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@kotaproj(kota proj)

ラズパイにて、ラジコンカーを自作する－その３

Last updated at Posted at 2020-03-15

はじめに

ラズベリーパイにて、自作のラジコンカーをつくったので紹介します。
今回は、ネットワーク越しのラジコン制御になります。

output_img_0008.gif

ラジコンカー関連の記事

紹介する内容

  • ラズパイ側のwebサーバ側の作成
  • 外部PCからの制御
  • iPhone(Pythonista)からの制御

作るものの全体

rajikon-qiita3.png

ラズパイ側のサーバーおよび外部制御プログラムです。

作業環境

  • ラズベリーパイ3
    • Raspbian Buster with desktop and recommended software
      • Version:February 2020
      • Release date:2020-02-13
      • Kernel version:4.19
      • Python3.7.3
  • ホストPC
    • windows10 64bit
      • Python3.7.4
  • iPhone
    • Pythonista

作業手順

今回も、すべてPythonで実装します。
まずは、ラズパイ側のサーバを作ります。
※動く程度のものなので、書き方として間違っている場合があります

ラズパイ側のサーバ - responder

Python WebFrameworkである[responder]を使用します。
responder自体の記事は、
人間のためのイケてるPython WebFramework「responder」、そして作者のKenneth Reitzについて
がすごくわかりやすいです。

注意点として、responderは、python3.6.1以上でないと動作しません。
Raspbianの古いものは、python3.5がインストールされていたかと思います。
必要に応じて、アップデートしてください。

responderのインストール

$ pip install responder

以上。

サーバー側の仕様

以下のような動作にします。

  • 送信側
    • GETリクエスト : http://[ラズパイIPアドレス]:5042/pi_car/[動作コマンド]
  • 受信側
    • レスポンス : "ok [動作コマンド]!"

具体例は、以下の通りです。

サーバー側のコード

前回記事のコードはそのまま使用します。
ファイル構成は、下記のとおりです。

$ ls
picar.py  rc_server.py  ta7291p.py

コードは以下となります。

ファイル名：rc_server.py

import responder
import picar

api = responder.API()
pi_car = picar.PiCar()

@api.route("/picar/{prm}")
def control_picar(req, resp, *, prm):

    if "turn_left" in prm:
        pi_car.turn_left()
    if "turn_right" in prm:
        pi_car.turn_right()
    if "forward" in prm:
        pi_car.forward()
    if "back" in prm:
        pi_car.back()
    if "brake" in prm:
        pi_car.brake()
    if "acceloff" in prm:
        pi_car.acceloff()
    if "debug_proc" in prm:
        pi_car.debug_proc()

    resp.text = f"ok, {prm}!"


@api.route("/picar/speed/{prm}")
def control_picar_speed(req, resp, *, prm):
    pi_car.speed(int(prm))
    resp.text = f"ok_speed, {prm}!"


if __name__ == '__main__':
    api.run(address='0.0.0.0', port=5042)

※address='0.0.0.0'は、外部アクセス可とするため

実行と動作確認

実行は下記のとおりです。

$ python rc_server.py 
INFO:     Started server process [3392]
INFO:     Uvicorn running on http://0.0.0.0:5042 (Press CTRL+C to quit)
INFO:     Waiting for application startup.
INFO:     Application startup complete.

外部PCより、GETリクエストをなげて確認します。
※本環境では、chromeを使用しました。

  • 外部PC - 送信側

    • chromeのアドレスバーに以下を入力し、実行 http://192.168.11.29:5042/picar/forward
    • →302.PNG

  • ラズパイ側

    • 下記のログが表示される INFO: 192.168.11.17:63850 - "GET /picar/forward HTTP/1.1" 200 OK forward : run forward : over
    • →ラジコンカーが前進する

以上でサーバ側の動作は完了です。

クライアント側(ホストPC)

GETのリクエストを投げるだけなので、さらっと。

コード

以下がコードとなります。
※IPアドレスは必要に応じて変更してください。

ファイル名：car_test.py

import requests
import time

url = 'http://192.168.11.29:5042/picar/'
cmds = ["forward", "back", "brake", "turn_left", "turn_right", "acceloff"]

def main():
    for cmd in cmds:
        curl = url + cmd
        print(cmd)
        response = requests.get(curl)
        time.sleep(3)


if __name__ == '__main__':
    main()

実行

> python .\car_test.py
forward
back
brake
turn_left
turn_right
acceloff

前進→バック→ブレーキ→左旋回→右旋回→→停止
の順に動作したかと思います。

クライアント側(iPhone)

