Learning Lab Environnements Connectés - Contributions de l’utilisateur [fr]

Robots suiveurs 3

2020-05-13T11:50:59Z

Clément Luton : /* Résultat final */

Robot suiveur 2019/2020
 
Le but du projet est de faire suivre une personne par une file indienne de robots.
 

== Présentation du projet ==

Dans la continuité du travail ayant été réalisé les années précédentes sur les sujets Robots Suiveurs 1 et 2, notre objectif initial était, dans cette 3ème itération du projet, de poursuivre leur développement tout en améliorant les fonctionnalités disponibles. Cependant, suite à l'apparition du covid-19 et au confinement s'en suivant, le matériel devint indisponible. Pour répondre à cette contrainte, il a fallu se tourner vers les simulateurs pour robotique. 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne en détectant la source de chaleur qu'elle émet. Le cahier des charges de base était l'utilisation d'une caméra thermique et de faire communiquer le robot principale avec les autres robots pour les faire suivre le robot principal. 
Il a donc fallu dans un premier temps déterminer quel simulateur était le plus adapté à notre utilisation, puis adapter notre cahier des charges en fonction des technologies disponibles sur le simulateur.
L'objectif est donc de respecter le cahier des charges suivant :

* Le projet, en plus d'un robot principal suivant un être vivant, doit intégrer des robots suiveurs de robots, capables de communiquer entre eux et avec le robot principal.
* Certains capteurs de distances doivent être utilisés pour éviter une collision avec un obstacle quelconque.
* Le robot principal doit intégrer une caméra thermique pour suivre sa cible. Puisque ce composant n'existe pas sur notre simulateur, on le simulera avec une caméra classique, suivant un objet rouge représentant un corps chaud.

L'objectif n'étant pas de construire un robot de zéro, nous somme reparti d'une base existante intégrant les éléments essentiels au projet. En fin de projet, le but sera de coller le plus possible à une situation réelle, que nous aurions pu obtenir en utilisant le matériel fourni.

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Poulain |Matthieu Poulain]], [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago de Almeida Ribeiro]], [[Utilisateur:‎SamuelT |Samuel Tauleigne]], [[Utilisateur:‎ Mickael | Mickaël Faure]], [[Utilisateur:‎Léane |Léane Geoffroy]], [[Utilisateur:‎Louis.sage |Louis Sage]], [[Utilisateur:‎Raphaele.milan |Raphaele Milan]], [[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]]

==Objectifs de départ (en situation de confinement)==

*Choisir le bon simulateur

*Simuler une personne

*Choisir la bonne technologie de suivi pour le robot maître

*Choisir la bonne technologie de suivi pour les robots esclaves

==Éléments du projet==
*[[Robots suiveurs 3 - Choix du simulateur | Choix du simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Capteurs | Description des capteurs]] 

==Étapes suivies==

Pour une explication plus détaillée du déroulement du projet, référez-vous à la partie [[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]]. 

*Réalisation d’un robot pilotable manuellement avec les touches du clavier
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des capteurs de distance
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur une caméra pour simuler une caméra thermique
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des protocoles de communication

==Résultat final==

Au final, nous avons quatre robots:
 
*Un robot simulant un humain. Il est contrôlable via le clavier et est entièrement rouge pour simuler la source de chaleur. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]]

*Un robot qu’on appelle robot maître. Il se dirige grâce à une caméra qui détecte la couleur rouge et communique avec un des robots esclaves pour diriger ce dernier. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]].

*Un robot mixte qui est à la fois maître et esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot maître et communique en même temps avec le dernier robot. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]].

*Un robot esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot mixte. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].
 
Chacun des robots est équipé de capteurs de distance qui leurs permettent d’éviter des obstacles, de contrôler la vitesse à l’approche d’obstacle et d'empêcher les collisions entre robots.

Les robots se suivent en file indienne et leur ordre dépend de leur controller: robot humain, robot maître, robot mixte puis robot esclave.
Si l'on souhaite rajouter des robots dans la file, ceux-ci devront être équipés d'un controller basé sur celui du robot mixte, pour être en capacité à la fois de faire de l’Émission et de la Réception. Il suffit alors de faire un copier-coller de ce controlleur et de modifier dans les defines la valeur des canaux de communication utilisés.

[[Fichier:VidéoPrésentation.gif|500px|center|Vidéo de présentation finale du projet]]
[[Fichier:Projet_Robot_suiveur3.rar|Fichier contenant la version finale de la simulation]]

Fichier:Projet Robot suiveur3.rar

2020-05-13T11:49:53Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3

2020-05-13T06:47:52Z

Clément Luton : /* Résultat final */

Robots suiveurs 3

2020-05-13T06:41:21Z

Clément Luton : /* Résultat final */

Robot suiveur 2019/2020
 
Le but du projet est de faire suivre une personne par une file indienne de robots.
 

== Présentation du projet ==

Dans la continuité du travail ayant été réalisé les années précédentes sur les sujets Robots Suiveurs 1 et 2, notre objectif initial était, dans cette 3ème itération du projet, de poursuivre leur développement tout en améliorant les fonctionnalités disponibles. Cependant, suite à l'apparition du covid-19 et au confinement s'en suivant, le matériel devint indisponible. Pour répondre à cette contrainte, il a fallu se tourner vers les simulateurs pour robotique. 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne en détectant la source de chaleur qu'elle émet. Le cahier des charges de base était l'utilisation d'une caméra thermique et de faire communiquer le robot principale avec les autres robots pour les faire suivre le robot principal. 
Il a donc fallu dans un premier temps déterminer quel simulateur était le plus adapté à notre utilisation, puis adapter notre cahier des charges en fonction des technologies disponibles sur le simulateur.
L'objectif est donc de respecter le cahier des charges suivant :

* Le projet, en plus d'un robot principal suivant un être vivant, doit intégrer des robots suiveurs de robots, capables de communiquer entre eux et avec le robot principal.
* Certains capteurs de distances doivent être utilisés pour éviter une collision avec un obstacle quelconque.
* Le robot principal doit intégrer une caméra thermique pour suivre sa cible. Puisque ce composant n'existe pas sur notre simulateur, on le simulera avec une caméra classique, suivant un objet rouge représentant un corps chaud.

L'objectif n'étant pas de construire un robot de zéro, nous somme reparti d'une base existante intégrant les éléments essentiels au projet. En fin de projet, le but sera de coller le plus possible à une situation réelle, que nous aurions pu obtenir en utilisant le matériel fourni.

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Poulain |Matthieu Poulain]], [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago de Almeida Ribeiro]], [[Utilisateur:‎SamuelT |Samuel Tauleigne]], [[Utilisateur:‎ Mickael | Mickaël Faure]], [[Utilisateur:‎Léane |Léane Geoffroy]], [[Utilisateur:‎Louis.sage |Louis Sage]], [[Utilisateur:‎Raphaele.milan |Raphaele Milan]], [[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]]

==Objectifs de départ (en situation de confinement)==

*Choisir le bon simulateur

*Simuler une personne

*Choisir la bonne technologie de suivi pour le robot maître

*Choisir la bonne technologie de suivi pour les robots esclaves

==Éléments du projet==
*[[Robots suiveurs 3 - Choix du simulateur | Choix du simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Capteurs | Description des capteurs]] 

==Étapes suivies==

Pour une explication plus détaillée du déroulement du projet, référez-vous à la partie [[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]]. 

*Réalisation d’un robot pilotable manuellement avec les touches du clavier
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des capteurs de distance
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur une caméra pour simuler une caméra thermique
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des protocoles de communication

==Résultat final==

Au final, nous avons quatre robots:
 
*Un robot simulant un humain. Il est contrôlable via le clavier et est entièrement rouge pour simuler la source de chaleur. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]]

*Un robot qu’on appelle robot maître. Il se dirige grâce à une caméra qui détecte la couleur rouge et communique avec un des robots esclaves pour diriger ce dernier. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]].

*Un robot mixte qui est à la fois maître et esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot maître et communique en même temps avec le dernier robot. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]].

*Un robot esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot mixte. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].
 
Chacun des robots est équipé de capteurs de distance qui leurs permettent d’éviter des obstacles, de contrôler la vitesse à l’approche d’obstacle et d'empêcher les collisions entre robots.

Les robots se suivent en file indienne et leur ordre dépend de leur controller: robot humain, robot maître, robot mixte puis robot esclave.

[[Fichier:VidéoPrésentation.gif|500px|center|Vidéo de présentation finale du projet]]

Robots suiveurs 3

2020-05-13T06:39:16Z

Clément Luton : /* Résultat final */

Robot suiveur 2019/2020
 
Le but du projet est de faire suivre une personne par une file indienne de robots.
 

== Présentation du projet ==

Dans la continuité du travail ayant été réalisé les années précédentes sur les sujets Robots Suiveurs 1 et 2, notre objectif initial était, dans cette 3ème itération du projet, de poursuivre leur développement tout en améliorant les fonctionnalités disponibles. Cependant, suite à l'apparition du covid-19 et au confinement s'en suivant, le matériel devint indisponible. Pour répondre à cette contrainte, il a fallu se tourner vers les simulateurs pour robotique. 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne en détectant la source de chaleur qu'elle émet. Le cahier des charges de base était l'utilisation d'une caméra thermique et de faire communiquer le robot principale avec les autres robots pour les faire suivre le robot principal. 
Il a donc fallu dans un premier temps déterminer quel simulateur était le plus adapté à notre utilisation, puis adapter notre cahier des charges en fonction des technologies disponibles sur le simulateur.
L'objectif est donc de respecter le cahier des charges suivant :

* Le projet, en plus d'un robot principal suivant un être vivant, doit intégrer des robots suiveurs de robots, capables de communiquer entre eux et avec le robot principal.
* Certains capteurs de distances doivent être utilisés pour éviter une collision avec un obstacle quelconque.
* Le robot principal doit intégrer une caméra thermique pour suivre sa cible. Puisque ce composant n'existe pas sur notre simulateur, on le simulera avec une caméra classique, suivant un objet rouge représentant un corps chaud.

L'objectif n'étant pas de construire un robot de zéro, nous somme reparti d'une base existante intégrant les éléments essentiels au projet. En fin de projet, le but sera de coller le plus possible à une situation réelle, que nous aurions pu obtenir en utilisant le matériel fourni.

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Poulain |Matthieu Poulain]], [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago de Almeida Ribeiro]], [[Utilisateur:‎SamuelT |Samuel Tauleigne]], [[Utilisateur:‎ Mickael | Mickaël Faure]], [[Utilisateur:‎Léane |Léane Geoffroy]], [[Utilisateur:‎Louis.sage |Louis Sage]], [[Utilisateur:‎Raphaele.milan |Raphaele Milan]], [[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]]

==Objectifs de départ (en situation de confinement)==

*Choisir le bon simulateur

*Simuler une personne

*Choisir la bonne technologie de suivi pour le robot maître

*Choisir la bonne technologie de suivi pour les robots esclaves

==Éléments du projet==
*[[Robots suiveurs 3 - Choix du simulateur | Choix du simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Capteurs | Description des capteurs]] 

==Étapes suivies==

Pour une explication plus détaillée du déroulement du projet, référez-vous à la partie [[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]]. 

*Réalisation d’un robot pilotable manuellement avec les touches du clavier
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des capteurs de distance
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur une caméra pour simuler une caméra thermique
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des protocoles de communication

==Résultat final==

Au final, nous avons quatre robots:
 
*Un robot simulant un humain. Il est contrôlable via le clavier et est entièrement rouge pour simuler la source de chaleur. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]]

*Un robot qu’on appelle robot maître. Il se dirige grâce à une caméra qui détecte la couleur rouge et communique avec un des robots esclaves pour diriger ce dernier. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]].

*Un robot mixte qui est à la fois maître et esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot maître et communique en même temps avec le dernier robot. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]].

*Un robot esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot mixte. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].
 
Chacun des robots est équipé de capteurs de distance qui leurs permettent d’éviter des obstacles, de contrôler la vitesse à l’approche d’obstacle et d'empêcher les collisions entre robots.

Les robots se suivent à la fil indienne et leur ordre dépend de leur controller: robot humain, robot maître, robot mixte puis robot esclave.

