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2. Tastatursteuerung

In diesem Projekt lernen wir, wie man den PiCrawler mit der Tastatur fernsteuert. Sie können den PiCrawler vorwärts, rückwärts, nach links und nach rechts bewegen.

Code ausführen

cd ~/picrawler/examples
sudo python3 2_keyboard_control.py

Wenn das Programm startet, wird der PiCrawler initialisiert und eine Tastatur-Steueroberfläche im Terminal angezeigt.

Drücken Sie Tasten auf der Tastatur, um den PiCrawler zu steuern!

• w: Vorwärts

• a: Nach links drehen

• s: Rückwärts

• d: Nach rechts drehen

• Ctrl+C: Beenden

Die aktuelle Geschwindigkeit wird angezeigt und kann angepasst werden mit:

• • / ] zum Erhöhen der Geschwindigkeit

• • / [ zum Verringern der Geschwindigkeit

Nach jeder Aktion wird eine kurze Verzögerung eingefügt, um die Stabilität zu verbessern.

Drücken Sie Ctrl+C zum Beenden. Vor dem Herunterfahren führt der Crawler eine sichere „Sitzen“-Aktion aus.

Code

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
import readchar

crawler = Picrawler()

SPEED_MIN = 20
SPEED_MAX = 70
speed = 60

STEP = 1            # Number of action steps per key press
ACTION_GAP = 0.25   # Delay after each action to reduce current spikes

manual = """
Keyboard Control - PiCrawler

Movement:
W: Forward
A: Turn left
S: Backward
D: Turn right

Speed Control:
+ / ] : Increase speed
- / [ : Decrease speed

Other:
Space  : Stop (no action)
Ctrl+C : Quit (auto sit)
"""

def clamp(value, min_value, max_value):
    """Limit value within a specified range."""
    return max(min_value, min(max_value, value))

def show_info():
    """Clear terminal and display control instructions."""
    print("\033[H\033[J", end="")  # Clear terminal screen
    print(manual)
    print(f"Current speed: {speed}  (range {SPEED_MIN}-{SPEED_MAX})")
    print(f"Action gap: {ACTION_GAP:.2f}s")

def do_move(action_name):
    """Execute movement action with safety delay."""
    crawler.do_action(action_name, STEP, speed)
    sleep(ACTION_GAP)

def safe_sit():
    """Safely sit down before program exit."""
    try:
        crawler.do_step("sit", clamp(speed, 20, 40))
        sleep(1.0)
    except Exception:
        pass

def main():
    show_info()

    try:
        while True:
            key = readchar.readkey()
            k = key.lower()

            if k == "w":
                do_move("forward")
            elif k == "s":
                do_move("backward")
            elif k == "a":
                do_move("turn left")
            elif k == "d":
                do_move("turn right")

            # Speed increase
            elif k in ("+", "]"):
                global speed
                speed = clamp(speed + 5, SPEED_MIN, SPEED_MAX)

            # Speed decrease
            elif k in ("-", "["):
                speed = clamp(speed - 5, SPEED_MIN, SPEED_MAX)

            # Stop (no movement)
            elif k == " ":
                pass

            # Quit using readchar special key
            elif key == readchar.key.CTRL_C:
                print("\nQuit.")
                break

            show_info()
            sleep(0.02)

    except KeyboardInterrupt:
        print("\nQuit (KeyboardInterrupt).")

    finally:
        safe_sit()

if __name__ == "__main__":
    main()

Wie funktioniert das?

1. Erstellen des Roboter-Objekts

   crawler = Picrawler()
   

   Diese Zeile erstellt ein Picrawler-Objekt. Dadurch kann das Programm die Bewegungen des Roboters steuern.

2. Definieren eines sicheren Geschwindigkeitsbereichs

   SPEED_MIN = 20
   SPEED_MAX = 70
   speed = 60
   

   Diese Variablen definieren den erlaubten Geschwindigkeitsbereich. speed speichert die aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit. Der Roboter bewegt sich nicht schneller als der maximale Wert.

3. Begrenzen der Geschwindigkeit mit clamp()

   def clamp(value, min_value, max_value):
       return max(min_value, min(max_value, value))
   

   Diese Funktion stellt sicher, dass die Geschwindigkeit im sicheren Bereich bleibt. Dadurch werden instabile Bewegungen durch extreme Werte verhindert.

4. Ausführen einer Bewegung

   def do_move(action_name):
       crawler.do_action(action_name, STEP, speed)
       sleep(ACTION_GAP)
   

   Diese Funktion sendet einen Bewegungsbefehl an den Roboter. ACTION_GAP fügt eine kurze Verzögerung hinzu, um die Stabilität zu verbessern.

5. Tastatureingaben lesen

   key = readchar.readkey()
   k = key.lower()
   

   Das Programm wartet auf eine Tasteneingabe. Die Taste wird zur Einheitlichkeit in Kleinbuchstaben umgewandelt.

6. Bewegungssteuerungslogik

   if k == "w":
       do_move("forward")
   elif k == "s":
       do_move("backward")
   

   Wenn eine Taste gedrückt wird, wird die entsprechende Bewegung sofort ausgeführt. Das Drücken der Enter-Taste ist nicht erforderlich.

7. Sicheres Beenden

   finally:
       safe_sit()
   

   Bevor das Programm beendet wird, führt der Roboter eine sichere „Sitzen“-Aktion aus. Dadurch werden eine instabile Haltung oder ein abruptes Herunterfahren verhindert.