marabunta ดาวน์โหลด - ดาวน์โหลด marabunta ซอร์สโค้ด

marabunta

ซอร์สโค้ดอื่น ๆ

1.0.0

ดาวน์โหลด

มาราบันตา

ไลบรารี Python สำหรับการออกแบบและควบคุมฝูงเทียม

ภาพรวม

แพ็คเกจนี้ประกอบด้วยเครื่องมือในการควบคุมหรือจำลองชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์เฉพาะของหุ่นยนต์ที่มีความสามารถในการ (i) การเคลื่อนที่ (ii) การตรวจจับ และ (iii) การสื่อสารโดยมีจุดประสงค์เพื่อทำการวิจัยเชิงทดลองในการจับกลุ่มเทียม นอกจากนี้ยังมีรูปแบบพฤติกรรมการจับกลุ่มบางรูปแบบที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องมือเหล่านี้ด้วย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูที่ http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/frobt.2017.00012/

การออกแบบหุ่นยนต์โดยใช้ไลบรารีนี้ประกอบด้วยสามส่วนหลัก:

ร่างกายที่หุ่นยนต์ใช้เพื่อเคลื่อนไหวและรับรู้สภาพแวดล้อม
เครือข่ายที่หุ่นยนต์ใช้เพื่อสื่อสารกับหุ่นยนต์ตัวอื่น
พฤติกรรมหรือโปรโตคอลที่หุ่นยนต์ติดตาม เช่น สิ่งที่ทำกับข้อมูลที่ได้รับจากร่างกายและเครือข่าย

แผนผังการใช้ marabunta เพื่อเปิดใช้งานการจับกลุ่ม

ไลบรารี marabunta เป็นไปตามโครงสร้างนี้และจัดเตรียมคลาสต่อไปนี้:

BaseBody : [marabunta/BaseRobot.py] โมเดลจิ๋วของ Body พร้อมวิธีการที่จำเป็นเพื่อใช้เป็นลำตัวของหุ่นยนต์ โมเดลตัวถังใดๆ ควรสืบทอดจากคลาสนี้เพื่อให้ BaseRobot ยอมรับ
- MockBody :[marabunta/MockBody.py] การใช้งาน Body เพื่อจำลองตัวหุ่นยนต์ ไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ใดๆ ในการใช้งาน สามารถโหลดไฟล์ที่มีรายการพิกัดเพื่อรวมสิ่งกีดขวางในการจำลองได้
- eBotBody :[marabunta/eBotBody.py] การใช้งาน Body เพื่อควบคุม eBot ต้องมีการเชื่อมต่อบลูทูธ eBot และติดตั้ง eBot-API ที่เหมาะสม
BaseNetwork : [marabunta/BaseRobot.py] โมเดลขั้นต่ำของ Network พร้อมวิธีการที่จำเป็นเพื่อใช้เป็นเครือข่ายของหุ่นยนต์ โมเดลเครือข่ายใดๆ ควรสืบทอดจากคลาสนี้เพื่อให้ BaseRobot ยอมรับ
- MockNetwork : [marabunta/MockNetwork.py] การใช้งาน Network เพื่อจำลองการสื่อสารโดยใช้ไฟล์ปกติ (สมมติว่าโรบ็อตต่าง ๆ อยู่ในคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวกัน หรืออย่างน้อยก็สามารถเข้าถึงไฟล์เดียวกันได้) ไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ใดๆ ในการใช้งาน
- XBeeNetwork : [marabunta/XBeeNetwork.py] การใช้งาน Network โดยใช้ series 1 XBee ต้องใช้ XBee เชื่อมต่อผ่านพอร์ตอนุกรม
BaseRobot: [marabunta/BaseRobot.py] มีเครื่องมือพื้นฐานในการใช้งานหุ่นยนต์ จำเป็นต้องมีอินสแตนซ์ เนื้อหา ที่สืบทอดจาก BaseBody และอินสแตนซ์ เครือข่าย ที่สืบทอดจาก BaseNetwork
- HeadingConsensusRobot : [marabunta/models/HeadingConsensusRobot.py] การใช้งานหุ่นยนต์ตามอัลกอริทึมฉันทามติของส่วนหัว จัดแนวส่วนหัวให้ตรงกับส่วนหัวโดยเฉลี่ยของฝูง กล่าวคือ เป็นไปตามนั้น
- PerimeterDefenseRobot : [marabunta/models/PerimeterDefenseRobot.py] การใช้งานหุ่นยนต์ที่ทำหน้าที่ป้องกันขอบเขต มันจะเคลื่อนตัวออกห่างจากหุ่นยนต์ตัวอื่นให้ไกลที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หาก ร่างกาย มีวิธีในการตรวจจับแสง พฤติกรรมนี้จะหยุดลงเมื่อตรวจพบแสงที่รุนแรงและส่งสัญญาณการนัดพบไปยังฝูง
- MarchingRobot : [marabunta/models/MarchingRobot.py] การใช้งานหุ่นยนต์เดินขบวนในรูปแบบ มันพยายามรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยพร้อมกับหุ่นยนต์ที่อยู่ใกล้ที่สุด พร้อมๆ กัน พยายามเข้าใกล้ฝูงที่เหลือมากพอ และรักษาทิศทางการมุ่งหน้าไปให้ตรงกับการมุ่งหน้าของฝูง
Map2D : [marabunta/Map.py] ออบเจ็กต์สำหรับจัดเก็บและเข้าถึงข้อมูลแผนที่เพื่อจำลองการตรวจจับสิ่งกีดขวางใน MockBody สิ่งกีดขวางจะถูกโหลดจากไฟล์และจัดเก็บไว้ในตารางโดยใช้ "รายการ Verlet" เพื่อการเข้าถึงข้อมูลสิ่งกีดขวางในเครื่องได้อย่างรวดเร็ว

