用语音命令和倾斜控制来给Crowbot增压，以便与电路板一起工作

该设备基于安装了开发人员软件的DevBoard。该板通过蓝牙连接到受控设备，并传输识别的语音命令及其倾斜角度。用户将这个“遥控器”握在手中，使用倾斜和语音命令来控制机器人或其他他适应的设备，以便与电路板一起工作，我希望这篇文章能有所帮助。

板上有两个微控制器，ESP32-S3和ESP32-C3。

S3已经闪过，当设备打开时，机器人控制程序默认启动。无法访问源代码，也无法跨flash S3。

交互和对控制器本身进行任何更改的能力仅在C3部分可用。它的固件源代码是开源的，可以在这里找到(对于那些想要更深入地理解或修改交互机制的人来说)。

第一种方法：单板工作在语音命令识别模式，选择固定的命令。

第二种控制方法是控制板子在平面上的倾斜变化。在这种情况下，在X和Y轴上的倾斜角度的实时值被发送到被控设备，可以转换为运动控制命令。

要切换到手动控制模式，说manual control命令，板屏幕将改变。

虽然语音命令仍然可以识别和发送，但您可以继续在受控设备上处理它们。

准备实现CrowBOT BOLT

最简单的入门方法是购买控制模块和Elecrow的CrowBOT。DevBoard开发人员已经为它添加了工厂固件，包括与开发板交互的块。

正如我上面所写的，开发者已经意识到与电路板“开箱即用”互动的可能性，但对于特定的设备-来自Elecrow的CrowBOT Bolt。这是一个训练机器人，可以用Arduino IDE， Letscode和MicroPython编程。

来自制造商的机器人的工厂固件可以在Elecrow wiki上获得，并且它已经实现了机器人附带的IR远程控制。

我们有兴趣比较来自制造商的机器人原始固件与来自控制器板开发人员的新固件，以了解代码并将其用作开发项目中任何其他设备程序的基础。

主要固件更改

•通过蓝牙连接到DevBoard

在机器人的原始固件中，有可能与蓝牙一起工作，因为机器人可以配备蓝牙操纵杆进行控制。但我们感兴趣的是如何连接到我们的董事会是实现。

•对语音指令的响应

处理来自董事会和与语音控制相关的事件

机器人的DevBoard倾斜控制同样适用于板的倾斜控制。

•倒车时的声音信号

开发人员添加了一些有用的小东西，使固件更有趣。例如，机器人开始在每次倒车时发出警告声，就像今天的许多汽车一样

•转弯背光(转向灯)

还增加了在转弯时的背光，这使得使用CrowBOT更加丰富多彩和令人兴奋。

让我们仔细看看这些变化

在程序的最开始，允许组织多任务处理的库的头文件被链接：

这些库用于创建和管理任务，以及在任务之间传递消息。在未来，这将有助于播放音频和处理来自DevBoard的命令。

接下来，输入DevBoard的蓝牙UUID：

这指定了我们的机器人要连接的设备。

声明信号量和消息缓冲区来控制任务的执行和它们之间的同步。

什么是信号量?

我们更容易把信号量想象成一个盛着一颗糖的盘子。任务可以检查糖果，试着拿走它，并在一段时间后归还。它原来只是一个bool，但由于多线程和相关问题，它的工作有点复杂。同样值得澄清的是，除了二进制信号量(当有一个糖果时)，还有非二进制信号量(多个糖果)。

在本例中，我们将使用信号量在任务之间进行通信：

例如，这句话的意思是“等糖果出现在盘子里的时间越长越好，一旦糖果出现，就立即拿走”。

这句话的意思是：“把糖果放回原处”。

定义来自DevBoard的消息的最大长度。

提供给电动机的绝对值的间隔。没有这个限制，机器人的马达只会嗡嗡作响，但不会工作。增加最小转速有助于在低功率时消除噪声。

箝位功能允许您通过设置其下限和上限来限制某些值的变化范围。

这个函数执行一个多项式坐标变换。这用于将从DevBoard接收到的倾斜角度转换为提供给电机的功率。注意这个变换是非线性的。如前所述，电机的工作功率间隔为[-255…，接收角度在[-45…]45)。

如果我们为每个电机取3个三维点(横摇，俯仰和期望功率值)并进行插值，我们可以得到这个变换的公式。例如，对于左马达，我们取点：

(45,45,256) - DevBoard向前和向右转动，因此我们应该以最大功率转动左电机以向右转动。

(-22.5, 45, 128) - DevBoard面朝前方，略偏左，这意味着我们应该向前移动，但也要向左转，所以预计电机功率为一半。

(0,0,0,0) -不倾斜-不移动。

如果我们进行双线性插值，我们得到左电机的公式：l = 1.3274074074074107x+ 3.792592592592593y +0.012641975308641975xy

正确的电机的值是相似的。

led_callback和buzzer_callback过程分别用于更新led的状态和控制蜂鸣器。每隔一段时间就会叫他们。

不断尝试捕获信号量的任务，如果成功，则播放音乐。Tone数组包含要播放的频率，Time数组包含播放特定音符的时间。信号量在主任务中释放，允许PLAY MUSIC语音命令异步执行。

主要任务是这样的：

改变速度因子(对于更快的速度和更慢的速度语音命令)

速度因子本身(用于GO FORWARD和GO BACK命令)

是否处于倾斜控制模式：

当我们切换到倾斜控制模式时，我们开始定期调用led_callback和buzzer_callback。

切换到语音控制模式时，关闭电机和LED，停止led_callback和buzzer_callback的周期性调用：

打开(front_lights_en == true)或关闭(front_lights_en == false)“前灯”

消息缓冲

期待来自缓冲区的消息。一旦收到，将其转换为字符串。

消息中出现XY表示收到了来自倾斜传感器的数据。如果我们没有在倾斜控制模式，我们收到了XY，切换到它。

我们以语音方式执行命令。

现在在倾斜控制模式下处理语音命令。

让我们来看看倾角的处理：

我们从消息中得到两个字节：X和Y角度

我们将值限制在[-45…]45)

将倾斜角度转换为电机值。

如果提供给电机的值足够小，我们只需将它们设置为零。这基本上只是上述电机的“消声器”。

这可能需要对机器人的“前灯”进行一点解释：

除了RGB led(远光灯)，还有一个4个前灯阵列：

led[0] -右后方

led[1] -左后方

led[2] -正面右

led[3] -前左

默认情况下，前灯是关闭的。

我们限制了马达的功率，如果向前/向左移动，我们打开前转向灯。

左马达也是一样

倒车时，我们打开倒车信号

最后，我们告诉马达它们的功率。

这个程序负责接收来自控制设备的消息。

关于蓝牙通信丢失

我们关掉马达，释放信号。

创建信号量、缓冲区和任务

在连接到设备时，我们用默认值初始化灯和电机：

当连接时，我们尝试捕获设备断开信号量。

基本上，我们期待一个断开信号。当我们得到它时，我们继续寻找设备。

结论

让我们总结一下讨论过的固件变化：

1. 增加了多线程，用于并行处理命令，而不管它们的接收情况，以及声音的异步播放

2. 两种不同功能的控制模式

3. DevBoard旋转角度到电机功率值的多项式转换

正如您从本文中看到的那样，这离不开对专有源代码的一些更改。添加的功能与标准功能非常不同，因此有相当多的更改。如果有人在这里发现有趣的东西，他们可以在他们的项目中使用它。

本文编译自hackster.io