[[Fichier:VidéoPrésentation.gif|500px|center|Vidéo de présentation finale du projet]]

Fichier:VidéoPrésentation.gif

2020-05-13T06:33:16Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver

2020-05-12T14:29:33Z

Clément Luton : Page créée avec « <nowiki> #include <webots/Robot.hpp> #include <webots/Emitter.hpp> #include <webots/Receiver.hpp> #include <webots/Motor.hpp> #include <stdio.h> #include <string.h> #inc... »

<nowiki>

#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Emitter.hpp>
#include <webots/Receiver.hpp>
#include <webots/Motor.hpp>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>

#define COMMUNICATION_CHANNEL 2
#define MAX_SPEED 6.28

// toutes les classes webots sont définies dans le namespace "webots"
using namespace webots;

int main(int argc, char **argv) {

// crée l'instance Robot
Robot *robot = new Robot();

// récupère le pas de temps du monde actuel
int timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

// crée les instances des périphériques et les associe
Receiver *receiver = robot->getReceiver("receiver");
Motor *left_motor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *right_motor = robot->getMotor("right wheel motor");
DistanceSensor *ps[8];
char psNames[8][4] = {
"ps0", "ps1", "ps2", "ps3",
"ps4", "ps5", "ps6", "ps7"
};

// active les capteurs de distance
for (int i = 0; i < 8; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(timeStep);
}

int message_printed = 0; // utilisé pour éviter d'imprimer en continu l'état de communication

// initialisation du moteur
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
left_motor->setPosition(INFINITY);
right_motor->setPosition(INFINITY);

// si mauvais canal
const int channel = receiver->getChannel();
if (channel != COMMUNICATION_CHANNEL)
{
receiver->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL);
}

receiver->enable(timeStep); // active le récepteur

// boucle principale
while (robot->step(timeStep) != -1)
{

// lit les sorties des capteurs de distance
double psValues[8];
for (int i = 0; i < 8 ; i++)
psValues[i] = ps[i]->getValue();

// détecte les obstacles
bool right_obstacle =
psValues[0] > 100.0 ||
psValues[1] > 100.0 ||
psValues[2] > 100.0;
bool left_obstacle =
psValues[5] > 100.0 ||
psValues[6] > 100.0 ||
psValues[7] > 100.0;

if (receiver->getQueueLength() > 0) // y a-t-il au moins un paquet dans la file d'attente du récepteur ?
{
// lit les données des récepteurs
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if (message_printed != 1)
{
printf("Follower 2 communcating with follower 1\n");
message_printed = 1;
}

if(signal>80) // arrete le robot s'il est trop proche du maître
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else if (signal>50) // réduit la vitesse du robot progressivement lorsqu'il s'approche du maître
{
double produitEnCroix = ((80-signal)/(double)30);
double vitesse = produitEnCroix * 0.5 * MAX_SPEED;
left_motor->setVelocity(vitesse);
right_motor->setVelocity(vitesse);
}
else{

if (left_obstacle) {
// tourne à droite
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else if (right_obstacle) {
// tourne à gauche
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
}

// comportement suiveur
else if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
}
}

// récupère le prochain paquet
receiver->nextPacket();

}

else
{
if (message_printed != 2)
{
printf("Follower 2 NOT communcating with follower 1\n");
message_printed = 2;
}
}
};

// code de nettoyage
delete robot;
return 0;
}

</nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver

2020-05-12T14:26:24Z

<nowiki>

#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Emitter.hpp>
#include <webots/Receiver.hpp>
#include <webots/Motor.hpp>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>

#define COMMUNICATION_CHANNEL_EMITTER 2
#define COMMUNICATION_CHANNEL_RECEIVER 1
#define MAX_SPEED 6.28

// toutes les classes webots sont définies dans le namespace "webots"
using namespace webots;

int main(int argc, char **argv) {

// crée l'instance Robot
Robot *robot = new Robot();

// récupère le pas de temps du monde actuel
int timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

// crée les instances des périphériques et les associe
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
Receiver *receiver = robot->getReceiver("receiver");
Motor *left_motor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *right_motor = robot->getMotor("right wheel motor");
DistanceSensor *ps[8];
char psNames[8][4] = {
"ps0", "ps1", "ps2", "ps3",
"ps4", "ps5", "ps6", "ps7"
};
for (int i = 0; i < 8; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(timeStep);
}

int message_printed = 0; // utilisé pour éviter d'imprimer en continu l'état de communication

// initialisation du moteur
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
left_motor->setPosition(INFINITY);
right_motor->setPosition(INFINITY);

// si mauvais canal de communication
const int channel_receiver = receiver->getChannel();
if (channel_receiver != COMMUNICATION_CHANNEL_RECEIVER)
{
receiver->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL_RECEIVER);
}

const int channel_emitter = emitter->getChannel();
if (channel_emitter != COMMUNICATION_CHANNEL_EMITTER)
{
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL_EMITTER);
}

emitter->setRange(0.4); // définit la plage de l'émetteur

receiver->enable(timeStep); // active le récepteur

// boucle principale
while (robot->step(timeStep) != -1)
{

// lit les sorties des capteurs de distance
double psValues[8];
for (int i = 0; i < 8 ; i++)
psValues[i] = ps[i]->getValue();

// détecte les obstacles
bool right_obstacle =
psValues[0] > 100.0 ||
psValues[1] > 100.0 ||
psValues[2] > 100.0;
bool left_obstacle =
psValues[5] > 100.0 ||
psValues[6] > 100.0 ||
psValues[7] > 100.0;

// envoie un message terminé par null
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1);

if (receiver->getQueueLength() > 0) // y a-t-il au moins un paquet dans la file d'attente du récepteur ?
{
// lit les données des récepteurs
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if (message_printed != 1)
{
printf("Follower 1 communcating with master\n");
message_printed = 1;
}

if(signal>80) // arrete le robot s'il est trop proche du maître
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else if (signal>50){ // réduit la vitesse du robot progressivement lorsqu'il s'approche du maître
double produitEnCroix = ((80-signal)/(double)30);
double vitesse = produitEnCroix * 0.5 * MAX_SPEED;
left_motor->setVelocity(vitesse);
right_motor->setVelocity(vitesse);
}

else{

if (left_obstacle) {
// tourne à droite
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else if (right_obstacle) {
// tourne à gauche
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
}

// comportement suiveur
else if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
}
}

// récupère le prochain paquet
receiver->nextPacket();

}

else
{
if (message_printed != 2)
{
printf("Follower 1 NOT communcating with master\n");
message_printed = 2;
}
}
};

// code de nettoyage
delete robot;
return 0;
}
</nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera

2020-05-12T14:24:49Z

Clément Luton :

<nowiki>
#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Emitter.hpp>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>
#include <webots/motor.hpp>
#include <webots/Camera.hpp>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define COMMUNICATION_CHANNEL 1
#define MAX_SPEED 6.28

// toutes les classes webots sont définies dans le namespace "webots"
using namespace webots;
using namespace std;

int main(int argc, char **argv) {

// créé l'instance Robot.
Robot *robot = new Robot();

// récupère le pas de temps du monde actuel
int timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

// crée les instances des périphériques et les associe
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
Motor *left_motor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *right_motor = robot->getMotor("right wheel motor");
Camera *camera = robot->getCamera("camera");
DistanceSensor *ps[8];
char psNames[8][4] = {
"ps0", "ps1", "ps2", "ps3",
"ps4", "ps5", "ps6", "ps7"
};

for (int i = 0; i < 8; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(timeStep);
}

// active la caméra
camera->enable(timeStep);

// initialisation du moteur
left_motor->setPosition(INFINITY);
right_motor->setPosition(INFINITY);
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);

// si mauvais canal
const int channel = emitter->getChannel();
if (channel != COMMUNICATION_CHANNEL)
{
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL);
}

emitter->setRange(0.4); // définit la plage de l'émetteur

int exPos = 0; // utilisé pour définir dans quel sens tourner quand on voit plus le robot rouge

double vitesse = 0; // utilisé pour faire la réduction de vitesse

// utilisés pour faire l'évitement d'obstacles
int evitementG = 0;
int incrementEvitemment = 0;

// boucle principale

// Le but est de séparer l'image en 3 partie : une partie centrale, gauche et droite
// et d'analyser le nombre de pixel rouge dans chacune de ces parties
// Si le nombre de pixel rouge est plus important au centre, on avance, si il l'est plus à
// gauche, on tourne à gauche, etc...

while (robot->step(timeStep) != -1) {

// envoie un message terminé par null
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1);

// crée des variables pour compter la somme des composantes rouge, verte et bleue des pixels pour chacune des 3 parties de l'image étudiée
int red = 0;
int blue = 0;
int green = 0;

int redg = 0;
int blueg = 0;
int greeng = 0;

int redd = 0;
int blued = 0;
int greend = 0;

int redPleinCadran = 0;
int reddPleinCadran = 0;
int redgPleinCadran = 0;

int bluePleinCadran = 0;
int bluedPleinCadran = 0;
int bluegPleinCadran = 0;

int greenPleinCadran = 0;
int greendPleinCadran = 0;
int greengPleinCadran = 0;

// lit les sorties des capteurs de distance
double psValues[8];
for (int i =0;i<8;i++){
psValues[i] = ps[i]->getValue();
}

// détecte les obstacles
bool right_obstacle =
psValues[0] > 100.0 ||
psValues[1] > 100.0 ;

bool left_obstacle =
psValues[5] > 100.0 ||
psValues[6] > 100.0 ;

bool front_obstacle3 = right_obstacle || left_obstacle;

double valMax = std::max(psValues[7], psValues[0]);

// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face: Seuil 1
bool front_obstacle1 = psValues[7] > 200 || psValues[0] > 200;
// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face : Seuil 2
bool front_obstacle2 = psValues[7] > 100 || psValues[0] > 100;

// Vitesse roue gauche et droite
double leftSpeed = 0.5*MAX_SPEED;
double rightSpeed = 0.5*MAX_SPEED;

int width = camera -> getWidth();
int height = camera -> getHeight();
// Récupération de l'image de la caméra
const unsigned char *image = camera -> getImage();

// Première boucle servant à diviser l'image en 3 parties (partie centrale)
for (int i = 2* width / 5; i < 3 * width / 5; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3* height / 5; j++) {
red += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blue += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
green += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greenPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluePleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Deuxième boucle (partie droite)
for (int i = 3* width / 5; i < width; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3*height/5 ; j++) {
redd += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blued += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greend += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
reddPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greendPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluedPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Troisième boucle (partie gauche)
for (int i = 0 ; i < 2*width/5; i++) {
for (int j = 0; j < 2*height/5 ; j++) {
redg += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blueg += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greeng += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redgPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greengPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluegPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}

if (evitementG == 0){

// Si on a plus de pixel rouges au milieu, alors...
if ((red > 1.5*green) && (red > 1.5*blue) ){
// Si on a un obstacle devant alors on se stoppe
if (front_obstacle3){
if (front_obstacle1){
if (right_obstacle && reddPleinCadran> 2*bluedPleinCadran && reddPleinCadran> 2*greendPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else if (left_obstacle && redgPleinCadran> 2*bluegPleinCadran && redgPleinCadran> 2*greengPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else {
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
evitementG=1;
}
}
// Si on se rapproche d'un obstacle, on ralentit
else if (front_obstacle2){
double produitEnCroix = ((200-valMax)/(double)100);
vitesse = produitEnCroix * 0.5 * MAX_SPEED;
left_motor->setVelocity(vitesse);
right_motor->setVelocity(vitesse);
}
}
// Sinon on avance
else{
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
}

}
// Si il n'y a rien au milieu
else{

// Si on a plus de pixel rouge à droite alors on tourne à droite
if((redd > 1.5*greend) && (redd > 1.5*blued)){

left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);
exPos = 0;

}
// Sinon si on a plus de pixel rouge à gauche alors on tourne à gauche
else{
std::cout<<"redg : "<< redg <<"redd : "<< redd << "red : "<< red <<std::endl;
std::cout<<"blueg : "<< blueg <<"blued : "<< blued << "blue : "<< blue <<std::endl;
std::cout<<"greeng : "<< greeng <<"greend : "<< greend << "green : "<< green <<std::endl;
if((redg > 1.5*greeng) && (redg > 1.5*blueg)){
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
exPos = 1;

}
// Sinon on tourne sur nous même pour essayer de trouver un objet rouge
else{
if (exPos==1) {
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);

}
else {
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);

}
}
}
}
}
else{

//évitement
if (left_obstacle) {
// tourner à gauche si obstacle à droite
left_motor -> setVelocity(leftSpeed);
right_motor -> setVelocity(-leftSpeed);
exPos = 1;
}
else if (right_obstacle) {
// tourner à droite si obstacle à gauche
left_motor -> setVelocity(-rightSpeed);
right_motor -> setVelocity(rightSpeed);
exPos = 0;
}
// Lorsque l'obstacle n'entrave plus la progression, on avance
else if (incrementEvitemment <30){
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
incrementEvitemment++;
}
else{
//Réinitialisation des flags et incréments
incrementEvitemment=0;
evitementG=0;
}

}

};

// Destruction des objets et fin de programme.
delete robot;
return 0;
}

</nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera

2020-05-12T14:23:07Z

Clément Luton :

<nowiki>
#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Emitter.hpp>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>
#include <webots/motor.hpp>
#include <webots/Camera.hpp>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define COMMUNICATION_CHANNEL 1
#define MAX_SPEED 6.28

// toutes les classes webots sont définies dans le namespace "webots"
using namespace webots;
using namespace std;

int main(int argc, char **argv) {

// créé l'instance Robot.
Robot *robot = new Robot();

// récupère le pas de temps du monde actuel
int timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

// crée les instances des périphériques et les associe
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
Motor *left_motor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *right_motor = robot->getMotor("right wheel motor");
Camera *camera = robot->getCamera("camera");
DistanceSensor *ps[8];
char psNames[8][4] = {
"ps0", "ps1", "ps2", "ps3",
"ps4", "ps5", "ps6", "ps7"
};

for (int i = 0; i < 8; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(timeStep);
}

// active la caméra
camera->enable(timeStep);

// initialisation du moteur
left_motor->setPosition(INFINITY);
right_motor->setPosition(INFINITY);
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);

// si mauvais canal
const int channel = emitter->getChannel();
if (channel != COMMUNICATION_CHANNEL)
{
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL);
}

emitter->setRange(0.4); // définit la plage de l'émetteur

int exPos = 0; // utilisé pour définir dans quel sense tourner quand on voit plus le robot rouge

double vitesse = 0; // utilisé pour faire la réduction de vitesse

// utilisés pour faire l'évitement d'obstacles
int evitementG = 0;
int incrementEvitemment = 0;

// boucle principale

// Le but est de séparer l'image en 3 partie : une partie centrale, gauche et droite
// et d'analyser le nombre de pixel rouge dans chacune de ces parties
// Si le nombre de pixel rouge est plus important au centre, on avance, si il l'est plus à
// gauche, on tourne à gauche, etc...

