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6. Linienverfolgung

Dieses Projekt wird das Graustufenmodul verwenden, um den PiCar-X entlang einer Linie vorwärtsfahren zu lassen. Verwenden Sie dunkelfarbiges Klebeband, um eine Linie so gerade wie möglich zu machen und nicht zu sehr gekrümmt. Einige Experimente könnten notwendig sein, wenn der PiCar-X entgleist.

Code ausführen

cd ~/picar-x/example
sudo python3 6.line_tracking.py

Nachdem der Code ausgeführt wurde, wird PiCar-X entlang einer Linie vorwärtsfahren.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code modifizieren/zurücksetzen/kopieren/ausführen/stoppen. Bevor Sie das tun, müssen Sie jedoch zum Quellcodepfad wie picar-x/example gehen. Nachdem Sie den Code modifiziert haben, können Sie ihn direkt ausführen, um den Effekt zu sehen.

from picarx import Picarx
from time import sleep

px = Picarx()
# px = Picarx(grayscale_pins=['A0', 'A1', 'A2'])

# Please run ./calibration/grayscale_calibration.py to Auto calibrate grayscale values
# or manual modify reference value by follow code
# px.set_line_reference([1400, 1400, 1400])

current_state = None
px_power = 10
offset = 20
last_state = "stop"

def outHandle():
    global last_state, current_state
    if last_state == 'left':
        px.set_dir_servo_angle(-30)
        px.backward(10)
    elif last_state == 'right':
        px.set_dir_servo_angle(30)
        px.backward(10)
    while True:
        gm_val_list = px.get_grayscale_data()
        gm_state = get_status(gm_val_list)
        print("outHandle gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))
        currentSta = gm_state
        if currentSta != last_state:
            break
    sleep(0.001)

def get_status(val_list):
    _state = px.get_line_status(val_list)  # [bool, bool, bool], 0 means line, 1 means background
    if _state == [0, 0, 0]:
        return 'stop'
    elif _state[1] == 1:
        return 'forward'
    elif _state[0] == 1:
        return 'right'
    elif _state[2] == 1:
        return 'left'

if __name__=='__main__':
    try:
        while True:
            gm_val_list = px.get_grayscale_data()
            gm_state = get_status(gm_val_list)
            print("gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))

            if gm_state != "stop":
                last_state = gm_state

            if gm_state == 'forward':
                px.set_dir_servo_angle(0)
                px.forward(px_power)
            elif gm_state == 'left':
                px.set_dir_servo_angle(offset)
                px.forward(px_power)
            elif gm_state == 'right':
                px.set_dir_servo_angle(-offset)
                px.forward(px_power)
            else:
                outHandle()

    except KeyboardInterrupt:
        print("\nKeyboardInterrupt: stop and exit")

    finally:
        px.stop()
        print("stop and exit")
        sleep(0.1)

Wie funktioniert des?

Dieses Python-Skript steuert ein Picarx-Roboterauto mithilfe von Graustufensensoren zur Navigation. Hier ist eine Zusammenfassung seiner Hauptkomponenten:

  • Import und Initialisierung:

    Das Skript importiert die Picarx-Klasse zur Steuerung des Roboterwagens und die Sleep-Funktion aus dem Time-Modul, um Verzögerungen hinzuzufügen.

    Eine Instanz von Picarx wird erstellt, und es gibt eine auskommentierte Zeile, die eine alternative Initialisierung mit spezifischen Graustufensensor-Pins zeigt.

    from picarx import Picarx
from time import sleep

px = Picarx()

  • Konfiguration und Globale Variablen:

    current_state, px_power, offset und last_state sind globale Variablen, die verwendet werden, um die Bewegung des Autos zu verfolgen und zu steuern. px_power setzt die Motorleistung, und offset wird zur Einstellung des Lenkwinkels verwendet.

    current_state = None
px_power = 10
offset = 20
last_state = "stop"

  • outHandle Funktion:

    Diese Funktion wird aufgerufen, wenn das Auto ein ‚Aus-der-Linie‘-Szenario behandeln muss.

    Sie passt die Fahrtrichtung basierend auf last_state an und überprüft die Graustufensensorwerte, um den neuen Zustand zu bestimmen.

    def outHandle():
    global last_state, current_state
    if last_state == 'left':
        px.set_dir_servo_angle(-30)
        px.backward(10)
    elif last_state == 'right':
        px.set_dir_servo_angle(30)
        px.backward(10)
    while True:
        gm_val_list = px.get_grayscale_data()
        gm_state = get_status(gm_val_list)
        print("outHandle gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))
        currentSta = gm_state
        if currentSta != last_state:
            break
    sleep(0.001)

  • get_status Funktion:

    Sie interpretiert die Graustufensensordaten (val_list), um den Navigationszustand des Autos zu bestimmen.

    Der Zustand des Autos kann vorwärts, links, rechts oder stop sein, je nachdem, welcher Sensor die Linie erkennt.

    def get_status(val_list):
    _state = px.get_line_status(val_list)  # [bool, bool, bool], 0 bedeutet Linie, 1 bedeutet Hintergrund
    if _state == [0, 0, 0]:
        return 'stop'
    elif _state[1] == 1:
        return 'vorwärts'
    elif _state[0] == 1:
        return 'rechts'
    elif _state[2] == 1:
        return 'links'

  • Hauptschleife:

    Die while True-Schleife überprüft kontinuierlich die Graustufendaten und passt die Bewegung des Autos entsprechend an.

    Abhängig vom gm_state wird der Lenkwinkel und die Bewegungsrichtung eingestellt.

    if __name__=='__main__':
    try:
        while True:
            gm_val_list = px.get_grayscale_data()
            gm_state = get_status(gm_val_list)
            print("gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))

            if gm_state != "stop":
                last_state = gm_state

            if gm_state == 'vorwärts':
                px.set_dir_servo_angle(0)
                px.forward(px_power)
            elif gm_state == 'links':
                px.set_dir_servo_angle(offset)
                px.forward(px_power)
            elif gm_state == 'rechts':
                px.set_dir_servo_angle(-offset)
                px.forward(px_power)
            else:
                outHandle()

  • Sicherheit und Aufräumen:

    Der try...finally-Block stellt sicher, dass das Auto stoppt, wenn das Skript unterbrochen oder beendet wird.

    finally:
    px.stop()
    print("stop and exit")
    sleep(0.1)

Zusammenfassend verwendet das Skript Graustufensensoren zur Navigation des Picarx-Roboterwagens. Es liest kontinuierlich die Sensordaten, um die Richtung zu bestimmen und passt die Bewegung und Lenkung des Autos entsprechend an. Die outHandle-Funktion bietet zusätzliche Logik für Situationen, in denen das Auto seinen Weg deutlich anpassen muss.