Rocky Rover: робот с системой зрения на PixyCam и Arduino 101

Компоненты и материалы

Приложения и сервисы

• Arduino IDE
• Blynk

О проекте

Ровер на Intel Arduino 101 с PixyCam!

Hackster Live events — круто! Intel спонсировал наше мероприятие в Далласе и прислал платы Intel Arduino 101 для сборки роверов. Спасибо Intel и Arduino. Вот мой ровер для события.

Собрал по туториалу Джонатана Хоттелла (Johnathan Hottell). Он снял видео по сборке BLE-рувера. Очень просто! Видео Джонатана.

У меня ровер с 4 моторами, поэтому следовал этому руководству.

После сборки ровера и подключения к Blynk решил улучшить: добавил PixyCam. Перенёс батарейный отсек вперёд, чтобы установить панораму/наклон камеры.

PixyCam

PixyCam делает робототехническое зрение простым. Pixy — быстрый визуальный сенсор для DIY-робототехники, легко обучается объекту нажатием кнопки. Отслеживает сотни объектов одновременно и выдаёт только данные об отслеживаемых.

Решил отслеживать оранжевую тыкву.

Удивительно легко завести. Инструкции по подключению PixyCam к Arduino: ссылка. Сборка панорамы/наклона: инструкция. Много картинок, легко следовать. Проверил примеры.

PixyCam Arduino API

Использование Pixy с Arduino очень просто. Подключите SPI и Pixy заголовки:

#include <SPI.h>
#include <Pixy.h>

Создайте глобальный экземпляр Pixy вне setup() и loop():

Pixy pixy;

Самый важный метод — getBlocks(), возвращает количество обнаруженных объектов. Информация об каждом объекте в массиве pixy.blocks[]. Каждый элемент содержит:

• signature — номер сигнатуры (1-7)
• x — координата X центра (0-319)
• y — координата Y центра (0-199)
• width — ширина (1-320)
• height — высота (1-200)
• angle — угол для цветовых кодов
• print() — вывод информации в Serial

Пример кода для ровера. Модифицировал оригинальный BLE-код, добавил отслеживание объектов. В setup():

void setup() {
  .....
  pixy.init();
  ....
}

Основной цикл loop() (упрощённо):

void loop() {
  ......
  static int i = 0;
  int j;
  uint16_t blocks;
  char buf[32];
  int32_t panError, tiltError;
  blocks = pixy.getBlocks();
  if (blocks) {
    panError = X_CENTER - pixy.blocks[0].x;
    tiltError = pixy.blocks[0].y - Y_CENTER;
    panLoop.updatePan(panError);
    tiltLoop.update(tiltError);
    pixy.setServos(panLoop.m_pos, tiltLoop.m_pos);
    i++;
    if (i % 10 == 0) {
      int trackedBlock = 0;
      sprintf(buf, "Detected %d:\n", blocks);
      Serial.print(buf);
      long maxSize = 0;
      for (j = 0; j < blocks; j++) {
        sprintf(buf, " block %d: ", j);
        Serial.print(buf);
        pixy.blocks[j].print();
        long newSize = pixy.blocks[j].height * pixy.blocks[j].width;
        if (newSize > maxSize) {
          trackedBlock = j;
          maxSize = newSize;
        }
      }
      int32_t followError = RCS_CENTER_POS - panLoop.m_pos;
      size += pixy.blocks[trackedBlock].width * pixy.blocks[trackedBlock].height;
      size -= size >> 3;
      int forwardSpeed = constrain(400 - (size / 256), -100, 400);
      int32_t differential = (followError + (followError * forwardSpeed)) >> 8;
      int leftSpeed = constrain(forwardSpeed + differential, -400, 400);
      int rightSpeed = constrain(forwardSpeed - differential, -400, 400);
      motor1->setSpeed(leftSpeed);
      motor3->setSpeed(leftSpeed);
      motor2->setSpeed(rightSpeed);
      motor4->setSpeed(rightSpeed);
      double width = pixy.blocks[trackedBlock].width;
      if (width <= 5) { }
      else if (width < 20 && !running) {
        Serial.println("running");
        motor1->run(FORWARD);
        motor3->run(FORWARD);
        motor2->run(FORWARD);
        motor4->run(FORWARD);
        running = true;
      }
      else if (width > 80 && !running) {
        Serial.println("running");
        motor1->run(BACKWARD);
        motor3->run(BACKWARD);
        motor2->run(BACKWARD);
        motor4->run(BACKWARD);
        running = true;
      }
      else if (width >= 20 && width <= 80 && running) {
        motor1->setSpeed(128);
        motor2->setSpeed(128);
        motor3->setSpeed(128);
        motor4->setSpeed(128);
        motor2->run(RELEASE);
        motor4->run(RELEASE);
        motor1->run(RELEASE);
        motor3->run(RELEASE);
        running = false;
      }
    }
  }
}

Чтобы управлять через Blynk без вмешательства PixyCam, накройте объектив крышкой. PixyCam не будет мешать управлению ботом.

Код

Rocky Rover

Полный код доступен в репозитории проекта.