightBumpers;

RandWinkel = Randi([20, 60], 1); %erzeugt 1 zufälligen Winkel zwischen 20 und 60 Grad. Wird verwendet, um zu verhindern, dass der Bot in einer Schleife stecken bleibt

%Was tun, wenn ein oder mehrere Räder den Bodenkontakt verlieren:

% Bewegung stoppen, eine Warn-E-Mail mit Umgebungsbild senden, %und fragen Sie den Benutzer, ob er fortfahren oder auf Hilfe warten soll

if Bump.rightWheelDrop == 1 || Bump.leftWheelDrop == 1

r.stop

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

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';

position=savepos(pos);

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

sendmail(mail, 'HILFE!', 'Ich bin auf einer Klippe gestrandet!', {imfile, position})

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

idx = menu('Was soll ich tun?', Liste);

wenn idx == 2

brechen

Ende

%Was ist zu tun, wenn ein Objekt vor dem Bot erkannt wird:

%stop, zurückgehen, Foto machen, Benutzer auf Entdeckung aufmerksam machen

%per E-Mail, um 90 Grad drehen und weiter erkunden

elseif Light.leftCenter > lightBumper_datum || Light.rightCenter > lightBumper_datum || Stoßfront == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

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';

position=savepos(pos);

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

sendmail(mail, 'Alert!', 'Ich habe etwas gefunden!', {imfile, position})

Winkel = 90;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Was ist zu tun, wenn links vom Bot ein Objekt erkannt wird:

%stopp, zum Objekt drehen, zurückfahren, Foto machen, warnen

%Entdeckungsnutzer per E-Mail, 90 Grad drehen und weiter erkunden

elseif Light.leftFront > lightBumper_datum || Licht.links > LichtBumper_datum || Bump.links == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

Winkel = 30;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

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

img = r.getImage;

imwrite(img, 'LeftBump.png')

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

imfile='LeftBump.png';

position=savepos(pos);

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

sendmail(mail, 'Alert!', 'Ich habe etwas gefunden!', {imfile, position})

Winkel = -90;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Was ist zu tun, wenn rechts vom Bot ein Objekt erkannt wird:

%stopp, zum Objekt drehen, zurückfahren, Foto machen, warnen

%Entdeckungsnutzer per E-Mail, 90 Grad drehen und weiter erkunden

elseif Light.rightFront > lightBumper_datum || Licht.rechts > LichtBumper_datum || Stoß.rechts == 1

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

Winkel = -30;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

Pause (1,5);

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

img = r.getImage;

imwrite(img, 'RightBump.png')

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

imfile='RightBump.png';

position=savepos(pos);

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

sendmail(mail, 'Alert!', 'Ich habe etwas gefunden!', {imfile, position});

Winkel = 90;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Was ist zu tun, wenn links vom Bot eine Klippe erkannt wird:

%stop, rückwärts gehen, rechts abbiegen, weiter erkunden

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

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

r.moveDistance(-.125);

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= pos(i-1, 1) + dist * sind(Netzwinkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= pos(i-1, 2) + dist * cosd(netangle); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

angle=-RandWinkel;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.setDriveVelocity(v, v);

%Was ist zu tun, wenn rechts vom Bot eine Klippe erkannt wird:

%stop, rückwärts bewegen, links abbiegen, weiter erkunden

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

r.stop;

dist = r.getDistance;

pos(i, 1)= dist * sind(Winkel); %x-Koordinate holen

pos(i, 2)= dist * cosd(Winkel); % Y-Koordinate abrufen

i=i+1;

r.moveDistance(-.125);

Winkel = RandWinkel;

Netzwinkel=Netzwinkel+Winkel;

r.turnAngle (Winkel);

r.setDriveVelocity(v, v);

Ende

Ende

Smartphone-Controller

Optionen = {'Autonom', 'Manuelle Steuerung'}

Prompt = menu('Wie möchten Sie den Rover steuern?', Optionen)

m = mobiledev

r = roomba(19)

wenn Aufforderung == 1

Forscher)

anders

während wahr

Pause(.5)

PhoneData=m. Orientierung;

Azi=Telefondaten(1);

Tonhöhe = Telefondaten (2);

