【进阶六】家庭陪伴小机器人遥控舵机姿态
本帖最后由 ky123 于 2018-1-31 14:07 编辑感谢E络盟提供的助赛基金。
本章节的编写是为了下一步视频安防做准备，也遥控小车的扩展！
因为选择的USB摄像头为定焦摄像头，只有通过调整自身的状态才形成清晰的成像！当通过运动电机将目标调整至显示窗口时，由于距离发生了变化成像往往是模糊的！因此，在保证距离稳定成像清晰的前提下，调整舵机的俯仰位置将目标调整至显示窗内！
本章的两个工作：
1）底层驱动，PWM控制舵机；
2）操作应用，web实时控制舵机比摄像头显示目标
DuerOS和小车运动电机占用的GPIO如下：
树莓派只有一路 硬件PWM 输出（ GPIO.1即BOARD中的引脚12，BCM编码中18，wiringPi编码中1 ）；
同时 wiringPi 库为我们提供了用软件 多线程 实现的PWM输出，我们可以利用这个库提供的函数很方便的将 任意GPIO 配置为PWM输出，即soft PWM；（个人模拟的PWM可能存在精度不准的情况）
由第一张图可以看出，硬件PWM已被DuerOS占用了！ python提供的RPI.GPIO提供的PWM输出为硬件PWM，且未提供软件的PWM，也以使用wiringPi编码，软件模拟PWM；
另外也有人使用pigpio library来控制GPIO口，pigpio是一个允许控制GPIO的C语言库，同时pigpio是一个适用于树莓派的Python 模块，允许用过pigpio daemon程序控制通用GPIO口，不仅有PWM库，同时还有现成的Servo控制API（其实该库还是很强大的，此外还有IIC/SPI/ADC/DMA等，推荐给大家），因此本设计采用pigpio库来实现舵机控制！注意：所有的GPIO是按BCD编码命名。
1.安装pigpio库（pigpio下载和测试）rm pigpio.zip
sudo rm -rf PIGPIO
wget abyz.co.uk/rpi/pigpio/pigpio.zip
unzip pigpio.zip
cd PIGPIO
make
sudo make install最好也测试下是否安装成功，GPIO 25 (pin 22).连接一个LED,LED灯会根据测试类项响应！./x_pigpio.py # check Python I/F to daemon2.编写程序
官方提供了很多example，deamo中有提供操作实例#!/usr/bin/env python
# servo_demo.py
# 2016-10-07
# Public Domain
# servo_demo.py # Send servo pulses to GPIO 4.
# servo_demo.py 23 24 25 # Send servo pulses to GPIO 23, 24, 25.
import sys
import time
import random
import pigpio
NUM_GPIO=32
MIN_WIDTH=1000
MAX_WIDTH=2000
step = *NUM_GPIO
width = *NUM_GPIO
used = *NUM_GPIO
pi = pigpio.pi()
if not pi.connected:
exit()
if len(sys.argv) == 1:
G =
else:
G = []
for a in sys.argv:
G.append(int(a))
for g in G:
used = True
step = random.randrange(5, 25)
if step % 2 == 0:
step = -step
width = random.randrange(MIN_WIDTH, MAX_WIDTH+1)
print("Sending servos pulses to GPIO {}, control C to stop.".
