树莓派机器人 - PiCrawler

感谢您选择我们的PiCrawler。

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PiCrawler 是一款铝合金结构的树莓派四足机器人。配备摄像头模组，可进行颜色识别、人脸检测等项目；12个金属齿轮舵机支持它走路、跳舞、以及摆出各种姿势；机身上的超声波模块让它能够快速检测到前方的障碍物；扩展板-Robot HAT配备了扬声器，可以表达幸福和兴奋等情绪。

本教程包括了清单列表、组装pdf、Robot HAT 介绍和PiCrawler编程。

编程部分分为两章: 玩转 EzBlock & 玩转 Python, 每一章都可以让你掌握如何让 PiCrawler 以你想要的方式工作

EzBlock Studio是 SunFounder 为初学者开发的开发平台，旨在降低树莓派入门门槛。它有两种编程语言：图形化编程和 Python， 几乎可以在所有不同类型的设备上使用。通过蓝牙和 Wi-Fi 支持，您可以在 EzBlock Studio 上下载代码、远程控制树莓派。

更有经验的创客可以使用流行的编程语言——Python。

目录

元件清单和组装说明

您需要先根据清单检查是否有缺少或损坏的组件。如果有任何问题，请联系我们，我们会尽快解决。

请按照PDF上的步骤进行组装。

如果舵机已经上电，请勿强行转动舵机，以免损坏。

注解

  1. 组装前需要购买2节18650电池并充满电，参见 关于电池.

  2. Robot HAT不能给电池充电，需要同时购买充电器。

关于 Robot HAT

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RST 按钮

  • 短按 RST 按钮将导致所有正在运行的程序重置。

  • 长按 RST 按钮直到 LED 亮起，然后松开将断开 Robot HAT 的蓝牙芯片。

USR 按钮

  • USR 按钮的功能可通过编程进行配置。 （按下导致输入 0 ，松开产生 1 输入）

LED

  • 通过编程配置（输出 1 打开LED，输出 0 关闭LED。）

电池指示灯

  • 电池电压高于 7.8V 将点亮两个 LED 指示灯。电池电压在 6.7V 到 7.8V 之间只会点亮一个 LED，低于 6.7V 的电压将关闭两个 LED。

蓝牙指示灯

  • 蓝牙指示灯 LED 将在蓝牙连接稳定时保持亮起，并在信号传输期间快速闪烁。如果蓝牙断开连接，LED 将每隔 1 秒闪烁一次。

玩转 Python

如果你想用python编程，那么你需要学习一些基本的Python编程技巧和树莓派的基础知识，请先根据Python快速指南配置树莓派。

Python 快速指南

本节教大家如何安装树莓派操作系统，配置树莓派wifi，远程访问树莓派运行相应代码。

如果您熟悉树莓派并且可以成功打开命令行，那么您可以跳过前3部分，然后完成最后一部分。

我们需要什么？

所需组件

树莓派

树莓派是一款低成本、信用卡大小的计算机，可插入 进入电脑显示器或电视，并使用标准键盘和鼠标。 这是一款功能强大的小型设备，可让所有年龄段的人探索 计算，并学习如何使用 Scratch 和 Python 等语言进行编程。

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电源适配器

为了连接到电源插座，树莓派有一个微型 USB 端口（在许多手机上都可以找到）。 您将需要一个提供至少 2.5 安培电流的电源。

微型 SD 卡

您的 树莓派需要一张 Micro SD 卡来存储其所有文件和树莓派操作系统。 您需要一张容量至少为 8 GB 的微型 SD 卡。

可选组件

屏幕

要查看树莓派的桌面环境，需要使用的屏幕可以是电视屏幕，也可以是电脑显示器。 如果屏幕有内置扬声器，Pi 通过它们播放声音。

鼠标和键盘

使用屏幕时，还需要一个USB键盘和一个USB鼠标。

HDMI

树莓派有一个 HDMI 输出端口，与大多数现代电视和计算机显示器的 HDMI 端口兼容。 如果您的屏幕只有 DVI 或 VGA 端口，则需要使用合适的转换线。

外壳

你可以把树莓派放在一个盒子里； 通过这种方式，您可以保护您的设备。

声音或耳机

树莓派配备了一个3.5mm左右的音频接口，可以在你的屏幕没有内置扬声器或者没有屏幕操作的情况下使用。

安装操作系统

必需组件

任意树莓派

1 * 个人计算机

1 * 微型 SD 卡

第1步

树莓派开发了一个图形 SD 卡写入工具，适用于 Mac OS、Ubuntu 18.04 和 Windows，对于大多数用户来说是最简单的选择，因为它会下载映像并将其自动安装到 SD 卡。

访问下载页面：https://www.raspberrypi.org/software/。 单击与您的操作系统匹配的 Raspberry Pi Imager 链接，下载完成后，单击它以启动安装程序。

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第2步

当您启动安装程序时，您的操作系统可能会尝试阻止您运行它。 例如，在 Windows 上，我收到以下消息：

如果出现此消息，请点击 更多信息 ，然后点击 仍然运行 ，然后按照说明安装 Raspberry Pi Imager。

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第3步

将 SD 卡插入计算机或笔记本电脑的 SD 卡插槽。

第4步

警告

Raspberry Pi OS升级到 Debian Bullseye 后，会导致有些功能不能使用，建议还是继续使用 Debian Buster 版本。

在Raspberry Pi Imager中，点击 CHOOSE OS -》 Raspberry Pi OS(other)。

_images/3d33.png

将新打开的页下拉到最后面，你会看到 Raspberry Pi OS(Legacy) 和 Raspberry Pi OS Lite(Legacy)，这2个是对Debian Buster安全更新，它们之间的区别是带不带桌面。 建议安装 Raspberry Pi OS(Legacy)，这个带桌面的系统。

_images/3d34.png

第5步

选择您正在使用的 SD 卡。

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第6步

按 Ctrl+Shift+X 或者点击 设置 按钮来打开 高级选项 页面启用SSH和配置wifi，这2项必须设置，其他取决于你的选择。 您可以选择始终使用此图像自定义选项。

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然后向下滚动以完成 wifi 配置并单击 SAVE 。

注解

wifi country 选择 CN。

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第7步

单击 WRITE 按钮。

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第8步

如果您的 SD 卡上当前有任何文件，您可能希望先备份这些文件以防止永久丢失它们。 如果没有要备份的文件，请单击 YES。

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第9步

等待一段时间后，会出现如下窗口，代表写入完成。

_images/image191.png

设置你的树莓派

如果你有屏幕

如果你有一个屏幕，你会很容易在屏幕上操作 树莓派。

必需组件

任意 树莓派

1 * 电源适配器

1 * Micro SD 卡

1 * 屏幕电源适配器

1 * HDMI 线

1 * 屏幕

1 * 鼠标

1 * 键盘

  1. 将您在 Raspberry Pi OS 上设置的 SD 卡插入到树莓派底部的 micro SD 卡插槽中。

  2. 插入鼠标和键盘。

  3. 将屏幕连接到树莓派的 HDMI 端口，并确保您的屏幕已插入壁式插座并已打开。

    注解

    如果您使用的是树莓派 4，则需要将屏幕连接到 HDMI0（最靠近电源输入端口）。

  4. 使用电源适配器为树莓派供电。 几秒钟后，将显示 Raspberry Pi OS 桌面。

    _images/image201.png
如果你没有屏幕

如果没有显示器，可以远程登录树莓派，但在此之前，您需要获取树莓派的IP。

获取 IP 地址

树莓派连接WIFI后，我们需要获取它的IP地址。 知道IP地址的方法有很多种，下面列出了其中的两种。

1. 通过路由器检查

如果您有权限登录路由器（如家庭网络），您可以在路由器的管理界面查看分配给树莓派的地址。

树莓派操作系统的默认主机名是 raspberrypi，你需要找到它。 （如果你使用的是 ArchLinuxARM 系统，请找 alarmpi。）

2. 网段扫描

您还可以使用网络扫描来查找树莓派的 IP 地址。 您可以应用软件， Advanced IP scanner 等。

扫描设置的 IP 范围，将显示所有已连接设备的名称。 同样，树莓派操作系统的默认主机名是 raspberrypi，如果你没有修改过的话。

使用 SSH 远程控制

我们可以通过应用SSH打开树莓派的Bash Shell。 Bash 是 Linux 的标准默认 shell。 Shell 本身是一个用 C 编写的程序，它是连接客户和 Unix/Linux 的桥梁。 此外，它可以帮助完成大部分所需的工作。

适用于 Linux 或/Mac OS X 用户

第1步

进入 Applications -> Utilities，找到 Terminal，然后打开它。

_images/image21.png

第2步

输入 ssh pi@ip_address 。 "pi" 是您的用户名，"ip_address" 是您的 IP 地址。 例如：

ssh pi@192.168.18.197

第3步

输入 "yes".

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第4步

输入密码，默认密码为 raspberry。

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第5步

我们现在已连接树莓派，并准备进行下一步。

_images/image24.png

注解

当您输入密码时，字符不会相应显示在窗口中，这是正常的。 您只需要输入正确的密码即可。

对于 Windows 用户

如果您是 Windows 用户，则可以通过某些软件的应用程序使用 SSH。 在这里，我们推荐 PuTTY。

第1步

下载 PuTTY。

第2步

打开 PuTTY 并单击左侧树状结构上的 Session。 在 Host Name (or IP address) 下的文本框中输入RPi的IP地址， 端口 下输入 22 （默认为22）。

_images/image25.png

第3步

点击 Open。 注意第一次用IP地址登录树莓派时，会提示安全提示。 只需单击 Yes。

第四步

当PuTTY窗口提示 login as: 时，输入"pi"（树莓派的用户名）。提示 password: 时候，输入 "raspberry" ( 默认密码）。

注解

当您输入密码时，字符不会相应显示在窗口中，这是正常的。您只需要输入正确的密码即可。

如果 PuTTY 旁边出现 inactive，则表示连接已断开，需要重新连接。

_images/image26.png

第 5 步

在这里，我们连接了树莓派，是时候进行下一步了。

注解

如果您对使用命令窗口控制树莓派不满意，还可以使用远程桌面功能，它可以帮助我们轻松管理树莓派中的文件。

有关如何执行此操作的详细信息，请参阅 远程桌面。

下载并运行代码

注解

在下面的安装过程中，可能会由于网络问题导致失败，你需要参考 apt 和pip更换国内源 来修改配置。

我们可以在命令行中通过 git clone 命令下载文件。

首先安装 robot-hat 库。

cd /home/pi/
git clone https://gitee.com/sunfounder/robot-hat.git
cd robot-hat
sudo python3 setup.py install

注解

运行 setup.py 将下载一些必要的组件。 由于网络问题，您可能无法下载成功。您可能需要重新下载。 在这种情况下，输入 Y 并按 Enter.

