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【創(chuàng)客學(xué)堂】Arduino與Kinect打造“體感智能車”

編輯：Jacky2013-08-19 瀏覽次數(shù)：2950

體感智能車的原理非常的簡單，就是利用Kinect采集人體的姿體信息，然后通過藍(lán)牙串口向Arduino發(fā)送字符命令。Arduino通過相應(yīng)的字符命令控制雙H橋電機(jī)驅(qū)動模塊實現(xiàn)小車的前進(jìn)后退等動作。項目主要用到的產(chǎn)品由哈爾濱奧松機(jī)器人科技有限公司（下文簡稱“奧松”）提供用到的產(chǎn)品如下圖：

Kinect+Arduino

Arduino實現(xiàn)串口控制小車

下面按照制作過程為大家介紹如何來弄。

一、安裝4WD小車，在這里為大家推薦奧松的4WD小車，小車是純金屬的外殼比較抗撞不容易損壞。（安裝視頻 http://v.youku.com/v_show/id_XNTU2NjY3MDI0.html）

4WD小車

安裝好小車地盤后再小車地盤內(nèi)部安裝雙H橋驅(qū)動和電池將控制引腳用3P杜邦線接到Arduino上，連接好電源向Arduino內(nèi)燒錄程序（編譯軟件為Arduino IDE）。代碼如下：

#define pinI1 9 //定義I1接口

#define pinI2 8 //定義I2接口

#define speedpin 10 //定義EA(PWM調(diào)速)接口

#define pinI3 4 //定義I3接口

#define pinI4 5 //定義I4接口

#define speedpin1 6 //定義EB(PWM調(diào)速)接口

#define SPEED 150

char opt = ' ' ;

void setup()

{

Serial.begin(115200);

pinMode(pinI1,OUTPUT); //初始化電機(jī)控制引腳為輸出

pinMode(pinI2,OUTPUT);

pinMode(speedpin,OUTPUT);

pinMode(pinI3,OUTPUT); //初始化電機(jī)控制引腳為輸出

pinMode(pinI4,OUTPUT);

pinMode(speedpin1,OUTPUT);

}

void loop()

{

while(Serial.available()>0)

opt = Serial.read();

switch(opt)

{

case 'w':

Straight(200);

break;

case 'a':

zuozhuan(200);

break;

case 's':

Retreat(200);

break;

case 'd':

youzhuan(200);

break;

case 'x':

Stop(200);

break;

case 'q':

Straight(200);

delay(1000);

zuozhuan(200);

delay(500);

Straight(200);

delay(1000);

youzhuan(200);

delay(500);

Stop(200);

opt = -1;

break;

default:

break;

}

Serial.flush();

}

//直行函數(shù)time為直行的時間單位ms

void Straight(int time)

{

analogWrite(speedpin,SPEED);//輸入模擬值進(jìn)行設(shè)定速度

analogWrite(speedpin1,SPEED);

digitalWrite(pinI4,HIGH);//使直流電機(jī)（右）逆時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI3,LOW);

digitalWrite(pinI1,HIGH);//使直流電機(jī)（左）順時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI2,LOW);

delay(time);

}

//右轉(zhuǎn)函數(shù)time為直行的時間單位ms

void youzhuan(int time)

{

analogWrite(speedpin,SPEED);//輸入模擬值進(jìn)行設(shè)定速度

analogWrite(speedpin1,SPEED);

digitalWrite(pinI4,HIGH);//使直流電機(jī)（右）逆時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI3,LOW);

digitalWrite(pinI1,LOW);//使直流電機(jī)（左）順時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI2,HIGH);

delay(time);

}

//左轉(zhuǎn)函數(shù)time為直行的時間單位ms

void zuozhuan(int time)

{

analogWrite(speedpin,SPEED);//輸入模擬值進(jìn)行設(shè)定速度

analogWrite(speedpin1,SPEED);

digitalWrite(pinI4,LOW);//使直流電機(jī)（右）逆時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI3,HIGH);

digitalWrite(pinI1,HIGH);//使直流電機(jī)（左）順時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI2,LOW);

delay(time);

}

//后退函數(shù)time為后退的時間單位ms

void Retreat(int time)

{

analogWrite(speedpin,SPEED);//輸入模擬值進(jìn)行設(shè)定速度

analogWrite(speedpin1,SPEED);

digitalWrite(pinI4,LOW );//使直流電機(jī)（右）順時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI3,HIGH);

digitalWrite(pinI1,LOW);//使直流電機(jī)（左）逆時針轉(zhuǎn)

digitalWrite(pinI2,HIGH);

delay(time);

}

//剎車函數(shù)time為停車的時間單位ms

void Stop(int time)