while (robot->step(timeStep) != -1) {

// envoie un message terminé par null
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1);

// crée des variables pour compter la somme des composantes rouge, vert et bleu des pixels pour chacune des 3 parties de l'image etudiée
int red = 0;
int blue = 0;
int green = 0;

int redg = 0;
int blueg = 0;
int greeng = 0;

int redd = 0;
int blued = 0;
int greend = 0;

int redPleinCadran = 0;
int reddPleinCadran = 0;
int redgPleinCadran = 0;

int bluePleinCadran = 0;
int bluedPleinCadran = 0;
int bluegPleinCadran = 0;

int greenPleinCadran = 0;
int greendPleinCadran = 0;
int greengPleinCadran = 0;

// lit les sorties des capteurs de distance
double psValues[8];
for (int i =0;i<8;i++){
psValues[i] = ps[i]->getValue();
}

// détecte les obstacles
bool right_obstacle =
psValues[0] > 100.0 ||
psValues[1] > 100.0 ;

bool left_obstacle =
psValues[5] > 100.0 ||
psValues[6] > 100.0 ;

bool front_obstacle3 = right_obstacle || left_obstacle;

double valMax = std::max(psValues[7], psValues[0]);

// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face: Seuil 1
bool front_obstacle1 = psValues[7] > 200 || psValues[0] > 200;
// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face : Seuil 2
bool front_obstacle2 = psValues[7] > 100 || psValues[0] > 100;

// Vitesse roue gauche et droite
double leftSpeed = 0.5*MAX_SPEED;
double rightSpeed = 0.5*MAX_SPEED;

int width = camera -> getWidth();
int height = camera -> getHeight();
// Récupération de l'image de la caméra
const unsigned char *image = camera -> getImage();

// Première boucle servant à diviser l'image en 3 parties (partie centrale)
for (int i = 2* width / 5; i < 3 * width / 5; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3* height / 5; j++) {
red += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blue += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
green += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greenPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluePleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Deuxième boucle (partie droite)
for (int i = 3* width / 5; i < width; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3*height/5 ; j++) {
redd += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blued += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greend += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
reddPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greendPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluedPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Troisième boucle (partie gauche)
for (int i = 0 ; i < 2*width/5; i++) {
for (int j = 0; j < 2*height/5 ; j++) {
redg += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blueg += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greeng += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redgPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greengPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluegPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}

if (evitementG == 0){

// Si on a plus de pixel rouges au milieu, alors...
if ((red > 1.5*green) && (red > 1.5*blue) ){
// Si on a un obstacle devant alors on se stoppe
if (front_obstacle3){
if (front_obstacle1){
if (right_obstacle && reddPleinCadran> 2*bluedPleinCadran && reddPleinCadran> 2*greendPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else if (left_obstacle && redgPleinCadran> 2*bluegPleinCadran && redgPleinCadran> 2*greengPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else {
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
evitementG=1;
}
}
// Si on se rapporhce d'un obstacle, on ralentit
else if (front_obstacle2){
double produitEnCroix = ((200-valMax)/(double)100);
vitesse = produitEnCroix * 0.5 * MAX_SPEED;
left_motor->setVelocity(vitesse);
right_motor->setVelocity(vitesse);
}
}
// Sinon on avance
else{
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
}

}
// Si il n'y a rien au milieu
else{

// Si on a plus de pixel rouge à droite alors on tourne à droite
if((redd > 1.5*greend) && (redd > 1.5*blued)){

left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);
exPos = 0;

}
// Sinon si on a plus de pixel rouge à gauche alors on tourne à gauche
else{
std::cout<<"redg : "<< redg <<"redd : "<< redd << "red : "<< red <<std::endl;
std::cout<<"blueg : "<< blueg <<"blued : "<< blued << "blue : "<< blue <<std::endl;
std::cout<<"greeng : "<< greeng <<"greend : "<< greend << "green : "<< green <<std::endl;
if((redg > 1.5*greeng) && (redg > 1.5*blueg)){
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
exPos = 1;

}
// Sinon on tourne sur nous même pour essayer de toruver un objet rouge
else{
if (exPos==1) {
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);

}
else {
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);

}
}
}
}
}
else{

//évitement
if (left_obstacle) {
// tourner à gauche si obstacle à droite
left_motor -> setVelocity(leftSpeed);
right_motor -> setVelocity(-leftSpeed);
exPos = 1;
}
else if (right_obstacle) {
// tourner à droite si obstacle à gauche
left_motor -> setVelocity(-rightSpeed);
right_motor -> setVelocity(rightSpeed);
exPos = 0;
}
// Lorsque l'obstacle n'entrave plus la progression, on avance
else if (incrementEvitemment <30){
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
incrementEvitemment++;
}
else{
//Réinitialisation des flags et incréments
incrementEvitemment=0;
evitementG=0;
}

}

};

// Destruction des objets et fin de programme.
delete robot;
return 0;
}

</nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera

2020-05-12T14:22:38Z

Clément Luton :

<nowiki>
#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Emitter.hpp>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>
#include <webots/motor.hpp>
#include <webots/Camera.hpp>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define COMMUNICATION_CHANNEL 1
#define MAX_SPEED 6.28

// toutes les classes webots sont définies dans le namespace "webots"
using namespace webots;
using namespace std;

int main(int argc, char **argv) {

// créé l'instance Robot.
Robot *robot = new Robot();

// récupère le pas de temps du monde actuel
int timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

// crée les instances des périphériques et les associe
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
Motor *left_motor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *right_motor = robot->getMotor("right wheel motor");
Camera *camera = robot->getCamera("camera");
DistanceSensor *ps[8];
char psNames[8][4] = {
"ps0", "ps1", "ps2", "ps3",
"ps4", "ps5", "ps6", "ps7"
};

for (int i = 0; i < 8; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(timeStep);
}

// active la caméra
camera->enable(timeStep);

// initialisation du moteur
left_motor->setPosition(INFINITY);
right_motor->setPosition(INFINITY);
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);

// si mauvais canal
const int channel = emitter->getChannel();
if (channel != COMMUNICATION_CHANNEL)
{
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL);
}

emitter->setRange(0.4); // définit la plage de l'émetteur

int exPos = 0; // utilisé pour définir dans quel sense tourner quand on voit plus le robot rouge

double vitesse = 0; // utilisé pour faire la réduction de vitesse

// utilisés pour faire l'évitement d'obstacles
int evitementG = 0;
int incrementEvitemment = 0;

// boucle principale

// Le but est de séparer l'image en 3 partie : une partie centrale, gauche et droite
// et d'analyser le nombre de pixel rouge dans chacune de ces parties
// Si le nombre de pixel rouge est plus important au centre, on avance, si il l'est plus à
// gauche, on tourne à gauche, etc...

while (robot->step(timeStep) != -1) {

// envoie un message terminé par null
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1);

// crée des variables pour compter la somme des composantes rouge, vert et bleu des pixels pour chacune des 3 parties de l'image etudiée
int red = 0;
int blue = 0;
int green = 0;

int redg = 0;
int blueg = 0;
int greeng = 0;

int redd = 0;
int blued = 0;
int greend = 0;

int redPleinCadran = 0;
int reddPleinCadran = 0;
int redgPleinCadran = 0;

int bluePleinCadran = 0;
int bluedPleinCadran = 0;
int bluegPleinCadran = 0;

int greenPleinCadran = 0;
int greendPleinCadran = 0;
int greengPleinCadran = 0;

// lit les sorties des capteurs de distance
double psValues[8];
for (int i =0;i<8;i++){
psValues[i] = ps[i]->getValue();
}

// détecte les obstacles
bool right_obstacle =
psValues[0] > 100.0 ||
psValues[1] > 100.0 ;

bool left_obstacle =
psValues[5] > 100.0 ||
psValues[6] > 100.0 ;

bool front_obstacle3 = right_obstacle || left_obstacle;

double valMax = std::max(psValues[7], psValues[0]);

// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face: Seuil 1
bool front_obstacle1 = psValues[7] > 200 || psValues[0] > 200;
// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face : Seuil 2
bool front_obstacle2 = psValues[7] > 100 || psValues[0] > 100;

// Vitesse roue gauche et droite
double leftSpeed = 0.5*MAX_SPEED;
double rightSpeed = 0.5*MAX_SPEED;

int width = camera -> getWidth();
int height = camera -> getHeight();
// Récupération de l'image de la caméra
const unsigned char *image = camera -> getImage();

// Première boucle servant à diviser l'image en 3 parties (partie centrale)
for (int i = 2* width / 5; i < 3 * width / 5; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3* height / 5; j++) {
red += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blue += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
green += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greenPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluePleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Deuxième boucle (partie droite)
for (int i = 3* width / 5; i < width; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3*height/5 ; j++) {
redd += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blued += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greend += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
reddPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greendPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluedPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Troisième boucle (partie gauche)
for (int i = 0 ; i < 2*width/5; i++) {
for (int j = 0; j < 2*height/5 ; j++) {
redg += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blueg += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greeng += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redgPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greengPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluegPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}

if (evitementG == 0){

// Si on a plus de pixel rouges au milieu, alors...
if ((red > 1.5*green) && (red > 1.5*blue) ){
// Si on a un obstacle devant alors on se stoppe
if (front_obstacle3){
if (front_obstacle1){
if (right_obstacle && reddPleinCadran> 2*bluedPleinCadran && reddPleinCadran> 2*greendPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else if (left_obstacle && redgPleinCadran> 2*bluegPleinCadran && redgPleinCadran> 2*greengPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else {
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
evitementG=1;
}
}
// Si on se rapporhce d'un obstacle, on ralentit
else if (front_obstacle2){
double produitEnCroix = ((200-valMax)/(double)100);
vitesse = produitEnCroix * 0.5 * MAX_SPEED;
left_motor->setVelocity(vitesse);
right_motor->setVelocity(vitesse);
}
}
// Sinon on avance
else{
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
}

}
// Si il n'y a rien au milieu
else{

// Si on a plus de pixel rouge à droite alors on tourne à droite
if((redd > 1.5*greend) && (redd > 1.5*blued)){

left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);
exPos = 0;

}
// Sinon si on a plus de pixel rouge à gauche alors on tourne à gauche
else{
std::cout<<"redg : "<< redg <<"redd : "<< redd << "red : "<< red <<std::endl;
std::cout<<"blueg : "<< blueg <<"blued : "<< blued << "blue : "<< blue <<std::endl;
std::cout<<"greeng : "<< greeng <<"greend : "<< greend << "green : "<< green <<std::endl;
if((redg > 1.5*greeng) && (redg > 1.5*blueg)){
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
exPos = 1;

}
// Sinon on tourne sur nous même pour essayer de toruver un objet rouge
else{
if (exPos==1) {
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);

}
else {
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);

}
}
}
}
}
else{

//évitement
if (left_obstacle) {
// tourner à gauche si obstacle à droite
left_motor -> setVelocity(leftSpeed);
right_motor -> setVelocity(-leftSpeed);
exPos = 1;
}
else if (right_obstacle) {
// tourner à droite si obstacle à gauche
left_motor -> setVelocity(-rightSpeed);
right_motor -> setVelocity(rightSpeed);
exPos = 0;
}
// Lorsque l'obstacle n'entrave plus la progression, on avance
else if (incrementEvitemment <30){
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
incrementEvitemment++;
}
else{
//Réinitialisation des flags et incréments
incrementEvitemment=0;
evitementG=0;
}

}

};

// Destruction des objets et fin de programme.
delete robot;
return 0;
}

<\nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera

2020-05-12T14:21:46Z

Clément Luton : Page créée avec « #include <webots/Robot.hpp> #include <webots/Emitter.hpp> #include <webots/DistanceSensor.hpp> #include <webots/motor.hpp> #include <webots/Camera.hpp> #include <iostream... »

#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/Emitter.hpp>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>
#include <webots/motor.hpp>
#include <webots/Camera.hpp>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define COMMUNICATION_CHANNEL 1
#define MAX_SPEED 6.28

// toutes les classes webots sont définies dans le namespace "webots"
using namespace webots;
using namespace std;

int main(int argc, char **argv) {

// créé l'instance Robot.
Robot *robot = new Robot();

// récupère le pas de temps du monde actuel
int timeStep = (int)robot->getBasicTimeStep();

// crée les instances des périphériques et les associe
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
Motor *left_motor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *right_motor = robot->getMotor("right wheel motor");
Camera *camera = robot->getCamera("camera");
DistanceSensor *ps[8];
char psNames[8][4] = {
"ps0", "ps1", "ps2", "ps3",
"ps4", "ps5", "ps6", "ps7"
};

for (int i = 0; i < 8; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(timeStep);
}

// active la caméra
camera->enable(timeStep);

// initialisation du moteur
left_motor->setPosition(INFINITY);
right_motor->setPosition(INFINITY);
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);

// si mauvais canal
const int channel = emitter->getChannel();
if (channel != COMMUNICATION_CHANNEL)
{
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL);
}

emitter->setRange(0.4); // définit la plage de l'émetteur

int exPos = 0; // utilisé pour définir dans quel sense tourner quand on voit plus le robot rouge

double vitesse = 0; // utilisé pour faire la réduction de vitesse

// utilisés pour faire l'évitement d'obstacles
int evitementG = 0;
int incrementEvitemment = 0;