Seite=Telefondaten(3);

wenn Seite>130 || Seite<-130 %Wenn das Telefon mit der Vorderseite nach unten gedreht wird, stoppen Sie den Roomba und verlassen Sie die Schleife

r.stop

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

brechen

elseif Seite>25 && Seite<40 %Wenn das Telefon zwischen 25 und 40 Grad seitwärts gedreht wird, biegen Sie um 5 Grad nach links ab

r. Drehwinkel(-5);

elseif Side>40 %wenn das Telefon seit über 40 Grad gedreht wird, biegen Sie nach links um 45 Grad

r. Drehwinkel(-45)

elseif Side-40 %Wenn das Telefon zwischen -25 und -40 Grad seitwärts gedreht wird, drehe 5 Grad nach rechts

r. Drehwinkel(5);

elseif Side<-40 % wenn das Telefon weniger als -40 Grad seitwärts gedreht wird, biege um 45 Grad nach links ab

r. Drehwinkel(45)

Ende

%Wenn das Telefon in der Nähe des Scheitels gehalten wird, nehmen Sie ein Bild auf und zeichnen Sie es

wenn Tonhöhe<-60 && Bild<=9

r.piep

img=r.getImage;

Nebenhandlung(3, 3, Bild)

imshow(img)

Ende

% vorwärts und rückwärts bewegen basierend auf der vorderen und hinteren Ausrichtung

if Pitch>15 && Pitch<35 %if Pitch zwischen 15 und 35 Grad bewegen Sie sich eine kurze Strecke vorwärts

% holen Sie sich leichte Stoßfängerdaten, bevor Sie sich bewegen

litBump=r.getLightBumpers;

wenn litBump.leftFront>500 || litBump.leftCenter>500 || litBump.rightCenter>500 || litBump.rightFront>500 % wenn sich etwas vor dem Roomba befindet und trifft, wenn er sich vorwärts bewegt, machen Sie Geräusche und zeigen Sie eine Meldung an

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

sonst %bewegen

r.moveDistance(.03);

%Bumper-Daten nach dem Umzug abrufen

Bump=r.getBumpers;

wenn Bump.right==1 || Stoß.links==1 || Stoßfront==1

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

r.moveDistance(-.01)

Ende

% Daten des Klippensensors abrufen

Cliff=r.getCliffSensors;

wenn Klippe.links>1500 || Klippe.linksvorne>1500 || Klippe.rechtsvorne>1500 || Cliff.right>1500 % Wenn etwas den Klippensensor auslöst, behandle es als Lava und gehe zurück

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

r.moveDistance(-.031)

Ende

Ende

elseif Steigung>35 %wenn Steigung größer 35 Grad weiter vorwärts bewegen

% holen Sie sich leichte Stoßfängerdaten, bevor Sie sich bewegen

litBump=r.getLightBumpers;

wenn litBump.leftFront>15 || litBump.leftCenter>15 || litBump.rightCenter>15 || litBump.rightFront>15 % wenn sich etwas vor dem Roomba befindet und trifft, wenn er sich vorwärts bewegt, machen Sie Geräusche und zeigen Sie eine Meldung an

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

sonst %bewegen

r.moveDistance(.3)

%Bumper-Daten nach dem Umzug abrufen

Bump=r.getBumpers;

wenn Bump.right==1 || Stoß.links==1 || Bump.front==1 %Wenn du etwas triffst, mache ein Geräusch, zeige eine Nachricht an und gehe zurück

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

r.moveDistance(-.01)

Ende

% erhalten Klippensensordaten nach dem Bewegen

Cliff=r.getCliffSensors;

wenn Klippe.links>1500 || Klippe.linksvorne>1500 || Klippe.rechtsvorne>1500 || Cliff.right>1500 % Wenn etwas den Klippensensor auslöst, behandle es als Lava und gehe zurück

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

r.moveDistance(-.31)

Ende

Ende

elseif Pitch-35 %if Pitch zwischen -15 und -35 Grad kurze Distanz zurückbewegen

r.moveDistance(-.03);

% erhalten Klippensensordaten nach dem Bewegen

Cliff=r.getCliffSensors;

wenn Klippe.links>1500 || Klippe.linksvorne>1500 || Klippe.rechtsvorne>1500 || Cliff.right>1500 % Wenn etwas den Klippensensor auslöst, behandle es als Lava und gehe zurück

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

r.moveDistance(.04)

Ende

elseif Pitch-60 %if Pitch zwischen -35 und -60 Grad bewegen Sie sich länger zurück

r.moveDistance(-.3)

% erhalten Klippensensordaten nach dem Bewegen

Cliff=r.getCliffSensors;

wenn Klippe.links>1500 || Klippe.linksvorne>1500 || Klippe.rechtsvorne>1500 || Cliff.right>1500 % Wenn etwas den Klippensensor auslöst, behandle es als Lava und gehe zurück

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

r.moveDistance(.31)

Ende

Ende

Ende

Ende