{

digitalWrite(pinI4,HIGH);//使直流電機(jī)（右）剎車

digitalWrite(pinI3,HIGH);

digitalWrite(pinI1,HIGH);//使直流電機(jī)（左）剎車

digitalWrite(pinI2,HIGH);

delay(time);

}

4WD小車

程序下載好后安裝藍(lán)牙模塊，通過串口助手進(jìn)行測試，確定字符命令可以控制小車。

Kinect與Arduino進(jìn)行串口通信

下面進(jìn)行Kinect的代碼編寫，我采用的是processing軟件，使用前需要安裝Kinectqu驅(qū)動”OpenNI_NITE_Installer-win32-0.27“和kinect的鏈接庫”SimpleOpenNI-0.27“（下載地址 https://code.google.com/p/simple-openni/downloads/list）。

解壓驅(qū)動包，首先安裝OpenNI，然后安裝SensorKinect，最后Sensor全部安裝完成以后，重啟電腦。將你的Kinect連接上電腦插好電源，可以通過查看控制面板中的設(shè)備管理器，檢查你的電腦是否已經(jīng)識別Kinect。

Kinect

驅(qū)動安裝完成后下載processing軟件雙擊打開，打開后會在”我的文檔“中出現(xiàn)processing文件夾講下載的庫文件”SimpleOpenNI-0.27“解壓后復(fù)制到processing下的libraries下如果沒有新建一個即可。重新打開processing就可以進(jìn)行Kenect的程序編寫了。

控制小車的代碼如下：

import SimpleOpenNI.*;

SimpleOpenNI kinect;

import processing.serial.*;

Serial port;

PFont myFont;

String myStr;

String Str_w;

String Str_s;

String Str_a;

String Str_d;

String Str_x;

String Str_temp_NO;

String Str_temp_Yes;

PVector right_hand;

PVector right_hip;

PVector head;

PVector left_hand;

PVector left_hip;

PVector difference;

float shouju;

float youtou;

float zuotou;

float youhip;

float zuohip;

char ch_w= 'w';

char ch_s= 's';

char ch_a= 'a';

char ch_d= 'd';

char ch_x= 'x';

void setup()

{

size(640, 600);

kinect = new SimpleOpenNI(this);

kinect.enableDepth();

kinect.enableRGB();

kinect.setMirror(true);

kinect.enableUser(SimpleOpenNI.SKEL_PROFILE_ALL);

myFont = createFont("黑體", 32);

myStr = "哈爾濱奧松機(jī)器人科技有限公司";

Str_w = "前進(jìn)";

Str_s = "后退";

Str_a = "左轉(zhuǎn)";

Str_d = "右轉(zhuǎn)";

Str_x = "停止";

Str_temp_NO = "未識別";

Str_temp_Yes = "連接成功";

right_hand = new PVector();

right_hip = new PVector();

head = new PVector();

left_hand = new PVector();

left_hip = new PVector();

println(Serial.list());

String portName = Serial.list()[0];

port = new Serial(this, portName, 115200);

}

void draw()

{

background(80,100,140);//

kinect.update();

//PImage depthImage = kinect.depthImage();

//image(kinect.depthImage(),0, 0);

PImage rgbImage = kinect.rgbImage();

image(rgbImage, 0, 0);

fill(0,0,255);

textFont(myFont);

text(myStr, 100, 530);

text("www.robotbase.cn" , 195, 565);

IntVector userList = new IntVector();

kinect.getUsers(userList);

if (userList.size() > 0)

{

int userId = userList.get(0);

onEndCalibration(userId, true);

if ( kinect.isTrackingSkeleton(userId))

{

fill(0,0,255);

textFont(myFont);

text(myStr, 100, 530);

text("www.robotbase.cn" , 195, 565);

fill(0, 255, 0);

textSize(25);

text(Str_temp_Yes, 270,30);

kinect.getJointPositionSkeleton(userId, SimpleOpenNI.SKEL_RIGHT_HAND,right_hand);

kinect.convertRealWorldToProjective(right_hand, right_hand);

kinect.getJointPositionSkeleton(userId, SimpleOpenNI.SKEL_RIGHT_HIP,right_hip);

kinect.convertRealWorldToProjective(right_hip, right_hip);

kinect.getJointPositionSkeleton(userId, SimpleOpenNI.SKEL_HEAD,head);

kinect.convertRealWorldToProjective(head, head);

kinect.getJointPositionSkeleton(userId, SimpleOpenNI.SKEL_LEFT_HAND,left_hand);

kinect.convertRealWorldToProjective(left_hand, left_hand);

kinect.getJointPositionSkeleton(userId, SimpleOpenNI.SKEL_LEFT_HIP,left_hip);

kinect.convertRealWorldToProjective(left_hip, left_hip);