// boucle principale

// Le but est de séparer l'image en 3 partie : une partie centrale, gauche et droite
// et d'analyser le nombre de pixel rouge dans chacune de ces parties
// Si le nombre de pixel rouge est plus important au centre, on avance, si il l'est plus à
// gauche, on tourne à gauche, etc...

while (robot->step(timeStep) != -1) {

// envoie un message terminé par null
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1);

// crée des variables pour compter la somme des composantes rouge, vert et bleu des pixels pour chacune des 3 parties de l'image etudiée
int red = 0;
int blue = 0;
int green = 0;

int redg = 0;
int blueg = 0;
int greeng = 0;

int redd = 0;
int blued = 0;
int greend = 0;

int redPleinCadran = 0;
int reddPleinCadran = 0;
int redgPleinCadran = 0;

int bluePleinCadran = 0;
int bluedPleinCadran = 0;
int bluegPleinCadran = 0;

int greenPleinCadran = 0;
int greendPleinCadran = 0;
int greengPleinCadran = 0;

// lit les sorties des capteurs de distance
double psValues[8];
for (int i =0;i<8;i++){
psValues[i] = ps[i]->getValue();
}

// détecte les obstacles
bool right_obstacle =
psValues[0] > 100.0 ||
psValues[1] > 100.0 ;

bool left_obstacle =
psValues[5] > 100.0 ||
psValues[6] > 100.0 ;

bool front_obstacle3 = right_obstacle || left_obstacle;

double valMax = std::max(psValues[7], psValues[0]);

// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face: Seuil 1
bool front_obstacle1 = psValues[7] > 200 || psValues[0] > 200;
// Booléen servant à éviter une collision avec un objet en face : Seuil 2
bool front_obstacle2 = psValues[7] > 100 || psValues[0] > 100;

// Vitesse roue gauche et droite
double leftSpeed = 0.5*MAX_SPEED;
double rightSpeed = 0.5*MAX_SPEED;

int width = camera -> getWidth();
int height = camera -> getHeight();
// Récupération de l'image de la caméra
const unsigned char *image = camera -> getImage();

// Première boucle servant à diviser l'image en 3 parties (partie centrale)
for (int i = 2* width / 5; i < 3 * width / 5; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3* height / 5; j++) {
red += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blue += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
green += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greenPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluePleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Deuxième boucle (partie droite)
for (int i = 3* width / 5; i < width; i++) {
for (int j = 2*height / 5; j < 3*height/5 ; j++) {
redd += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blued += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greend += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
reddPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greendPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluedPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}
// Troisième boucle (partie gauche)
for (int i = 0 ; i < 2*width/5; i++) {
for (int j = 0; j < 2*height/5 ; j++) {
redg += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
blueg += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
greeng += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
}
for (int j = 0; j < height; j++) {
redgPleinCadran += camera -> imageGetRed(image, width, i, j);
greengPleinCadran += camera -> imageGetGreen(image, width, i, j);
bluegPleinCadran += camera -> imageGetBlue(image, width, i, j);
}
}

if (evitementG == 0){

// Si on a plus de pixel rouges au milieu, alors...
if ((red > 1.5*green) && (red > 1.5*blue) ){
// Si on a un obstacle devant alors on se stoppe
if (front_obstacle3){
if (front_obstacle1){
if (right_obstacle && reddPleinCadran> 2*bluedPleinCadran && reddPleinCadran> 2*greendPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else if (left_obstacle && redgPleinCadran> 2*bluegPleinCadran && redgPleinCadran> 2*greengPleinCadran){
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
}
else {
left_motor->setVelocity(0.0);
right_motor->setVelocity(0.0);
evitementG=1;
}
}
// Si on se rapporhce d'un obstacle, on ralentit
else if (front_obstacle2){
double produitEnCroix = ((200-valMax)/(double)100);
vitesse = produitEnCroix * 0.5 * MAX_SPEED;
left_motor->setVelocity(vitesse);
right_motor->setVelocity(vitesse);
}
}
// Sinon on avance
else{
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
}

}
// Si il n'y a rien au milieu
else{

// Si on a plus de pixel rouge à droite alors on tourne à droite
if((redd > 1.5*greend) && (redd > 1.5*blued)){

left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);
exPos = 0;

}
// Sinon si on a plus de pixel rouge à gauche alors on tourne à gauche
else{
std::cout<<"redg : "<< redg <<"redd : "<< redd << "red : "<< red <<std::endl;
std::cout<<"blueg : "<< blueg <<"blued : "<< blued << "blue : "<< blue <<std::endl;
std::cout<<"greeng : "<< greeng <<"greend : "<< greend << "green : "<< green <<std::endl;
if((redg > 1.5*greeng) && (redg > 1.5*blueg)){
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);
exPos = 1;

}
// Sinon on tourne sur nous même pour essayer de toruver un objet rouge
else{
if (exPos==1) {
left_motor->setVelocity(-leftSpeed);
right_motor->setVelocity(rightSpeed);

}
else {
left_motor->setVelocity(leftSpeed);
right_motor->setVelocity(-rightSpeed);

}
}
}
}
}
else{

//évitement
if (left_obstacle) {
// tourner à gauche si obstacle à droite
left_motor -> setVelocity(leftSpeed);
right_motor -> setVelocity(-leftSpeed);
exPos = 1;
}
else if (right_obstacle) {
// tourner à droite si obstacle à gauche
left_motor -> setVelocity(-rightSpeed);
right_motor -> setVelocity(rightSpeed);
exPos = 0;
}
// Lorsque l'obstacle n'entrave plus la progression, on avance
else if (incrementEvitemment <30){
left_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0.5 * MAX_SPEED);
incrementEvitemment++;
}
else{
//Réinitialisation des flags et incréments
incrementEvitemment=0;
evitementG=0;
}

}

};

// Destruction des objets et fin de programme.
delete robot;
return 0;
}

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-12T14:20:16Z

Clément Luton : /* Codes finaux */

=== Code Contrôle avec le Clavier ===

*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code Contrôle au Clavier]]

=== Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs de distance ===

*[[Robots suiveurs 3 - Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs de distance]]

=== Code de robot suiveur via communication ===

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C) |Code Communication Initial (C)]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C++) |Code Communication Initial (C++) ]]

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (maître) |Code Communication Intermédiaire (maître) ]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (esclave) |Code Communication Intermédiaire (esclave) ]]

*[[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |Code Communication Final (controlêur "emitter") ]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") |Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") ]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "receiver") |Code Communication Final (controlêur "receiver") ]]

=== Codes finaux ===

*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera ]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T13:41:48Z

Clément Luton : /* Fusion de Code */

== Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|500px|center|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== Communication entre robots ==

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour se faire suivre des robots en les faisant communiquer. La communication qui est permise par la simulation suit un protocole de communication série mais elle est transmise sans fil.

Les deux premières sous-sections comportent les résultats auxquels on est arrivé dans les dates indiquées, pendant que la dernière section comporte les résultats finaux, avec le niveau de détail nécessaire pour comprendre le fonctionnement du code et du logiciel. Avant de continuer, il serait intéressant d’avoir lu le [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | tutoriel d’explication de code sur les bases de communication sur Webots]] et la description des nodes Emitter et Receiver, sur la [[Robots suiveurs 3 - Capteurs | page de description des capteurs]].

=== Résultats initiaux (16/04/2020) ===

Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu ajouter les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis (nécessaire pour le code en C mais pas pour celui en C++).

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, existant en tant qu'exemple dans le logiciel. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++. Alors on a un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C) |code en C]] en un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C++) |code en C++]].

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Dans ce moment, deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]

=== Résultats intérmédiaires (17/04/2020) ===

Après un peu plus de réflexion, on a décidé d’utiliser un troisième approche pour le comportement suiveur (détaillé sur la prochaine section). On est partie du code en C++ écrit avant pour écrire le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (maître) |code du robot maître]] et le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (esclave) |code du robot esclave]]. On a pu contrôler le robot maître grâce au clavier et faire suivre le robot esclave grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée du signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|400px|thumb|center|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Maintenant on a deux robots esclaves et un robot maître. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu ajouter les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "receiver") |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], trouvé dans un [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | monde de base homonyme]]. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable de ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|Système de coordonées]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et de 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir le canal de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

== Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

== Fusion des méthodes ==

=== Fusion de Code ===
Une fois l’ensemble des codes fonctionnel, nous nous sommes lancés dans la mise en place d’une simulation comprenant l’ensemble de ces derniers.

Pour cela, nous avons choisi d'exporter les robots édités des différentes simulations dans une nouvelle scène. Dans le monde où le robot a été créé, il faut faire un clic droit sur le nom du robot dans la scene tree et après cliquer sur “Export”. Cela crée un fichier .wbo à sauvegarder là où vous le voulez et, dans le nouveau monde, cliquer sur “Import...” dans la fenêtre d’ajout de nœuds pour aller chercher le fichier.

[[Fichier:import_robot.jpg|500px|thumb|right|Importer un robot]] [[Fichier:export_robot.jpg|300px|thumb|left|Exporter un robot]]

 
Nous avons ensuite implémenté les codes nécessaires à chacun des robots et harmonisé les fonctionnements. Plus précisément, il a fallu ajouter la partie gestion de l'émetteur et émission de message du controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] (partie communication) au controller utilisé pour suivre le robot rouge (partie détection de couleur).

Une fois cette fusion faite, il manquait encore la fonction d’évitement des obstacles que nous avons mises en place à ce moment.

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T13:40:14Z

Clément Luton : /* Fusion de Code */

== Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|500px|center|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== Communication entre robots ==

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour se faire suivre des robots en les faisant communiquer. La communication qui est permise par la simulation suit un protocole de communication série mais elle est transmise sans fil.

Les deux premières sous-sections comportent les résultats auxquels on est arrivé dans les dates indiquées, pendant que la dernière section comporte les résultats finaux, avec le niveau de détail nécessaire pour comprendre le fonctionnement du code et du logiciel. Avant de continuer, il serait intéressant d’avoir lu le [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | tutoriel d’explication de code sur les bases de communication sur Webots]] et la description des nodes Emitter et Receiver, sur la [[Robots suiveurs 3 - Capteurs | page de description des capteurs]].

=== Résultats initiaux (16/04/2020) ===

Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu ajouter les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis (nécessaire pour le code en C mais pas pour celui en C++).

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, existant en tant qu'exemple dans le logiciel. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++. Alors on a un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C) |code en C]] en un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C++) |code en C++]].

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Dans ce moment, deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]

=== Résultats intérmédiaires (17/04/2020) ===

Après un peu plus de réflexion, on a décidé d’utiliser un troisième approche pour le comportement suiveur (détaillé sur la prochaine section). On est partie du code en C++ écrit avant pour écrire le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (maître) |code du robot maître]] et le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (esclave) |code du robot esclave]]. On a pu contrôler le robot maître grâce au clavier et faire suivre le robot esclave grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée du signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|400px|thumb|center|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Maintenant on a deux robots esclaves et un robot maître. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu ajouter les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "receiver") |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], trouvé dans un [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | monde de base homonyme]]. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable de ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|Système de coordonées]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et de 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir le canal de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

== Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

== Fusion des méthodes ==

=== Fusion de Code ===
Une fois l’ensemble des codes fonctionnel, nous nous sommes lancés dans la mise en place d’une simulation comprenant l’ensemble de ces derniers.

Pour cela, nous avons choisi d'exporter les robots édités des différentes simulations dans une nouvelle scène. Dans le monde où le robot a été créé, il faut faire un clic droit sur le nom du robot dans la scene tree et après cliquer sur “Export”. Cela crée un fichier .wbo à sauvegarder là où vous le voulez et, dans le nouveau monde, cliquer sur “Import...” dans la fenêtre d’ajout de nœuds pour aller chercher le fichier.

[[Fichier:import_robot.jpg|500px|thumb|right|Importer un robot]]
[[Fichier:export_robot.jpg|300px|thumb|left|Exporter un robot]]

Nous avons ensuite implémenté les codes nécessaires à chacun des robots et harmonisé les fonctionnements. Plus précisément, il a fallu ajouter la partie gestion de l'émetteur et émission de message du controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] (partie communication) au controller utilisé pour suivre le robot rouge (partie détection de couleur).

Une fois cette fusion faite, il manquait encore la fonction d’évitement des obstacles que nous avons mises en place à ce moment.

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T13:39:13Z

Clément Luton : /* Fusion de Code */

== Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|500px|center|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== Communication entre robots ==

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour se faire suivre des robots en les faisant communiquer. La communication qui est permise par la simulation suit un protocole de communication série mais elle est transmise sans fil.

Les deux premières sous-sections comportent les résultats auxquels on est arrivé dans les dates indiquées, pendant que la dernière section comporte les résultats finaux, avec le niveau de détail nécessaire pour comprendre le fonctionnement du code et du logiciel. Avant de continuer, il serait intéressant d’avoir lu le [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | tutoriel d’explication de code sur les bases de communication sur Webots]] et la description des nodes Emitter et Receiver, sur la [[Robots suiveurs 3 - Capteurs | page de description des capteurs]].

=== Résultats initiaux (16/04/2020) ===

Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu ajouter les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis (nécessaire pour le code en C mais pas pour celui en C++).

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, existant en tant qu'exemple dans le logiciel. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++. Alors on a un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C) |code en C]] en un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C++) |code en C++]].

