Robots suiveurs 3 - Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs

2020-04-17T09:25:17Z

Louis.sage : Page créée avec « <nowiki> #include <webots/Robot.hpp> #include <webots/DistanceSensor.hpp> #include <webots/Motor.hpp> // time in [ms] of a simulation step #define TIME_STEP 64 #define... »

<nowiki>
#include <webots/Robot.hpp>
#include <webots/DistanceSensor.hpp>
#include <webots/Motor.hpp>

// time in [ms] of a simulation step
#define TIME_STEP 64

#define MAX_SPEED 6.28

// All the webots classes are defined in the "webots" namespace
using namespace webots;

// entry point of the controller
int main(int argc, char **argv) {
// create the Robot instance.
Robot *robot = new Robot();

// initialize devices
DistanceSensor *ps[2];
char psNames[2][4] = {
"ps0", "ps7"
};

for (int i = 0; i < 2; i++) {
ps[i] = robot->getDistanceSensor(psNames[i]);
ps[i]->enable(TIME_STEP);
}

Motor *leftMotor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *rightMotor = robot->getMotor("right wheel motor");
leftMotor->setPosition(INFINITY);
rightMotor->setPosition(INFINITY);
leftMotor->setVelocity(0.0);
rightMotor->setVelocity(0.0);

// feedback loop: step simulation until an exit event is received
while (robot->step(TIME_STEP) != -1) {
// read sensors outputs
double psValues[2];
for (int i = 0; i < 2 ; i++)
psValues[i] = ps[i]->getValue();

// detect obstacles
bool robot_right =
psValues[0] > 80.0;
bool robot_left =
psValues[1] > 80.0;

// initialize motor speeds at 50% of MAX_SPEED.
double leftSpeed = 0.5 * MAX_SPEED;
double rightSpeed = 0.5 * MAX_SPEED;
// modify speeds according to obstacles
if (robot_left && robot_right){
leftSpeed = 0;
rightSpeed = 0;
}
else if (robot_left) {
// turn right
leftSpeed -= 0.5 * MAX_SPEED;
rightSpeed += 0.5 * MAX_SPEED;
}
else if (robot_right) {
// turn left
leftSpeed += 0.5 * MAX_SPEED;
rightSpeed -= 0.5 * MAX_SPEED;
}
// write actuators inputs
leftMotor->setVelocity(leftSpeed);
rightMotor->setVelocity(rightSpeed);
}

delete robot;
return 0; //EXIT_SUCCESS
}
</nowiki>

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-04-17T09:24:40Z

Louis.sage : /* III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance */

Robots suiveurs 3

2020-04-17T09:21:39Z

Louis.sage :

Projet du module Robots connectés 2019/2020.

=État de l'art des simulateurs=
*[[Robots suiveurs 3 - État de l'art des simulateurs - groupe 1|État de l'art - groupe 1]]
Tauleigne-Sage-Faure-Geoffroy

*[[Robots suiveurs 3 - État de l'art des simulateurs - groupe 2|État de l'art - groupe 2]]
Luton-Poulain-Milan-De_Almeida_Ribeiro

*[[Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord | Tableau de Bord]]
*[[Robots suiveurs 3 - Tutoriels | Tutoriels]]

Robots suiveurs 3

2020-04-17T09:20:38Z

Louis.sage :

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-04-17T09:17:42Z

Louis.sage : /* III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance */

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-04-17T09:07:09Z

Louis.sage : /* d) Suite */

== I) Description du simulateur==

== II) Déplacements contrôlés au clavier ==

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.
Le code suivant est commenté pour les parties liées au clavier. Le tutoriel concernant la gestion des moteurs sera traduit [[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.

== III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== a) 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).
=== b) Fonctionnement ===
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
|}

=== c) 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]]

=== d) 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 ==

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 ses noms et le “range” de l'émetteur.

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]]

== V) Mise en place de la scène ==

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-04-17T08:54:07Z

Louis.sage : /* III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance */

== I) Description du simulateur==

== II) Déplacements contrôlés au clavier ==

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

== III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance ==
=== a) 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).
=== b) Fonctionnement ===
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
|}

=== c) 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]]

=== d) 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 ==

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 ses noms et le “range” de l'émetteur.

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]]

== V) ==

Fichier:Suiveur 1.gif

2020-04-17T08:43:44Z

Louis.sage : 4 robots suiveurs se suivant l'un l'autre. La caisse en bois est manipulée à la main.

== Description ==
4 robots suiveurs se suivant l'un l'autre. La caisse en bois est manipulée à la main.

Fichier:E puck capteurs.PNG

2020-04-17T08:26:37Z

Louis.sage : Capture d'écran montrant l'état des capteurs du robot suiveur pendant son fonctionnement.

== Description ==
Capture d'écran montrant l'état des capteurs du robot suiveur pendant son fonctionnement.

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-04-17T08:21:58Z

Louis.sage : /* III) Robot Suiveur simple avec capteurs de distance */