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/*
每个轮相连的步进电机按下图与步进电机扩展版连接
车头
X:0--------------2:Z
| |
| |
| |
Y:1--------------3:A
车尾
各电机与扩展版的每个插槽的连接顺序为:
从上至下: 蓝, 红, 绿, 黑
*/
#include <ServoTimer2.h>
#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <MultiLCD.h>
//Sensor
int debug_sensor = A3; //程序触发传感器
ServoTimer2 m_Servo[5];
#define MOVE_DBG //底盘行走测试,前进, 后退, 左转, 右转, 左平移, 右平移
LCD_SSD1306 lcd; //OLED
//Servo
char angle_return[100];
const int frequency = 25;
const int speedd = 25;
const int actionTimes = 2000;
int servo_port[5] = {22, 24, 26, 28, 29}; //定义机械臂各舵机引脚,基座至机械爪
float servo_angle[5] = {73, 112, 31, 113, 90}; //定义机械臂各舵机初始角度
const int servo_num = sizeof(servo_port) / sizeof(servo_port[0]); //定义舵机数量
//Path
static String data = ""; //存储二维码顺序
int order[2]; //存储抓取及放置的顺序
//====================================+变量定义枚举类型+=======================================
enum Direction{MOVE_FORWARD= 1, MOVE_BACK, MOVE_LEFT, MOVE_RIGHT, TURN_RIGHT, TURN_LEFT};
enum Cmd{QR=1, COLOR};
struct XY_POS{
double x;
double y;
double theta;
}pos;
//====================================-变量定义-=======================================
void setup() { //初始化
Serial.begin(9600);
pinMode(debug_sensor, INPUT);
LcdInit();
lcd.begin();
lcd.clear();
ServoInit();
delay(1000);
initMotors();
XYStop();
}
/*
moveTo(-0.5, 0, true, MOVE_LEFT); //右平移
moveTo(0.5, 0, false, MOVE_RIGHT); //左平移
moveTo(0, 0.5, false, MOVE_FORWARD); //前进
moveTo(0, -0.5, false, MOVE_BACK); //后退
*/
void loop()
{
#ifdef MOVE_DBG
moveTo(0, 1.0, false, MOVE_FORWARD); //前进
delay(1000);
QRDetect(); //此时得到二维码顺序
delay(1000);
moveTo(-0.7, 0, false, MOVE_LEFT); //右平移
Colour() ; //颜色检测
// 根据抓取顺序进行物料抓取 1:left ;2:right
Putt();
delay(1000);
moveTo(0, -0.5, false, MOVE_BACK); //后退
#endif
// if(!digitalRead(debug_sensor))
// SendCmd(QR);
while(1);
}
void serialEvent(){
while(Serial.available())
Serial.read();
}
//colour显示函数
void LcdDisplay(String data){
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 2);
lcd.print(data);
}
/*
舵机初始化函数
*/
void ServoInit(){
for(int i=0;i<servo_num;i++){
m_Servo[i].attach(servo_port[i]);
ServoGo(i, servo_angle[i]);
}
}
// OLED初始化函数
void LcdInit(){
lcd.begin();
lcd.clear();
}
//====================================+OLED显示函数+=====================================
//函数名: LcdDisplay();
//mode:QR 显示二维码识别结果
void LcdDisplayer(String datas){
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 3);
lcd.printLong(datas.toInt(), FONT_SIZE_LARGE);
}
/*
舵机角度最大值及最小值检测函数
小于最小值, 返回最小值
大于最大值, 返回最大值
*/
float ValueCompare(float value){
if(value <= 0)
return 0;
else if(value >= 180)
return 180;
else
return value;
}
/*
舵机角度转换为PWM函数
参数为: 舵机角度
返回值: PWM
*/
float Angle2Pwm(float angle){
return map(ValueCompare(angle), 0, 180, 500, 2500);
}
void ServoGo(int which, float angle){
m_Servo[which].write(Angle2Pwm(angle));
}
void ServoMove(float * pCurrent, float * pTarget){
float diff[servo_num];
for(int i=0;i<servo_num;i++)
diff[i] = (*(pTarget+i) - *(pCurrent+i)) == 0 ? 0 : (*(pTarget+i) - *(pCurrent+i)) / frequency;
for(int i=0;i<frequency;i++){
for(int j=0;j<servo_num;j++){
*(pCurrent+j) += diff[j];
ServoGo(j, *(pCurrent+j));
}
delay(speedd);
}
}
void ServoSet(int count, ...){
float targetAngle[count];
va_list ap;
va_start(ap, count);
for(int i=0;i<count;i++)
targetAngle[i] = va_arg(ap, int);
