Gjør Roomba til en Mars Rover: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Trinn 1: Samle materialet ditt

For å fullføre dette prosjektet må du samle følgende materialer:

1 Roomba -robot

1 bringebær Pi -sett

1 videokamera

Tilgang til MATLAB

Trinn 2: Last ned Roomba verktøykasser for MATLAB

Kjør følgende kode for å installere de nødvendige verktøykassene for å fullføre dette prosjektet.

funksjonsrombaInstall

clc;

% liste over filer som skal installeres

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

% sted å installere fra

options = weboptions ('CertificateFilename', ''); % fortell det å ignorere sertifikatkrav

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

dlgTitle = 'Roomba Install/Update';

% visningsformål og få bekreftelse

spør = {

'Dette programmet vil laste ned disse EF 230 Roomba -filene:'

''

strjoin (filer, '')

''

'til denne mappen:'

''

cd

''

'Vil du fortsette? '

};

pip;

yn = questdlg (spørsmål, …

dlgTitle,…

'Ja', 'Nei', 'Ja');

hvis ~ strcmp (yn, 'Ja'), returner; slutt

% få liste over filer som finnes

eksisterende filer = filer (cellfun (@exist, filer)> 0);

hvis ~ isempty (eksisterende_filer)

% sørg for at det er ok å bytte dem

prompt = {'Du erstatter disse filene:'

''

strjoin (eksisterende_filer, '')

''

'OK å bytte ut?'

};

pip;

yn = questdlg (spørsmål, …

dlgTitle,…

'Ja', 'Nei', 'Ja');

hvis ~ strcmp (yn, 'Ja'), returner; slutt

slutt

% last ned filene

cnt = 0;

for i = 1: lengde (filer)

f = filer {i};

disp (['Laster ned' f]);

prøve

url = [server f];

websave (f, url, alternativer); % lagt til alternativer for å unngå sikkerhetsfeil

cnt = cnt + 1;

å fange

disp (['Feil ved nedlasting' f]);

dummy = [f '.html'];

hvis finnes (dummy, 'fil') == 2

slett (dummy)

slutt

slutt

slutt

hvis cnt == lengde (filer)

msg = 'Installasjon vellykket';

waitfor (msgbox (msg, dlgTitle));

ellers

msg = 'Installasjonsfeil - se kommandovinduet for detaljer';

waitfor (errordlg (msg, dlgTitle));

slutt

slutt %roombaInstall

Trinn 3: Koble til Roomba

Nå er det på tide å koble til Roomba ved hjelp av WiFi. Trykk på Dock og Spot -knappene samtidig med to fingre for å slå på eller tilbakestille Roomba. Deretter kjører du koden r = roomba (# av din Roomba) i kommandovinduet på MATLAB for å koble til roboten din. Når du har utført denne kommandoen, bør Roomba din være klar til å gå.

Trinn 4: Velg hvordan du vil kontrollere Roomba

Det er to måter du kan kontrollere Roomba på: autonomt eller bruke en smarttelefon som kontroller.

Hvis du velger å kjøre Roomba autonomt, må du bruke de tre innebygde sensorene: klippesensorer, støtsensorer og lyssensorer.

For å bruke en smarttelefon må du først koble smarttelefonen til datamaskinen din ved å følge trinnene nedenfor.

MERK: Datamaskinen og smarttelefonen din må være på samme WiFi -nettverk for å kunne koble til ordentlig!

1. Last ned MATLAB -appen fra appbutikken på enheten din.

2. Skriv "connector on" i kommandovinduet og angi et passord som må skrives inn på begge enhetene.

3. Etter at du har gjort det, vil MATLAB gi deg datamaskinens IP -adresse. Du må gå inn på innstillingssiden i MATLAB -appen på smarttelefonen og legge til en datamaskin ved hjelp av den oppgitte IP -adressen og passordet du skrev inn tidligere.

4. I kommandovinduet på datamaskinen skriver du inn koden m = mobiledev, og dette bør initialisere smarttelefonen som en kontroller for Roomba.

5. Datamaskinen og smarttelefonen skal være klar til bruk nå.

Trinn 5: Kjør Roomba

Nå som du har alle de nødvendige verktøyene for å lage din Mars Rover, er du klar til å lage din egen kode. Vi har vedlagt en eksempelkode nedenfor for både autonom kjøring og smarttelefonstyrt kjøring.

Autonom kjøring

funksjon Explore_modified (r)

%input argumenter: 1 roomba objekt, r

%output -argumenter: ingen

%beskrivelse:

%funksjon benytter en uendelig mens loop for å tillate autonom

%utforskning av botens omgivelser.

