远程机械臂去抓取物体时,一般情况下我们会人工去控制每一个舵机的转动角度,但是由于视差以及人工操作的不可控性使抓取操作变得不那么简单。在自动抓取机器人中我们通过edison进行图像分析处理,自动调节机械臂与物体之间的相对位置,当图像于抓取位置图像相吻合时,再通过过距离传感器消除视察实现自动抓取。
硬件组成:
1.Intel Edison & Arduino Breakout Kit ×1
2.Tplinkw703n(刷入openWRT) ×1
3.L298N ×2
4.直流减速电机 ×4
5.摄像头 ×1
6.舵机 ×5
第一部分:设置GPIO
GPIO python来驱动GPIO
import mraaprint (mraa.getVersion())
x = mraa.Gpio(13)
x.dir(mraa.DIR_OUT)
x.write(1)
第二部分:封装轮子
• class Wheel:
• pins ={'a':[13,15],'b':[16,18],'c':[19,21],'d':[22,24]}# 这里指定了四个轮子所使用的8个GPIO接口
• def __init__(self,name):
• self.name = name
• self.pin = Wheel.pins[self.name]
• GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
• GPIO.setup(self.pin[0],GPIO.OUT)
• GPIO.setup(self.pin[1],GPIO.OUT)
• self.stop()
• def forward(self):
• GPIO.output(self.pin[0],GPIO.HIGH)
• GPIO.output(self.pin[1],GPIO.LOW)
• def stop(self):
• GPIO.output(self.pin[0],False)
• GPIO.output(self.pin[1],False)
• def back(self):
• GPIO.output(self.pin[0],False)
• GPIO.output(self.pin[1],True)
• Wheel('a').forward() #a,b,c,d是四个轮子的名字
通过调用每个Wheel实例,可以对他们自由操作。由于整个车是由四个轮子协同来工作的,我们需要同时来让四个轮子一起工作,对此对这种协同工作进行封装,让我们不必在关心怎样驱动4个轮子就可以前进了:
第三部分: 封装车子
前进、后退、左转、右转,封装一下代码
• class Car:
• wheels=[Wheel('a'),Wheel('b'),Wheel('c'),Wheel('d')]
• @staticmethod
• def init():
• GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
• @staticmethod
• def forward():
• for wheel in Car.wheels:
• wheel.forward()
• @staticmethod
• def back():
• for wheel in Car.wheels:
• wheel.back()
•
•
• @staticmethod
• def left():
• Car.wheels[0].forward()
• Car.wheels[1].forward()
• Car.wheels[3].back()
• Car.wheels[2].back()
• @staticmethod
• def right():
• Car.wheels[2].forward()
• Car.wheels[3].forward()
• Car.wheels[0].back()
• Car.wheels[1].back()
• @staticmethod
• def stop():
• Car.wheel[0].stop()
• Car.wheel[1].stop()
• Car.wheel[3].stop()
• Car.wheel[2].stop()
远程遥控小车,因此小车必须提供和外部遥控设备的通信接口:
第四部分:通信程序
选择了Wifi的方式,所以使用socket作为接口最直接不过了:
• rom socket import *
• import sys
• import time
• import car
•
• commands ={'forward':Car.forward,
• 'back':Car.back,
• 'stop':Car.stop,
• 'left':Car.left,
• 'right':Car.right
• }
•
• def execute(command):
• print command
• commands[command]()
•
• HOST ='192.168.2.101' #the ip of edison
• PORT = 8888
• s= socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
• s.bind((HOST, PORT))
• s.listen(1)
• print ('listening on 8888')
• while 1:
• conn, addr = s.accept()
• print ('Connected by:', addr)
• while 1:
• command= conn.recv(1024).replace('\n','')
• if not command:break
• execute(command)
• conn.close()
> sudo python server.py 之后,edison会监听8888端口一旦有消息传递过来,根据命令参数调用相应的方法。小车的服务端接口就相当一个执行者,接受到命令就立刻执行,此次只要可以建立和小车的socket连接,便可以轻松控制。
第五部分: 手机操作小车
通过手机来操作,实际上就通过socket和edison进行通信,当edison处于listening状态,对于手机来说,它要做的最重要的事情就是发送消息到edison,成为一个小车的指挥者:
• package com.simplexk;
• import java.io.PrintWriter;
• import java.net.Socket;
•
• public class Commander {
• public static String HOST ="192.168.2.101"; //the ip of edison
• public static int PORT =9000;
• public static void send(Command forward) throws Exception {
• Socket socket = new Socket(HOST, PORT);
• PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
• writer.println(forward.toString());
• writer.flush();
• socket.close();
• }
• }
第六摄像头
1:tplinkw703n刷入openwrt进行图像采集
2:通过http://192.168.1.1:8080/?action=stream获取图像
3.703n除作为图像采集外,还作为路由器,将客户端(手机或电脑)与edison链接,通过wifi进行图像传输和控制
4.采集后的图像通过opencv进行识别和处理,作为控制信号。控制机械臂抓取物体。
5.由于采集图像与真实情况存在误差,不能准确的抓取物体,需要在机械臂爪臂上增加距离传感器,与图像识别相结合进行物体的抓取。
第七网页
<html>
<head>
<title>Edison</title>
</head>
<body>
<table width="915" border="1" cellpadding="2">
<tr>
<td width="432" height="326"><div align="left"><input type="button" value=" " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Go" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" Servo11 " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Servo12" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Left" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Stop" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Right" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" Servo21 " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Servo22" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Back" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" Servo31 " style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Servo32" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="Auto" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="camera11" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="camera12" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value=" camera21" style="height:80px; width:80px;" />
<input type="button" value="camera22" style="height:80px; width:80px;" />
</div></td>
<td width="463"><iframe src="192.168.1.1:8080/?action=stream" width="320" height="240"> </td>
</tr>
</table>
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</html>