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Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-31T10:46:10Z

Poulain : /* Evitement */

== 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 bloc de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il active et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” active 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 bloc 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’alors, 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 se suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela pourrait être un problème puisque le robot maître pourrait trop s’écarter des esclaves et la communication entre eux serait alors 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 pourrait 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", "serial" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serial" 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 "serial".

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 :
* Le premier robot se dirige avec les flèches, donc le [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code de contrôle au clavier]] est implanté.
* Robots suiveurs : chaque robot est associé à un controller dont le code est semblable au [[Robots suiveurs 3 - Code suivi d'un objet (robot) rouge |Code de suivi d'un objet (robot) rouge]], avec des changements pour la couleur.

== 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 de gestion de l'émission de message faite dans le controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] au controller utilisé par le robot maitre pour suivre le robot rouge (par détection de couleurs).

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

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

*Pseudo code d’évitement du robot caméra

[[Fichier:Evitemment capteurs2.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

*Pseudo code d’évitement des robots suiveurs avec recepteurs
[[Fichier:Evitemment E-R.png| Évitement d'obstacle via recepteurs]]

Fichier:Evitemment E-R.png

2020-05-31T10:45:53Z

Poulain :

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-31T10:44:18Z

Poulain : /* Evitement */

== 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 bloc de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il active et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” active 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 bloc 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’alors, 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 se suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela pourrait être un problème puisque le robot maître pourrait trop s’écarter des esclaves et la communication entre eux serait alors 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 pourrait 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", "serial" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serial" 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 "serial".

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 :
* Le premier robot se dirige avec les flèches, donc le [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code de contrôle au clavier]] est implanté.
* Robots suiveurs : chaque robot est associé à un controller dont le code est semblable au [[Robots suiveurs 3 - Code suivi d'un objet (robot) rouge |Code de suivi d'un objet (robot) rouge]], avec des changements pour la couleur.

== 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 de gestion de l'émission de message faite dans le controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] au controller utilisé par le robot maitre pour suivre le robot rouge (par détection de couleurs).

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

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

#Pseudo code d’évitement du robot caméra

[[Fichier:Evitemment capteurs2.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

[[Fichier:Evitemment capteurs.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-31T10:43:33Z

Poulain : /* Evitement */

== 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 bloc de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il active et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” active 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 bloc 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’alors, 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 se suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela pourrait être un problème puisque le robot maître pourrait trop s’écarter des esclaves et la communication entre eux serait alors 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 pourrait 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", "serial" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serial" 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 "serial".

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 :
* Le premier robot se dirige avec les flèches, donc le [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code de contrôle au clavier]] est implanté.
* Robots suiveurs : chaque robot est associé à un controller dont le code est semblable au [[Robots suiveurs 3 - Code suivi d'un objet (robot) rouge |Code de suivi d'un objet (robot) rouge]], avec des changements pour la couleur.

== 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 de gestion de l'émission de message faite dans le controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] au controller utilisé par le robot maitre pour suivre le robot rouge (par détection de couleurs).

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

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

[[Fichier:Evitemment capteurs2.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

[[Fichier:Evitemment capteurs.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

Fichier:Evitemment capteurs2.png

2020-05-31T10:43:06Z

Poulain : 2

== Description ==
2

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-31T10:38:36Z

Poulain : /* Evitement */

== 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 bloc de code créé par d’autres intégrants du groupe pour permettre de contrôler le robot avec le clavier. De plus, il active et configure l'émetteur du robot et transmet un message quelconque. Le contrôleur “receiver” active 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 bloc 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’alors, 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 se suivre mais cela se fait d’une façon plus lente et irrégulière. Cela pourrait être un problème puisque le robot maître pourrait trop s’écarter des esclaves et la communication entre eux serait alors 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 pourrait 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", "serial" ou "infra-red. Les signaux de type "radio" (par défaut) et "serial" 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 "serial".

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 :
* Le premier robot se dirige avec les flèches, donc le [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier |Code de contrôle au clavier]] est implanté.
* Robots suiveurs : chaque robot est associé à un controller dont le code est semblable au [[Robots suiveurs 3 - Code suivi d'un objet (robot) rouge |Code de suivi d'un objet (robot) rouge]], avec des changements pour la couleur.

== 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 de gestion de l'émission de message faite dans le controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] au controller utilisé par le robot maitre pour suivre le robot rouge (par détection de couleurs).