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Dans ce moment, deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]

=== Résultats intérmédiaires (17/04/2020) ===

Après un peu plus de réflexion, on a décidé d’utiliser un troisième approche pour le comportement suiveur (détaillé sur la prochaine section). On est partie du code en C++ écrit avant pour écrire le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (maître) |code du robot maître]] et le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (esclave) |code du robot esclave]]. On a pu contrôler le robot maître grâce au clavier et faire suivre le robot esclave grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée du signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|400px|thumb|center|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Maintenant on a deux robots esclaves et un robot maître. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu ajouter les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "receiver") |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], trouvé dans un [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | monde de base homonyme]]. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable de ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|Système de coordonées]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et de 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir le canal de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

== Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

== Fusion des méthodes ==

=== Fusion de Code ===
Une fois l’ensemble des codes fonctionnel, nous nous sommes lancés dans la mise en place d’une simulation comprenant l’ensemble de ces derniers.

Pour cela, nous avons choisi d'exporter les robots édités des différentes simulations dans une nouvelle scène. Dans le monde où le robot a été créé, il faut faire un clic droit sur le nom du robot dans la scene tree et après cliquer sur “Export”. Cela crée un fichier .wbo à sauvegarder là où vous le voulez et, dans le nouveau monde, cliquer sur “Import...” dans la fenêtre d’ajout de nœuds pour aller chercher le fichier.

Nous avons ensuite implémenté les codes nécessaires à chacun des robots et harmonisé les fonctionnements. Plus précisément, il a fallu ajouter la partie gestion de l'émetteur et émission de message du controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] (partie communication) au controller utilisé pour suivre le robot rouge (partie détection de couleur).

Une fois cette fusion faite, il manquait encore la fonction d’évitement des obstacles que nous avons mises en place à ce moment.

[[Fichier:import_robot.jpg|500px|thumb|right|Importer un robot]]
[[Fichier:export_robot.jpg|300px|thumb|left|Exporter un robot]]

Robots suiveurs 3

2020-05-12T13:33:48Z

Clément Luton : /* Résultat final */

Robot suiveur 2019/2020
 
Le but du projet est de faire suivre une personne par une file indienne de robots.
 

== Présentation du projet ==

Dans la continuité du travail ayant été réalisé les années précédentes sur les sujets Robots Suiveurs 1 et 2, notre objectif initial était, dans cette 3ème itération du projet, de poursuivre leur développement tout en améliorant les fonctionnalités disponibles. Cependant, suite à l'apparition du covid-19 et au confinement s'en suivant, le matériel devint indisponible. Pour répondre à cette contrainte, il a fallu se tourner vers les simulateurs pour robotique. 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne en détectant la source de chaleur qu'elle émet. Le cahier des charges de base était l'utilisation d'une caméra thermique et de faire communiquer le robot principale avec les autres robots pour les faire suivre le robot principal. 
Il a donc fallu dans un premier temps déterminer quel simulateur était le plus adapté à notre utilisation, puis adapter notre cahier des charges en fonction des technologies disponibles sur le simulateur.
L'objectif est donc de respecter le cahier des charges suivant :

* Le projet, en plus d'un robot principal suivant un être vivant, doit intégrer des robots suiveurs de robots, capables de communiquer entre eux et avec le robot principal.
* Certains capteurs de distances doivent être utilisés pour éviter une collision avec un obstacle quelconque.
* Le robot principal doit intégrer une caméra thermique pour suivre sa cible. Puisque ce composant n'existe pas sur notre simulateur, on le simulera avec une caméra classique, suivant un objet rouge représentant un corps chaud.

L'objectif n'étant pas de construire un robot de zéro, nous somme reparti d'une base existante intégrant les éléments essentiels au projet. En fin de projet, le but sera de coller le plus possible à une situation réelle, que nous aurions pu obtenir en utilisant le matériel fourni.

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Poulain |Matthieu Poulain]], [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago de Almeida Ribeiro]], [[Utilisateur:‎SamuelT |Samuel Tauleigne]], [[Utilisateur:‎ Mickael | Mickaël Faure]], [[Utilisateur:‎Léane |Léane Geoffroy]], [[Utilisateur:‎Louis.sage |Louis Sage]], [[Utilisateur:‎Raphaele.milan |Raphaele Milan]], [[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]]

==Objectifs de départ (en situation de confinement)==

*Choisir le bon simulateur

*Simuler une personne

*Choisir la bonne technologie de suivi pour le robot maître

*Choisir la bonne technologie de suivi pour les robots esclaves

==Éléments du projet==
*[[Robots suiveurs 3 - Choix du simulateur | Choix du simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels simulateur]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 
*[[Robots suiveurs 3 - Capteurs | Description des capteurs]] 

==Étapes suivies==

Pour une explication plus détaillée du déroulement du projet, référez-vous à la partie [[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]]. 

*Réalisation d’un robot pilotable manuellement avec les touches du clavier
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des capteurs de distance
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur une caméra pour simuler une caméra thermique
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des protocoles de communication

==Résultat final==

Au final, nous avons quatre robots:
 
*Un robot simulant un humain. Il est contrôlable via le clavier et est entièrement rouge pour simuler la source de chaleur. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code Contrôle au Clavier]]

*Un robot qu’on appelle robot maître. Il se dirige grâce à une caméra qui détecte la couleur rouge et communique avec un des robots esclaves pour diriger ce dernier. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code follow_red-emitter | follow_red-emitter]].

*Un robot mixte qui est à la fois maître et esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot maître et communique en même temps avec le dernier robot. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | emitter-receiver]].

*Un robot esclave. Il se dirige en communiquant avec le robot mixte. Son controller s'appelle [[Robots suiveurs 3 - Code receiver | receiver]].
 
Chacun des robots est équipé de capteurs de distance qui leurs permettent d’éviter des obstacles, de contrôler la vitesse à l’approche d’obstacle et d'empêcher les collisions entre robots.

Les robots se suivent à la fil indienne et leur ordre dépend de leur controller: robot humain, robot maître, robot mixte puis robot esclave.

GIF FONCTIONNEMENT + dépôt du monde complet

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-12T13:31:28Z

Clément Luton :

=== Code Contrôle avec le Clavier ===

*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code Contrôle au Clavier]]

=== Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs de distance ===

*[[Robots suiveurs 3 - Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs de distance]]

=== Code de robot suiveur via communication ===

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C) |Code Communication Initial (C)]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C++) |Code Communication Initial (C++) ]]

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (maître) |Code Communication Intermédiaire (maître) ]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (esclave) |Code Communication Intermédiaire (esclave) ]]

*[[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |Code Communication Final (controlêur "emitter") ]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") |Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") ]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "receiver") |Code Communication Final (controlêur "receiver") ]]

=== Codes finaux ===

*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | Code Contrôle au Clavier]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code follow_red-emitter | follow_red-emitter]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | emitter-receiver]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code receiver | receiver]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T12:18:06Z

Clément Luton : /* Fusion des méthodes */

== Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|500px|center|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== Communication entre robots ==

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour se faire suivre des robots en les faisant communiquer. La communication qui est permise par la simulation suit un protocole de communication série mais elle est transmise sans fil.

Les deux premières sous-sections comportent les résultats auxquels on est arrivé dans les dates indiquées, pendant que la dernière section comporte les résultats finaux, avec le niveau de détail nécessaire pour comprendre le fonctionnement du code et du logiciel. Avant de continuer, il serait intéressant d’avoir lu le [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | tutoriel d’explication de code sur les bases de communication sur Webots]] et la description des nodes Emitter et Receiver, sur la [[Robots suiveurs 3 - Capteurs | page de description des capteurs]].

=== Résultats initiaux (16/04/2020) ===

Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu ajouter les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis (nécessaire pour le code en C mais pas pour celui en C++).

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, existant en tant qu'exemple dans le logiciel. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++. Alors on a un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C) |code en C]] en un [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Initial (C++) |code en C++]].

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Dans ce moment, deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]

=== Résultats intérmédiaires (17/04/2020) ===

Après un peu plus de réflexion, on a décidé d’utiliser un troisième approche pour le comportement suiveur (détaillé sur la prochaine section). On est partie du code en C++ écrit avant pour écrire le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (maître) |code du robot maître]] et le [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Intermédiaire (esclave) |code du robot esclave]]. On a pu contrôler le robot maître grâce au clavier et faire suivre le robot esclave grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée du signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|400px|thumb|center|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Maintenant on a deux robots esclaves et un robot maître. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu ajouter les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter-receiver") |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "receiver") |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], trouvé dans un [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | monde de base homonyme]]. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable de ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|Système de coordonées]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et de 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir le canal de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

== Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

== Fusion des méthodes ==
Une fois l’ensemble des codes fonctionnel, nous nous sommes lancés dans la mise en place d’une simulation comprenant l’ensemble de ces derniers.
 
Pour cela nous avons exporté les robots des différentes simulations sur la scène créée. Dans le monde où le robot a été créé, il faut faire un clic droit sur le nom du robot dans la scene tree et après cliquer sur “Export”. Cela crée un fichier .wbo à sauvegarder là où vous le voulez et, dans le nouveau monde, cliquer sur “Import...” dans la fenêtre d’ajout de nœuds pour aller chercher le fichier.
 
Nous avons ensuite implémenté les codes nécessaires à chacun des robots et harmonisé les fonctionnements. Plus précisément, il a fallu ajouter la partie gestion de l'émetteur et émission de message du controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] (partie communication) au controller utilisé pour suivre le robot rouge (partie détection de couleur).
 
Une fois cette fusion faite, il manquait encore la fonction d’évitement des obstacles que nous avons mises en place à ce moment.

Utilisateur:Clément Luton

2020-05-12T11:49:34Z

Clément Luton :

Etudiant à Télécom Saint-Etienne en parcours électronique/optique, participant au projet robots suiveurs 3 sur simulateur, en 2020.

Pour me contacter:clement.luton@telecom-st-etienne.fr

Utilisateur:Clément Luton

2020-05-12T11:46:16Z

Clément Luton : Page créée avec « Etudiant à Télécom Saint-Etienne en parcours électronique/optique »

Etudiant à Télécom Saint-Etienne en parcours électronique/optique

Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication

2020-05-07T15:41:05Z

Clément Luton : /* Le contrôleur et la communication */

== Introduction ==

Pour ce tutoriel, on partira d’un monde de base du logiciel Webots, qui s'appelle “emitter_receiver”. Il possède deux robots qui se déplacent de façon à éviter les obstacles et qui si communiquent (en affichant une message sur la console) quand le robot récepteur se trouve dans la portée du signal de communication, représentée par une sphère blanche autour du robot émetteur. Les deux robots utilisent le contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], mais ont des comportements différents en fonction de leur noms.

[[Fichier:emitter_receiver.gif|400px|thumb|left|fonctionnement des robots (cliquez pour jouer le GIF)]]

[[Fichier:console_emitter_receiver.jpg|400px|thumb|right|Messages sur le console]]

 



== Le contrôleur et la communication ==

Dans cette section, on expliquera la partie du code relative à la communication entre les robots. Le code étant en C, on presentera aussi les fonctions équivalents en C++, qui sont utiles pour comprendre le projet.

Au tout début, il faut ajouter les bibliothèques pour l’émetteur et le récepteur.

<nowiki>
#include <webots/emitter.h>
#include <webots/receiver.h> </nowiki>

On doit créer un “deviceTag” pour la communication, ce qui n’est pas nécessaire en C++, et prendre la main de l’émetteur ou du récepteur, selon le cas. Ensuite, on choisit la chaîne de communication (si ce n’est pas la bonne) pour l'émetteur et on habilite le récepteur.

<nowiki>
WbDeviceTag communication; </nowiki>

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
communication = wb_robot_get_device("emitter");
wb_emitter_set_channel(communication, COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

* '''Récepteur :'''

<nowiki>
communication = wb_robot_get_device("receiver");
wb_receiver_enable(communication, TIME_STEP); </nowiki>

En C++, cela devient :

* '''Émetteur :'''

<nowiki>
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
Receiver *receiver = robot->getReceiver("receiver");
receiver->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

On remarque que, dans ce cas, l’habilitation du récepteur est faite en choisissant la chaîne de communication.

Enfin, l'émetteur doit envoyer le message et le récepteur doit le recevoir et l’afficher sur la console. Pour pouvoir le faire, on doit vérifier si le buffer du récepteur est vide et, si cela n’est pas le cas, mettre le message dans un autre buffer, qui sera affiché une seule fois (utilisation du if avec la variable “message_printed”). Il est important de remarquer qu’il faut chercher le nouveau paquet de l'émetteur après avoir affiché le message, sinon on vide la queue de façon permanente.

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
const char *message = "Hello!";
wb_emitter_send(communication, message, strlen(message) + 1); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
/* is there at least one packet in the receiver's queue ? */
if (wb_receiver_get_queue_length(communication) > 0) {

/* read current packet's data */
const char *buffer = wb_receiver_get_data(communication);

if (message_printed != 1) {
/* print null-terminated message */
printf("Communicating: received \"%s\"\n", buffer);
message_printed = 1;
}

/* fetch next packet */
wb_receiver_next_packet(communication);

} else {

if (message_printed != 2) {
printf("Communication broken!\n");
message_printed = 2;
}
} </nowiki>

En C++ :

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
if (receiver->getQueueLength() > 0)
{

/* read current packet's data */
const char *buffer = (const char*)receiver->getData();
const double *position= receiver->getEmitterDirection();

/* print null-terminated message */
if (message_printed != 1) {
printf("Communicating: received \"%s\"\n", buffer);
message_printed = 1;
}

/* fetch next packet */
receiver->nextPacket();

} else {

if (message_printed != 2)
{
printf("Communication broken!\n");
message_printed = 2;
}
} </nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication

2020-05-07T15:37:52Z

Clément Luton : /* Le contrôleur et la communication */

== Introduction ==

Pour ce tutoriel, on partira d’un monde de base du logiciel Webots, qui s'appelle “emitter_receiver”. Il possède deux robots qui se déplacent de façon à éviter les obstacles et qui si communiquent (en affichant une message sur la console) quand le robot récepteur se trouve dans la portée du signal de communication, représentée par une sphère blanche autour du robot émetteur. Les deux robots utilisent le contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], mais ont des comportements différents en fonction de leur noms.