_images/dowload_code.png

然后下载代码并安装 vilib 库。

cd /home/pi/
git clone https://gitee.com/sunfounder/vilib.git
cd vilib
sudo python3 install.py

然后下载代码并安装 picrawler 库。

cd /home/pi/
git clone -b v2.0 https://gitee.com/sunfounder/picrawler.git
cd picrawler
sudo python3 setup.py install

这一步需要一点时间，所以请耐心等待。

最后需要运行脚本 i2samp.sh 安装i2s功放所需的组件，否则它可能会没有声音。

cd /home/pi/picrawler
sudo bash i2samp.sh
_images/i2s.png

输入 y 并按 Enter 继续运行脚本。

_images/i2s2.png

输入 y 并按 Enter 让 /dev/zero 在后台运行。

_images/i2s3.png

输入 y 并按 Enter 重新启动机器。

注解

如果重启后没有声音，可能需要多次运行 i2samp.sh 脚本。

舵机调零

  1. 为确保舵机已正确设置为 0°，首先将摇臂轻轻插入舵机轴，然后将摇臂轻轻旋转到不同的角度。

    _images/servo_arm1.png

  2. 按照组装折页上的提示，插入电池盒线，将电源开关拨向ON的位置。等待1-2分钟，会有声音提示树莓派启动成功。

    _images/power_on1.png

  3. 现在，运行 examples/ 文件夹中的 servo_zeroing.py .

    cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 servo_zeroing.py

    注解

    如果报错，请尝试重新启用树莓派的的 I2C 端口，请参阅： I2C 配置.

  4. 接下来，将舵机线插入 P11 端口，如下所示：

    _images/pin11_connect1.png

  5. 此时你会看到舵机臂转动到特定的位置（0°）。 如果伺服臂没有返回到 0°，请按 RST 按钮重新启动Robot HAT。

  6. 现在你就可以按照组装折页上的指示继续安装。

注解

  • 在用舵机螺丝固定该舵机前，不要拔出该舵机线，可在固定完之后拔出。

  • 不要在上电情况下随意转动舵机以免损坏；如果舵机轴插入的角度不对，需把舵机拔出再重新插入。

  • 在组装每个舵机之前，都需要将舵机电缆插入 P11 并打开电源以将它的角度设置为 0°。

校准PiCrawler

因为 PiCrawler 安装过程中可能存在偏差或舵机本身的限制， 使一些舵机角度略有倾斜，因此您可以对其进行校准。

当然如果你认为组装很完美，不需要校准，你也可以跳过这一章。

cd /home/pi/picrawler/examples/calibration
sudo python3 calibration.py

运行上面的代码之后，你会看见终端显示如下界面。

_images/calibration1.png

  • 按下1234来分别选择脚， 1：右前脚， 2：左前脚， 3：左后脚， 4：右后脚

  • 按下 w， a， s， d， r，和 f 来慢慢控制PiCrawler的坐标值。

  • 按空格保存校准。

具体的步骤如下：

  1. 拿出组装折页，将它翻到最后一页，平整的放桌上。然后将PiCrawler如下图放置，需要将它的底部与校准图上的轮廓线对齐。

    _images/calibration2.png

  2. 先选择2和3将左侧两条腿移动到校准点。

    _images/calibration3.png

  3. 然后将校准纸换到右边，选择1和4将右侧2条腿移动到校准点。

    _images/calibration4.png

  4. 校准完毕后按 空格键 进行保存，会提示输入 Y 确认，然后 ctrl+c 退出程序完成校准。

    _images/calibration5.png

组装完成后，您可以尝试运行下面的项目。

移动

这是 PiCrawler's 的第一个项目， 让它移动起来。

_images/move1.png

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 move.py

执行代码之后，PiCrawler 会依次执行以下动作：前进、后退、左转、右转、站立。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])

def main():

    speed = 100

    while True:

        crawler.do_action('forward',2,speed)
        sleep(0.05)
        crawler.do_action('backward',2,speed)
        sleep(0.05)
        crawler.do_action('turn left',2,speed)
        sleep(0.05)
        crawler.do_action('turn right',2,speed)
        sleep(0.05)
        crawler.do_action('turn left angle',2,speed)
        sleep(0.05)
        crawler.do_action('turn right angle',2,speed)
        sleep(0.05)
        crawler.do_step('stand',speed)
        sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

首先从您安装的 Picrawler 库中导入 picrawler 类, 这个类包含了 PiCrawler 的所有操作和实现它们的函数。

from picrawler import Picrawler

然后示例化 Picrawler 类，创建一个它的对象 crawler.

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])

最后用 crawler.do_action() 函数来使Picrawler移动。

crawler.do_action('forward',2,speed)
crawler.do_action('backward',2,speed)
crawler.do_action('turn left',2,speed)
crawler.do_action('turn right',2,speed)
crawler.do_action('turn left angle',2,speed)
crawler.do_action('turn right angle',2,speed)

一般情况下，PiCrawler 的所有动作都可以通过 do_action() 函数来实现。它有3个参数：

  • motion_name 是具体动作的名字, 包括: forward, turn right, turn left, backward, turn left angle, turn right angle.

  • step 表示每个动作执行的次数，默认为1次。

  • speed 表示动作执行的速度，默认为50，范围为0~100。

此外, crawler.do_step('stand',speed) 在这里也是用于使PiCrawler 站立。 它的用法将在下面的例子中说明。

键盘控制

在这个项目中，我们将学习如何使用键盘远程控制 PiCrawler。您可以控制 PiCrawler 向前、向后、向左和向右移动。

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 keyboard_control.py

代码运行后，请根据终端弹出的提示进行操作。

  • 按下 w，让PiCrawler前进。

  • 按下 a，让PiCrawler左转。

  • 按下 s，让PiCrawler后退。

  • 按下 d，让PiCrawler右转。

  • 按下 esc 退出程序。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
import readchar

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
speed = 90

manual = '''
Press keys on keyboard to control PiCrawler!
    w: Forward
    a: Turn left
    s: Backward
    d: Turn right
    esc: Quit
'''

def show_info():
    print("\033[H\033[J",end='')  # clear terminal windows
    print(manual)


def main():
    show_info()
    while True:
        key = readchar.readkey()
        key = key.lower()
        if key in('wsad'):
            if 'w' == key:
                crawler.do_action('forward',1,speed)
            elif 's' == key:
                crawler.do_action('backward',1,speed)
            elif 'a' == key:
                crawler.do_action('turn left',1,speed)
            elif 'd' == key:
                crawler.do_action('turn right',1,speed)
            sleep(0.05)
            show_info()
        elif key == readchar.key.CTRL_C or key in readchar.key.ESCAPE_SEQUENCES:
            print("\n Quit")
            break

        sleep(0.02)


if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

根据读取的键盘字符，让PiCrawler做我们设置的动作。 lower() 是将读取的按键字符转化成小写字符，这样无论读取了该字母的大小写，都是有效的。

while True:
    key = readchar.readkey()
    key = key.lower()
    if key in('wsad'):
    if 'w' == key:
        crawler.do_action('forward',1,speed)
    elif 's' == key:
        crawler.do_action('backward',1,speed)
    elif 'a' == key:
        crawler.do_action('turn left',1,speed)
    elif 'd' == key:
        crawler.do_action('turn right',1,speed)
    sleep(0.05)
    show_info()
    elif key == readchar.key.CTRL_C or key in readchar.key.ESCAPE_SEQUENCES:
    print("\n Quit")
        break

音效

在本例中，我们使用 PiCrawler（准确地说是 Robot HAT）的音效。它由三部分组成，分别是 Muisc, Sound, Text to Speech.

_images/tts1.png

安装 i2samp

在使用该功能之前，请先激活扬声器，使其启用并可以发出声音。

运行 i2samp.sh ， 此脚本将安装使用 i2s 放大器所需的一切依赖。

cd /home/pi/picrawler/
sudo bash i2samp.sh

过程中会有提示请求确认，全部输入 Y 即可。对 Raspberry Pi 系统进行更改后，需要重新启动计算机才能使这些更改生效。

重新启动后，再次运行脚本 i2samp.sh 以测试放大器。如果扬声器成功播放声音，则配置完成。

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 sound_effect.py

代码运行后，请按照终端打印的提示进行操作。

  • 按下 q 来播放背景音乐

  • 按下 1 来播放音效

  • 按下 2 来以单独的线程播放音效

  • 按下 t 来让PiCrawler说 Hello。

代码

from time import sleep
from robot_hat import Music,TTS
import readchar

music = Music()
tts = TTS()

manual = '''
Input key to call the function!
    q: Play background music
    1: Play sound effect
    2: Play sound effect with threads
    t: Text to speak
'''

def main():
    print(manual)

    flag_bgm = False
    music.music_set_volume(20)
    tts.lang("en-US")


    while True:
        key = readchar.readkey()
        key = key.lower()
        if key == "q":
            flag_bgm = not flag_bgm
            if flag_bgm is True:
                music.background_music('./musics/sports-Ahjay_Stelino.mp3')
            else:
                music.music_stop()

        elif key == "1":
            music.sound_effect_play('./sounds/talk1.wav')
            sleep(0.05)
            music.sound_effect_play('./sounds/talk3.wav')
            sleep(0.05)
            music.sound_effect_play('./sounds/sign.wav')
            sleep(0.5)

        elif key =="2":
            music.sound_effect_threading('./sounds/talk1.wav')
            sleep(0.05)
            music.sound_effect_threading('./sounds/talk3.wav')
            sleep(0.05)
            music.sound_effect_threading('./sounds/sign.wav')
            sleep(0.5)

        elif key == "t":
            words = "Hello"
            tts.say(words)

if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

与背景音乐相关的功能包括:

  • music = Music() : 声明对象。

  • music.music_set_volume(20) : 设置音量，范围为 0~100。

  • music.background_music(./musics/sports-Ahjay_Stelino.mp3) : 播放音乐文件, 参数为文件所在路径，比如 ./musics 路径下的 sports-Ahjay_Stelino.mp3 文件。

  • music.music_stop() : 停止播放背景音乐。

注解

你可以通过 Filezilla 软件 给 musics or sounds 文件夹添加不同的音乐或者音效。

与音效相关的功能包括:

  • music = Music()

  • music.sound_effect_play('./sounds/talk1.wav') : 播放音效文件, 参数为文件所在路径，比如 ./sounds 路径下的 talk1.wav 文件。

  • muisc.sound_effect_threading('./sounds/talk1.wav') : 开辟一个新的线程来播放音效文件，无需挂起主线程。

与文本到语音相关的功能包括:

  • tts = TTS()

  • tts.say(words) : 文字音频。

  • tts.lang("en-US") : 设置语言。

注解

用 lang("") 函数来切换各国语言，参数为下列的字符。

语言

zh-CN

普通话 (中文)

en-US

英语-美

en-GB

英语-英

de-DE

德语

es-ES

西班牙语

fr-FR

法语

it-IT

意大利语

避障

在这个项目中，picrawler 将使用超声波模块来检测前方的障碍物。当 PiCrawler 检测到障碍物时，它会发出信号并寻找另一个方向前进。

_images/avoid11.png

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 avoid.py

代码运行后，PiCrawler 会向前走。如果检测到前方障碍物的距离小于10cm，就会停下并发出警告，然后左转并继续检测。如果左转之后没有障碍物或障碍物距离大于10，则继续向前移动。

代码

from picrawler import Picrawler
from robot_hat import TTS, Music
from robot_hat import Ultrasonic
from robot_hat import Pin
import time
import os

tts = TTS()
music = Music()

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])
sonar = Ultrasonic(Pin("D2") ,Pin("D3"))

alert_distance = 15

speed = 100

def main():
    distance = sonar.read()
    print(distance)
    if distance < 0:
        pass
    elif distance <= alert_distance:
        try:
            music.sound_effect_threading('./sounds/sign.wav')
        except Exception as e:
            print(e)
        crawler.do_action('turn left angle',3,speed)
        time.sleep(0.2)
    else :
        crawler.do_action('forward', 1,speed)
        time.sleep(0.2)


if __name__ == "__main__":
    while True:
        main()

这个怎么运作?

您可以通过导入 Ultrasonic 类来帮助你检测障碍物。

from robot_hat import Ultrasonic

然后初始化超声波引脚。

sonar = Ultrasonic(Pin("D2") ,Pin("D3"))

如下是主程序的逻辑。

  • 读取超声波模块检测到的 distance 值，过滤掉小于0的值（当超声波模块距离障碍物太远或无法正确读取数据时，会出现 distance<0 的情况）。

  • 当 distance 小于等于 alert_distance （之前设置的阈值，数值为10）时，播放音效 sign.wav。并让 PiCrawler 执行 turn left angle 动作。

  • 当 distance 大于 alert_distance 时，让 PiCrawler 执行 forward 动作。

distance = sonar.read()
print(distance)
if distance < 0:
    pass
elif distance <= alert_distance:
    try:
        music.sound_effect_threading('./sounds/sign.wav')
    except Exception as e:
        print(e)
    crawler.do_action('turn left angle',3,speed)
    time.sleep(0.2)
else :
    crawler.do_action('forward', 1,speed)
    time.sleep(0.2)

注解

你可以通过 Filezilla 软件 给 musics or sounds 文件夹添加不同的音乐或者音效。

计算机视觉

本项目将正式进入计算机视觉领域！

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 display.py

查看图像

代码运行后，在浏览器中输入 http://<your IP>:9000/mjpg 来查看视频画面。如: https://192.168.18.113:9000/mjpg

_images/display.png

按照根据终端的信息提示，按下键盘上的按键来查看相应的功能。

  • q: 拍照

  • 1: 颜色检测：红色 : red

  • 2: 颜色检测：橙色色 : orange

  • 3: 颜色检测：黄色 : yellow

  • 4: 颜色检测：绿色 : green

  • 5: 颜色检测：蓝色 : blue

  • 6: 颜色检测：紫色 : purple

  • 0: 关闭颜色检测

  • r：扫描二维码

  • f: 开/关人脸检测

  • s: 显示检测的目标信息

  • 拍照

    在终端中输入 q 并按下回车。 相机当前看到的图片会被保存（如果开启颜色检测功能，保存的图片中也会出现标记框）。你可以从目录 /home/pi/Pictures/PiCrawler/ 看到这些照片。 然后用 Filezilla 软件 之类的工具将照片发送到你的电脑上。

  • 颜色检测

    在 1~6 之间输入一个数字，将会检测 "红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色" 中的一种颜色。 输入 0 以关闭颜色检测。

    _images/DTC2.png

    注解

    你可以下载并打印 PDF 颜色卡片 来用于颜色检测。

  • 人脸检测

    输入 f 来打开人脸检测。

    _images/DTC5.png

  • 二维码检测

    输入 r 来打开二维码检测。在识别二维码之前，不能进行其他操作。二维码的解码信息将打印在终端中。

    _images/DTC4.png

  • 显示信息

    输入 s 会在终端打印人脸检测（和颜色检测）目标的信息。包括被测物体的中心坐标（X，Y）和尺寸（重量，高度）。

代码

from pydoc import text
from vilib import Vilib
from time import sleep, time, strftime, localtime
import threading
import readchar


flag_face = False
flag_color = False
qr_code_flag = False

manual = '''
Input key to call the function!
    q: Take photo
    1: Color detect : red
    2: Color detect : orange
    3: Color detect : yellow
    4: Color detect : green
    5: Color detect : blue
    6: Color detect : purple
    0: Switch off Color detect
    r：Scan the QR code
    f: Switch ON/OFF face detect
    s: Display detected object information
'''

color_list = ['close', 'red', 'orange', 'yellow',
        'green', 'blue', 'purple',
]

def face_detect(flag):
    print("Face Detect:" + str(flag))
    Vilib.face_detect_switch(flag)


def qrcode_detect():
    global qr_code_flag
    if qr_code_flag == True:
        Vilib.qrcode_detect_switch(True)
        print("Waitting for QR code")

    text = None
    while True:
        temp = Vilib.detect_obj_parameter['qr_data']
        if temp != "None" and temp != text:
            text = temp
            print('QR code:%s'%text)
        if qr_code_flag == False:
            break
        sleep(0.5)
    Vilib.qrcode_detect_switch(False)


def take_photo():
    _time = strftime('%Y-%m-%d-%H-%M-%S',localtime(time()))
    name = 'photo_%s'%_time
    path = "/home/pi/Pictures/PiCrawler/"
    Vilib.take_photo(name, path)
    print('photo save as %s%s.jpg'%(path,name))


def object_show():
    global flag_color, flag_face

    if flag_color is True:
        if Vilib.detect_obj_parameter['color_n'] == 0:
            print('Color Detect: None')
        else:
            color_coodinate = (Vilib.detect_obj_parameter['color_x'],Vilib.detect_obj_parameter['color_y'])
            color_size = (Vilib.detect_obj_parameter['color_w'],Vilib.detect_obj_parameter['color_h'])
            print("[Color Detect] ","Coordinate:",color_coodinate,"Size",color_size)

    if flag_face is True:
        if Vilib.detect_obj_parameter['human_n'] == 0:
            print('Face Detect: None')
        else:
            human_coodinate = (Vilib.detect_obj_parameter['human_x'],Vilib.detect_obj_parameter['human_y'])
            human_size = (Vilib.detect_obj_parameter['human_w'],Vilib.detect_obj_parameter['human_h'])
            print("[Face Detect] ","Coordinate:",human_coodinate,"Size",human_size)


def main():
    global flag_face, flag_color, qr_code_flag
    qrcode_thread = None

    Vilib.camera_start(vflip=False,hflip=False)
    Vilib.display(local=True,web=True)
    print(manual)

    while True:
        # readkey
        key = readchar.readkey()
        key = key.lower()
        # take photo
        if key == 'q':
            take_photo()
        # color detect
        elif key != '' and key in ('0123456'):  # '' in ('0123') -> True
            index = int(key)
            if index == 0:
                flag_color = False
                Vilib.color_detect('close')
            else:
                flag_color = True
                Vilib.color_detect(color_list[index]) # color_detect(color:str -> color_name/close)
            print('Color detect : %s'%color_list[index])
        # face detection
        elif key =="f":
            flag_face = not flag_face
            face_detect(flag_face)
        # qrcode detection
        elif key =="r":
            qr_code_flag = not qr_code_flag
            if qr_code_flag == True:
                if qrcode_thread == None or not qrcode_thread.is_alive():
                    qrcode_thread = threading.Thread(target=qrcode_detect)
                    qrcode_thread.setDaemon(True)
                    qrcode_thread.start()
            else:
                if qrcode_thread != None and qrcode_thread.is_alive():
                # wait for thread to end
                    qrcode_thread.join()
                    print('QRcode Detect: close')
        # show detected object information
        elif key == "s":
            object_show()

        sleep(0.5)


if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

这里首先需要注意的是下面的函数。这两个函数可以帮助您启动相机。

Vilib.camera_start()
Vilib.display()

与"物体检测"相关的函数:

  • Vilib.face_detect_switch(True) : 开启/关闭人脸检测

  • Vilib.color_detect(color) : 对于颜色检测，只能同时检测一种颜色。可以输入的参数有: "red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"

  • Vilib.color_detect_switch(False) : 关闭颜色检测

  • Vilib.qrcode_detect_switch(False) : 开启/关闭二维码检测，返回二维码的解码数据

  • Vilib.gesture_detect_switch(False) : 打开/关闭手势检测

  • Vilib.traffic_sign_detect_switch(False) : 开启/关闭交通标志检测

目标检测到的信息将存储在 detect_obj_parameter = Manager().dict() 字典中。

在主程序中，您可以像这样使用它:

Vilib.detect_obj_parameter['color_x']

字典的键及其用途如下表所示:

  • color_x：检测到的色块中心坐标的x值，范围0~320

  • color_y：检测到的色块中心坐标的y值，范围0~240

  • color_w：检测色块的宽度，范围0~320

  • color_h：检测到的色块高度，范围0~240

  • color_n: 检测到的色块数量

  • human_x：检测到的人脸中心坐标的x值，范围0~320

  • human_y：检测人脸中心坐标的y值，范围0~240

  • human_w：检测到的人脸宽度，范围0~320

  • human_h：检测到的人脸高度，范围0~240

  • human_n：检测到的人脸数量

  • traffic_sign_x：检测到的交通标志的中心坐标x值，范围0~320

  • traffic_sign_y：检测到的交通标志的中心坐标y值，范围0~240

  • traffic_sign_w：检测到的交通标志的宽度，范围0~320

  • traffic_sign_h：检测到的交通标志的高度，范围0~240

  • traffic_sign_t: 检测到的交通标志的内容，取值列表为 ['stop','right','left','forward']

  • gesture_x：检测到的手势的中心坐标x值，范围0~320

  • gesture_y：检测到的手势的中心坐标y值，范围0~240

  • gesture_w：检测到的手势宽度，范围0~320

  • gesture_h：检测到的手势高度，范围0~240

  • gesture_t：检测到的手势内容，值列表为 ["paper","scissor","rock"]

  • qr_date: 正在检测的二维码内容

  • qr_x：待检测二维码的中心坐标x值，范围0~320

  • qr_y：待检测二维码的中心坐标y值，范围0~240

  • qr_w：要检测的二维码宽度，范围0~320

  • qr_h：要检测的二维码高度，范围0~320

录制视频

本示例将指导您如何使用录制视频功能。

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 record_video.py

代码运行后，在浏览器中输入 http://<your IP>:9000/mjpg 来查看视频画面。 比如: https://192.168.18.113:9000/mjpg

_images/display.png

然后按下键盘上的按键来录像或停止录像。

  • 按下 q 键开始/暂停/继续录像，按下 e 停止录像并保存文件。

  • 按下esc退出程序。

代码

from time import sleep,strftime,localtime
from vilib import Vilib
import readchar

manual = '''
Press keys on keyboard to control recording:
        Q: record/pause/continue
        E: stop
        ESC: Quit
'''

def print_overwrite(msg,  end='', flush=True):
        print('\r\033[2K', end='',flush=True)
        print(msg, end=end, flush=True)

def main():
        rec_flag = 'stop' # start,pause,stop
        vname = None
        Vilib.rec_video_set["path"] = "/home/pi/Videos/" # set path

        Vilib.camera_start(vflip=False,hflip=False)
        Vilib.display(local=True,web=True)
        sleep(0.8)  # wait for startup

        print(manual)
        while True:
                # read keyboard
                key = readchar.readkey()
                key = key.lower()
                # start,pause
                if key == 'q':
                        key = None
                        if rec_flag == 'stop':
                                rec_flag = 'start'
                                # set name
                                vname = strftime("%Y-%m-%d-%H.%M.%S", localtime())
                                Vilib.rec_video_set["name"] = vname
                                # start record
                                Vilib.rec_video_run()
                                print_overwrite('rec start ...')
                        elif rec_flag == 'start':
                                rec_flag = 'pause'
                                Vilib.rec_video_pause()
                                print_overwrite('pause')
                        elif rec_flag == 'pause':
                                rec_flag = 'start'
                                Vilib.rec_video_start()
                                print_overwrite('continue')
                # stop
                elif key == 'e' and rec_flag != 'stop':
                        key = None
                        rec_flag = 'stop'
                        Vilib.rec_video_stop()
                        print_overwrite("The video saved as %s%s.avi"%(Vilib.rec_video_set["path"],vname),end='\n')
                # quit
                elif key == readchar.key.CTRL_C or key in readchar.key.ESCAPE_SEQUENCES:
                        Vilib.camera_close()
                        print('\nquit')
                        break

                sleep(0.1)

if __name__ == "__main__":
        main()

这个怎么运作?

与录像相关的功能包括:

  • Vilib.rec_video_run(video_name) : 启动线程来录制视频。 video_name 是一个字符串，表示视频文件的名称。

  • Vilib.rec_video_start() : 开始或继续视频录制。

  • Vilib.rec_video_pause() : 暂停录像。

  • Vilib.rec_video_stop() : 停止录像。

Vilib.rec_video_set["path"] = "/home/pi/video/test/" 设置视频文件的存储位置。

斗牛

让 PiCrawler 成为愤怒的公牛！利用它的相机追踪功能来冲撞红布！

_images/bullfight1.png

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 bull_fight.py

查看图像

代码运行后，如果你在PiCrawler前面放一个红色的物体，比如红布，红球，红色卡片之类的，它就会随着这个红色的物体移动。

同时终端会显示如下提示:

No desktop !
* Serving Flask app "vilib.vilib" (lazy loading)
* Environment: production
WARNING: Do not use the development server in a production environment.
Use a production WSGI server instead.
* Debug mode: off
* Running on http://0.0.0.0:9000/ (Press CTRL+C to quit)

代表你可以在浏览器中输入 http://<your IP>:9000/mjpg 来查看视频画面。 比如: https://192.168.18.113:9000/mjpg

_images/display.png

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
from robot_hat import Music
from vilib import Vilib


crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])

music = Music()

def main():
    Vilib.camera_start()
    Vilib.display()
    Vilib.color_detect("red")
    speed = 100

    while True:
        if Vilib.detect_obj_parameter['color_n']!=0:
            coordinate_x = Vilib.detect_obj_parameter['color_x']
            music.sound_effect_threading('./sounds/talk1.wav')

            if coordinate_x < 100:
                crawler.do_action('turn left',1,speed)
                sleep(0.05)
            elif coordinate_x > 220:
                crawler.do_action('turn right',1,speed)
                sleep(0.05)
            else :
                crawler.do_action('forward',2,speed)
                sleep(0.05)
        else :
            crawler.do_step('stand',speed)
            sleep(0.05)


if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

总的来说，这个项目结合了 移动, 计算机视觉 和 音效 的知识点。

其流程如下图所示:

_images/bull_fight-f1.png

寻宝

在你的房间里布置一个迷宫，在六个角落放置六张不同颜色的卡片。然后控制PiCrawler一一搜索这些色卡吧！

注解

您可以下载并打印文件 PDF 颜色卡片 用于颜色检测。

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 treasure_hunt.py

查看图像

代码运行后，在浏览器中进入 http://<your IP>:9000/mjpg 来查看视频画面。 比如: https://192.168.18.113:9000/mjpg

_images/display.png

然后按照终端打印的提示进行操作。

  • 按下 w，让PiCrawler前进。

  • 按下 a，让PiCrawler左转。

  • 按下 s，让PiCrawler后退。

  • 按下 d，让PiCrawler右转。

  • 按下 空格键 来让PiCrawler说一种颜色。

  • 按下 esc 退出游戏。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
from robot_hat import Music,TTS
from vilib import Vilib
import readchar
import random
import threading

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])

music = Music()
tts = TTS()

manual = '''
Press keys on keyboard to control Picrawler!
        w: Forward
        a: Turn left
        s: Backward
        d: Turn right
        space: Say the target again
        esc: Quit
'''

color = "red"
color_list=["red","orange","yellow","green","blue","purple"]
key_dict = {
        'w': 'forward',
        's': 'backward',
        'a': 'turn_left',
        'd': 'turn_right',
}
def renew_color_detect():
        global color
        color = random.choice(color_list)
        Vilib.color_detect(color)
        tts.say("Look for " + color)

key = None
lock = threading.Lock()
def key_scan_thread():
        global key
        while True:
                key_temp = readchar.readkey()
                print('\r',end='')
                with lock:
                        key = key_temp.lower()
                        if key == readchar.key.SPACE:
                                key = 'space'
                        elif key == readchar.key.CTRL_C or key in readchar.key.ESCAPE_SEQUENCES:
                                key = 'quit'
                                break
                sleep(0.01)

def main():
        global key
        action = None
        Vilib.camera_start(vflip=False,hflip=False)
        Vilib.display(local=False,web=True)
        sleep(0.8)
        speed = 100
        print(manual)

        sleep(1)
        _key_t = threading.Thread(target=key_scan_thread)
        _key_t.setDaemon(True)
        _key_t.start()

        tts.say("game start")
        sleep(0.05)
        renew_color_detect()
        while True:

                if Vilib.detect_obj_parameter['color_n']!=0 and Vilib.detect_obj_parameter['color_w']>100:
                        tts.say("will done")
                        sleep(0.05)
                        renew_color_detect()

                with lock:
                        if key != None and key in ('wsad'):
                                action = key_dict[str(key)]
                                key =  None
                        elif key == 'space':
                                tts.say("Look for " + color)
                                key =  None
                        elif key == 'quit':
                                _key_t.join()
                                Vilib.camera_close()
                                print("\n\rQuit")
                                break

                if action != None:
                        crawler.do_action(action,1,speed)
                        action = None

                sleep(0.05)


if __name__ == "__main__":
        main()

怎么运行的?

总的来说，这个项目结合了 键盘控制, 计算机视觉 和 音效。

其流程如下图所示:

_images/treasure_hunt-f1.png

摆姿势

PiCrawler 可以通过写入坐标数组来摆出各种姿势。在这里，它摆出抬起右后脚的姿势。

_images/4cood.A1.png

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 do_step.py

代码运行后，你会看到PiCrawler抬起右脚。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])

## [right front],[left front],[left rear],[right rear]
new_step=[[50, 50, -80], [50, 50, -80],[80, 80, 0], [50, 50, -80]]

def main():

    speed = 100

    while True:

        crawler.do_step('stand',speed)
        print(crawler.step_list.get('stand'))
        sleep(3)
        crawler.do_step(new_step,speed)
        print(new_step)
        sleep(3)

if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

在这段代码中需要注意的是 crawler.do_step()。

与 do_action() 类似, do_step() 也可以操纵 PiCrawler 的行为。 不同的是前者用于执行连贯的动作如 move forward, 而后者用于执行单独的动作如 stand 和 sit。

它有两种用法:

一：参数可以接收字符串, 直接使用 picrawler 库中的 step_list 字典。

crawler.do_step('stand',speed)
# "speed" indicates the speed of the step, the range is 0~100.