せっかくラジコンをつくったので、やっぱり手元で手軽に動かしたいです。
今回は、iPhoneからPython経由で制御します。

Pythonistaについて

Pythonista は、iOS上で動作するPythonの統合開発環境です。
有料アプリではありますが、とても気に入っています。
Pythonistaの詳細は、下記の記事が参考になります。

iPhoneでiPhoneアプリを作ろう

AppStoreでのアイコンは以下です。

302_1.png

UIと動作仕様

UIは以下となります。
303.png

  • [forward]のボタンをタップ -> ラジコン前進
  • [back]のボタンをタップ -> ラジコンバック
  • [turn_left]のボタンをタップ -> ラジコン左旋回
  • [turn_right]のボタンをタップ -> ラジコン右旋回
  • [acceloff]のボタンをタップ -> ラジコン停止

早速コードに移ります。

コード

以下がコードとなります。

ファイル名：car_remo.py

from objc_util import *
import ui
import console

import requests
import time

url = 'http://192.168.11.29:5042/picar/'

def btn_turn_left_tapped(sender):
    curl = url + "turn_left"
    response = requests.get(curl)

def btn_turn_right_tapped(sender):
    curl = url + "turn_right"
    response = requests.get(curl)

def btn_forward_tapped(sender):
    curl = url + "forward"
    response = requests.get(curl)

def btn_brake_tapped(sender):
    curl = url + "brake"
    response = requests.get(curl)

def btn_back_tapped(sender):
    curl = url + "back"
    response = requests.get(curl)

def btn_acceloff_tapped(sender):
    curl = url + "acceloff"
    response = requests.get(curl)


def main():
    # メイン画面の作成
    main_view = ui.View(frame=(0, 0, 375, 667))
    main_view.name = 'test view'
    main_view.background_color = ('white')

    width_unit = main_view.width // 4
    height_unit = main_view.width // 4

    # ボタンの追加
    btn_forward = ui.Button()
    btn_forward.frame = (1*width_unit, 0*height_unit, width_unit, height_unit)
    btn_forward.title = 'forward'
    btn_forward.action = btn_forward_tapped
    btn_forward.background_color = (0, 0, 0, 0.5)
    btn_forward.tint_color = ('white')
    main_view.add_subview(btn_forward)

    # ボタンの追加
    btn_acceloff = ui.Button()
    btn_acceloff.frame = (1*width_unit, 1*height_unit, width_unit, height_unit)
    btn_acceloff.title = 'acceloff'
    btn_acceloff.action = btn_acceloff_tapped
    btn_acceloff.background_color = (0, 0, 0, 0.5)
    btn_acceloff.tint_color = ('white')
    main_view.add_subview(btn_acceloff)

    # ボタンの追加
    btn_back = ui.Button()
    btn_back.frame = (1*width_unit, 2*height_unit, width_unit, height_unit)
    btn_back.title = 'back'
    btn_back.action = btn_back_tapped
    btn_back.background_color = (0, 0, 0, 0.5)
    btn_back.tint_color = ('white')
    main_view.add_subview(btn_back)

    # ボタンの追加
    btn_turn_left = ui.Button()
    btn_turn_left.frame = (0*width_unit, 1*height_unit, width_unit, height_unit)
    btn_turn_left.title = 'turn_left'
    btn_turn_left.action = btn_turn_left_tapped
    btn_turn_left.background_color = (0, 0, 0, 0.5)
    btn_turn_left.tint_color = ('white')
    main_view.add_subview(btn_turn_left)

    # ボタンの追加
    btn_turn_right = ui.Button()
    btn_turn_right.frame = (2*width_unit, 1*height_unit, width_unit, height_unit)
    btn_turn_right.title = 'turn_right'
    btn_turn_right.action = btn_turn_right_tapped
    btn_turn_right.background_color = (0, 0, 0, 0.5)
    btn_turn_right.tint_color = ('white')
    main_view.add_subview(btn_turn_right)

    main_view.present('sheet')
    main_view.wait_modal()

if __name__ == '__main__':
    main()

実行

iPhone - PythonistaのUIよりプログラムを実行します。

305.PNG

UIが起動しますので、各ボタンをタップして確認します。
303.png

さいごに

とりあえず、イメージした動きになってよかったです。
余裕があれば、カメラを搭載して、自動で動作するようにしたいです。
あと、ラズパイゼロ or ESP32に置き換えて、完全コードレスにしようと思います。

参考

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