[[Fichier:emitter_receiver.gif|400px|thumb|left|fonctionnement des robots (cliquez pour jouer le GIF)]]

[[Fichier:console_emitter_receiver.jpg|400px|thumb|right|Messages sur le console]]

 



== Le contrôleur et la communication ==

Dans cette section, on expliquera la partie du code relative à la communication entre les robots. Le code étant en C, on presentera aussi les fonctions équivalents en C++, qui sont utiles pour comprendre le projet.

Au tout début, il faut ajouter les bibliothèques pour l’émetteur et le récepteur.

<nowiki>
#include <webots/emitter.h>
#include <webots/receiver.h> </nowiki>

On doit créer un “deviceTag” pour la communication, ce qui n’est pas nécessaire en C++, et prendre la main de l’émetteur ou du récepteur, selon le cas. Ensuite, on choisit la chaîne de communication (si ce n’est pas la bonne) pour l'émetteur et on habilite le récepteur.

<nowiki>
WbDeviceTag communication; </nowiki>

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
communication = wb_robot_get_device("emitter");
wb_emitter_set_channel(communication, COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

* '''Récepteur :'''

<nowiki>
communication = wb_robot_get_device("receiver");
wb_receiver_enable(communication, TIME_STEP); </nowiki>

En C++, cela devient :

* '''Émetteur :'''

<nowiki>
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
Receiver *receiver = robot->getReceiver("receiver");
receiver->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

On remarque que, dans ce cas, l’habilitation du récepteur est faite en choisissant la chaîne de communication.

Enfin, l'émetteur doit envoyer le message et le récepteur doit le recevoir et l’afficher sur la console. Pour pouvoir le faire, on doit vérifier si la queue du récepteur est vide et, si cela n’est pas le cas, mettre la message dans un buffer, qui sera affiché une seule fois (utilisation du if avec la variable “message_printed”). Il est important de remarquer qu’il faut chercher le nouveau paquet de l'émetteur après avoir affiché le message, sinon on vide la queue de façon permanente.

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
const char *message = "Hello!";
wb_emitter_send(communication, message, strlen(message) + 1); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
/* is there at least one packet in the receiver's queue ? */
if (wb_receiver_get_queue_length(communication) > 0) {

/* read current packet's data */
const char *buffer = wb_receiver_get_data(communication);

if (message_printed != 1) {
/* print null-terminated message */
printf("Communicating: received \"%s\"\n", buffer);
message_printed = 1;
}

/* fetch next packet */
wb_receiver_next_packet(communication);

} else {

if (message_printed != 2) {
printf("Communication broken!\n");
message_printed = 2;
}
} </nowiki>

En C++ :

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
if (receiver->getQueueLength() > 0)
{

/* read current packet's data */
const char *buffer = (const char*)receiver->getData();
const double *position= receiver->getEmitterDirection();

/* print null-terminated message */
if (message_printed != 1) {
printf("Communicating: received \"%s\"\n", buffer);
message_printed = 1;
}

/* fetch next packet */
receiver->nextPacket();

} else {

if (message_printed != 2)
{
printf("Communication broken!\n");
message_printed = 2;
}
} </nowiki>

Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication

2020-05-07T15:35:57Z

Clément Luton : /* Introduction */

== Introduction ==

Pour ce tutoriel, on partira d’un monde de base du logiciel Webots, qui s'appelle “emitter_receiver”. Il possède deux robots qui se déplacent de façon à éviter les obstacles et qui si communiquent (en affichant une message sur la console) quand le robot récepteur se trouve dans la portée du signal de communication, représentée par une sphère blanche autour du robot émetteur. Les deux robots utilisent le contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], mais ont des comportements différents en fonction de leur noms.

[[Fichier:emitter_receiver.gif|400px|thumb|left|fonctionnement des robots (cliquez pour jouer le GIF)]]

[[Fichier:console_emitter_receiver.jpg|400px|thumb|right|Messages sur le console]]

 



== Le contrôleur et la communication ==

Dans cette section, on expliquerá la partie du code relative à la communication entre les robots. Le code étant en C, on presenterá aussi les fonctions équivalents en C++, qui sont utiles pour comprendre le projet.

Au tout début, il faut ajouter les bibliothèques pour l’émetteur et le récepteur.

<nowiki>
#include <webots/emitter.h>
#include <webots/receiver.h> </nowiki>

On doit créer un “deviceTag” pour la communication, ce qui n’est pas nécessaire en C++, et prendre la main de l’émetteur ou du récepteur, selon le cas. Ensuite, on choisit la chaîne de communication (si c’est pas la bonne) pour l'émetteur et on habilite le récepteur.

<nowiki>
WbDeviceTag communication; </nowiki>

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
communication = wb_robot_get_device("emitter");
wb_emitter_set_channel(communication, COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

* '''Récepteur :'''

<nowiki>
communication = wb_robot_get_device("receiver");
wb_receiver_enable(communication, TIME_STEP); </nowiki>

En C++, cela devient :

* '''Émetteur :'''

<nowiki>
Emitter *emitter = robot->getEmitter("emitter");
emitter->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
Receiver *receiver = robot->getReceiver("receiver");
receiver->setChannel(COMMUNICATION_CHANNEL); </nowiki>

On remarque que, dans ce cas, l’habilitation du récepteur est faite en choisissant la chaîne de communication.

Enfin, l'émetteur doit envoyer le message et le récepteur doit le recevoir et l’afficher sur le console. Pour pouvoir le faire, on doit vérifier si la queue du récepteur est vide et, si cela n’est pas le cas, mettre la méssage sur un buffer, qui sera affiché une seule fois (utilisation du if avec la variable “message_printed”). Il est important de remarquer qu’il faut chercher le nouveau paquet de l'émetteur après avoir affiché le message, sinon on vide la queue de façon permanent.

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
const char *message = "Hello!";
wb_emitter_send(communication, message, strlen(message) + 1); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
/* is there at least one packet in the receiver's queue ? */
if (wb_receiver_get_queue_length(communication) > 0) {

/* read current packet's data */
const char *buffer = wb_receiver_get_data(communication);

if (message_printed != 1) {
/* print null-terminated message */
printf("Communicating: received \"%s\"\n", buffer);
message_printed = 1;
}

/* fetch next packet */
wb_receiver_next_packet(communication);

} else {

if (message_printed != 2) {
printf("Communication broken!\n");
message_printed = 2;
}
} </nowiki>

En C++ :

* '''Émetteur :'''
<nowiki>
const char *message = "Hello!";
emitter->send(message, strlen(message) + 1); </nowiki>

* '''Récepteur :'''
<nowiki>
if (receiver->getQueueLength() > 0)
{

/* read current packet's data */
const char *buffer = (const char*)receiver->getData();
const double *position= receiver->getEmitterDirection();

/* print null-terminated message */
if (message_printed != 1) {
printf("Communicating: received \"%s\"\n", buffer);
message_printed = 1;
}

/* fetch next packet */
receiver->nextPacket();

} else {

if (message_printed != 2)
{
printf("Communication broken!\n");
message_printed = 2;
}
} </nowiki>

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-07T14:11:21Z

Clément Luton : /* Résultats initiaux (16/04/2020) */

== I) Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== II) Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code suiveur 1 | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]

*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== IV) Communication entre deux robots ==

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

=== Résultats initiaux (16/04/2020) ===
 
La communication qui est permise par la simulation suit un protocole de communication série mais elle est transmise sans fil.
 
 
Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu additionner les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis.

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, trouvé dans un monde de base homonyme. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++.

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication C |Code C]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication C++ |Code C++]]

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]

=== Résultats intérmédiaires (17/04/2020) ===

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Maître |Code Maître]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Esclave |Code Esclave]]

Le robot maître est, dans cette vidéo, contrôlé grâce au clavier et le robot esclave le suit grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée su signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|400px|thumb|center|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour faire suivre deux robots esclaves à un robot maître, en utilisant la communication entre eux. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu additionner les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "emitter" |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "emitter-receiver" |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "receiver" |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], trouvé dans un [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | monde de base homonyme]]. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet une message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable pour ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|Système de coordonées]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir la chaîne de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit de faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

== V) Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== V) Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-07T14:11:05Z

Clément Luton : /* IV) Communication entre deux robots */

== I) Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== II) Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code suiveur 1 | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]

*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== IV) Communication entre deux robots ==

'''Participants :'''
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

=== Résultats initiaux (16/04/2020) ===
 
La communication qui est permise par la simulation suit un protocole de communication série mais elle est transmise sans fil.
 
Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu additionner les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis.

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, trouvé dans un monde de base homonyme. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++.

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication C |Code C]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication C++ |Code C++]]

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]

=== Résultats intérmédiaires (17/04/2020) ===

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Maître |Code Maître]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Esclave |Code Esclave]]

Le robot maître est, dans cette vidéo, contrôlé grâce au clavier et le robot esclave le suit grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée su signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|400px|thumb|center|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour faire suivre deux robots esclaves à un robot maître, en utilisant la communication entre eux. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu additionner les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "emitter" |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "emitter-receiver" |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "receiver" |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur [[Robots suiveurs 3 - Code “emitter_receiver”|“emitter_receiver”]], trouvé dans un [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Communication | monde de base homonyme]]. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet une message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable pour ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|Système de coordonées]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir la chaîne de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit de faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|Cliquez pour jouer le GIF]]

== V) Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== V) Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

Robots suiveurs 3

2020-05-07T14:02:17Z

Clément Luton : /* Présentation du projet */

Robot suiveur 2019/2020
 
Le but du projet est de faire suivre une personne par une file indienne de robots.
 

= Présentation du projet =

 
Dans la continuité du travail ayant été réalisé les années précédentes sur les sujets Robots Suiveurs 1 et 2, notre objectif initial était, dans cette 3ème itération du projet, de poursuivre leur développement tout en améliorant les fonctionnalités disponibles. Cependant, suite à l'apparition du covid-19 et au confinement s'en suivant, le matériel devint indisponible. Pour répondre à cette contrainte, il a fallu se tourner vers les simulateurs pour robotique. 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne en détectant la source de chaleur qu'elle émet.Le cahier des charges de base était l'utilisation d'une caméra thermique et de faire communiquer le robot principale avec les autres robots pour les faire suivre le robot principal. 
Il a donc fallu dans un premier temps déterminer quel simulateur était le plus adapté à notre utilisation, puis adapter notre cahier des charges en fonction des technologies disponibles sur le simulateur.
L'objectif est donc de respecter le cahier des charges suivant:

* Le projet, en plus d'un robot principal suivant un être vivant, doit intégrer des robots suiveurs de robots, capables de communiquer entre eux et avec le robot principal.
* Certains capteurs de distances doivent être utilisés pour éviter une collision avec un obstacle quelconque.
* Le robot principal doit intégrer une caméra thermique pour suivre sa cible. Puisque ce composant n'existe pas sur notre simulateur, on le simulera avec une caméra classique, suivant un objet rouge représentant un corps chaud.

L'objectif n'étant pas de construire un robot de zéro, nous somme reparti d'une base existante intégrant les éléments essentiels au projet. En fin de projet, le but sera de coller le plus possible à une situation réelle, que nous aurions pu obtenir en utilisant le matériel fourni

 
 
Participants :
[[Utilisateur:‎Poulain |Matthieu Poulain]], [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]], [[Utilisateur:‎SamuelT |Samuel Tauleigne]], [[Utilisateur:‎ Mickael | Mickaël Faure]], [[Utilisateur:‎Léane |Léane Geoffroy]], [[Utilisateur:‎Louis.sage |Louis Sage]], [[Utilisateur:‎Raphaele.milan |Raphaele Milan]], [[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]]

=Éléments du projet=
[[Robots suiveurs 3 - Choix du simulateur | Choix du simulateur]] 
[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels simulateur]] 
[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]] 
[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 

==Objectifs de départ (en situation de confinement)==

-Choisir le bon simulateur

-Simuler une personne

-Choisir la bonne technologie de suivi pour le robot maître

-Choisir la bonne technologie de suivi pour les robots esclaves

==Étapes suivies==

Pour une explication plus détaillée du déroulement du projet, référez-vous à la partie [[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]]. 

*Réalisation d’un robot pilotable manuellement avec les touches du clavier
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des capteurs de distance
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur une caméra pour simuler une caméra thermique
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des protocoles de communication

==Résultat final==
A Rédiger

Robots suiveurs 3

2020-05-07T14:01:56Z

Clément Luton : /* Présentation du projet */

Robot suiveur 2019/2020
 
Le but du projet est de faire suivre une personne par une file indienne de robots.
 

