i_droid_instrukcja55.pdf

KROK PO KROKU

SLOWA I OBRAZY

Z MODULU

MîZGU I WZROKU

Kontynuujemy rozpocz«ty w poprzednim numerze przegld nowoæci wprowadzonych

przez instalacj« modu¸u mzgu i wzroku. Nadszed¸ czas, by powiedzie wi«cej o Grupach

S¸w, systemie rozpoznawania mowy oraz o nowym oprogramowaniu sterujcym.

kiem instalacji modu-

¸u mzgu i wzroku s

znaczne i dotycz rýnych

aspektw dzia¸ania i-D01.

Powiedzieliæmy juý o nowym

menu funkcji dost«pnych

z klawiatury umieszczonej

na korpusie robota i pokazu-

jcych si« na wyæwietlaczu.

W tym numerze natomiast

zajmiemy si« systemem roz-

poznawania mowy i opro-

gramowaniem sterujcym

dla komputera PC i telefonu

komrkowego. Znajdziemy

je na drugiej p¸ycie CD-ROM.

Przedstawimy teý podstawo-

we cechy j«zyka C-like uýy-

wanego przez edytor Visual

C-like do programowania

i-D01 na poziomie ærednio

zaawansowanym.

MODUü MOWY

System rozpoznawania mowy, ãdwi«kowyÓ in-

terfejs i-D01 odgrywa waýn rol« w zarzdzaniu

rýnymi funkcjami robota. Z tego wzgl«du, za-

nim jeszcze zosta¸ zainstalowany modu¸ mzgu

i wzroku, i-D01 rozumia¸ rýne komendy g¸oso-

we, niezb«dne do uruchomienia niektrych funk-

cji. Trzeba pami«ta, ýe na poprzednim etapie

brakowa¸o jeszcze innych ærodkw komunikacji.

Teraz wiele funkcji jest teý dost«pnych dzi«ki mo-

du¸owi Bluetooth i oprogramowaniu sterujcemu.

Dzi«ki nim moýna bezpoærednio programowa ro-

bota. Dzi«ki obecnoæci modu¸u mzgu i wzroku

Na zdj«ciu wida

robota na obecnym

etapie montaýu.

Jest on juý doæ

skomplikowany,

ma rwnieý wiele

funkcji, z ktrych

moýna skorzysta.

Zainstalowanie

modu¸u mzgu

i wzroku wp¸yn«¸o

zw¸aszcza

na zwi«kszenie

wydajnoæci systemu

rozpoznawania mowy

i mwienia, a takýe

na oprogramowanie

sterujce.

(patrz schemat w poprzednim numerze) nie tyl-

ko moýna ãg¸osowoÓ korzysta z nowych funkcji

i-D01, ale co wi«cej, zostaje zwi«kszony stopieÄ

interakcji ãtowarzyskiejÓ robota. Dlatego juý w star-

towej Grupie S¸w oznaczonej numerem 1 wpro-

wadzono wiele s¸w, takich jak ãbrawoÓ czy ãnu-

dziarzÓ, ktre w ten sposb staj si« cz«æci j«zy-

ka robota. Ostatnim wielkim krokiem naprzd b«-

dzie instalacja sieci neuronowej odpowiedzialnej

za zarzdzanie stanem ãemocjonalnymÓ robota.

W oczekiwaniu na ni, do s¸w ãreakcjiÓ do¸-

czono sta¸e odpowiedzi werbalne.