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

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

[[Fichier:Evitemment capteurs.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

[[Fichier:Evitemment capteurs.png | Évitement d'obstacle via capteurs]]

Robots suiveurs 3

2020-05-13T06:47:10Z

Poulain : /* 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 utilisés.

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

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-13T06:21:24Z

Poulain : /* 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 de gestion de l'émission de message faite dans le controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] au controller utilisé par le robot maitre pour suivre le robot rouge (par détection de couleurs).

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

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-13T06:19:59Z

Poulain : /* 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 ==

=== 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 de gestion de l'émission de message dans le controller [[Robots suiveurs 3 - Code Communication Final (controlêur "emitter") |"emitter"]] utilisé par le robot maitre pour suivre le robot rouge (par détection de couleurs).

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

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-13T06:15:45Z

Poulain : /* Evitement */

== 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.

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de leur but (robots à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin de nos heures de travail, nous avions alors créé et mis en place les controllers suivants: [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-13T06:12:42Z

Poulain : /* Evitement */

== 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.

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de son but (robot à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin, on avait les controllers : [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].

[[Fichier:MondeDeTest.gif|500px|thumb|center| Évitement d'obstacle]]

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-13T06:11:46Z

Poulain : /* Evitement */

== 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.

=== Evitement ===

Les robots, en fonction de leur position dans la file, ayant des fonctions différentes (suivi d’un robot par analyse colorimétrique ou suivi d’un robot par communication sans fil), il est nécessaire d’adapter le code d’évitement pour ne pas interférer avec les fonctions de suivi. Ainsi la fonction d'évitement se base toujours sur le même principe, mais l’implémentation se fait de façon différente pour chaque controller, avec des contraintes plus ou moins complexes.

Tous les robots évitent les obstacles grâce aux capteurs de distance, mais ils doivent différencier les robots qu’ils suivent des obstacles quelconques. Pour cela, le robot maître utilise la quantité de pixels rouges dans l’image de la câmera au moment de la détection de l’obstacle, pendant que le maître-esclave et l'esclave utilisent la force du signal de communication. Dans ce dernier cas, la vérification est faite même avant la détection des obstacles, de façon à arrêter les robots.

De plus, on a aussi implémenté une fonction pour réduire la vitesse des robots au fur et à mesure qu’ils s’approchent de son but (robot à suivre), en utilisant un produit en croix.

À la fin, on avait les controllers : [[Robots suiveurs 3 - Code Contrôle au Clavier | RobotHumain]], [[Robots suiveurs 3 - Code RobotCamera | RobotCamera]], [[Robots suiveurs 3 - Code emitter-receiver | RobotEmitterReceiver]] et [[Robots suiveurs 3 - Code RobotReceiver| RobotReceiver]].
MondeDeTest

Fichier:MondeDeTest.gif

2020-05-13T06:08:51Z

Poulain :

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T11:37:55Z

Poulain :

== 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 ==

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T11:36:38Z

Poulain : /* VI) Fusion des méthodes */

== 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 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.

== IV) 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]]

== 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].

== VI) 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]]

== VII) Fusion des méthodes ==

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T11:36:18Z

Poulain : /* V) Robot avec détection de couleur */

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-12T11:36:07Z

Poulain : /* V) Robot avec détection de couleur */

== 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 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.

== IV) 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]]

== 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]]

== VI) Fusion des méthodes ==

Robots suiveurs 3 - Capteurs

2020-05-11T13:46:53Z

Poulain :

Le logiciel Webots dispose d'une large collection de capteurs déjà configurés disposant de méthodes associées. Le robot [https://fr.wikipedia.org/wiki/E-Puck E-puck] que nous utilisons dans ce projet dispose de différents capteurs prépositionnés :

* 8 capteurs de distance infrarouge
* Camera couleur VGA
* '''Accéléromètre 3D (non utilisé)'''

Nous allons donc détailler dans cette partie le fonctionnement des capteurs utilisés.

= Capteur de distance =
Afin de détecter des obstacles, nous utilisons des capteurs de distance qu'on modélise grâce au node [https://cyberbotics.com/doc/reference/distancesensor DistanceSensor]. Nous allons décrire ici son fonctionnement.

