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前期准备
摄像头bug解决
手搓机械臂
视觉模块的封装 第一问#xff1a; 需要将一颗黑棋#xff0c;放入棋盘中的五号位置。 理想思路#xff1a;依据摄像头#xff0c;依据机械臂及其传感器。建立机械臂的逆运动学方程。然后完…#1024程序员节征文# 往期回顾
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摄像头bug解决
手搓机械臂
视觉模块的封装 第一问 需要将一颗黑棋放入棋盘中的五号位置。 理想思路依据摄像头依据机械臂及其传感器。建立机械臂的逆运动学方程。然后完成精准定位考虑到手搓机械臂的不稳定性。以及摄像头的精度。 所以本团队不使用上述思路。 实施思路将一个黑色棋子的位置与5号棋子的位置进行绑定。也就是说确定三个舵机的角度即可。
下面附上我们团队的代码
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import cv2
import numpy as np
import copyclass ArmControl:def __init__(self):GPIO.setwarnings(False)# 初始化舵机引脚self.servos {base: 16,shoulder: 20,elbow: 21}# 设定每个九宫格位置对应的舵机角度self.position_angles {0: (55, 100, 80), # 初始位置1: (91, 107, 40), # 位置 1: 基座 97°肩部 14°肘部 0°2: (86, 106, 38), # 位置 2: 基座 90°肩部 14°肘部 0°3: (81, 106, 36), # 位置 3: 基座 82°肩部 14°肘部 0°4: (90, 102, 68), # 位置 4: 基座 97°肩部 5°肘部 3°5: (86, 102, 68), # 位置 5: 基座 90°肩部 0°肘部 78°6: (78, 102, 68), # 位置 6: 基座 82°肩部 5°肘部 3°7: (89, 101, 88), # 位置 7: 基座 99°肩部 0°肘部 45°8: (84, 102, 88), # 位置 8: 基座 90°肩部 0°肘部 45°9: (78, 101, 88), # 位置 9: 基座 80°肩部 0°肘部 46°A1: (99, 108, 49), # 取棋子位置 1: 基座 97°肩部 14°肘部 0°B1: (101, 104, 71), # 取棋子位置 1: 基座 97°肩部 14°肘部 0°C1: (100, 104, 87), # 取棋子位置 1: 基座 97°肩部 14°肘部 0°D1: (103, 103, 100), # 取棋子位置 1: 基座 97°肩部 14°肘部 0°A2: (74, 107, 47), # 取棋子位置 2: 基座 97°肩部 14°肘部 0°B2: (70, 104, 73), # 取棋子位置 2: 基座 97°肩部 14°肘部 0°C2: (68, 104, 90), # 取棋子位置 2: 基座 97°肩部 14°肘部 0°D2: (63, 103, 104), # 取棋子位置 2: 基座 97°肩部 14°肘部 0°}# 设置GPIO模式GPIO.setmode(GPIO.BCM)# 设置舵机引脚self.pwm {}self.last_time 0 # 上一次设置时间self.debounce_time 0.5 # 防抖时间秒for servo in self.servos.values():GPIO.setup(servo, GPIO.OUT)self.pwm[servo] GPIO.PWM(servo, 50) # 50Hzself.pwm[servo].start(0)def set_servo_angle(self, pwm, target_angle, speed):将舵机平滑旋转到指定角度并实现防抖逻辑current_time time.time() # 获取当前时间# 防抖逻辑if current_time - self.last_time self.debounce_time:return # 如果距离上次设置时间小于防抖时间则不执行# 计算占空比duty self.angle_to_duty_cycle(target_angle)# 确保占空比在合理范围内if duty 0:duty 0elif duty 12: # 假设最大是180度duty 12pwm.ChangeDutyCycle(duty)time.sleep(speed) # 按速度控制时间延迟pwm.ChangeDutyCycle(0) # 停止PWM信号self.last_time current_time # 更新最后设置时间def move_servo(self, servo_name, angle):指定舵机移动到指定角度self.set_servo_angle(self.pwm[self.servos[servo_name]], angle, 0.5) # 设置速度为0.5秒def move_to_position(self, position):移动机械臂到指定棋盘位置1-9if position in self.position_angles:angles self.position_angles[position] # 获取角度元组self.move_servo(base, angles[0])time.sleep(0.5)# 移动基座self.move_servo(elbow, angles[2])time.sleep(0.5)self.move_servo(shoulder, angles[1]) # 移动肩部# 移动肘部else:print(无效的位置编号)def remove_to_position(self, position):移动机械臂到指定棋盘位置1-9if position in self.position_angles:angles self.position_angles[position] # 获取角度元组self.move_servo(shoulder, angles[1])# 移动基座time.sleep(0.5)self.move_servo(elbow, angles[2])time.sleep(1)self.move_servo(base, angles[0])else:print(无效的位置编号)def angle_to_duty_cycle(self, angle):将角度转换为PWM占空比0到100之间return (angle / 18) 2 # 示例转换具体根据舵机类型调整def cleanup(self):清理GPIO设置for pwm in self.pwm.values():pwm.stop()GPIO.cleanup()class RelayController: # 电磁铁控制def __init__(self, relay_pin,led_pin, debounce_time0.5):初始化继电器控制类:param relay_pin: 继电器连接的 GPIO 引脚:param debounce_time: 控制继电器的状态保持时间秒self.relay_pin relay_pinself.led_pinled_pinself.debounce_time debounce_time# 设置 GPIO 模式为 BCMGPIO.setmode(GPIO.BCM)# 设置引脚为输出模式GPIO.setup(self.relay_pin, GPIO.OUT)GPIO.setup(self.led_pin, GPIO.OUT)def turn_on(self):开启继电器print(继电器开启)GPIO.output(self.relay_pin, GPIO.HIGH) # 继电器开启def turn_off(self):关闭继电器print(继电器关闭)GPIO.output(self.relay_pin, GPIO.LOW) # 继电器关闭# 点亮LED灯1秒GPIO.output(self.led_pin, GPIO.HIGH) # 点亮LEDtime.sleep(1) # 等待1秒GPIO.output(self.led_pin, GPIO.LOW) # 关闭LEDdef run(self):控制继电器的状态try:while True:self.turn_on()time.sleep(self.debounce_time) # 保持状态self.turn_off()time.sleep(self.debounce_time) # 保持状态except KeyboardInterrupt:print(程序终止清理 GPIO 设置)finally:self.cleanup()def cleanup(self):清理 GPIO 设置GPIO.cleanup()def main1():# 初始化舵机控制arm_control ArmControl()relay_controller RelayController(relay_pin17,led_pin12) # 假设继电器连接在 GPIO 17 引脚try:# 初始位置0print(移动到初始位置)arm_control.move_to_position(A1)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(B1)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(C1)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(D1)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(A2)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(B2)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(C2)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)time.sleep(2)arm_control.move_to_position(D2)time.sleep(10) # 延时2秒确保机械臂到达初始位置arm_control.remove_to_position(0)except KeyboardInterrupt:print(操作中断)finally:# 清理GPIO设置arm_control.cleanup()relay_controller.cleanup()if __name__ __main__:main1()