Jak juý powiedzieliæmy, zamiany nie dotycz tyl-

ko aspektu ãemocjonalnegoÓ. Rwnieý Grupa

SüOWA I OBRAZY

Z MODUüU

MîZGU I WZROKU

Z miany b«dce wyni-

KROK PO KROKU

S¸w 2 zwizana z ruchami i czynnoæciami

zosta¸a poszerzona (mi«dzy innymi o moýli-

woæ gry w ãæledzenie wzrokiemÓ, opisanej

w poprzednim numerze), cho niektre ko-

mendy g¸osowe z tej grupy, mimo ýe s roz-

poznawane przez robota, na razie nie powo-

duj ýadnej reakcji, nie ma bowiem odpo-

wiadajcych im modu¸w. To samo dotyczy

Grupy S¸w 3, zwizanej z zachowaniami

i funkcjami, ktre moýna aktywowa lub dez-

aktywowa Ð na przyk¸ad do komendy ãomi-

janie przeszkdÓ przywizane b«dzie praw-

dziwe zachowanie, gdy robot b«dzie wypo-

saýony w czujniki ultradwi«kowe i komplet-

n, dzia¸ajc podstaw«. O ile w wyniku obec-

noæci modu¸u mzgu i wzroku pewne Grupy

S¸w si« rozros¸y, o tyle inne zosta¸y ca¸kowicie

ãzablokowaneÓ. Jedn z nich jest Grupa S¸w 12,

zawierajca s¸owa interakcji, takie jak ãjesteæ pi«k-

nyÓ, ãbrzydalÓ i ãzakoÄczÓ. Inne komendy b«d do-

st«pne w przysz¸oæci, gdy wyposaýenie mecha-

niczne, elektroniczne i informatyczne i-D01 umoý-

liwi optymalne zarzdzanie wiýcymi si« z nim

funkcjami. Oczywiæcie modu¸ mzgu i wzroku

wprowadza teý s¸owa, ktre s odpowiedziami

na pewne zwroty. Na przyk¸ad w odpowiedzi na

s¸owa ãkupa z¸omuÓ czy ãbrawoÓ i-D01 odpowie

w tym samym stylu, do¸czajc do odpowiedzi

rwnieý ruchy g¸owy i zapalanie si« diod oczu.

W sumie i-D01 jest teraz bardziej interaktywny niý

by¸ jeszcze kilka tygodni temu, ale ãdialogiÓ sta-

n si« jeszcze ciekawsze, gdy do modu¸u mzgu

i wzroku zostanie zainstalowana sie neuronowa.

Spowoduje to ewolucj« stanu ãemocjiÓ robota.

Zanim zostanie

zainstalowana sie

neuronowa,

zdolnoæ ekspresji

i-D01 zwi«ksza

na razie instalacja

modu¸u mzgu

i wzroku. Kiedy

lampki w oczach s

wy¸czone, robot

jest ãspokojnyÓ,

ale w reakcji

na pewne s¸owa

i-D01 w¸cza lampki

i energicznie macha

g¸ow.

zast«powa¸y przede wszystkim strza¸ki wskazuj-

ce kierunek ruchw, o tyle teraz waýn rol« od-

grywaj obrazy ãwidzianeÓ przez i-D01 dzi«ki ka-

merze. Zbiera ona æwiat¸o z obserwowanego ob-

razu i przekszta¸ca je w sygna¸ elektryczny, ktry

Ð przetworzony przez sam kamer« Ð zostaje na-

st«pnie przes¸any do karty elektronicznej modu-

¸u mzgu i wzroku. Std sygna¸ biegnie do mo-

du¸u Bluetooth, ktry Ð gdy po¸czenia s aktyw-

ne Ð wysy¸a ten sam sygna¸ do oprogramowania

kontrolnego. Wreszcie, obraz odpowiadajcy sy-

gna¸owi pokazywany jest na interfejsie kontrolnym.

To, ýe ãokoÓ i-D01 moýe teraz widzie, stanowi

wielk zmian« w interakcjach z robotem, praw-

dziwy skok jakoæciowy, rwnieý z punktu widze-

nia funkcjonalnoæci. Same obrazy rwnieý mog

by przetwarzane Ð w tym celu oprogramowanie

kontrolne dostarcza nowego domyælnego zacho-

wania, nazwanego ãlokalizacja osobyÓ. W ramach

menu Zachowania, wærd opcji, ktre moýna wy-

bra w nowej wersji oprogramowania, jest teý

podýanie za osob, ktr robot widzi. W prak-

tyce, kiedy ta funkcja b«dzie aktywna, robot b«-

dzie stara¸ si« æledzi wzrokiem twarz i r«ce

osoby stojcej naprzeciw niego. Jest to moýli-

we dzi«ki przetwarzaniu obrazw pochodz-

cych z kamery CMOS. Zostaj one ãprzesianeÓ

w poszukiwaniu wystarczajco szerokich obsza-

rw o kolorze podobnym do koloru skry. Wy-

nik przetwarzania pokazuje si« na interfejsie

kontrolnym, na ktrym wyszczeglnione s ob-

szary wybrane przez i-D01. Komenda ãlokali-

zacja osobyÓ to nie jedyna nowoæ w menu

Zachowania Ð pojawi¸o si« tu teý zachowanie

ãomijaj przeszkodyÓ, na ktre jednak robot b«-

dzie reagowa¸ dopiero wtedy, gdy skompleto-

wana zostanie jego podstawa i do¸oýone zo-

stan czujniki ultradwi«kw. Nowa jest teý

Oprogramowanie

sterujce dla PC

odgrywa teý waýn

rol« w transferze

programw

z edytora Visual

C-like do i-D01.

