Робот футболист ev3 инструкция по сборке - Самые разные инструкции по применению

Давненько не было вестей от нашей команды. Вы думаете что мы забросили роботов? Не дождетесь!) С середины января находимся в режиме планомерной подготовки к ВРО, снова готовимся к футболу роботов. В этом году алгоритмы машин снова переписаны заново и во многом не повторяют логику работы наших футболистов предыдущих поколений.

Учебный процесс тоже не стоял на месте, в нашей копилке теперь вот такой крупнокалиберный арсенал: «Введение в программирование (C++)» от Академии Яндекса, «Программирование на Python», «Python: основы и применение», «Введение в Linux» от Института биоинформатики, «Введение в архитектуру ЭВМ. Элементы операционных систем» от Computer Science Center.

При подготовке к соревнованиям по футболу роботов не всегда есть с кем поиграть. Часто бывает так, что оборудования для еще одной команды не хватает или те, кто смог бы с вами сыграть, в этот раз никак не могут поучаствовать. В такой ситуации нас выручают управляемые роботы-оппоненты.

Поиграть против своей автономной команды очень интересно и полезно:

Зная слабые места своих автономных роботов можно создавать на поле такие игровые ситуации, в которых они проявятся. Это важно для отладки алгоритмов и конструкций.
Управляя роботом ты моделируешь в голове работу некого алгоритма, который затем может быть перенесен в программу автономного игрока
Это реальный драйв — ты играешь в игру не на экране, а в реальном мире, с полноценной физикой и красивыми текстурами. Обзор 360 градусов и высокое разрешение!

Так как мы находимся в процессе изучения языка Python, то интересной учебной задачей стала реализация такого управляемого робота-оппонента на базе ev3dev. Можно конечно «не заморачиваться» и использовать смартфон и написанное кем-то приложение, но это не наш путь. На борту у EV3 есть Bluetooth, у китайцев на Aliexpress — дешевые блютузные джойстики — почему бы не поуправлять роботом с реальных кнопок и стика? Используя стандартное ПО LEGO EV3 такую связку заставить работать невозможно, ev3dev открывает перед нами такую возможность.

Для начала сам робот. Традиционно подготовили инструкцию по сборке в Lego Digital Designer, скачать можно по ссылке. В конструкции умышленно не использовали механизм удара по мячу, чтобы у начинающих не было соблазна собрать на базе этой инструкции автономного робота.

Чтобы джойстик заработал с EV3, необходимо «спарить» устройства привычным образом, после чего в /dev/input должен появиться новый девайс:

robot@ev3dev:~$ ls /dev/input
by-path event0 event1 event2

Кроме Bluetooth-джойстика можно использовать беспроводной USB-джойстик, воткнув его USB-приемник в соответствующий порт на роботе. Беспроводная клавиатура с интерфейсом USB или Bluetooth тоже подойдет. Технически роботом можно управлять используя даже беспроводную мышку, но это вероятно не особенно удобно. Главное условие — после подключения устройства оно должно появляться в устройствах ввода, в /dev/input

Для получения данных с HID-устройств мы использовали стандартный модуль Python evdev. Ничего доустанавливать в ev3dev не требуется.

Нашу программу для робота можно скачать по ссылке. Основная фишка управления по сравнению со «смартфонным» — реализация плавного разгона и торможения, что обеспечивает комфортное управление. Выглядит программа следующим образом:

#!/usr/bin/env python3

# Подключаем модуль для управления EV3
from ev3dev.ev3 import *
# Подключаем модуль для чтения данных с HID-устройств
import evdev

# Создаем объект device, измените на ваш /dev/input/event2
device = evdev.InputDevice(‘/dev/input/event2’)

StatusGo = 0
StatusLR = 0

# Целевая скорость, робот наберет ее когда разгонится
speed = 100

# Реальная скорость, с нее робот стартует
real_speedB = 0
real_speedC = 0

speedB = 0
speedC = 0

# Признак зарершения программы (нажат акнопка Start на джойстике)
STOP = False

# Создаем объекты — моторы B и C
B = LargeMotor(‘outB’)
C = LargeMotor(‘outC’)

# Цикл пока не нажата кнопка Start на джойстике
while not STOP:
  # Читаем список событий с джойстика
gen = device.read()
try:
# Для всех событий в списке
for event in gen:
# Выделяем те, которые возникли при нажатиях кнопок
if event.type == evdev.ecodes.EV_KEY:
# преобразуем такие события в строку myStr
myStr = str(event)

