【SPIKE-RT】カラーセンサーを使う

0.はじめに

本記事は、spike-rtでカラーセンサーから、16進法カラーコードと、大まかな色を取得するプログラムについての記事です。
spike-rtでのプロジェクトビルド方法、環境構築については以下の記事をご覧ください。

1.16進法カラーコード

コード

まず、コードを出します。

color_code.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <kernel.h>

#include <spike/hub/system.h>

#include <color_code.h>

#include "spike/pup/motor.h"
#include "spike/pup/colorsensor.h"
#include "spike/pup/forcesensor.h"
#include "spike/pup/ultrasonicsensor.h"

#include "spike/hub/battery.h"
#include "spike/hub/button.h"
#include "spike/hub/display.h"
#include "spike/hub/imu.h"
#include "spike/hub/light.h"
#include "spike/hub/speaker.h"

#include <pbio/color.h>

#include "kernel_cfg.h"
#include "syssvc/serial.h"

pup_device_t *colorA;

void Main(intptr_t exinf)
{
  // ここからプログラムを書く
  colorA = pup_color_sensor_get_device('A');
  while(1){
	pup_color_rgb_t rgb = pup_color_sensor_rgb(colorA);

	int R = (rgb.r * 255) / 900;
	int G = (rgb.g * 255) / 900;
	int B = (rgb.b * 255) / 900;

	char hex[16];
	sprintf(hex, "#%02X%02X%02X", R, G, B);

    int color_code = hex

	hub_display_text_scroll(hex, 100);

	dly_tsk(300 * 1000);
  }
  exit(0);
}

説明

このプログラムは、SPIKEプライムのポートAに接続したカラーセンサーを使って色を測定し、その色を16進カラーコード（#RRGGBB）として表示するものです。

最初に、pup_color_sensor_get_device('A') を使ってポートAのカラーセンサーを取得します。

次に、無限ループの中で pup_color_sensor_rgb(colorA) を実行してRGBの生値を取得します。RGBの値はそれぞれ0〜900程度の範囲で返されます。

取得した rgb.r、rgb.g、rgb.b を Webカラーコードで使われる0〜255の範囲に変換するために、(値 * 255) / 900 の計算を行います。これにより R、G、B の3つの整数値が得られます。

次に、sprintf(hex, "#%02X%02X%02X", R, G, B) を使って、R・G・B を16進数2桁ずつに変換し、#RRGGBB の形式の文字列を作成します。%02X は2桁の16進数を意味します。

作成した16進カラーコードの文字列を hub_display_text_scroll(hex, 100) でハブの画面にスクロール表示します。

dly_tsk(300 * 1000) により0.3秒待機し、再びループの先頭に戻って次の色を測定します。

この処理を繰り返すことで、カラーセンサーが読み取った色をリアルタイムで16進カラーコードとして確認できます。

2.大まかな色（15種）

コード

おなじようにまずコードを出します。

color_display.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <kernel.h>

#include <spike/hub/system.h>

#include <color_display.h>

#include "spike/pup/motor.h"
#include "spike/pup/colorsensor.h"
#include "spike/pup/forcesensor.h"
#include "spike/pup/ultrasonicsensor.h"

#include "spike/hub/battery.h"
#include "spike/hub/button.h"
#include "spike/hub/display.h"
#include "spike/hub/imu.h"
#include "spike/hub/light.h"
#include "spike/hub/speaker.h"

#include <pbio/color.h>

#include "kernel_cfg.h"
#include "syssvc/serial.h"

pup_device_t *colorA;

void Main(intptr_t exinf)
{
    colorA = pup_color_sensor_get_device('A');

    while(1){

        pup_color_hsv_t hsv = pup_color_sensor_hsv(colorA, true);

        int h = hsv.h;
        int s = hsv.s;
        int v = hsv.v;

        const char *color = "Unknown";
        const char *head = "?";

        if(v < 40) {
            color = "Black";
            head = "Bk";
        }
        else if(s < 20 && v > 200) {
            color = "White";
            head = "W";
        }
        else if(s < 20) {
            color = "Gray";
            head = "Gy";
        }
        else if(h < 10 || h >= 350) {
            color = "Red";
            head = "R";
        }
        else if(h < 25) {
            color = "Red-Orange";
            head = "RO";
        }
        else if(h < 40) {
            color = "Orange";
            head = "O";
        }
        else if(h < 55) {
            color = "Yellow-Orange";
            head = "YO";
        }
        else if(h < 70) {
            color = "Yellow";
            head = "Y";
        }
        else if(h < 85) {
            color = "Yellow-Green";
            head = "YG";
        }
        else if(h < 110) {
            color = "Green";
            head = "G";
        }
        else if(h < 140) {
            color = "Blue-Green";
            head = "BG";
        }
        else if(h < 170) {
            color = "Cyan";
            head = "C";
        }
        else if(h < 230) {
            color = "Blue";
            head = "B";
        }
        else if(h < 290) {
            color = "Violet";
            head = "V";
        }
        else if(h < 320) {
            color = "Magenta";
            head = "M";
        }
        else if(h < 350) {
            color = "Pink";
            head = "P";
        }

        hub_display_text_scroll(head, 100);

        dly_tsk(300 * 1000);
    }

    exit(0);
}

説明

カラーセンサーから取得した HSV の値を使って色を判定します。Hue は色相、Saturation は彩度、Value は明るさを表します。黒・白・灰色は Hue では判定できないため、彩度と明るさを使って先に判定します。Value が低いと黒になり、Saturation が低く Value が高いと白になり、Saturation が低く Value が中くらいだと灰色になります。

黒・白・灰色でなかった場合は Hue の値を使って色を分類します。Hue は 0〜360° の円環になっており、範囲ごとに色を割り当てています。判定された英語名は変数 color に入れ、表示用の短縮形は head に入れます。頭文字が重複する色は、Red-Orange を RO、Yellow-Green を YG、Blue-Green を BG のように2文字で区別しています。

最後に、短縮形をハブの画面にスクロール表示します。少し待機してから再び測定を行い、リアルタイムで色を判定し続けます。

対応表

判定条件	英語名	表示短縮形
v < 40	Black	Bk
s < 20, v > 200	White	W
s < 20	Gray	Gy
h < 10 または h ≥ 350	Red	R
h < 25	Red-Orange	RO
h < 40	Orange	O
h < 55	Yellow-Orange	YO
h < 70	Yellow	Y
h < 85	Yellow-Green	YG
h < 110	Green	G
h < 140	Blue-Green	BG
h < 170	Cyan	C
h < 230	Blue	B
h < 290	Violet	V
h < 320	Magenta	M
h < 350	Pink	P

3.おわりに

今回はカラーセンサーの使い方についてのコードを紹介しました。

を参考にしました！koushiro様ありがとうございます！