%

%funciton gir også instruksjoner til roomba om hva du skal gjøre i

%følgende situasjoner: Hjul (e) mister kontakten med bakken, en

%objekt oppdages foran eller på hver side av boten, og a

%plutselig fall oppdages foran eller til hver side av boten.

%

%typiske instruksjoner inkluderer bevegelseskommandoer beregnet på å maksimere

%leting eller unngå en oppdaget fare og kommandoer for å kommunisere

%informasjon om robotenes funn (bilder), posisjon (graf), %og oppgi (strandet advarsel) med brukeren via matlab og/eller e -post. Flere

%lydkommandoer legges til for nytelse.

%konfigurere e -postmuligheter

mail = '[email protected]';

password = 'EF230Roomba';

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

setpref ('Internett', 'E_mail', post);

setpref ('Internett', 'SMTP_Username', mail);

setpref ('Internett', 'SMTP_Password', passord);

rekvisitter = 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; %angitt referanseverdi for cliff -sensorer

lightBumper_datum = 200; %angitt lys Støtfanger sensorer referanseverdi

pos = [0, 0]; %variabel for posisjonslagring med datum initialisert

vinkel = 0; %angitt referansevinkel

netangle = 0; %nettovinkelforskyvning

i = 2; %iterator for å legge til rader i posisjonslagringsvariabelen

dist = 0;

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

mens det er sant

Cliff = r.getCliffSensors;

Bump = r.getBumpers;

Light = r.getLightBumpers;

RandAngle = randi ([20, 60], 1); %genererer 1 tilfeldig vinkel mellom 20 og 60 grader. Brukes for å forhindre at bot blir sittende fast i en loop

%Hva skal jeg gjøre hvis ett eller flere hjul mister kontakten med bakken:

%stopp bevegelsen, send en advarsels -e -post med bilde av omgivelsene, %og spør brukeren om han skal fortsette eller vente på hjelp

hvis Bump.rightWheelDrop == 1 || Bump.leftWheelDrop == 1

r. stopp

dist = r.getDistance;

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

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

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';

posisjon = savepos (pos);

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

sendmail (mail, 'HJELP!', 'Jeg er strandet på en klippe!', {imfile, posisjon})

list = {'Fortsett', 'Stopp'};

idx = menu ('Hva skal jeg gjøre?', liste);

hvis idx == 2

gå i stykker

slutt

%Hva skal jeg gjøre hvis et objekt blir oppdaget foran boten:

%stopp, gå tilbake, ta bilde, varsle brukeren om oppdagelse

%via e -post, snu 90 grader, og fortsett å utforske

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

r. stopp;

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

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';

posisjon = savepos (pos);

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

sendmail (mail, 'Alert!', 'I found something!', {imfile, position})

vinkel = 90;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Hva skal jeg gjøre hvis objektet oppdages til venstre for boten:

%stopp, snu mot objektet, sikkerhetskopier, ta bilde, varsel

%bruker av oppdagelse via e -post, snu 90 grader og fortsett å utforske

elseif Light.leftFront> lightBumper_datum || Light. venstre> lightBumper_datum || Bump. venstre == 1

r. stopp;

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

vinkel = 30;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

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';

posisjon = savepos (pos);

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

sendmail (mail, 'Alert!', 'I found something!', {imfile, position})

vinkel = -90;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Hva skal jeg gjøre hvis objektet oppdages til høyre for bot:

%stopp, snu mot objektet, sikkerhetskopier, ta bilde, varsel

%bruker av oppdagelse via e -post, snu 90 grader og fortsett å utforske

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

r. stopp;

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

vinkel = -30;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

pause (1,5);

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

img = r.getImage;

imwrite (img, 'RightBump.png')

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

imfile = 'RightBump.png';

posisjon = savepos (pos);

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

sendmail (mail, 'Alert!', 'I found something!', {imfile, position});

vinkel = 90;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Hva skal jeg gjøre hvis det oppdages en klippe til venstre for boten:

%stopp, gå bakover, ta til høyre, fortsett å utforske

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

r. stopp;

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

dist = r.getDistance;

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

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

i = i+1;

vinkel = -RandAngle;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.setDriveVelocity (v, v);

%Hva skal jeg gjøre hvis klippen oppdages til høyre for bot:

%stopp, gå bakover, ta til venstre, fortsett å utforske

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

r. stopp;

dist = r.getDistance;

pos (i, 1) = dist * sind (vinkel); %få x koordinat

pos (i, 2) = dist * cosd (vinkel); %få y koordinat

i = i+1;

r.moveDistance (-. 125);

vinkel = RandAngle;

netangle = netangle+vinkel;

r.turnAngle (vinkel);

r.setDriveVelocity (v, v);

slutt

slutt

Smarttelefonkontroller

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

Spør = meny ('Hvordan vil du kontrollere roveren?', Alternativer)

m = mobiledev

r = roomba (19)

hvis Spør == 1

Utforsk (r)

ellers

mens det er sant

pause (.5)

PhoneData = m. Oriasjon;

Azi = PhoneData (1);

Pitch = PhoneData (2);

Side = PhoneData (3);

hvis side> 130 || Side <-130 %hvis telefonen vendes med forsiden ned, stopp roomba og avslutt sløyfen

r. stopp

r. pip ('C, C, C, C')

gå i stykker

elseif Side> 25 && Side <40 %hvis telefonen er snudd sidelengs mellom 25 og 40 grader, sving til venstre 5 grader

r.turnAngle (-5);

elseif Side> 40 %hvis telefonen er snudd sidelengs over 40 grader, sving 45 grader til venstre

r.turnAngle (-45)

elseif Side -40 %hvis telefonen er snudd sidelengs mellom -25 og -40 grader ta til høyre 5 grader

r.turnAngle (5);

elseif Side <-40 %hvis telefonen er snudd mindre enn -40 grader til venstre, sving 45 grader til venstre

r.turnAngle (45)

slutt

%Hvis telefonen holdes nær vertikalen, ta et bilde og plott det

hvis Pitch <-60 && image <= 9

r. pip

img = r.getImage;

delplot (3, 3, bilde)

imshow (img)

slutt

%gå fremover og bakover basert på for- og bakretningen

hvis Pitch> 15 && Pitch <35 %hvis pitch mellom 15 og 35 grader beveger seg fremover kort avstand

%får lys støtfangerdata før du flytter

litBump = r.getLightBumpers;

hvis litBump.leftFront> 500 || litBump.leftCenter> 500 || litBump.rightCenter> 500 || litBump.rightFront> 500 %hvis noe er foran rombaen og vil treffe hvis det beveger seg fremover, lage støy og vise melding

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

annet %flytte

r.moveDistance (.03);

Få støtfangerdata etter å ha flyttet

Bump = r.getBumpers;

hvis Bump.right == 1 || Bump. venstre == 1 || Bump.front == 1

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

r.moveDistance (-. 01)

slutt

%få cliff sensor data

Cliff = r.getCliffSensors;

hvis Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %hvis noe utløser cliff -sensoren, behandler det som lava og sikkerhetskopierer

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

r.moveDistance (-. 031)

slutt

slutt

ellers hvis Stigning> 35 %hvis stigning større 35 grader beveger seg fremover lengre avstand

%får lys støtfangerdata før du flytter

litBump = r.getLightBumpers;

hvis litBump.leftFront> 15 || litBump.leftCenter> 15 || litBump.rightCenter> 15 || litBump.rightFront> 15 %hvis noe er foran rombaen og vil treffe hvis det beveger seg frem, lage støy og vise melding

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

annet %flytte

r.moveDistance (.3)

Få støtfangerdata etter å ha flyttet

Bump = r.getBumpers;

hvis Bump.right == 1 || Bump. venstre == 1 || Bump.front == 1 %hvis du treffer noe, brå, vise melding og sikkerhetskopiere

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

r.moveDistance (-. 01)

slutt

%får cliff sensor data etter flytting

Cliff = r.getCliffSensors;

hvis Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %hvis noe utløser cliff -sensoren, behandler det som lava og sikkerhetskopierer

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

r.moveDistance (-. 31)

slutt

slutt

elseif Pitch -35 %hvis tonehøyde mellom -15 og -35 grader flytter bakover kort avstand

r.moveDistance (-. 03);

%får cliff sensor data etter flytting

Cliff = r.getCliffSensors;

hvis Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %hvis noe utløser cliff -sensoren, behandler det som lava og sikkerhetskopierer

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

r.moveDistance (.04)

slutt

elseif Pitch -60 %hvis tonehøyde mellom -35 og -60 grader flytter bakover lengre avstand

r.moveDistance (-. 3)

%får cliff sensor data etter flytting

Cliff = r.getCliffSensors;

hvis Cliff.left> 1500 || Cliff.leftFront> 1500 || Cliff.rightFront> 1500 || Cliff.right> 1500 %hvis noe utløser cliff -sensoren, behandler det som lava og sikkerhetskopierer

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

r.moveDistance (.31)

slutt

slutt

slutt

slutt