format(' '.join(str(g) for g in G)))
while True:
try:
for g in G:
pi.set_servo_pulsewidth(g, width)
# print(g, width)
width += step
if width<MIN_WIDTH or width>MAX_WIDTH:
step = -step
width += step
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
break
print("\nTidying up")
for g in G:
pi.set_servo_pulsewidth(g, 0)
pi.stop()该库函数中关于舵机控制有编写专门的API，set_servo_pulsewidth(user_gpio, pulsewidth)其中gpio遵循BCM编码规则！set_servo_pulsewidth Start/Stop servo pulses on a GPIO
get_servo_pulsewidth Get servo pulsewidth set on a GPIO重头戏来了！参考以上程序修改我们的运动控制程序即server/pi_car/views.py，在其中添加舵机控制程序段！本次也修改的之前对运动电机GPIO口的配置方式，在开始采用全局变量定义GPIO，这样大家根据个人自身情况更换GPIO更方便！
注意：本项目中电机和舵机由于使用的库不一样，编码方式也不一样！GPIO配置时数值一定要注意！from flask import Flask, request, session, g, redirect, url_for, abort, render_template, flash
from contextlib import closing
from pi_car import app
import re
import RPi.GPIO as GPIO
import pigpio
import time
import sys
pi = pigpio.pi()
if not pi.connected:
exit()
# for BCD.GPIO
SERVO_GPIO = 4
# for RPi.GPIO
MOTOR_LEFT1_GPIO = 19
MOTOR_LEFT2_GPIO = 21
MOTOR_RIGHT1_GPIO = 22
MOTOR_RIGHT2_GPIO = 24
pi.set_mode(SERVO_GPIO, pigpio.OUTPUT)
MIN_WIDTH = 500
MAX_WIDTH = 1200
width = 750
step = 50
@app.route('/')
def show_index():
return render_template('home.html')
@app.route("/login", methods=["GET", "POST"])
def login():
if request.method=="GET":
return "get"+request.form["user"]
elif request.method=="POST":
return "post"
@app.route('/ctl',methods=['GET','POST'])
def ctrl_id():
if request.method == 'POST':
id=request.form['id']
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setup(MOTOR_LEFT1_GPIO,GPIO.OUT)
GPIO.setup(MOTOR_LEFT2_GPIO,GPIO.OUT)
GPIO.setup(MOTOR_RIGHT1_GPIO,GPIO.OUT)
GPIO.setup(MOTOR_RIGHT2_GPIO,GPIO.OUT)
if id == 't_left':
t_left()
return "left"
elif id == 't_right':
t_right()
return "right"
elif id == 't_up':
t_up()
return "up"
elif id == 't_down':
t_down()
return "down"
elif id == 't_stop':
t_stop()
return "stop"
elif id == 's_down':
s_down()
return "servo_down"
elif id == 's_up':
s_up()
return "servo_up"
return redirect(url_for('show_index'))
def t_stop():
GPIO.output(MOTOR_LEFT1_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_LEFT2_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT1_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT2_GPIO, False)
def t_up():
GPIO.output(MOTOR_LEFT1_GPIO, True)
GPIO.output(MOTOR_LEFT2_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT1_GPIO, True)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT2_GPIO, False)
def t_down():
GPIO.output(MOTOR_LEFT1_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_LEFT2_GPIO, True)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT1_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT2_GPIO, True)
def t_left():
GPIO.output(MOTOR_LEFT1_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_LEFT2_GPIO, True)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT1_GPIO, True)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT2_GPIO, False)
def t_right():
GPIO.output(MOTOR_LEFT1_GPIO, True)
GPIO.output(MOTOR_LEFT2_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT1_GPIO, False)
GPIO.output(MOTOR_RIGHT2_GPIO, True)
def s_down():
global width
print(width)
if width>MIN_WIDTH:
width -=step
pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_GPIO,width)
time.sleep(0.1)
else:
width = MIN_WIDTH
print(width)
def s_up():
global width
print(width)
if width<MAX_WIDTH:
width +=step
pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_GPIO,width)
time.sleep(0.1)
else:
width = MAX_WIDTH
print(width)代码中通过MIN_WIDTH和MAX_WIDTH限定舵机的控制范围！根据实际情况修改，避免结构干涉引起舵机堵转！
web中添加舵机控制的图标和相关程序，在server/pi_car/static/img路径下添加舵机控制的图片
以及修改server/pi_car/templates/home.html中内容：{% extends "layout.html" %}
{% block body %}
<div style="width:600px;height:300px;margin:30px auto;">
<table border="0" cellpadding="3" cellspacing="0">
<tr>
<th></th>
<th id="t_up" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/up.png');"></th>
<th></th>
<th></th>
<th></th>
<th id="s_up" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/s_up.png');"></th>
</tr>
<tr>
<th id="t_left" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/left.png');"></th>
<th id="t_stop" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/stop.png');"></th>
<th id="t_right" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/right.png');"></th>
</tr>
<tr>
<th></th>
<th id="t_down" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/down.png');"></th>
<th></th>
<th></th>
<th></th>
<th id="s_down" class="button_ctl" style="background-image:url('/static/img/s_down.png');"></th>
</tr>
</table>
</div>
{% endblock %}执行以下程序后，就可通过web控制舵机！最新效果如下！sudo pigpiod
sudo python server.py
提醒坑1：实际使用过程中发现360浏览器已打开以上界面，却无法控制，同时这种问题的还有系统自带IE浏览器！实测搜狗/chrome/百度浏览器可用！
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