二：也可以接收一个4个坐标值的数组。

crawler.do_step([[50, 50, -80], [50, 50, -80],[80, 80, 0], [50, 50, -80]],speed)
# These four coordinates are used to control the four legs of right front, left front, left rear, and left rear respectively.

每只脚都有一个独立的空间直角坐标系。如下所示：:

_images/4cood1.png

您需要单独测量每个脚趾的坐标。如下所示：

_images/1cood1.png

其实 step_list 在第一个方法中调用字符串，其本质也是通过字典来接收包含四个坐标值的数组。

step_list = {
    "stand":[
        [50, 50, -80],
        [50, 50, -80],
        [50, 50, -80],
        [50, 50, -80]
    ],
    "sit":[
        [50, 50, -33],
        [50, 50, -33],
        [50, 50, -33],
        [50, 50, -33]
    ],
}

调整姿势

在这个例子中，我们使用键盘来控制 PiCrawler 的脚来摆出我们想要的姿势。

您可以按空格键打印出当前坐标值。当您为 PiCrawler 创建独特的动作时，这些坐标值会派上用场。

_images/1cood.A1.png

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 do_single_leg.py

代码运行后，请根据终端弹出的提示进行操作。

  • 按下1234来分别选择脚， 1：右前脚， 2：左前脚， 3：左后脚， 4：右后脚

  • 按下 w， a， s， d， r，和 f 来慢慢控制PiCrawler的坐标值。

  • 按下 空格键 来打印所有的坐标值。

  • 按下 esc 来退出。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
import readchar

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
speed = 80


manual = '''
-------- PiCrawler Controller ---------
    .......          .......
    <=|   2   |┌-┌┐┌┐-┐|   1   |=>
    ``````` ├      ┤ ```````
    ....... ├      ┤ .......
    <=|   3   |└------┘|   4   |=>
    ```````          ```````
    1: Select right front leg
    2: Select left front leg
    3: Select left rear leg
    4: Select right rear leg

    W: Y++          R: Z++
    A: X--          F: Z--
    S: Y--
    D: X++          Esc: Quit
'''
legs_list = ['right front', 'left front', 'left rear', 'right rear']

def main():
    leg = 0
    speed = 80
    step = 2
    print(manual)
    crawler.do_step('stand',speed)
    sleep(0.2)
    coordinate=crawler.current_step_all_leg_value()

    def show_info():
        print("\033[H\033[J",end='')  # clear terminal windows
        print(manual)
        print('%s : %s'%(leg+1, legs_list[leg]))
        print('coordinate: %s'%(coordinate))

    show_info()

    while True:
        # readkey
        key = readchar.readkey()
        key = key.lower()
        # select the leg
        if key in ('1234'):
            leg = int(key) - 1
            show_info()
        # move
        elif key in ('wsadrf'):
            if 'w' == key:
                coordinate[leg][1]=coordinate[leg][1] + step
            elif 's' == key:
                coordinate[leg][1]=coordinate[leg][1] - step
            elif 'a' == key:
                coordinate[leg][0]=coordinate[leg][0] - step
            elif 'd' == key:
                coordinate[leg][0]=coordinate[leg][0] + step
            elif 'r' == key:
                coordinate[leg][2]=coordinate[leg][2] + step
            elif 'f' == key:
                coordinate[leg][2]=coordinate[leg][2] - step

            crawler.do_single_leg(leg,coordinate[leg],speed)
            sleep(0.1)
            # coordinate=crawler.current_step_all_leg_value()
            show_info()
        # quit
        elif key == readchar.key.CTRL_C or key in readchar.key.ESCAPE_SEQUENCES:
            print("\n Quit")
            break

        sleep(0.05)


if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

在这个项目中需要注意的是以下三个函数：

do_single_leg(leg,coordinate,speed)

do_single_leg(leg,coordinate,speed): 单独修改某条腿的坐标值。

记录新的动作

我们用键盘控制PiCrawler依次摆出几个动作，并记录下这些动作。然后让PiCrawler重复这些动作。

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 record_new_step_by_keyboard.py

代码运行后，请根据终端弹出的提示进行操作。

  • 按下1234来分别选择脚， 1：右前脚， 2：左前脚， 3：左后脚， 4：右后脚

  • 按下 w， a， s， d， r，和 f 来慢慢控制PiCrawler的坐标值。

  • 按下 空格键 来打印所有的坐标值并且保存这一动作。

  • 按下 p 来让PiCrawler来复现记录的动作。

  • 按下 esc 来退出。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
import sys
import tty
import termios
import copy

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])
speed = 80

def readchar():
    fd = sys.stdin.fileno()
    old_settings = termios.tcgetattr(fd)
    try:
        tty.setraw(sys.stdin.fileno())
        ch = sys.stdin.read(1)
    finally:
        termios.tcsetattr(fd, termios.TCSADRAIN, old_settings)
    return ch


manual = '''
Press keys on keyboard to control PiSloth!
    w: Y++
    a: X--
    s: Y--
    d: X++
    r: Z++
    f: Z--
    1: Select right front leg
    2: Select left front leg
    3: Select left rear leg
    4: Select right rear leg
    space: Print all leg coodinate & Save this step
    p: Play all saved step
    esc: Quit
'''


new_step=[]

def save_new_step():
    new_step.append(copy.deepcopy(crawler.current_step_all_leg_value()))
    print(new_step)

def play_all_new_step():
    for step in new_step:
        crawler.do_step(step,speed)
        sleep(0.6)

def main():

    speed = 80
    print(manual)
    crawler.do_step('sit',speed)
    leg = 0
    coodinate=crawler.current_step_leg_value(leg)
    while True:
        key = readchar()
        key = key.lower()
        # print(key)
        if 'w' == key:
            coodinate[1]=coodinate[1]+2
        elif 's' == key:
            coodinate[1]=coodinate[1]-2
        elif 'a' == key:
            coodinate[0]=coodinate[0]-2
        elif 'd' == key:
            coodinate[0]=coodinate[0]+2
        elif 'r' == key:
            coodinate[2]=coodinate[2]+2
        elif 'f' == key:
            coodinate[2]=coodinate[2]-2
        elif '1' == key:
            leg=0
            coodinate=crawler.current_step_leg_value(leg)
        elif '2' == key:
            leg=1
            coodinate=crawler.current_step_leg_value(leg)
        elif '3' == key:
            leg=2
            coodinate=crawler.current_step_leg_value(leg)
        elif '4' == key:
            leg=3
            coodinate=crawler.current_step_leg_value(leg)
        elif chr(32) == key:
            print("[[right front],[left front],[left rear],[right rear]]")
            print("saved new step")
            print(crawler.current_step_all_leg_value())
            save_new_step()
        elif 'p' == key:
            play_all_new_step()
        elif chr(27) == key:# 27 for ESC
            break

        sleep(0.05)
        crawler.do_single_leg(leg,coodinate,speed)
    print("\n q Quit")


if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

这个项目参考自 调整姿势。 我们增加了记录和回放功能。

记录功能由以下代码实现。

new_step=[]

def save_new_step():
    new_step.append(copy.deepcopy(crawler.current_step_all_leg_value()))
    print(new_step)

注解

这里的赋值需要用到 Deep Copy 函数, 否则赋值的时候 new_step 将不会被分配新的数组对象。

回放功能由以下代码实现。

def play_all_new_step():
    for step in new_step:
        crawler.do_step(step,speed)
        sleep(0.6)

组合动作

我们已经知道如何让 PiCrawler 摆出一个特定的姿势，下一步就是将这些姿势组合起来形成一个连续的动作。

这个项目中，我们让 PiCrawler 的四只脚上下摆动，随着音乐跳跃。

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 twist.py

代码运行后，PiCrawler 的四只脚上下摆动，随着音乐跳跃。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep
from robot_hat import Music

music = Music()
crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])


def twist(speed):
     ## [right front],[left front],[left rear],[left rear]
    new_step=[[50, 50, -80], [50, 50, -80],[50, 50, -80], [50, 50, -80]]
    for i in range(4):
        for inc in range(30,60,5):
            rise = [50,50,(-80+inc*0.5)]
            drop = [50,50,(-80-inc)]

            new_step[i]=rise
            new_step[(i+2)%4] = drop
            new_step[(i+1)%4] = rise
            new_step[(i-1)%4] = drop
            crawler.do_step(new_step,speed)

def main():

    music.background_music('./musics/sports-Ahjay_Stelino.mp3')
    music.music_set_volume(20)

    while True:
        twist(speed=100)


if __name__ == "__main__":
    main()

这个怎么运作?