== Champs du node DistanceSensor ==
{| class="wikitable left"
|-
| lookupTable
| Vec3f
| lookup table
|-
| type
| String
| {"generic", "infra-red", "sonar", "laser"}
|-
| numberOfRays
| Int32
| [1, inf)
|-
| aperture
| Float
| [0, 2*pi]
|-
| gaussianWidth
| Float
| [0, inf)
|-
| resolution
| Float
| {-1, [0, inf)}
|}

== lookupTable ==
[[Fichier:Lookuptable capteur distance.PNG | vignette | Fonction de transfert du capteur de distance]]
La LookUpTable est un tableau à 2 dimensions servant à faire la correspondance entre la distance en mètre mesurée par le capteur et la valeur de sortie du capteur. Cette table consiste en une liste de coordonnées de points qui, une fois reliés, nous donne la fonction de transfert du capteur. A chaque point est associé une valeur d'écart type pour son bruit associé.

Les valeurs de la table sont pré-configurés pour correspondre à un capteur précis. On peut voir sur le graphique que plus la distance est faible, plus la valeur de sortie augmente vite. Afin d'éviter précisément des obstacles, et de simplifier la mesure des distance, nous avons modifié la table. En ne positionnant que deux points aux extrémités des intervalles, nous obtenons une droite affine. Nous avons donc une précision constante en fonction de la distance et les conversions distance/code sont plus simples. Il serait possible par la suite d'étudier l'influence du bruit sur les performances du robot. Nous pourrons aussi questionner la pertinence de ces modifications qui changent peut-être trop le fonctionnement des capteurs pour correspondre à la réalité.

== Méthodes utilisées ==

{| class="wikitable left"
|-
| void wb_distance_sensor_enable
(WbDeviceTag tag)
| WbDeviceTag tag : tag du capteur afin de le cibler
| Active le capteur de distance ciblé.
|-
| double wb_distance_sensor_get_value
(WbDeviceTag tag)
| WbDeviceTag tag : tag du capteur afin de le cibler
| Renvoie la valeur associée à la distance mesurée du capteur ciblé.
|}

= Camera =

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-07T15:06:16Z

Poulain : /* Fonctionnement */

== 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 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.

== 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

2020-05-05T15:28:14Z

Poulain : /* 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 simulateur 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. 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

2020-05-05T15:00:45Z

Poulain : /* 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 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. Dès lors, comment se former dans une telle situation? La réponse à cette question fut de se tourner vers les simulateur 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. 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.
 
 
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 - Tutoriels Ajout de controller

2020-05-05T14:42:30Z

Poulain : /* Qu'est ce qu'un controller? */

== Qu'est ce qu'un controller?==

Un controller est le programme qui va déterminer le comportement du robot. Webots gère différents langage de programmation pour réaliser cela. C, C++, python, java sont entre autres supportés. Dans un soucis de continuité pédagogique, nous nous sommes orienté vers le c++.
Il est possible de créer autant de controllers que l'on souhaite, mais un seul peut-être associé à chaque robot.

== Créer un controller ==
Allez dans la section Wizard et sélectionnez New Robot Controller.

[[Fichier:AjoutControllerWizard.PNG]]

Choisir le langage et l'IDE à utiliser (Webots dans notre cas), choisir le nom du controller. Un fois fait, un fichier (.cpp dans notre cas) est créé. Il ne vous reste plus qu'à modifier le controller pour correspondre à vos attentes.

== Ajouter un controller existant à un robot ==
Pour ajouter un controller déjà existant à un robot du projet il faut sélectionner l'objet dans la fenêtre de gestion des objets de la scène sur la gauche.
Une fois l'objet robot sélectionné, il suffit de modifier la section controller avec le select qui va donner la liste de tous les controllers disponibles.
[[Fichier:AjoutController.png ‎|500px|thumb|center|Ajout controller]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels Ajout de controller

2020-05-05T14:31:29Z

Poulain : /* Qu'est ce qu'un controller? */

== Qu'est ce qu'un controller?==

Un controller est le programme qui va déterminer le comportement du robot. Webots gère différents langage de programmation pour réaliser cela. C, C++, python, java sont entre autres supportés. Dans un soucis de continuité pédagogique, nous nous sommes orienté vers le c++.

== Créer un controller ==
Allez dans la section Wizard et sélectionnez New Robot Controller.