= Présentation du projet =

 
Dans la continuité du travail ayant été réalisé les années précédentes sur les sujets Robots Suiveurs 1 et 2, notre objectif initial était, dans cette 3ème itération du projet, de poursuivre leur développement tout en améliorant les fonctionnalités disponibles. Cependant, suite à l'apparition du covid-19 et au confinement s'en suivant, le matériel devint indisponible. Pour répondre à cette contrainte, il a fallu se tourner vers les simulateurs pour robotique. 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne en détectant la source de chaleur qu'elle émet.Le cahier des charges de base était l'utilisation d'une caméra thermique et de faire communiquer le robot principale avec les autres robots pour les faire suivre le robot principal.
Il a donc fallu dans un premier temps déterminer quel simulateur était le plus adapté à notre utilisation, puis adapter notre cahier des charges en fonction des technologies disponibles sur le simulateur.
L'objectif est donc de respecter le cahier des charges suivant:

* Le projet, en plus d'un robot principal suivant un être vivant, doit intégrer des robots suiveurs de robots, capables de communiquer entre eux et avec le robot principal.
* Certains capteurs de distances doivent être utilisés pour éviter une collision avec un obstacle quelconque.
* Le robot principal doit intégrer une caméra thermique pour suivre sa cible. Puisque ce composant n'existe pas sur notre simulateur, on le simulera avec une caméra classique, suivant un objet rouge représentant un corps chaud.

L'objectif n'étant pas de construire un robot de zéro, nous somme reparti d'une base existante intégrant les éléments essentiels au projet. En fin de projet, le but sera de coller le plus possible à une situation réelle, que nous aurions pu obtenir en utilisant le matériel fourni

 
 
Participants :
[[Utilisateur:‎Poulain |Matthieu Poulain]], [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]], [[Utilisateur:‎SamuelT |Samuel Tauleigne]], [[Utilisateur:‎ Mickael | Mickaël Faure]], [[Utilisateur:‎Léane |Léane Geoffroy]], [[Utilisateur:‎Louis.sage |Louis Sage]], [[Utilisateur:‎Raphaele.milan |Raphaele Milan]], [[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]]

=Éléments du projet=
[[Robots suiveurs 3 - Choix du simulateur | Choix du simulateur]] 
[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels simulateur]] 
[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]] 
[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 

==Objectifs de départ (en situation de confinement)==

-Choisir le bon simulateur

-Simuler une personne

-Choisir la bonne technologie de suivi pour le robot maître

-Choisir la bonne technologie de suivi pour les robots esclaves

==Étapes suivies==

Pour une explication plus détaillée du déroulement du projet, référez-vous à la partie [[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Déroulement du projet - Tableau de Bord ]]. 

*Réalisation d’un robot pilotable manuellement avec les touches du clavier
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des capteurs de distance
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur une caméra pour simuler une caméra thermique
*Réalisation d’un robot suiveur basé sur des protocoles de communication

==Résultat final==
A Rédiger

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-05T15:44:02Z

Clément Luton : /* Résultats finaux (05/05/2020) */

== I) Description du simulateur ==

Le logiciel [https://cyberbotics.com/#cyberbotics Webots] est un simulateur robotique 3D OpenSource fonctionnant sous Windows, Mac OS et Linux.

Ce logiciel est très facile à prendre en main car il suffit de l'installer, de le lancer et de jouer avec les exemples livrés avec le logiciel. 
Il existe aussi un [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorials?tab-language=c++ tutoriel] très facile d'accès, très documenté permettant de comprendre la logique du logiciel et d'être rapidement en capacité de créer sa propre simulation. 
Ce qui en fait aussi un logiciel très facile d'accès est la possibilité de l'utiliser avec plusieurs langages de programmation grâce à des API complètes. 
En effet, les robots peuvent être contrôlés via du C, C++, Python, Java et MATLAB. On peut aussi utiliser [https://www.ros.org/ ROS]. 
Les tests sont aussi très agréables à réaliser puisqu'on peut interagir avec le robot et son environnement pendant le test.

=== Création d'un espace de test 3D ===

Le logiciel propose à l'utilisateur de créer un espace de test 3D en ajoutant toutes sortes d'éléments. 
Ces éléments peuvent être des formes élémentaires : alors le travail fait par l'utilisateur se rapprochera d'un travail de [https://fr.wikipedia.org/wiki/Conception_assist%C3%A9e_par_ordinateur CAO]. 
Ces éléments peuvent aussi être des objets existant dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/objects base] fournie : du mobilier, des plantes, des fruits, des extincteurs, etc. 
Pour tous ces éléments, on peut configurer de nombreuses propriétés : leur masse, leur densité, les frottements auxquels ils sont soumis, leur taille, etc. 

De même, pour les robots, il est possible d'en créer un à partir de rien mais beaucoup sont proposés dans la [https://cyberbotics.com/doc/guide/robots base de robots] : du petit robot éducatif [https://www.thymio.org/fr/ Thymio] au robot humanoïde Atlas de [https://www.bostondynamics.com/ Boston Dynamics].

Et c'est la même chose pour les actionneurs et les capteurs : une base est fournie et décrite sur le site !

=== Utilisation d'un controller ===

Chaque robot peut être associé à un programme appelé controller dont le rôle est de définir le comportement du robot. 
Ces controllers peuvent être écrits dans tous les langages supportés par Webots : C, C++, Python, Java, MATLAB. Dans les tutoriels, tous sont présentés mais nous avons choisi de travailler en C++ car tous les membres de l'équipe connaissaient ce langage. Notre objectif n'était pas d'apprendre un nouveau langage de programmation, et le C++ est tout de même très utilisé dans ce domaine. 
Au lancement de la simulation, le logiciel lancera un processus par controller utilisé sur chaque robot. On ne peut associer qu'un controller par robot (c'est l’exécutable qui est utilisé) mais on peut utiliser le même controller pour plusieurs robots : dans ce cas, des processus distincts seront créés pour chaque robot. 

=== Interface Graphique ===

[[Fichier:WebotsGUI.png|thumb]]

L'interface graphique se découpe en plusieurs parties que l'on peut afficher dans différentes fenêtres. 
La fenêtre 3D permet d'afficher et de dérouler la simulation dans l'espace 3D créé plus tôt. Dans cette fenêtre, même pendant une simulation, on peut encore déplacer des objets, les faire tourner, les faire interagir pour tester le comportement de notre robot simulé. 
Le "Scene Tree" représente le monde 3D créé. Il comporte des blocs correspondant aux différents éléments créés ou importés tels que les objets ou les robots. En cliquant sur les flèches, il est possible de dérouler les propriétés accessibles sur un composant. 
La console, affichée par défaut en bas de l'écran permet de lire des informations de débug ou les résultats de compilation. 
On peut aussi retrouver un éditeur de texte permettant de compiler le code écrit afin de le tester dans la simulation.

[https://cyberbotics.com/doc/guide/the-user-interface Pour plus de détails sur les menus et l'interface graphique]

== II) Déplacements contrôlés au clavier ==

=== Introduction===

L'objectif de cette partie est d’implémenter la possibilité de contrôler un robot avec les touches classiques zqsd afin de permettre la réalisation de tests.
Pour ce faire, on faut créer un nouveau contrôleur : Wizards -> New Robot Controller.
Notre contrôleur sera nommé Clavier_Control et codé en C++.
Une fenêtre éditor s'ouvre alors. Pour gérer le contrôle des moteurs. Nous sommes partis de la base donnée en tutoriel à cette [https://www.cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-1-your-first-simulation-in-webots#extend-the-controller-to-speed-control adresse].

Cette base donne les fondations pour pouvoir contrôler en vitesse les moteurs. C'est exactement ce dont nous avons besoin, puisque notre robot doit accélérer lorsqu'on le lui impose.

=== Code===

Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera explicité [[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | sur cette page]]
*[[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Voir le CODE]]

L'idée générale derrière ce code est d'affecter aux moteurs une vitesse selon la touche enfoncée sur le clavier. On utilise Z et S pour respectivement avancer et reculer, Q et D pour pivoter à gauche ou à droite et enfin A et E pour avancer en pivotant légèrement.
Pour cela, on utilise un objet Keyboard existant dans la bibliothèque proposée par Webots.

=== Utilisation ===

Le code du controller mis en place a pour but de permettre un contrôle manuel du robot. Cette fonction doit entre implantée en début de projet de façon assez rapide pour permettre aux autres équipes de réaliser des tests de façon simplifiée, en ayant la main sur les action du robot en développement.

Les fonctions introduites ne sont pour autant pas Immuable, celles-ci pouvant être modifiées selon les besoins requis, les mouvement pouvant être adaptés.
On pourra de plus remarquer que l'utilisation du clavier nécessite d'avoir sélectionné la fenêtre de simulation 3D (en cliquant sur la scène 3D).

== III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== Description ===
[[Fichier:E_puck_capteurs.PNG|vignette|E_puck et ses capteurs]]
Dans cette partie, on devait réaliser un robot suiveur rudimentaire en utilisant 2 capteurs de distance afin de comprendre leur fonctionnement. le logiciel webots nous fourni déjà des robots préfait possédant une multitude de capteurs. On a donc utilisé le robot E-puck, possédant 2 roues et 8 capteurs de distances autour de lui (ainsi qu'une caméra, un émetteur et un récepteur).
=== Fonctionnement ===
*[[Code suiveur 1 | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]

*[[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs | Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs ]]
Afin d'avoir un robot simple, on utilise seulement les 2 capteurs à l'avant du robot (un plutôt à droite et l'autre plutôt à gauche). Ces capteurs servent à détecter le robot de devant. On fixe un seuil de distance activant ou non 2 booléens "robot_a_droite/gauche". On a donc 4 combinaisons différentes de ces booléens qui vont servir a commander notre robot:
{| class="wikitable alternance center"
! scope="col" | robot_a_droite
! scope="col" | robot_a_gauche
! scope="col" | résultat
|-
| faux
| faux
| avancer
|-
| faux
| vrai
| tourner à gauche
|-
| vrai
| vrai
| stop
|-
| vrai
| faux
| tourner à droite
|}

=== Résultats ===
Le résultat est plutôt satisfaisant vue sa simplicité. on remarque que les robots se suivent très bien les uns les autres vue qu'ils ont la même vitesse. Le comportement du premier robot est pas encore stable, mais comme il est censé suivre un humain, son fonctionnement va changer de toutes manières.
[[Fichier:Suiveur 1.gif|4 robots suiveurs se suivant, le premier suit la caisse]]

=== Suite ===
Les capteurs de distance on été utilisés ici pour suivre un robot, ou pourrait par la suite les utiliser pour éviter un obstacle. Il faudra pour cela éloigner les robots les uns des autres et leur faire suivre une commande à l'aide des autres parties réalisées.

== IV) Communication entre deux robots ==

Participants :
[[Utilisateur:‎Clément Luton |Clément Luton]] et [[Utilisateur:‎De-almeida-ribeiro.thiago |Thiago De Almeida Ribeiro]]

Pour configurer la communication entre deux robots, au tout début, il a fallu additionner les robots au monde et exécuter la commande “Convert to Base Node(s)” (clique droit sur le robot dans le node tree). Cela a été nécessaire pour pouvoir changer quelques caractéristiques des robots, comme leur nom et la portée du signal émis.

Pour faire le code, on est parti du controller emitter_receiver, trouvé dans un monde de base homonyme. Nous avons eu deux démarches : une consistant à garder le code dans son langage, le C, est à l’adapter et une autre consistant à passer en C++ pour garder une cohésion avec le groupe entier qui code aussi en C++.

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication C |Code C]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication C++ |Code C++]]

Dans les deux cas nous sommes arrivés à mettre en place une communication continue entre deux robots. Nous sommes capables de savoir si la communication se passe bien ou si elle est interrompue et nous avons réussi à transmettre au robot esclave la position relative (le robot esclave est utilisé comme origine d’un système de coordonnées) du robot maître. Nous allons utiliser ces données pour déplacer correctement le robot esclave. Deux solutions s’offrent à nous :

* Se déplacer selon l’axe des X puis l’axe des Z.
* Se déplacer selon l’hypoténuse formée.

[[Fichier:deplacement_comm.png|300px|thumb|center|Schéma du déplacement]]
=== Résultats obtenus le 17/04/2020 ===

* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Maître |Code Maître]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Esclave |Code Esclave]]

Le robot maître est, dans cette vidéo, contrôlé grâce au clavier et le robot esclave le suit grâce à la position du maître. La sphère blanche autour du robot maître représente la portée su signal de communication.

[[Fichier:suivi_position2.gif|Le robot émetteur fait une ligne droite, le robot récepteur le suit]]

=== Résultats finaux (05/05/2020) ===

Cette section a pour but d’expliquer comment utiliser le logiciel Webots pour faire suivre deux robots esclaves à un robot maître, en utilisant la communication entre eux. Le robot maître est contrôlé par le clavier et envoie sa position au premier esclave, celui-ci va suivre le maître et, à son tour, transmettre sa position au deuxième esclave, qui le suit.

Au tout début, il a fallu additionner les 3 robots (e-pucks) à un monde créé préalablement. De plus, il est intéressant de réduire le pas de temps de la simulation (WorldInfo -> basicTimeStep -> 16) pour pouvoir augmenter sa précision et sa stabilité.

Comme les trois robots fonctionnent de façon différente, il a fallu créer trois contrôleurs distincts : [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "emitter" |"emitter"]], pour le robot maître, [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "emitter-receiver" |"emitter-receiver"]], pour le premier esclave, et [[Robots suiveurs 3 - Code contôleur "receiver" |"receiver"]], pour le deuxième esclave. Pour concevoir les codes, on est parti du contrôleur emitter_receiver, trouvé dans un monde de base homonyme. Comme ce dernier est écrit en C, il a fallu le traduire en C++ au préalable pour garder une cohésion avec le groupe.

Le contrôleur “emitter” utilise un bout de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il habilite et configure l'émetteur du robot et transmet une message quelconque. Le contrôleur “receiver” habilite et configure le récepteur du robot, affiche un message pour informer si la communication a été établie et permet de suivre un robot qui émet un message. Finalement, le contrôleur “emitter-receiver” est l'addition des deux contrôleurs antérieurs, sans la partie contrôle clavier.