Poniýej: ekran

startowy PC Control.

OPROGRAMOWANIE

NA KOMPUTER PC

I TELEFON KOMîRKOWY

Przejdmy teraz do oprogramowania steruj-

cego zamieszczonego na drugiej p¸ycie

CD-ROM, do¸czonej do numeru 50. Zastpi-

¸o ono oprogramowanie z pierwszej p¸yty. Ko-

lejne nowsze wersje s niezb«dne, aby jak naj-

lepiej korzysta z dodawanych sukcesywnie

modu¸w, zw¸aszcza modu¸u mzgu i wzro-

ku. Oprogramowanie z drugiej p¸yty b«dzie

odgrywa kluczow rol« podczas uýywania ka-

mery CMOS, zainstalowanej niedawno w g¸o-

wie robota. Z kolei PC Control b«dzie waýny

w programowaniu robota przez edytor Visu-

al C-like. Zmiany wprowadzone przez te no-

we wersje wida juý, gdy przyjrzymy si« pod-

stawowemu interfejsowi kontroli. O ile w pierw-

szych wersjach oprogramowania ten interfejs

SüOWA I OBRAZY Z MODUüU MîZGU I WZROKU

komenda ãprogram uýytkownikaÓ. Dzi«ki niej

moýna w¸czy (ãOnÓ) lub zatrzyma (ãOffÓ)

wykonywanie ostatniego programu uýytkow-

nika przeniesionego do modu¸u mzgu i wzro-

ku. Inne funkcje oprogramowania kontrolne-

go pozostaj w duýej mierze niezmienione.

Instalacja modu¸u mzgu i wzroku przyno-

si jeszcze jedn zmian«, dotyczc zw¸aszcza

PC Control. Jak wiadomo, modu¸ mzgu i wzro-

ku umoýliwi¸ programowanie robota na pozio-

mie ærednio zaawansowanym dzi«ki edytoro-

wi Visual C-like. To narz«dzie pozwala przenieæ

programy tworzone na komputerze PC do ro-

bota, skompilowa i uruchomi. I w¸aænie przy

przejæciu z komputera do i-D01 waýn rol«

odegra oprogramowanie kontrolne. Dzia¸a

ono automatycznie jak ãmost po¸czeniaÓ.

Trzeba tylko pami«ta o jednym Ð o uruchamia-

niu oprogramowania kontrolnego na komputer PC

i pod¸czania go do i-D01 przed rozpocz«ciem

transferu programu do robota. Naleýy pami«ta,

ýe wersje poprzedzajce 1.3.1 (na przyk¸ad ta

z pierwszej p¸yty CD) nie mog by poærednikiem

mi«dzy edytorem Visual C-like a i-D01.

Wiele nowinek

w oprogramowaniu

sterujcym wiýe si«

z kamer CMOS.

Sekwencja zwrotna

wideo pokazywana

jest na interfejsie

kontrolnym (zdj«cie

po lewej), zaæ

z menu Zachowania

moýna aktywowa,

mi«dzy innymi,

komend«

ãlokalizacja osobyÓ

(zdj«cie powyýej).

W tym czasie rozpoczyna¸a si« epoka

wielkiego wzrostu informatycznego, w ra-

mach ktrej powstawa¸y rýnego rodzaju pro-

cesory, a j«zyk C z powodu swoich cech mia¸

ãszcz«æcieÓ ¸atwego adaptowania si« do rý-

nych systemw. Tak zwana ãnoænoæÓ sta¸a si«

zatem powodem sukcesu j«zyka, ktry w latach

siedemdziesitych zapocztkowa¸ seri« swoich

odmian. By¸ to efekt wk¸adu kolejnych naukow-

cw, ktrzy wprowadzali poprawki i modyfi-

kacje w podstawowej wersji j«zyka C. Aby utrzy-

ma j«zyk programowania ãprzy ýyciuÓ, tak by

by¸ wykorzystywany przez rýne obiekty, nie-

zb«dna jest pewna jednorodnoæ. Tak teý by-

¸o z j«zykiem C i oko¸o roku 1982 konieczne by-

¸o przeprowadzenie standaryzacji. Sprawa sta-

¸a si« naglca, gdy j«zyk C zacz¸ by szeroko

uýywany w projektach uýytku publicznego i rz-

dowego. W 1990 roku ISO (International Standard

J¢ZYK C-LIKE

Jeæli chodzi o ærodowisko programowania bloko-

wego, to kilka s¸w poæwi«cimy rwnieý wspie-

rajcemu go j«zy-

kowi programowa-

nia, j«zykowi C-li-

ke. Wykorzystuje

on jako ãkonstruk-

cj« noænÓ znany

j«zyk C, uýywany

cz«sto przy tworze-

niu systemw in-

formatycznych,

a przede wszystkim

w programowaniu

robotycznym.