การติดตั้ง

หากต้องการติดตั้งโมดูล ให้พิมพ์:

python setup.py install

(อาจต้องใช้ sudo ขึ้นอยู่กับระบบของคุณ) สิ่งนี้จะติดตั้งโมดูล marabunta และโมดูลย่อย marabunta.models

อีบอต API

หากต้องการควบคุม eBots ผ่าน eBotBody จำเป็นต้องติดตั้ง eBot-API สามารถดูเวอร์ชันอย่างเป็นทางการได้ที่ https://github.com/EdgeBotix/eBot-API ทางแยกของ API นี้ที่ใช้ CPU โฮสต์เพื่อคำนวณการแปลตำแหน่งของหุ่นยนต์โดยใช้ตัวกรอง Kalman แทนที่จะอาศัยการแปล eBot สามารถพบได้ที่ https://github.com/david-mateo/eBot-API

การใช้ห้องสมุดนี้

ในการออกแบบพฤติกรรมของหุ่นยนต์ ควรกำหนดคลาสใหม่ที่สืบทอดมาจาก BaseRobot การเริ่มต้น BaseRobot ต้องใช้เนื้อความ ซึ่งนำไปใช้เป็นคลาสที่สืบทอดมาจาก BaseBody และเครือข่าย ซึ่งเป็นคลาสที่สืบทอดมาจาก BaseNetwork

หากต้องการเพิ่มการรองรับฮาร์ดแวร์ใหม่ เราควรใช้คลาสที่สืบทอดมาจาก BaseBody หรือ BaseNetwork คลาสเหล่านี้มีรายการวิธีการน้อยที่สุดเกินกว่าที่เนื้อหาหรือเครือข่ายใดๆ ควรใช้

เพื่อใช้วิธีการที่ให้มาเพื่อทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามพฤติกรรมเฉพาะ เช่น ส่วนหัวที่เป็นเอกฉันท์ เราจะต้องกำหนดร่างกาย เครือข่าย หุ่นยนต์ เปิดหุ่นยนต์ และเรียกวิธี update ซ้ำ ๆ โค้ดตัวอย่างขั้นต่ำคือ:

 from marabunta import eBotBody , XBeeNetwork
from marabunta . models import HeadingConsensusRobot

total_time = 60
ID = "Walle"
init_pos = [ 0. , 0. ]
init_heading = 0.
communication_slot = 0.1
body = ebotBody ( init_pos , init_heading )
network = XBeeNetwork ( communication_slot , communication_slot + 0.1 , 1 , ID )
robot = HeadingConsensusRobot ( body , network )
robot . turn_on ()

# MAIN LOOP
end_time = time () + total_time
while time () < end_time :
    robot . update ( dt , speed )
    sleep ( dt )

robot . turn_off ()

โรบอตใดๆ ที่สืบทอดมาจาก BaseRobot มีเมธอด __enter__ และ __exit__ ที่อนุญาตให้ใช้โรบอตด้วยคำสั่ง with แทนที่จะเปิดและปิดอย่างชัดเจน ตัวเลือกนี้ให้วิธีที่สะอาดยิ่งขึ้นในการใช้งานหุ่นยนต์เมื่อเผชิญกับความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ที่อาจเกิดขึ้น โค้ดตัวอย่างขั้นต่ำที่ทำตามแนวทางนี้คือ:

 from marabunta import eBotBody , XBeeNetwork
from marabunta . models import HeadingConsensusRobot

total_time = 60
ID = "Walle"
init_pos = [ 0. , 0. ]
init_heading = 0.
communication_slot = 0.1
body = ebotBody ( init_pos , init_heading )
network = XBeeNetwork ( communication_slot , communication_slot + 0.1 , 1 , ID )

with HeadingConsensusRobot ( body , network ) as robot :
    # MAIN LOOP
    end_time = time () + total_time
    while time () < end_time :
        robot . update ( dt , speed )
        sleep ( dt )