20. 寻宝游戏

在本课中，你将把 PiCar-X 打造成一台**寻宝机器人**。在房间里搭一个迷宫，并把六种不同颜色的卡片放在不同角落。当找到目标颜色时，你的 PiCar-X会**搜索、识别并庆祝**。

这个项目结合了你目前学到的三项技能：

计算机视觉 —— 使用 Pi 摄像头检测彩色卡片。
键盘控制 —— 手动驾驶机器人穿越迷宫。
语音反馈 —— 由 Pico2Wave 播报目标颜色与成功提示。

这是一个有趣的游戏，展示了机器人如何像寻宝者一样**看、想、做**！

开始之前

确保你已经准备好以下内容：

安装所有模块（重要） — 安装 robot-hat、 vilib、 picar-x 模块，然后运行脚本 i2samp.sh。
你可以下载并打印用于稳定颜色识别的:download:PDF 彩色卡片 <https://github.com/sunfounder/sf-pdf/raw/master/prop_card/object_detection/color-cards.pdf>。

运行代码

cd ~/picar-x/example
sudo python3 20.treasure_hunt.py

运行后，你会看到类似如下的信息：

* Running on http://0.0.0.0:9000/ (Press CTRL+C to quit)

然后在浏览器中打开``http://<your IP>:9000/mjpg``以查看实时视频流。示例：http://192.168.18.113:9000/mjpg

游戏规则

机器人随机选择一个**目标颜色**并播报：“Look for red!”
你用键盘驾驶 PiCar-X：
- w = 前进
- a = 左转
- s = 后退
- d = 右转
- space = 重复目标
- Ctrl+C = 退出
当摄像头看到目标彩色卡片时，PiCar-X会说**“Well done!”**
会选择一个新的目标颜色，继续寻宝！

代码

#!/usr/bin/env python3

from picarx import Picarx
from vilib import Vilib
from picarx.tts import Pico2Wave

from time import sleep
import threading
import readchar
import random

# -----------------------
# Settings
# -----------------------
COLORS = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]
DETECTION_WIDTH_THRESHOLD = 100  # how wide the color blob must be
DRIVE_SPEED = 80
TURN_ANGLE = 30

MANUAL = """
Press keys to control PiCar-X:
  w: forward    a: turn left    s: backward    d: turn right
  space: repeat target          Ctrl+C: quit
"""

# -----------------------
# Init
# -----------------------
px = Picarx()

tts = Pico2Wave()
tts.set_lang("en-US")

current_color = "red"
key = None
lock = threading.Lock()

def say(line: str):
    print(f"[SAY] {line}")
    tts.say(line)

def renew_color_detect():
    """Choose a new target color and start detection."""
    global current_color
    current_color = random.choice(COLORS)
    Vilib.color_detect(current_color)
    say(f"Look for {current_color}!")

def key_scan_thread():
    """Background thread reading keys."""
    global key
    while True:
        k = readchar.readkey()
        # Map special keys before lowercasing
        if k == readchar.key.SPACE:
            mapped = "space"
        elif k == readchar.key.CTRL_C:
            mapped = "quit"
        else:
            mapped = k.lower()

        with lock:
            key = mapped

        if mapped == "quit":
            return
        sleep(0.01)

def car_move(k: str):
    if k == "w":
        px.set_dir_servo_angle(0)
        px.forward(DRIVE_SPEED)
    elif k == "s":
        px.set_dir_servo_angle(0)
        px.backward(DRIVE_SPEED)
    elif k == "a":
        px.set_dir_servo_angle(-TURN_ANGLE)
        px.forward(DRIVE_SPEED)
    elif k == "d":
        px.set_dir_servo_angle(TURN_ANGLE)
        px.forward(DRIVE_SPEED)

def main():
    global key

    # Start camera and web preview
    Vilib.camera_start(vflip=False, hflip=False)
    Vilib.display(local=False, web=True)
    sleep(0.8)

    print(MANUAL.strip())
    say("Game start!")
    sleep(0.1)
    renew_color_detect()

    # Start keyboard thread (modern style)
    key_thread = threading.Thread(target=key_scan_thread, daemon=True)
    key_thread.start()

    try:
        while True:
            # Check detection: if target color present and wide enough
            if (Vilib.detect_obj_parameter.get("color_n", 0) != 0 and
                Vilib.detect_obj_parameter.get("color_w", 0) > DETECTION_WIDTH_THRESHOLD):
                say("Well done!")
                sleep(0.1)
                renew_color_detect()

            # Take a snapshot of the last key (and clear it)
            with lock:
                k = key
                key = None

            # Handle movement / actions
            if k in ("w", "a", "s", "d"):
                car_move(k)
                sleep(0.5)
                px.stop()
            elif k == "space":
                say(f"Look for {current_color}!")
            elif k == "quit":
                print("\n[INFO] Quit requested.")
                break

            sleep(0.05)

    except KeyboardInterrupt:
        print("\n[INFO] Stopped by user.")
    finally:
        try:
            Vilib.camera_close()
        except Exception:
            pass
        px.stop()
        say("Goodbye!")
        sleep(0.2)

if __name__ == "__main__":
    main()

工作原理

初始化
- 导入模块并配置 PiCar-X、摄像头和 TTS。
- 设置颜色列表、速度和转向角度。
目标选择
- renew_color_detect() 会随机选择一个目标颜色。
- 机器人会通过 Pico2Wave 播报目标颜色。
键盘控制
- key_scan_thread() 在后台运行以捕获按键输入。
- w, a, s, d 控制移动；space 重复目标播报。
颜色检测
- 摄像头会持续检测目标颜色是否出现。
- 当检测到的色块足够大时，PiCar-X 会庆祝成功。
主循环
- 持续处理移动、检测与语音反馈。
- 退出时会优雅地停止机器人与摄像头。

故障排查

摄像头画面不工作？

运行 libcamera-hello 检查树莓派摄像头是否正确连接。
机器人无法识别颜色？

确保卡片打印清晰并放置在良好光照下。试着调整 DETECTION_WIDTH_THRESHOLD 的阈值。
没有语音反馈？

检查是否安装了 pico2wave 并确认音频输出设备设置正确。
小车无法移动？

确认 PiCar-X 电源已打开，且电机校准无误。

通过完成本课程，你构建了一个 迷你寻宝游戏，将 视觉、控制与交互 集成在同一个项目中！