# если отпущена кнопка «Влево»
if myStr.find(«code 168, type 01, val 00») >= 0:
StatusLR = 0
# если нажата кнопка «Влево»
if myStr.find(«code 168, type 01, val 01») >= 0:
StatusLR = -1
# если удерживается кнопка «Влево»
if myStr.find(«code 168, type 01, val 02») >= 0:
StatusLR = -2
# если отпущена кнопка «Вправо»
if myStr.find(«code 208, type 01, val 00») >= 0:
StatusLR = 0
# если нажата кнопка «Вправо»
if myStr.find(«code 208, type 01, val 01») >= 0:
StatusLR = 1
# если удерживается кнопка «Вправо»
if myStr.find(«code 208, type 01, val 02») >= 0:
StatusLR = 2
# если отпущена кнопка «Вперед»
if myStr.find(«code 172, type 01, val 00») >= 0:
StatusGo = 0
# если нажата кнопка «Вперед»
if myStr.find(«code 172, type 01, val 01») >= 0:
StatusGo = speed*0.75
# если удерживается кнопка «Вперед»
if myStr.find(«code 172, type 01, val 02») >= 0:
StatusGo = speed
# если отпущена кнопка «Назад»
if myStr.find(«code 114, type 01, val 00») >= 0:
StatusGo = 0
# если нажата кнопка «Назад»
if myStr.find(«code 114, type 01, val 01») >= 0:
StatusGo = -1*(speed * 0.75)
# если удерживается кнопка «Назад»
if myStr.find(«code 114, type 01, val 02») >= 0:
#print («GO BREAK»)
StatusGo = -1*speed
# если нажата кнопка «Start»
if myStr.find(«code 164, type 01, val 02») >= 0:
print («BREAK! STOP PROGRAMM»)
STOP = True
# Кнопка — среднее значение скорости
if myStr.find(«code 164, type 01, val 01») >= 0:
speed = 75
# Кнопка нажата — уменьшить скорость
if myStr.find(«code 115, type 01, val 01») >= 0:
speed = speed — 5
if(speed < 5):
speed = 5
# Кнопка удерживается — уменьшить скорость
if myStr.find(«code 115, type 01, val 02») >= 0:
speed = speed — 1
if(speed < 5):
speed = 5
# Кнопка нажата — увеличить скорость
if myStr.find(«code 113, type 01, val 01») >= 0:
speed = speed + 5
if(speed > 100):
speed = 100
# Кнопка удерживается — увеличить скорость
if myStr.find(«code 113, type 01, val 02») >= 0:
speed = speed + 1
if(speed > 100):
speed = 100

except IOError:
pass

# перебрасываем статусы нажатий в мощности моторов
speedB = StatusGo
speedC = StatusGo

  # Поворот влево
if(StatusLR < 0):
speedB = speedB-(25*abs(StatusLR))
speedC = speedC+(25*abs(StatusLR))
  # поворот вправо
if(StatusLR > 0):
speedC = speedC-(25*StatusLR)
speedB = speedB+(25*StatusLR)

# ограничение скорости
if(speedB > 100):
speedB = 100
if(speedC > 100):
speedC = 100
if(speedB < -100):
speedB = -100
if(speedC < -100):
speedC = -100

# плавный разгон и торможение
if(abs(speedB) > 5 and abs(speedC) > 5):
real_speedB = real_speedB*0.95 + speedB*0.05
real_speedC = real_speedC*0.95 + speedC*0.05
if(speedB == 0 and speedC == 0):
real_speedB = real_speedB*0.95
real_speedC = real_speedC*0.95
if(speedB == 0 and abs(real_speedB) < 5):
real_speedB = 0
if(speedC == 0 and abs(real_speedC) < 5):
real_speedC = 0

  # подаем рассчитанные мощности на моторы
B.run_forever(speed_sp=real_speedB*9)
C.run_forever(speed_sp=real_speedC*9)

# останавливаем моторы после вылета из цикла
B.stop(stop_action=»hold»)
C.stop(stop_action=»hold»)

# сигнал завершения программы
Sound.beep()