Pour le comportement suiveur, on utilise deux fonctions de base : “getEmitterDirection()” et “getSignalStrength()”. La première permet d’obtenir la position de l'émetteur par rapport au système de coordonnées du récepteur (vecteur normalisé avec 3 composants) et la deuxième la force du signal. Le bout de code suivant est responsable pour ce comportement.

<nowiki>
const double *position=receiver->getEmitterDirection();
double signal=receiver->getSignalStrength();

if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(0);
}
else{
//Following behavior
if (position[0]<-0.1)
{
left_motor->setVelocity(0);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
else if(position[0]>0.1)
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(0);
}
else
{
left_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
right_motor->setVelocity(MAX_SPEED);
}
} </nowiki>

À partir de la force du signal, il est possible de savoir si le récepteur est trop proche de l'émetteur, de façon à arrêter le robot esclave pour éviter une collision. En outre, la première coordonnée du vecteur position (axe rouge dans la figure ci dessous) permet de dire si le récepteur est approximativement derrière l'émetteur (-0,1 < position[0] < 0,1). Si c’est le cas, le robot doit aller tout droit, sinon, il doit tourner à gauche où à droite.

[[Fichier:comm0.jpg|400px|thumb|center|texte descriptif]]

Le fonctionnement est illustré dans le GIF ci-dessous.

[[Fichier:comm1.gif|400px|thumb|center|texte descriptif]]

Jusqu’à ce moment, les robots étaient considérés sans défauts. Cela veut dire que l'on n'avait pas pris en compte le bruit dans la communication. Le récepteur possède deux variables qui peuvent être modifiées afin d’y ajouter le bruit :

*signalStrengthNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à la force du signal renvoyé par “getSignalStrength()”. Le bruit est proportionnel à la force du signal, par exemple, un signalStrengthNoise de 0,1 ajoutera un bruit avec un écart-type de 0,1 pour une force de signal de 1 et 0,2 pour une force de signal de 2.

*directionNoise : écart-type du bruit gaussien ajouté à chacune des composantes de la direction retournée par “getEmitterDirection()”. Le bruit ne dépend pas de la distance entre l'émetteur-récepteur.

Vu que le logiciel ne possède pas de fonction de base pour effectuer cette modification (comme setChannel() pour choisir la chaîne de communication, par exemple), on doit modifier le node du récepteur directement. Pour pouvoir le faire, on doit de faire un clique droit sur le robot que l'on souhaite modifier dans la scene tree et après cliquer sur “Convert to Base Node(s)”. Après, il suffit d’aller sur “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et modifier les champs signalStrengthNoise et/ou directionNoise.

Si on met un écart-type de 1 pour la direction, par exemple, on remarque que les robots continuent à suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela peut être un problème puisque le robot maître peut s’écarter des esclaves et la communication entre eux peut être coupée.

[[Fichier:comm2.gif|400px|thumb|center|texte descriptif]]

L’ajout du bruit associé à la force du signal ne doit pas affecter le comportement suiveur, mais peut permettre une collision entre les robots. Si on met, par exemple, la valeur de 0,1, on remarque que cela peut arriver :

[[Fichier:comm3.gif|400px|thumb|center|texte descriptif]]

Cela peut être réglé en mettant 80, par exemple, au lieu de 150, dans la ligne de code ci-dessous :

<nowiki>
if(signal>150) //Stop the robot if it's too close to the master </nowiki>

[[Fichier:comm4.gif|400px|thumb|center|texte descriptif]]

Une deuxième solution serait d’utiliser les capteurs de distance du robot.

Enfin, il est important de prendre en compte les type de signaux possibles pour l'émetteur et le récepteur : "radio", "serie" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serie" sont transmis sans tenir compte des obstacles. Cependant, les signaux de type "infra-red" tiennent compte des obstacles potentiels entre l'émetteur et le récepteur. Tout objet solide (solide, robots, etc) avec un objet englobant défini est un obstacle potentiel à une communication "infra-red". La structure du robot émetteur ou récepteur lui-même ne bloquera pas une transmission "infra-red". Actuellement, il n'y a pas de différence d'implémentation entre les types "radio" et "serie".

Alors, si aucune modification n’est effectué, l'émetteur et le récepteur utilisent le type “radio” et les robots pourront communiquer même s’il y a un obstacle entre eux :

[[Fichier:comm5.gif|400px|thumb|center|texte descriptif]]

En choisissant le type “infra-red”, cela ne serait pas possible. Pour faire cette modification il suffit de changer les champs “type” dans “Robot > children > DEF EPUCK_RECEIVER Receiver” et “Robot > children > DEF EPUCK_EMITTER Emitter” (après avoir fait un “Change to Base Node(s)”.

[[Fichier:comm6.gif|400px|thumb|center|texte descriptif]]

== V) Mise en place de la scène ==
Pour modifier la scène nous nous sommes aidé du tutoriel disponible à cette [https://cyberbotics.com/doc/guide/tutorial-2-modification-of-the-environment adresse]. 
Comme dit précédemment l'interface graphique est plutôt intuitive et il est donc facile de modifier la scène. Tout se fait via le bouton Plus (Add) en haut à gauche entouré en rouge. 
[[Fichier:ObjetsAdd.png ‎|500px|thumb|center|Modification scène]]
Une fois qu'on a cliqué dessus on peut choisir un élément de base (base nodes) ou des éléments déjà existants (Proto Nodes). Dans les éléments existants il y a des objets, des robots, des véhicules... Une fois l'élément choisi il va être placé au centre du sol. La touche MAJ en même temps qu'un clic gauche de la souris permet de le déplacer là où l'on souhaite. Cette manipulation est aussi possible via la fenêtre de paramètre de l'objet (accolade en rouge sur la photo). 
On peut ainsi choisir de déplacer l'objet via les paramètres de translation, de le tourner via la rotation et enfin de changer sa taille via scale. 
Pour les objets déjà existants la méthode scale n'est pas directement accessible il faut faire un clic droit sur l'objet et sélectionner "convert to base nodes". Une fois cette opération effectuée, les paramètres scale seront accessibles. 
Pour un objet de type solid on peut modifier la forme (Shape) via les paramètres (voir l'exemple du tutoriel situé en haut).
Pour changer le controller d'un robot voir le lien [https://ujm.webgroup.fr/index.php?title=Robots_suiveurs_3_-_Tutoriels#1.29_Ajouter_un_controller_existant_.C3.A0_un_robot suivant].

== V) Robot avec détection de couleur ==
Le but est ici d'utiliser la caméra du robot E-Puck afin de de pouvoir suivre un objet de couleur, que l'on pourrai par exemple placer à l'arrière d'un robot pour que celui de derrière puisse le suivre. Nous avons dans un premier temps fait en sorte que le robot suive un objet rouge. Par la suite nous avons amélioré le système afin d'avoir plusieurs robot qui se suivent.

=== Fonctionnement ===
Pour cela, nous utilisons des méthodes de la classe Camera permettant de capturer une image et de recueillir des informations sur le nombre de pixel rouge, vert ou bleu. Nous avons donc séparer l'image en 3 zones (milieu, gauche et droite) afin de compter le nombre de pixel d'une certaine couleur dans chacune de ces partie. Si ce derniers est supérieur au nombre de pixels des autres couleurs dans une zone, on effectue le déplacement correspondant (avancer, pivotage à gauche ou à droite). Nous avons aussi utiliser les capteurs de distance situés à l'avant du robot afin d’éviter une collision quand le robot se sera trop rapproché de l'objet qu'il suit. Voici notre premier essai, le robot suit uniquement un objet rouge qu'il faut déplacer à la main :

[[Fichier:Suivi couleur.gif|500px|thumb|center|Suivi d'un cube de couleur rouge]]

Nous avons ensuite ajouté des robots de couleurs différentes, dépendant tous d'un controller différent, afin que le premier robot (bleu) soit guidé par les commandes du clavier, que le deuxième (rouge) suive le robot bleu, le troisième (vert) suive le robot rouge, et le dernier (gris) suive le robot vert :

[[Fichier:Simulation suiveurs caméra.gif|500px|thumb|center|Suivi de robots de couleur]]

Nous avons rajouté une fonctionnalité qui permet aux robots suiveurs de savoir où se trouve l'objet qu'il suivent (gauche, droite, ou devant). Ainsi, si l'objet suivi est sort du champs de vision, le robot va tourner sur le lui même en fonction de la position précédente de l'objet suivi. Si l'objet disparaît et qu'il se trouvait sur la gauche avant de disparaître, le robot va tourner sur lui même sur la gauche jusqu'à retrouver l'objet.
Voici les codes utilisés, comme le fonctionnement du des robots gris, vert et rouge est le même (seul la couleur à détecter change), nous ne mettons que le code du robot bleu (robot à suivre) et du robot rouge :
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suivi) |Code robot suivi]]
* [[Robots suiveurs 3 - Code Détection couleur (Robot suiveur) |Code robot suiveur]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T15:12:00Z

Clément Luton :

= Création du monde =
La première étape va être de créer son monde via le wizard. Il faudra donner un nom au fichier créé et coché la case "Add a rectangle arena" qui permet d'avoir une zone de travail. 
[[Fichier:tuto_création_monde.png]]
 
Une fois le monde créé on peut décider de la taille de la zone de travail en allant dans RectangleArena,à gauche de votre écran, et en modifiant "floorTileSize".
 
[[Fichier:tuto_modif_taille.png]]
 

= Ajout d'élément =
Pour ajouter un élément, faite clic droit sur RectangleArena et sélectionner Add New. Une fenêtre va alors s'ouvrir dans laquelle vous pourrez sélectionner l'élément que vous voulez rajouter.
 
[[Fichier:tuto_ajout_objet.png]]
 
Chaque élément ajouter se trouvera sur la gauche de l'écran et aura des propriétés de taille, de couleur, de texture...etc. Chacune de ces propriétés peut être modifiée.
 
[[Fichier:tuto_exemple_objet.png]]
 

= La physique liée à un élément =
Un élément ajouter n'a pas forcément de réaction physique avec son environnement si on ne fait pas les configurations pour. Il ne respectera donc pas les lois de la physique et notamment les collisions ne seront pas prises en compte. Pour illustrer le propos nous ferons un exemple avec une balle. Donc on ajoute un objet "Solid" présent dans "Base nodes".on fait un clic droit sur la section "children" puis on sélectionne "Add New" pour ajouter "Shape". Dans cette section on modifie "geometry" pour la forme de sphère. Une fois cela fait on peut modifier l'apparence par "PBRAappearance". Dans cette section on peut modifier la couleur et la texture de la sphère.
 
[[Fichier:tuto_sphere_solid.png]]
[[Fichier:tuto_image_sphere.png]]
 
On devrait obtenir cette sphère là.
 
Une fois cela fait, il ne reste plus qu'à ajouter une forme de sphère à la section "boundingObject" et sélectionner "Physics" dans la section physic du solide.
 
[[Fichier:tuto_physique_sphere.png]]

Fichier:Tuto physique sphere.png

2020-05-05T15:11:25Z

Clément Luton :

Fichier:Tuto image sphere.png

2020-05-05T15:06:36Z

Clément Luton :

Fichier:Tuto sphere solid.png

2020-05-05T15:04:54Z

Clément Luton :

Fichier:Tuto sphere apparence.png

2020-05-05T14:55:26Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:38:24Z

Clément Luton :

Fichier:Tuto exemple objet.png

2020-05-05T14:34:46Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:23:49Z

Clément Luton : /* Ajout d'élément */

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:21:46Z

Clément Luton :

Fichier:Tuto ajout objet.png

2020-05-05T14:16:46Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:16:28Z

Clément Luton : /* Création du monde */

Fichier:Tuto modif taille.png

2020-05-05T14:11:14Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:10:17Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:03:55Z

Clément Luton :

La première étape va être de créer son monde via le wizard. Il faudra donner un nom au fichier créé. 
[[Fichier:tuto_création_monde.png]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde

2020-05-05T14:03:37Z

Clément Luton : Page créée avec « La première étape va être de créer son monde via le wizard. Il faudra donner un nom au fichier créé. Fichier:tuto_création_monde.png »

La première étape va être de créer son monde via le wizard. Il faudra donner un nom au fichier créé.
[[Fichier:tuto_création_monde.png]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-05T13:59:21Z

Clément Luton : /* V) Mise en place de la scène */

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-05T13:58:45Z

Clément Luton : /* V) Mise en place de la scène */

Fichier:Tuto création monde.png

2020-05-05T13:56:23Z

Clément Luton :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels

2020-05-05T13:39:54Z

Clément Luton :

== Tutoriels disponibles en Français ==
* 1)[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels création de monde | Créer un nouveau monde de simulation ]]
* 2)[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels Ajout de controller | Ajouter un controller existant à un robot ]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels

2020-05-05T13:39:39Z

Clément Luton : /* Tutoriels disponibles en Français */

== Tutoriels disponibles en Français ==
* 1)[[Robots suiveurs 3 - Tutoriel création de monde | Créer un nouveau monde de simulation ]]
* 2)[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels Ajout de controller | Ajouter un controller existant à un robot ]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels

2020-05-05T13:39:27Z

Clément Luton : /* Tutoriels disponibles en Français */

== Tutoriels disponibles en Français ==
* 1)[[Robots suiveurs 3 - Tutoriel création de monde | Créer un nouveau monde de simulation ]]
* 2)[[Robots suiveurs 3 - Tutoriel Ajout de controller | Ajouter un controller existant à un robot ]]