Opracowany oko¸o

1970 roku dzi«ki

pracy naukowcw

z Bell Labs (USA),

mi«dzy innymi Dennisa Ritchiego, j«zyk C powsta¸

jako j«zyk programowania dla systemu operacyj-

nego Unix, stworzonego w tym samym czasie.

ãOjcemÓ j«zyka C jest j«zyk B pochodzcy z BCPL.

J«zyk C by¸ pomyælany po to, by umoýliwi pro-

gramowanie ãna wysokim poziomieÓ (czyli bez

koniecznoæci dbania o zarzdzanie kaýdym poje-

dynczym komponentem komputera), a zarazem

tak, by jak najlepiej wykorzysta jego potencja¸.

Zarzdzanie

ruchami,

wyæwietlaczem,

æwiat¸ami

i komendami

g¸osowymi poprzez

ærodowisko

programowania

blokowego jest

moýliwe dzi«ki

specjalnym

konstrukcjom

w j«zyku C-like.

KROK PO KROKU

Organization) zarejestrowa¸a wersj« standardo-

w. Od tego czasu inne wersje j«zyka C nadal s

uýywane i przynajmniej cz«æciowo ich ewolucja

trwa, rwnieý dzi«ki narodzinom nast«pcw,

w tym znanego j«zyka C++. Tak czy inaczej, trzy-

dzieæci lat od momentu swojego powstania j«zyk

C pozostaje jednym z najbardziej powszechnych

i najbardziej znanych j«zykw programowania.

J«zyk C-like i-D01 to w duýej mierze j«zyk C, do

ktrego dodano pewne konstrukcje, ktre umoý-

liwi jak najpe¸niejsze wykorzystanie ãmoýliwoæciÓ

robota. Aby zobaczy, jak wyglda kod C-like,

moýna uýy komendy Show Souce z menu Pro-

gram edytora Visual C-like. Otworzy si« nowe

okno, gdzie zostanie pokazane ãt¸umaczenieÓ

schematu blokowego. Chociaý mniej obeznanym

ze spraw czytelnikom kod moýe wydawa si«

skomplikowany, nie powinno stanowi problemu

odnalezienie podstawowych, charakteryzujcych

go wyraýeÄ. J«zyk C-like zawiera rzeczywiæcie kil-

ka wyraýeÄ ãspecjalnychÓ, wymyælonych w¸aænie

dla robota, umoýliwiajcych na przyk¸ad dost«p

do zarzdzania ruchami ramion, g¸owy i podsta-

wy. Co wi«cej, znajdziemy tu kilka wyraýeÄ zwi-

zanych z ustawionymi domyælnie zachowaniami,

uýywaniem æwiate¸, wyæwietlacza, z wiadomo-

æciami g¸osowymi, a takýe uýywaniem komend g¸o-

sowych. Zarzdzanie aparatur robota b«dzie si«

zatem odbywa poprzez specyficzne wyraýenia

w j«zyku C-like. Wyraýenia te maj wyjtkowe

T¸umaczenie

schematw

blokowych

(na dole

po lewej)

na j«zyk C-like

odbywa si«

automatycznie

poprzez edytor

Visual C-like,

zanim do robota

zostanie

przeniesiony

program, ktry

nast«pnie jest

kompilowany

i uruchamiany

(po prawej).

parametry Ð na przyk¸ad w zarzdzaniu rozpo-

znawaniem mowy wykorzystuje si« jako parametr

rozpoznan komend« g¸osow, zaæ przy zacho-

waniu ãlokalizacja osobyÓ uýywa si« skadrowane-

go obrazu o konkretnych okreælonych kolorach.

Rwnieý rodzaje parametrw uýywanych przez i-

D01 s ãzintegrowaneÓ ze ærodowiskiem C-like.