[[Fichier:AjoutControllerWizard.PNG]]

Choisir le langage et l'IDE à utiliser (Webots dans notre cas), choisir le nom du controller. Un fois fait, un fichier (.cpp dans notre cas) est créé. Il ne vous reste plus qu'à modifier le controller pour correspondre à vos attentes.

== Ajouter un controller existant à un robot ==
Pour ajouter un controller déjà existant à un robot du projet il faut sélectionner l'objet dans la fenêtre de gestion des objets de la scène sur la gauche.
Une fois l'objet robot sélectionné, il suffit de modifier la section controller avec le select qui va donner la liste de tous les controllers disponibles.
[[Fichier:AjoutController.png ‎|500px|thumb|center|Ajout controller]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels

2020-05-05T13:56:01Z

Poulain : /* Tutoriels disponibles en Français */

== 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 ]]
* 3)[[Robots suiveurs 3 - Code Tutoriel Contrôle moteurs | Explication de Code : Le contrôle moteur sur WeBots]]

Robots suiveurs 3

2020-05-05T13:09:48Z

Poulain : /* Méthodes utilisées */

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 
 
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

2020-05-05T13:09:18Z

Poulain : /* Méthodes utilisées */

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 
 
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

==Méthodes utilisées==

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

2020-05-05T13:08:37Z

Poulain : /* Méthodes utilisées */

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 
 
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

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes 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

2020-05-05T13:06:19Z

Poulain :

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 
 
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

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes référez vous à la partie [[Déroulement_projet_robots_suiveurs|Déroulement projet (tout le travail effectué)]].

*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

2020-05-05T13:05:14Z

Poulain : /* Éléments 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 =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 

=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]] 

=Projet=

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

==Résultat final==
A Rédiger

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes référez vous à la partie [[Déroulement_projet_robots_suiveurs|Déroulement projet (tout le travail effectué)]].

*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

Robots suiveurs 3

2020-05-05T12:56:38Z

Poulain : /* Objectifs de départ (en situation de confinement) */

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 

=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]] 
[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 

=Projet=

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

==Résultat final==
A Rédiger

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes référez vous à la partie [[Déroulement_projet_robots_suiveurs|Déroulement projet (tout le travail effectué)]].

*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

=Section à modifier =

= 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

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

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-05T12:50:11Z

Poulain : /* Code de robot suiveur via capteurs */

=== 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 ===

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

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

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

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

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-05T12:49:48Z

Poulain : /* Code de robot suiveur via capteurs */

=== Code Contrôle avec le Clavier ===

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

=== Code de robot suiveur via capteurs ===

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

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

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

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

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-05T12:49:32Z

Poulain : /* Code de robot suiveur via capteurs */

=== Code Contrôle avec le Clavier ===

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

=== Code de robot suiveur via capteurs ===

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

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

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

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

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

2020-05-05T12:48:57Z

Poulain : Poulain a déplacé la page Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs vers Robots suiveurs 3 - Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs

<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>

Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs

2020-05-05T12:48:57Z

Poulain : Poulain a déplacé la page Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs vers Robots suiveurs 3 - Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs

#REDIRECTION [[Robots suiveurs 3 - Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs]]

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-05T12:48:37Z

Poulain : /* Code Contrôle avec le Clavier */

=== Code Contrôle avec le Clavier ===

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

=== Code de robot suiveur via capteurs ===

*[[Code suiveur 1]]

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

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

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

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-05T12:47:51Z

Poulain : /* Fonctionnement */

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-05T12:47:29Z

Poulain : /* Fonctionnement */

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

2020-05-05T12:46:53Z

Poulain : Poulain a déplacé la page Code suiveur 1 vers Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs

Code suiveur 1

2020-05-05T12:46:53Z

Poulain : Poulain a déplacé la page Code suiveur 1 vers Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs

#REDIRECTION [[Code de robot suiveur via l'utilisation de capteurs]]

Robots suiveurs 3 - Codes

2020-05-05T12:45:56Z

Poulain : Page créée avec « === Code Contrôle avec le Clavier === *Voir le CODE === Code de robot suiveur via capteurs === *Code suiveur 1... »

=== Code Contrôle avec le Clavier ===

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

=== Code de robot suiveur via capteurs ===

*[[Code suiveur 1]]

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

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

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

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-05-05T12:42:33Z

Poulain : /* Code */

Robots suiveurs 3

2020-05-05T12:39:28Z

Poulain : /* Éléments 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 =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 

=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]] 
[[Robots suiveurs 3 - Codes | Accès aux Codes]] 

=Projet=

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

==Résultat final==
A Rédiger

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes référez vous à la partie [[Déroulement_projet_robots_suiveurs|Déroulement projet (tout le travail effectué)]].

*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

=Section à modifier =

= 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

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

Robots suiveurs 3

2020-05-05T12:38:08Z

Poulain : /* Section à modifier */

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 

=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]] 
[[Robots suiveurs 3 - Codes | accès au code]] 

=Projet=

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

==Résultat final==
A Rédiger

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes référez vous à la partie [[Déroulement_projet_robots_suiveurs|Déroulement projet (tout le travail effectué)]].

*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

=Section à modifier =

= 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

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

Robots suiveurs 3

2020-05-05T12:37:54Z

Poulain :

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

= Présentation du projet =

 
Le projet initial avait pour but de programmer des robots capables de suivre une personne grâce à sa source de chaleur. La réalisation de ce projet a été bloqué par le confinement qui nous empêche l'accès au matériel.
Nous réalisons donc ce projet sur simulateur et changeons de technologie de suivie avec celles utilisables sur le simulateur.
 

=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]] 
[[Robots suiveurs 3 - Codes | accès au code]] 

=Projet=

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

==Résultat final==
A Rédiger

==Méthodes utilisées==
Ex :
Pour une explication plus détaillée de nos problèmes référez vous à la partie [[Déroulement_projet_robots_suiveurs|Déroulement projet (tout le travail effectué)]].

*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

== Section à modifier ==
= 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

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

Robots suiveurs 3 - Tableau de Bord

2020-04-17T13:54:50Z

Poulain : /* II) Déplacements contrôlés au clavier */

Robots suiveurs 3 - Tutoriels Ajout de controller

2020-04-17T13:31:09Z

Poulain : /* Créer un controller */

== Créer un controller ==
Allez dans la section Wizard et sélectionnez New Robot Controller.

[[Fichier:AjoutControllerWizard.PNG]]

Choisir le langage et l'IDE à utiliser (Webots dans notre cas), choisir le nom du controller. Un fois fait, un fichier (.cpp dans notre cas) est créé. Il ne vous reste plus qu'à modifier le controller pour correspondre à vos attentes.

== Ajouter un controller existant à un robot ==
Pour ajouter un controller déjà existant à un robot du projet il faut sélectionner l'objet dans la fenêtre de gestion des objets de la scène sur la gauche.
Une fois l'objet robot sélectionné, il suffit de modifier la section controller avec le select qui va donner la liste de tous les controllers disponibles.
[[Fichier:AjoutController.png ‎|500px|thumb|center|Ajout controller]]

Robots suiveurs 3 - Tutoriels Ajout de controller

2020-04-17T13:28:14Z

Poulain : /* Créer un controller */

== Créer un controller ==
Allez dans la section Wizard et sélectionnez New Robot Controller.

[[Fichier:AjoutControllerWizard.PNG]]

== Ajouter un controller existant à un robot ==
Pour ajouter un controller déjà existant à un robot du projet il faut sélectionner l'objet dans la fenêtre de gestion des objets de la scène sur la gauche.
Une fois l'objet robot sélectionné, il suffit de modifier la section controller avec le select qui va donner la liste de tous les controllers disponibles.
[[Fichier:AjoutController.png ‎|500px|thumb|center|Ajout controller]]

Fichier:AjoutControllerWizard.PNG

2020-04-17T13:27:35Z

Poulain :

Robots suiveurs 3 - Tutoriels Ajout de controller

2020-04-17T13:27:25Z

Poulain : Page créée avec « == Créer un controller == Allez dans la section Wizard et sélectionnez New Robot Controller. [[Fichier:AjoutController.png] == Ajouter un controller existant à un robo... »

== Créer un controller ==
Allez dans la section Wizard et sélectionnez New Robot Controller.
[[Fichier:AjoutController.png]

== Ajouter un controller existant à un robot ==
Pour ajouter un controller déjà existant à un robot du projet il faut sélectionner l'objet dans la fenêtre de gestion des objets de la scène sur la gauche.
Une fois l'objet robot sélectionné, il suffit de modifier la section controller avec le select qui va donner la liste de tous les controllers disponibles.
[[Fichier:AjoutController.png ‎|500px|thumb|center|Ajout controller]]