在这段代码中，需要注意下面这个部分:

def twist(speed):
    ## [right front],[left front],[left rear],[right rear]
    new_step=[[50, 50, -80], [50, 50, -80],[50, 50, -80], [50, 50, -80]]
    for i in range(4):
        for inc in range(30,60,5):
            rise = [50,50,(-80+inc*0.5)]
            drop = [50,50,(-80-inc)]

            new_step[i]=rise
            new_step[(i+2)%4] = drop
            new_step[(i+1)%4] = rise
            new_step[(i-1)%4] = drop
            crawler.do_step(new_step,speed)

简单的说，就是使用两层for循环，让 new_step 数组产生连续有规律的变化，同时用 crawler.do_step() 函数执行姿势，形成连续动作。

你可以从 调整姿势 课程中直观的获得每个动作对应的坐标值数组。

除此以外，该示例还可以播放背景音乐。实现方法如下。

通过导入以下库来播放音乐。

from robot_hat import Music

声明一个 Music 对象。

music = Music()

播放 picrawler/examples/musics 目录中的背景音乐，音量设置为20。 您也可以通过 Filezilla 软件 软件将音乐添加到 musics 文件夹中。

music.background_music('./musics/sports-Ahjay_Stelino.mp3')
music.music_set_volume(20)

注解

您可以通过 Filezilla 软件 软件向 musics 或 sounds 文件夹添加不同的音效或音乐。

情感机器人

这个例子展示了 PiCrawler 的几个有趣的自定义动作。

_images/emotional.png

运行代码

cd /home/pi/picrawler/examples
sudo python3 emotional_robot.py

代码运行后，你会看到PiCrawler做一些有趣的动作，比如游泳，俯卧撑，摆手和摇摆。

代码

from picrawler import Picrawler
from time import sleep

crawler = Picrawler([10,11,12,4,5,6,1,2,3,7,8,9])
#crawler.set_offset([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])

def handwork(speed):

    basic_step = []
    basic_step = crawler.step_list.get("sit")
    left_hand  = crawler.mix_step(basic_step,0,[0,50,80])
    right_hand  = crawler.mix_step(basic_step,1,[0,50,80])
    two_hand = crawler.mix_step(left_hand,1,[0,50,80])

    crawler.do_step('sit',speed)
    sleep(0.6)
    crawler.do_step(left_hand,speed)
    sleep(0.6)
    crawler.do_step(two_hand,speed)
    sleep(0.6)
    crawler.do_step(right_hand,speed)
    sleep(0.6)
    crawler.do_step('sit',speed)
    sleep(0.6)

def twist(speed):

    new_step=[[50, 50, -80], [50, 50, -80],[50, 50, -80], [50, 50, -80]]
    for i in range(4):
        for inc in range(30,60,5):
            rise = [50,50,(-80+inc*0.5)]
            drop = [50,50,(-80-inc)]

            new_step[i]=rise
            new_step[(i+2)%4] = drop
            new_step[(i+1)%4] = rise
            new_step[(i-1)%4] = drop
            crawler.do_step(new_step,speed)

##"[[right front], [left front], [left rear], [left rear]]")

def pushup(speed):
    up=[[80, 0, -100], [80, 0, -100],[0, 120, -60], [0, 120, -60]]
    down=[[80, 0, -30], [80, 0, -30],[0, 120, -60], [0, 120, -60]]
    crawler.do_step(up,speed)
    sleep(0.6)
    crawler.do_step(down,speed)
    sleep(0.6)

def swimming(speed):
    for i in range(100):
        crawler.do_step([[100-i,i,0],[100-i,i,0],[0,120,-60+i/5],[0,100,-40-i/5]],speed)

# main
def main():
    speed = 100

    swimming(speed)
    pushup(speed)
    handwork(speed)
    twist(speed)

    sleep(0.05)

if __name__ == "__main__":
    main()

玩转 EzBlock

EzBlock 是SunFounder所使用的一个软件开发平台，用于帮助初学者和新手在树莓派平台上开始学习编程。 Ezbock有两种编程语言环境：一种是图形用户界面环境，一种是命令行Python环境。

EzBlock几乎可用于所有类型的设备，包括Mac、PC和Android。

在使用EzBlock之前，请先按照以下教程来完成EzBlock下载，安装和使用。

EzBlock 快速指南

这里是使用EzBlock的一些使用指南。在组装的时候，你只需要完成 安装EzBlock镜像 和 舵机调零。

组装完成后再去 下载EzBlock Studio, 完成 快速配置 后，就可以根据教程内容对你的机器人进行编程了。

建议按顺序阅读课程内容。

安装EzBlock镜像

在组装机器人之前，按照下面的步骤给树莓派的Micro SD卡烧录EzBlock系统。

  1. 树莓派开发了一个图形 SD 卡写入工具，适用于 Mac OS、Ubuntu 18.04 和 Windows，对于大多数用户来说是最简单的选择，因为它会下载映像并将其自动安装到 SD 卡。访问下载页面：https://www.raspberrypi.org/software/。 单击与您的操作系统匹配的 Raspberry Pi Imager 链接，下载完成后，单击它以启动安装程序。

    _images/image11.png

  2. 当您启动安装程序时，您的操作系统可能会尝试阻止您运行它。 例如，在 Windows 上，我收到以下消息： 如果出现此消息，请点击 更多信息 ，然后点击 仍然运行 ，然后按照说明安装 Raspberry Pi Imager。

    _images/image12.png

  3. 将 SD 卡用读卡器插入计算机或笔记本电脑的 SD 卡插槽。

  4. 下载 EzBlock 镜像

  5. 在 Raspberry Pi Imager 中选择刚下载的 EzBlock 镜像。

    _images/otherOS.png

  6. 按下 Ctrl+Shift+X 或者点击 设置 按钮来打开 Advanced options 页面来设置 hostname 和启动 SSH。你可以选择 “always use this image customization options”（始终使用该定制选项）。

    注解

    hostname 是让你在使用 网页版 EzBlock, 可以用它来连接到你的产品，你也可以不设置。

    _images/configure.png

  7. 下拉到底完成 WiFi配置，然后点击 SAVE。

    注解

    wifi country 选择 CN

    _images/image16.png

  8. 选择您正在使用的SD卡。

    _images/image14.png

  9. 单击 WRITE 按钮。

    _images/image17.png

  10. 如果您的 SD 卡上当前有任何文件，您可能希望先备份这些文件以防止永久丢失它们。 如果没有要备份的文件，请单击 YES。

    _images/image18.png

  11. 等待一段时间后，会出现如下窗口，代表写入完成。现在你就可以将读卡器从电脑中拔出，并取出SD卡插入到树莓派上。

    _images/image19.png

舵机调零

  1. 为确保舵机已正确设置为 0°，首先将摇臂轻轻插入舵机轴，然后将摇臂轻轻旋转到不同的角度。

    _images/servo_arm.png

  2. 按照组装折页上的提示，插入电池盒线，将电源开关拨向ON的位置。等待1-2分钟，会有声音提示树莓派启动成功。

    _images/power_on.png

  3. 接下来，将舵机线插入 P11 端口，如下所示：

    _images/pin11_connect.png

  4. 此时你会看到舵机臂转动到特定的位置（0°）。 如果伺服臂没有返回到 0°，请按 RST 按钮重新启动Robot HAT。

  5. 现在你就可以按照组装折页上的指示继续安装。

注解

  • 在用舵机螺丝固定该舵机前，不要拔出该舵机线，可在固定完之后拔出。

  • 不要在上电情况下随意转动舵机以免损坏；如果舵机轴插入的角度不对，需把舵机拔出再重新插入。

  • 在组装每个舵机之前，都需要将舵机电缆插入 P11 并打开电源以将它的角度设置为 0°。

  • 若后面用EzBlock APP给机器人下载程序后，此调零功能将失效。

下载EzBlock Studio

扫描下方二维码，下载 EzBlock Studio APP。

_images/Ezblock_Studio_v3.0.1_App.png

注解

  • 对于安卓手机，会提示用浏览器打开。下载成功后，根据提示允许浏览器安装该应用

  • 对于iPhone手机，会打开APP Store来安装该应用。

  • 对于笔记本和电脑可以使用 网页版 EzBlock。

快速配置

在你第一次用EzBlock对你的机器人进行编程时，会有一个快速配置的过程。

  1. 打开 EzBlock Studio，会弹出一个空设备列表的窗口。 您需要在打开产品电源的同时打开移动设备的蓝牙，才会出现产品编号。

    _images/imgIMG_0388.png

  2. 点击右上角的 完成，稍等片刻，会提示 连接成功。此时您需要点击 确定 来快速配置您的产品。

    _images/imgIMG_0395.png

  3. 输入您的 Wi-Fi 帐户和密码。

    注解

    如果您已经提前配置了Wi-Fi，那么 快速配置 这一步就不会出现，直接进入下一步 设置名称。

    _images/imgIMG_0396.png

  4. 选择与您匹配的产品。

    _images/imgIMG_0398.png

  5. 为您的产品输入名称。

    _images/imgIMG_0399.png

  6. 如果您的产品需要校准，会有提示告诉您可以通过点击 立即校准 进入校准页面。 如果不需要，则弹出窗口消失并返回主页。

    _images/imgIMG_0401.png

  7. 每个产品的校准页面都不一样，但是都有提示需要校准的部分。 您可以点击相应的部分，然后参考 校准帮助 进行校准。 校准完成后，点击 确认。

    _images/imgIMG_0403.png

打开或新建项目

配置完成之后，你就可以开始给你的机器人编写程序，我们已经将所有示例都已上传到 示例 页面，你可以直接运行或打开相应的项目。 或者根据课程中的提示，新建项目后，通过简单的拖拽来完成相应项目的编程。

打开项目

  1. 在首页，点击 示例，进入示例页面。 如果您只需要简单地测试这些示例，您只需点击 运行 即可让您的产品工作。如果要查看和修改里面的代码，那么就需要点击 编辑 进入编程页面。

    _images/examples23.png

  2. 进入编程页面之后，将代码修改之后，点击 下载/运行 按钮，就能看到你的机器人做出相应的效果。可点击 运行/暂停 按钮来停止运行。

    _images/sp211203_100817.png

新建项目

  1. 点击 新建项目 按钮。

    _images/create1.png

  2. 填写项目名称。

    _images/create2.png

  3. 根据每个项目的提示，编写程序。

    _images/create3.png

  4. 点击 下载/运行 按钮，就能看到你的机器人做出相应的效果。可点击 运行/暂停 按钮来停止运行。

    _images/sp211203_100817.png

EzBlock 项目

在这里，我们向您展示在 EzBlock Studio 上玩 PiCrawler 的项目。如果你是新手，可以参考各个项目里面的代码图片进行编程，可以根据提示来学习积木块的使用。

如果你不想一个一个的写这些项目，我们已经把它们上传到 EzBlock Studio 的示例页面，你可以直接运行它们，也可以在运行它们之前稍作编辑。

如何校准PiCrawler

每个产品的校准页面都不一样，但是都有提示需要校准的部分。 对于PiCrawler，它的校准比较复杂。校准步骤如下：

  1. 拿出组装折页，将它翻到最后一页，平整的放桌上。然后将PiCrawler如下图放置，需要将它的底部与校准图上的轮廓线对齐。

    _images/cali3.jpg

  2. 回到EzBlock，选中左侧的一只脚，然后点击X，Y和Z的3组按键，让脚尖慢慢对准校准点。

    • 校准按键起的是微调作用，你需要多次点击这些按键才能看到脚位变化。

    • 建议先点击Z轴的上键来将脚抬起来，再去调整X和Y。

    _images/cali4.png

  3. 用同样的方法校准左侧另外一只脚。

    _images/cali2.jpg

  4. 校准完左侧两只脚后，将校准纸换到右边，按照上述的方法来校准右侧两只脚。

    _images/cali1.jpg

移动

这是 PiCrawler’s 的第一个项目， 让它移动起来。

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/move.png

点击屏幕右下方的上传和运行按钮，PiCrawler 将依次执行“前进”和“后退”动作。

这个怎么运作?

首先需要了解EzBlock的程序框架。如下图所示:

_images/sp210927_162828.png

所有 EzBlock 项目都包含这两个积木块。 开始 积木块在程序开始的时候运行，且只会运行一次, 它通常用于变量的初始化; 循环 在 开始 积木块之后运行, 并且将会循环执行, 通常用于实现主要的功能。 删除这些积木块, 只需要将它们拖拽到左侧的 基本 类别框中。

然后来了解下面的积木块。

_images/sp210927_165133.png

执行... 积木块可以让 PiCrawler 执行基本的动作。 您可以修改第一个凹槽中的选项。例如，选择“左转”、“后退”等。第二个凹槽可以设置动作的执行次数，只能写入大于0的整数。第三个凹槽可以设置动作的速度，只能写0~100之间的整数。

_images/sp210927_170717.png

执行单步... 积木块和 执行... 积木块类似, 但它不是动作而是静态姿势。 比如 "站立", "坐下"。

这两个块都可以从左侧的 PiCrawler 类别中拖出来。

远程控制

在这个项目中，我们将学习如何远程控制 PiCrawler。您可以控制 PiCrawler 向前、向后、向左和向右移动。

_images/remote_control.png

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/remote.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到下面这个小部件。您可以通过按下方向键让 PiCrawler 动起来。

_images/remote_B.png

这个如何运作?

在远程控制界面上拖出小部件后，在编程界面的块类别栏中会出现一个名为 远程遥控 的类别。

因为我们添加了小部件方向盘A, 所以这里出现了 方向盘A获取...值 的积木块。

_images/sp210927_180739.png

方向盘可以看作是一个四合一的按钮。您可以在块的第二个凹槽中选择读取哪个方向的按钮。

按下按钮时，值为“1”；没有按下按钮时，值为“0”。

_images/sp210927_182447.png

我们用到了 如果...执行... 的积木块 (您可以在左侧的 逻辑 类别中找到他) 当按下方向盘的向上按钮时让 PiCrawler 向前移动一次。

_images/sp210927_182828.png

你可以点击块左上角的齿轮图标修改 如果...执行... 积木块的形状，实现多个判断分支。

_images/sp210927_183237.png

如果...执行... 通常和 = 一起使用, 可以通过下拉菜单将 = 条件修改为 > 或 <，具体根据实际代码修改。

音效

在本例中，我们使用 PiCrawler（准确地说是 Robot HAT）的音效。它由三部分组成，分别是背景音乐，音效和语音。

_images/tts.png

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/soundeff.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到以下小部件。您可以按不同的按钮使 PiCrawler 发出不同的声音。

_images/soundeff_B.png

这个如何运作?

与背景音乐相关的功能块包括：

_images/sp210928_101816.png

与音效相关的功能块包括：

_images/sp210928_101727.png

与文本转语音相关的功能块包括：

_images/sp210928_101609.png

避障

在这个项目中，picrawler 将使用超声波模块来检测前方的障碍物。当 PiCrawler 检测到障碍物时，它会发出信号并寻找另一个方向前进。

_images/avoid1.png

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/avoid.png

程序运行后，picrawler 将使用超声波模块来检测前方的障碍物。当 PiCrawler 检测到障碍物时，它会发出信号并寻找另一个方向前进。

这个如何运作?

您可以在 模块 类别中找到以下块来实现距离检测：

_images/sp210928_103046.png

需要注意的是，此积木块的两个引脚要对应实际接线，即trig-D2，echo-D3。

主程序逻辑如下：

  • 读取超声波模块检测到的 distance 值，会过滤掉小于0的值（当超声波模块距离障碍物太远或无法正确读取数据时，会出现 distance<0 的情况）。

  • 当 distance 小于 alert_distance （之前设置的阈值，数值为10）时，播放音效 sign.wav 并让 PiCrawler 执行左转的动作。

  • 当 distance 大于 alert_distance 时，让 PiCrawler 执行前进的动作。

计算机视觉

本项目将正式进入计算机视觉领域！

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/sp210928_165255.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到以下小部件。您可以切换开关A来开启/关闭人脸检测；点击方向盘A选择检测颜色；点击按钮A打印检测结果。

_images/sp210928_165642.png

这个如何运作?

_images/sp210928_170920.png

这个积木块用于启用相机模块。

_images/sp210928_171021.png

这两个块用于启用人脸检测/颜色检测功能。

_images/sp210928_171125.png

这两个块用于输出信息。检测结果会输出5个值，分别是坐标x值、坐标y值、宽度、高度和数量。

斗牛

让 PiCrawler 成为愤怒的公牛！用它的相机追踪功能来冲撞红布！

_images/bullfight.png

注解

您可以下载并打印文件 PDF 颜色卡纸 来用于颜色检测。

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/sp210928_175806.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到以下屏幕，它会将检测到的红色框选出来。若你移动红色卡纸，PiCrawler也会随着移动。

_images/sp21aa.png

这个如何运作?

总的来说，这个项目结合了 移动, 计算机视觉 和 音效 的知识点。

其流程图如下所示：

_images/bull_fight-f.png

寻宝

在你的房间里布置一个迷宫，在六个角落放置六张不同颜色的卡片。然后控制PiCrawler一一搜索这些卡纸吧！

注解

您可以下载并打印文件 PDF 颜色卡纸 来用于颜色检测。

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/sp210928_181036.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到以下小部件。你可以点击方向盘A来让PiCrawler移动，它会将设定的卡片颜色框选出来。 你可以按下按键来生成新的颜色指令。

_images/sp210928_181134.png

这个如何运作?

总的来说，这个项目结合了 远程控制, 计算机视觉 和 音效 的知识点。

其流程图如下所示:

_images/treasure_hunt-f.png

摆姿势

PiCrawler 可以通过写入坐标数组来呈现特定的姿势。在本项目让它摆出抬起的右后脚姿势。

_images/4cood.A.png

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/dostep.png

程序运行后，PiCrawler 可以呈现特定的姿势。

这个如何运作?

这段代码中，需要注意 执行单步 积木块。

它有两个用法:

一: 直接用下拉选项选择 站立 或者 坐下。

二: 接收一个自定义的变量，这个变量是一个数组，包含四个空间坐标。

PiCrawler每只脚都有一个独立的坐标系。如下所示：

_images/4cood.png

您需要单独测量每个脚趾的坐标。如下所示：

_images/1cood.png

调整姿势

在本项目中，我们使用远程控制界面的小部件来调整 PiCrawler 的腿来摆出我们想要的姿势。

您可以打印出 PiCrawler 当前动作的坐标值。当您自定义创建独特的动作时，这些坐标值会派上用场。

_images/1cood.A.png

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/do_single_leg.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到以下小部件。

_images/do_single_leg_B-1.png

  • 按钮A,B,C和D是用来选择不同的腿。

  • 用E,F和方向盘用来调整每条腿的X,Y和Z坐标。

  • 将PiCrawler调整到自己想要的姿势后，按下按钮G来打印所有腿的坐标值。

这个如何运作?

在这个项目中需要注意以下三个积木块：

_images/sp210928_115847.png

单独修改某条腿的坐标值。

_images/sp210928_115908.png

返回相应退的坐标值。

_images/sp210928_115958.png

您可能希望使用函数来简化程序，尤其是当您多次执行相同的操作时。把这些操作放到一个新声明的函数中，可以大大简化你的代码。

_images/sp210928_135733.png

记录姿势

我们使用遥控功能控制 PiCrawler 依次摆出几个新的姿势，并记录下这些姿势。然后让 PiCrawler 重复这些姿势。

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/record.png _images/record2.png

程序运行后，切换到远程控制界面，您将看到以下小部件。

_images/sp210928_164343-1.png

  • 按钮A,B,C和D是用来选择不同的腿。

  • 用E,F和方向盘用来调整每条腿的X,Y和Z坐标。

  • 按键H来记录新动作，按键I来重复记录的动作。

  • 将PiCrawler调整到自己想要的姿势后，按下按钮G来打印所有腿的坐标值。

这个如何运作?

这个项目可以参考之前的 调整姿势。 我们在这里新增了记录和回放的功能。

记录功能由以下代码实现。

_images/sp210928_164449.png

回放功能由以下代码实现。

_images/sp210928_164500.png

组合动作

我们已经知道如何让 PiCrawler 摆出一个特定的姿势，下一步就是将这些姿势组合起来形成一个连续的动作。

这个项目中，我们让 PiCrawler 的四只脚上下摆动，随着音乐跳跃。

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/twist.png _images/twist2.png

程序运行后，PiCrawler 的四只脚上下摆动，随着音乐跳跃。

这个如何运作?

我们用两层循环使坐标数组 new_step 产生连续有规律的变化，同时用 执行单步... 来执行 new_step 里的姿势从而形成连续的动作。

您可以从 调整姿势 课程中直观的获取每个姿势对应的坐标值数组。

坐标值数组如下图所示：

_images/sp210928_154257.png

它本质上是一个二维数组，可以被列表类中的积木块处理。它的结构是 [[right front],[left front],[left rear],[right rear]] ，在这个例子中对应于右前方，左前方，左后方和右后方。

情感机器人

这个例子展示了 PiCrawler 的几个有趣的自定义动作。

可以把这个项目当成 组合动作 项目的补充。

程序

注解

你可以直接打开我们提供的示例或者是按照下图来编写程序，详细教程请参考 打开或新建项目。

_images/sp210928_173753.png _images/sp210928_1737532.png

程序运行后，PiCrawler将随着音乐做不同的动作。

附录

apt 和pip更换国内源

树莓派系统默认的apt源和pip源都是国外的服务器，使用国内网络访问可能会发生超时（ReadTimeoutErro），或被拒绝访问的情况，如果是这样我们可以将apt和pip更改为国内的源，步骤如下所示：

1.apt更换国内源

1）访问链接：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/raspbian/ 以了解配置文件修改详情。

2）不同的树莓派系统版本修改不同，先选择对应的版本，比如我的是Debian 10 （buster），如果你的树莓派系统是bullseye则选择对应版本，若没有符合的版本则请重新安装buster及以下版本的系统。

_images/apt_ch.png

注解

一般不删除原内容，可以将其用 # 注释掉。

3）我们这里以raspbian buster版本为例，用 nano命令打开 /etc/apt/sources.list 文件。

sudo nano /etc/apt/sources.list

4）然后用 # 将原本的内容注释掉，在最后面附上下面的代码。

# deb http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ buster main contrib non-free rpi
# Uncomment line below then 'apt-get update' to enable 'apt-get source'
#deb-src http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ buster main contrib non-free rpi

deb [arch=armhf] http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib rpi
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib rpi

5）按下 Ctrl+O 保存，按下 Ctrl+X 和 Y 退出。

6）用 nano 命令打开 etc/apt/sources.list.d/raspi.list 文件。

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

7）然后用#将原本的内容注释掉，在最后面附上deb...代码。

# deb http://archive.raspberrypi.org/debian/ buster main
# Uncomment line below then 'apt-get update' to enable 'apt-get source'
#deb-src http://archive.raspberrypi.org/debian/ buster main

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ buster main ui

8）按下 Ctrl+O 保存，按下 Ctrl+X 和 Y 退出。

9）用以下命令更新软件列表：

sudo apt update

2.(Pypi) pip更换国内源

可以参考链接 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/pypi/ 了解详情。

有两种方法修改配置文件。

方法一：使用pip指令设置

pip3 config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

方法二：手动编辑文件

Linux/Mac os 环境中，配置文件位置在 ~/.pip/pip.conf（如果不存在则手动创建该目录和文件）。

sudo mkdir -p ~/.pip
sudo nano ~/.pip/pip.conf

然后按如下编辑文件内容

[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
[install]
trusted-host = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

最后apt和pip都已经更换了国内下载源，这样下载速度就会提高很快不会导致下载失败了。

Filezilla 软件

_images/filezilla_icon.png

文件传输协议 (FTP) 是一种标准通信协议，用于在计算机网络上将计算机文件从服务器传输到客户端。

Filezilla 是一款开源软件，不仅支持 FTP，还支持 FTP over TLS (FTPS) 和 SFTP。 我们可以使用 Filezilla 将本地文件（如图片和音频等）上传到树莓派，或者从树莓派下载文件到本地。

第1步:下载 Filezilla。

在 Filezilla 官方网站 下载客户端, Filezilla 有一个很好的教程，请参考: Filezilla文档 。

第2步: 连接树莓派

快速安装后打开它，现在 连接到 FTP 服务器。

它有 3 种连接方式，这里我们使用 快速连接 栏。 输入 主机名/IP 、 用户名 、 密码 和 端口（22） ，然后点击 快速连接 或按 回车 连接到服务器。

_images/filezilla_connect.png

注解

快速连接是测试您的登录信息的好方法。 如果要创建永久条目，可以在快速连接成功后选择 File-> Copy Current Connection to Site Manager （文件->将当前连接复制到站点管理器），输入名称并单击 确定。 下次您将能够通过在 File -> Site Manager (文件-> 站点管理器。)中选择先前保存的站点进行连接。

_images/ftp_site.png

第3步: 上传/下载文件。

您可以通过拖放将本地文件上传到树莓派，也可以将树莓派文件中的文件下载到本地。

_images/upload_ftp.png

I2C 配置

启用你的树莓派的I2C端口。如果你已经启用了它，请跳过这一步；如果你不知道你是否已经做了，请继续。

sudo raspi-config

3 Interfacing options

_images/image282.png

P5 I2C

_images/image283.png

<Yes>, 然后 <Ok> -> <Finish>.

_images/image284.png

远程桌面

有两种方法可以远程控制树莓派的桌面。

VNC 和 XRDP ，你可以使用它们中的任何一种。

VNC

你可以通过VNC使用远程桌面的功能。

启用VNC服务

系统中已经安装了VNC服务。默认情况下，VNC被禁用。 默认情况下，VNC是禁用的。你需要在配置中启用它。

第1步

输入以下命令。

sudo raspi-config
_images/image287.png

第2步

选择 3 Interfacing Option，按你键盘上的向下箭头键。 键盘上的向下箭头键，然后按 Enter 键。

_images/image282.png

第3步

P3 VNC

_images/image288.png

第4步

选择 Yes -> OK -> Finish 来退出配置。

_images/image289.png

登录VNC

第1步

你需要在个人电脑上下载并安装 VNC Viewer。安装完成后，打开它。

第2步

然后选择 "New connection".

_images/image290.png

第3步

输入树莓派的IP地址和任意 名称。

_images/image291.png

第4步

双击刚刚创建的 连接。

_images/image292.png

第5步

输入用户名（pi）和密码（默认为 raspberry）。

_images/image293.png

第6步

现在你可以看到树莓派的桌面了。

_images/image294.png

VNC部分就到此为止了。

XRDP

另一种远程桌面的方法是XRDP，它使用RDP（微软远程桌面协议）提供图形化登录到远程机器。 远程桌面协议）。

安装XRDP

第1步

通过使用SSH登录到树莓派。

第2步

输入以下说明来安装XRDP。

sudo apt-get update
sudo apt-get install xrdp

第3步

后来，安装开始了。

按 （"Y"），然后按 （"Enter"）来确认。

_images/image295.png

第4步

安装完成后，你应该使用Windows远程桌面应用程序登录到你的树莓派。 使用Windows远程桌面应用程序。

登录到XRDP

第1步

如果你是一个Windows用户，你可以使用Windows自带的远程桌面功能。 自带的远程桌面功能。如果你是Mac用户，你可以从APP Store下载并使用 微软远程桌面，两者之间没有太大区别。 两者之间没有什么区别。接下来的例子是Windows远程桌面。

第2步

在运行（WIN+R）中键入 "mstsc"，打开远程桌面 连接，并输入树莓派的IP地址，然后点击 Connect"。

_images/image296.png

第3步

然后弹出xrdp登录页面。请键入您的用户名和 密码。之后，请点击 "OK"。在你第一次登录的时候。 你的用户名是 "pi"，密码是 "raspberry"。

_images/image297.png

第4步

在这里，你通过使用远程桌面成功登录到RPi。

_images/image20.png

关于电池

适用参数

  • 3.7V

  • 18650

  • 可充电的

  • 锂离子电池

  • 尖头电池

  • 无保护板

注解

  • Robot HAT无法给电池充电，需要购买电池充电器。

  • 当Robot HAT上的两个电量指示灯熄灭时，表示电量过低，需要给电池充电。

尖头 vs 平头？

请选择尖头电池，以确保电池与电池座之间的连接良好。

尖头

平头
_images/battery.png _images/18650.PNG

没有保护板？

建议使用没有保护板的18650电池。 否则可能会因为保护板的过流保护而导致机器人断电停止运行。

电池容量？

为了让机器人长时间工作，尽量使用大容量电池。 建议购买容量为3000mAh及以上的电池。

疑难解答

当使用VNC时，我被提示桌面暂时无法显示？

在终端，输入 sudo raspi-config 来改变分辨率。

安装EzBlock操作系统后，舵机不能转到0°？

  • 检查伺服电缆是否正确连接，Robot HAT的电源是否打开。

  • 按下复位按钮。

  • 如果您已经在EzBlock Studio中运行了程序，那么P11的自定义程序就不再可用。您可以参考下图，在EzBlock Studio中手动编写程序，将伺服角度设置为0。

_images/faq_servo.png

如何在EzBlock重新校准机器人

在首页，点击左上角的产品连接图标。

_images/faq_cali1.png

进入到产品页面之后，点击 设置 按钮。

_images/faq_cali2.png

进入设置页面后，点击 校准 按钮就能进入到校准页面，然后按照提示来校准。

_images/faq_cali3.png

EzBlock无法连接蓝牙？

  • 先检查是否有给你的SD卡烧录 安装EzBlock镜像。

  • 打开产品的电源开关后，等蓝牙指示灯变得更亮并且出现"zi~"声后，代表树莓派成功启动，此时再去连接。

  • 检查您的移动设备的蓝牙是否打开。

  • 检查EzBlock是否被允许访问设备的位置。

  • 有些移动设备还需要打开位置服务。

  • 检查电池电量。如果两个电源指示灯都关闭，或者只有一个指示灯在闪烁；电源电量低，请给电池充电。

  • 如果以上方法都试过了，请尝试按下RST按钮，或重新启动产品和APP。

APP搜索到蓝牙，但无法连接

  • 先检查是否有给你的SD卡烧录 安装EzBlock镜像。

  • 打开产品的电源开关后，等蓝牙指示灯变得更亮并且出现"zi~"声后，代表树莓派成功启动，此时再去连接。

  • 检查ROBOT HAT上的BLE或USR灯是否一直亮着（这意味着产品被其他设备连接），如果是，请断开其他设备的连接或重新启动产品。

  • 如果以上方法都试过了，请尝试按下RST按钮，或者重新启动产品和APP。

配置WIFI后APP无法连接

  • 检查国家、账号和密码是否正确。

  • 检查该WIFI的网络状态。

  • 检查电源电量。如果两个电源指示灯都熄灭或只有一个电源指示灯闪烁，则说明电源电量不足，请给电池充电。

  • 检查配置的WiFi和移动设备连接的WiFi是否相同。

为什么伺服机有时会无缘无故地返回到中间位置？

当舵机被结构物或其他物体挡住，无法到达预定位置时，舵机会进入断电保护模式，以防止舵机被过大的电流烧坏。

断电一段时间后，如果没有给伺服机提供PWM信号，伺服机将自动恢复到原来的位置。

版权声明

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