//textSize(20);

difference = PVector.sub(right_hand, left_hand);

shouju = difference.mag();

// text("shouju: " + int(shouju), 20, 20);

difference = PVector.sub(right_hand, head);

youtou = difference.mag();

// text("youtou: " + int(youtou), 20, 45);

difference = PVector.sub(left_hand, head);

zuotou = difference.mag();

// text("zuotou: " + int(zuotou), 20, 70);

difference = PVector.sub(right_hand, right_hip);

youhip = difference.mag();

// text("youhip: " + int(youhip), 20, 95);

difference = PVector.sub(left_hand, right_hip);

zuohip = difference.mag();

// text("zuohip: " + int(zuohip), 20, 120);

fill(255, 255, 0);

textSize(20);

if(shouju>400 && youtou>200 && zuotou>200 && youhip>200 && zuohip>200)

{

text(Str_w, 20, 40);

port.write(ch_w);

}

else if(shouju<200 && youtou<200 && zuotou<200 && youhip>200 && zuohip>200)

{

text(Str_s, 20, 40);

port.write(ch_s);

}

else if(shouju>300 && youtou>180 && zuotou>180 && youhip<150 && zuohip>250)

{

text(Str_a, 20, 40);

port.write(ch_a);

}

else if(shouju>300 && youtou>180 && zuotou>180 && youhip>200 && zuohip<150)

{

text(Str_d, 20, 40);

port.write(ch_d);

}

else if(shouju<250 && youtou>180 && zuotou>180 && youhip<180 && zuohip<180)

{

text(Str_x, 20, 40);

port.write(ch_x);

}

/***************************************************************

fill(255, 0, 0);

ellipse(left_hip.x, left_hip.y, 15, 15);

ellipse(left_hand.x, left_hand.y, 15, 15);

ellipse(head.x, head.y, 15, 15);

ellipse(right_hip.x, right_hip.y, 15, 15);

ellipse(right_hand.x, right_hand.y, 15, 15);

****************************************************************/

/****************************************************************

stroke(0, 255, 0);

strokeWeight(4);

line(right_hand.x, right_hand.y, head.x, head.y);

line(right_hand.x, right_hand.y, right_hip.x, right_hip.y);

line(left_hand.x, left_hand.y, head.x, head.y);

line(left_hand.x, left_hand.y, left_hip.x, left_hip.y);

****************************************************************/

}

else

{

fill(255, 0, 0);

textSize(25);

text(Str_temp_NO, 280, 30);

}

// user-tracking callbacks!

void onNewUser(int userId) {

println("start pose detection");

kinect.startPoseDetection("Psi", userId);

}

void onEndCalibration(int userId, boolean successful) {

if (successful) {

println(" User calibrated !!!");

kinect.startTrackingSkeleton(userId);

}

else {

println(" Failed to calibrate user !!!");

kinect.startPoseDetection("Psi", userId);

}

void onStartPose(String pose, int userId) {

println("Started pose for user");

kinect.stopPoseDetection(userId);

kinect.requestCalibrationSkeleton(userId, true);

}

程序編寫完成后連接藍(lán)牙串口（注意沒有串口時程序會報錯）這樣一個體感智能車就制作完成了。操作視頻如下：

視頻展示 http://m.lifestyle201.com/article-112.html

體感智能垃圾桶 http://v.youku.com/v_show/id_XNTM1NjI2MjQ0.html

Arduino MEGA 1280 控制器 http://m.lifestyle201.com/goods-142.html

processing與arduino互動套件http://m.lifestyle201.com/goods-210.html

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qq570873165144

咨詢內(nèi)容：: 你好，想問一下藍(lán)牙模塊是怎樣安裝的？

管理員：: 尊敬的客戶您好，感謝您對奧松機(jī)器人的支持和厚愛，藍(lán)牙模塊使用資料：http://m.lifestyle201.com/wiki/index.php/SKU:RB-03T008A_藍(lán)牙_4.0_模塊，如未解決，可以點擊網(wǎng)站右側(cè)小奧頭像聯(lián)系在線QQ客服

匿名用戶

咨詢內(nèi)容：: 你好，能不能給我發(fā)一分，OpenNI和SimpleOpenNI-0.27的安裝包，下載不成。跪謝??！

管理員：: 您好，感謝您對我們的支持，我們會繼續(xù)努力上架更多更好的產(chǎn)品，請您及時關(guān)注我們的平臺。這款產(chǎn)品是官方原裝進(jìn)口的，所以庫存要即時查詢，您有需要可以聯(lián)系我們的在線客服，我們的工作時間為8:30-17:30.如果您有更多問題，請關(guān)注我們官方論壇：www.makerspace.cn，會有更多詳細(xì)的解答和更多學(xué)習(xí)的機(jī)會。

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