Oprcz rodzajw ãkomenda g¸osowaÓ i ãkolorÓ

j«zyk C-like wyrýnia teý typ ãtemperaturaÓ, ãdo-

tykÓ, ãkierunek dochodzenia dwi«kuÓ i tak da-

lej. Podsumowujc, j«zyk C-like zosta¸ wymyælo-

ny tak, by sta si« ãj«zykiem C dla i-D01Ó Ð j«zy-

kiem, ktry by¸by tak rýnorodny i ¸atwy w ada-

ptacji jak C, ale jednoczeænie pozwala¸ maksymal-

nie wykorzysta moýliwoæci robota. Bardziej za-

awansowani informatycznie czytelnicy b«d mo-

gli tworzy programy bezpoærednio w j«zyku C-

like (wykorzystujc now wersj« edytora, ktr

dostarczymy juý wkrtce), dowolnie korzystajc

z wyraýeÄ typowych dla j«zyka C i tych, stworzo-

nych specjalnie dla i-D01. Dla mniej zaawansowa-

nych uýytkownikw b«dzie to z kolei okazja do

poznania ãprawdziwegoÓ j«zyka dzi«ki wykorzy-

staniu moýliwoæci porwnywania schematw blo-

kowych, jakie przestawia kod j«zyka C-like.

SüOWA I OBRAZY Z MODUüU MîZGU I WZROKU

PRZYKüADY WYRAûEÁ W J¢ZYKU C-LIKE

Przyk¸ady wybranych konstrukcji j«zykowych

(definicja rodzaju i funkcji) stworzonych dla i-D01

przy wykorzystaniu sk¸adni typowej dla j«zyka C.

W nawiasach okrg¸ych zaznaczono niezb«dne

parametry funkcji, zaæ po znaku // znajduj si«

komentarze. Lista (niepe¸na) daje poj«cie o rodzaju

wyraýeÄ, jakie pojawiaj si« w j«zyku C-like

do zarzdzania rýnymi modu¸ami robota.

[

FUNKCJE RUCHU

]

void left_arm(int pos); //ruch lewego ramienia

void right_arm(int pos); //ruch prawego ramienia

void base_stop(); //zatrzymanie ruchu podstawy

void base_up(); //ruch podstawy do gry

void base_down(); //ruch podstawy w d¸

void move_dist(int dist, int speed); //ruch prostoliniowy podstawy

void move_speed(int speed); //ruch prostoliniowy podstawy

void turn(int deg, int speed); //ruch obrotowy podstawy

void rogate(int speed); //obrt podstawy

void head_pan(int pos); //ruch g¸owy w prawo/w lewo

void head_tilt(int pos); //ruch g¸owy w gr«/w d¸

[

DEFINICJA TYPU

]

typedef int temperature_t; //rodzaj temperatura

typedef struct

{

byte R;

byte G;

byte B;

}

color_t; //typ kolor

[

FUNKCJE ZACHOWAÁ

]

typedef enum TOUCH touch_t;

enum TOUCH

{

TOUCH_OFF = 0

TOUCH_ON = 1

}; //typ dotyk

void sound_follower(bool mode); //w¸/wy¸ id za dwi«kiem

void touch_behavior(bool mode); //w¸/wy¸ reakcja na dotkni«cie g¸owy

void obstacle_avoidane(bool mode); //w¸/wy¸ omijaj przeszkody

void vision_follower(bool mode); //w¸/wy¸ lokalizacja osoby

typedef enum VOICE_CMD voice_cmd_t

enum VOICE_CMD

{

CMD_NULL = 0

CMD_ZERO = 1

CMD_ONE = 2

CMD_TWO = 3

CMD_THREE= 4

CMD_FOUR = 5

CMD_FIVE = 6

CMD_SIX = 7

CMD_SEVEN = 8

CMD_EIGHT = 9

CMD_NINE = 10

CMD_TEN = 11

}; //typ komenda g¸osowa

[

RîûNE FUNKCJE

]

void left_tool(bool mode); //w¸/wy¸ lewe narz«dzie

void right_tool(bool mode); //w¸/wy¸ prawe narz«dzie

void led_on(leds_t led); //zapalenie æwiate¸

void led_off(leds_t led); //zgaszenie æwiate¸

void led_blink(ledes_t led); //migotanie æwiate¸

void lcd_clear(); //skasowanie liter na wyæwietlaczu

void lcd_write_string(int row, int col, const char* smg); //napisanie

zdania na wyæwietlaczu

void lcd_write_int(int row, int col, int num); //napisanie cyfry

na wyæwietlaczu

void say_phrase(int phrase); //mwi zdanie

void say_number(int num); //mwi cyfr«

void play_sound(int sound); //odtwarza ustawiony dwi«k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: