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Published on 2025-04-03 / 3 Visits
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【源码】基于C++和Python的机器人控制系统

项目简介

本项目是一个基于C++和Python的机器人控制系统,旨在实现机器人的动作控制、环境感知、路径规划和网络通信等功能。项目结合了Arduino平台和Python Web服务器,提供了从底层硬件控制到高层规划决策的完整解决方案。

项目的主要特性和功能

  1. 硬件控制:使用Arduino IDE进行硬件编程,控制机器人的移动、转向、传感器数据读取等。通过C++编写的robo-utils库,提供调试和生产两种构建模式,支持桌面和嵌入式平台。
  2. 路径规划:使用Python编写的Web服务器,支持Sokoban和Exploration两种路径规划问题。通过HTTP POST请求,服务器可以接收环境状态并返回规划好的动作序列。
  3. 网络通信:提供中间件用于蓝牙和WiFi之间的数据传输,实现机器人与服务器之间的通信。
  4. 文档生成:使用Doxygen生成项目文档,包括代码结构、API文档等,方便开发者理解和使用。

安装使用步骤

硬件准备

  1. 安装Arduino IDE,并配置Zumo32U4机器人所需的库文件。
  2. 确保机器人硬件连接正确,包括传感器、执行器等。

软件安装

  1. Arduino IDE配置
  2. 下载并安装Arduino IDE。
  3. 按照Sumo Robot Arduino IDE配置进行配置。
  4. C++库构建
  5. 进入robo-utils目录。
  6. 创建build/Debugbuild/Release目录。
  7. 运行cmakemake命令构建库文件。
  8. 安装库文件到Arduino库路径。
  9. Python Web服务器配置
  10. 进入Server/planner_wrapper目录。
  11. 创建虚拟环境并安装依赖: bash virtualenv venv pip install -r requirements.txt
  12. 启动服务器: bash python main.py --planner_location="place/where/the/planner/is" --use_planner="lpg" --ip="0.0.0.0" --port=5000
  13. 文档生成
  14. 安装Graphviz和Doxygen: bash sudo apt-get install graphviz cd ~ cd doxygen mkdir build cd build cmake -G "Unix Makefiles" .. make sudo make install
  15. 生成文档: bash cd robo-utils doxygen robo-utils.doxygen

测试与调试

  1. 上传Arduino代码到机器人,并启动Python Web服务器。
  2. 通过HTTP POST请求测试路径规划功能,确保服务器返回正确的动作序列。
  3. 根据需要调整和优化代码,确保机器人能够正确执行规划的动作。

注意事项

  1. 确保所有硬件连接正确,避免因连接问题导致的错误。
  2. 在上传代码之前,确保已正确配置机器人和传感器的参数。
  3. 在测试和调试过程中,确保周围环境安全,避免机器人碰撞或损坏。
  4. 遇到错误时,仔细检查代码和硬件连接,并参考提供的错误处理机制进行调试。
  5. 在进行网络通信时,确保数据同步和正确解析,避免数据丢失或错误。
  6. 注意内存管理,避免内存泄漏和不必要的内存占用。

下载地址

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