va_end(ap);
ServoMove(servo_angle, targetAngle);
delay(1000);
}
void Colour()
{
// 颜色检测
ServoSet(servo_num, 73,61,71,85,83); //机械臂移动至第一个物料处
ServoSet(servo_num, 73,61,54,82,83); //机械臂移动至第一个物料处
ServoSet(servo_num, 55,61,54,82,83); //机械臂移动至第一个物料处
SendCmd(COLOR); //检测放置台左侧物料颜色
ServoSet(servo_num,107,61,54,82,83); //机械臂移动至第二个物料处
SendCmd(COLOR); //检测放置台右侧物料颜色
ServoSet(servo_num,73, 112, 31, 113, 90); //机械臂复位
delay(1000);
String serialData = SendCmd(COLOR); //获取颜色检测结果
LcdDisplayer(serialData); //颜色检测结果
// delay(1000);
// LcdDisplayer(serialData); //颜色检测结果
OrderSet(serialData); //排序结果
delay(1000);
}
//机械臂放置
void Putt(){
//根据抓取顺序进行物料抓取 0:left ;1:right
// for(int i=0;i<2;i++)
//{
switch(order[0])
{
case 0:
//get 0 left
ServoSet(servo_num, 73,74,42,82,90); //抓取1
ServoSet(servo_num, 43,74,42,82,90); //抓取2
ServoSet(servo_num, 48,67,40,82,100); //抓取3
ServoSet(servo_num, 48,67,39,30,100); //抓取4
ServoSet(servo_num, 48,67,5,40,100); //抓取5
ServoSet(servo_num, 48,55,20,40,100); //抓取6
ServoSet(servo_num, 48,40,42,48,100); //抓取7
ServoSet(servo_num,48,40,42,48,72); //抓紧1
ServoSet(servo_num, 48,64,61,80,72); //抓紧1中间
ServoSet(servo_num,125,64,61,80,72); //抓紧2中间
moveTo(-0.5, 0, false, MOVE_LEFT); //右平移
ServoSet(servo_num, 125,64,61,80,100); //松开1
moveTo(0.5, 0, false, MOVE_LEFT); // left平移
break;
case 1:
//get 1 right
ServoSet(servo_num, 73,74,42,82,90); //抓取1
ServoSet(servo_num, 100,74,42,82,90); //抓取2
ServoSet(servo_num, 100,67,40,82,100); //抓取3
ServoSet(servo_num, 100,67,39,30,100); //抓取4
ServoSet(servo_num, 100,67,5,40,100); //抓取5
ServoSet(servo_num, 100,55,20,40,100); //抓取6
ServoSet(servo_num, 100,40,42,48,100); //抓取7
ServoSet(servo_num,100,40,42,48,72); //抓紧1
ServoSet(servo_num,100,64,61,80,72); //抓紧1中间
ServoSet(servo_num,125,64,61,80,72); //抓紧2中间
moveTo(-0.5, 0, false, MOVE_LEFT); //右平移
delay(2000);
ServoSet(servo_num, 125,64,61,80,100); //松开1
delay(2000);
moveTo(0.5, 0, false, MOVE_LEFT); //left平移
break;
}
ServoSet(servo_num, 73,61,71,85,83); //2.机械臂复位
}
//==================================-二维码检测-======================================
/******************************串口读取及数据处理部分********************************/
/*
* 串口读取函数
* 返回值类型:字符串
*/
String SerialRead(){
String incomingStr = "";
while(true){
while(Serial.available()){
incomingStr = Serial.readStringUntil('\n');
}
if(incomingStr != "")
break;
}
return incomingStr;
}
/*
//串口发送二维码识别及颜色检测命令
//mode:检测模式
//mode=QR:检测二维码
//mode=COLOR:检测颜色
*/
String SendCmd(int mode){
switch(mode){
case QR: Serial.print("qr\n"); break;
case COLOR: Serial.print("get\n"); break;
}
String cmd = SerialRead();
if(cmd != "error"){
// LcdDisplay(cmd);
return cmd;
}
else{
//此处可以通过控制机械臂来调整摄像头,使其能够检测到目标
SendCmd(mode);
}
}
//=======================================+抓取及放置函数+=================================
void OrderSet(String str){
int n = str.toInt();
order[0] = n/10;
order[1] = n%10;
}
//==================================+二维码检测+=====================================
/*
二维码识别函数
机械臂控制摄像头对准二维码
然后发送检测命令至上位机
等待接收上位机返回的数据(抓取顺序, 即 '12'的随机组合)
将数据在OLED上显示
*/
void QRDetect(){
ServoSet(servo_num, 73, 30, 64, 2, 82); //1.移动摄像头至二维码屏幕
data = SendCmd(QR); //获取上位机二维码识别结果mode=QR:检测二维码
LcdDisplayer(data);
// LcdDisplay("hello" );
delay(1000);
ServoSet(servo_num, 73, 112, 31, 113, 90); //2.机械臂复位
delay(1000);
}