Documentation URBI pour mindstorms

Nous ferons en premier tourner les roues.

Dans URBI, toutes les vitesses de moteur et les valeurs des capteurs dans un robot sont associées à des variables. Vous pouvez régler la vitesse des moteurs ou récupérer la valeurs des capteurs en assignant ou en lisant les valeurs des variables correspondantes.

Dans la mise en page par défaut du serveur pour le modèle TriBot, la roue gauche est assignée à la variable wheelL et la roue droite est assignée à la variable wheelR. ^[1]. Les valeurs de ces variables contrôlent la vitesse de la roue correspondante. En premier retournez le TriBot sur le dos pour éviter tout accident, puis vous pouvez faire tourner la roue gauche juste en faisant :

  wheelL = 50;

N'oubliez pas le point-virgule à la fin de la ligne, ou la commande ne s'exécutera pas. Vous pouvez aussi faire tourner la roue droite (une valeur négative est un mouvement inverse) :

  wheelR = -50;

Un groupe est défini aussi de tel façon que vous pouvez donner des ordres à plusieurs moteurs en même temps. Dans notre cas, le groupe wheels contient les deux roues du robot. Donner à wheels une valeur appliquera cette valeur aux deux roues :

  wheels = 0;

arrêtera les deux roues.

Le troisième moteur du TriBot est associé à la variable claw.

Les commandes données appliquent une vitesse aux roues, mais vous pouvez utiliser URBI pour exécuter des séquences précises de déplacements. Il est par exemple possible d'appliquer une vitesse pour un temps déterminé, puis de s'arrêter.

Pour en finir avec cela, URBI fourni une commande pour temporiser pendant un temps donné : wait(duration). Et vous pouvez faire des séquences de commandes séparées par des point-virgules qui seront exécutées les unes après les autres. aussi la ligne suivante :

  wheels = 50; wait(10s); wheels = 0;

fera avancer le robot tout droit durant 10 secondes puis s'arrêter.

Il est aussi possible avec URBI de contrôler la façon dont les valeurs vont changer. Dans les exemples précédents, la vitesse du moteur monte le plus vite possible de 0 à 50. Vous pouvez utiliser un modifier dans l'assignation de la variable pour contrôler la façon dont la valeur de la variable changera. Par exemple, si vous voulez atteindre une valeur dans un temps donné, utilisez le modifier time: :

  wheels = 50 time:3s; wheels = 0 time:3s;

En utilisant ce code, le robot va accélérer pour atteindre la vitesse de 50 après 3 secondes, puis ralentir pour s'arrêter après 3 autres secondes.

D'autres modifiers sont disponibles dans URBI, ils sont décrit dans le tutoriel disponible à http://www.gostai.com/doc.php.

A toutes les étapes précédentes les commandes ne prennent pas en compte l'environnement. Pour cela, vous devez obtenir les valeurs des capteurs. Avec URBI, vous avez juste à taper le nom de la variable associée. par exemple quand vous tapez :

  sonar;

Le serveur retourne un message avec la valeur du capteur d'ultrasons :

  [146711:notag] 48.000000

Dans ce message, 146711 est le marqueur de temps (de l'horloge du serveur) qui indique à quelle heure relative la valeur a été lue, notag est le tag(étiquette) de la commande, qui sera décrit dans la prochaine section. 48.00000 est la valeur du capteur sonar, dans ce cas c'est la distance de l'obstacle en face de lui.

Vous avez aussi besoin d'une façon de réagir aux valeurs des capteurs. Dans URBI, ceci est prévu en utilisant event catching commands. Ces commandes vérifies quelques conditions et lancent d'autres commandes quand ces conditions sont vérifiées. Par exemple la commande suivante :

  at (sonar < 50) wheels = 0;

arrêtera le robot si un obstacle est détecté à moins de 50 centimètres. Notez que cette commande reste active dans le serveur. Si vous faites avancer le robot en lui donnant une vitesse :

  wheels = 50;

le robot s'arrêtera à nouveau quand un autre obstacle sera rencontré.

Les autres capteurs disponibles pour le TriBot sont le capteur de son decibel, le capteur de pare-chocs bumper et le capteur de lumière light. La commande suivante :

  at (bumper == 1) wheels = -50;

fera reculer le robot si quelque chose heurte le pare-chocs.

Les commandes at que vous avez entrées avant sont encore actives dans le serveur. Vous avez besoin d'une façon de les arrêter si vous voulez faire quelque chose d'autre. Le mécanisme de tagging va vous permettre de le faire.

Un tag dans un nom associé à une commande. Pour tagger une commande avec le nom mytag, préfixez simplement la commande. Par exemple :

  mytag: at (decibel > 0.7) wheels = 0;

lancera la commande de saisie de l'event (événement) en utilisant le capteur decibel avec un tag mytag.

Plus tard vous serez à même d'arrêter cette commande :

  stop mytag;

arrêtera la commande précédente et le robot ne réagira plus au son.

Le tag par défaut quand vous n'en spécifiez pas est notag. par conséquent :

  stop notag;

arrêtera toutes les commandes que vous avez tapé depuis le début de ce tutoriel.

Il est aussi possible de geler temporairement une commande :

  freeze mytag;

arrêtera la commande taggée avec mytag, mais elle n'est pas effacée, et

  unfreeze mytag;

relancera la commande.

Le Lego Mindstorms NXT peut jouer des sons. L'objet beeper est associé à cette capacité. Toutefois, vous pouvez juste assigner une valeur à la variable beeper, parceque jouer un son demande plusieurs paramètres. Vous aurez donc à appeler la méthode de l'objet beeper :

  beeper.play(200, 3s);

Ceci émettra un beep à 200Hz durant 3 secondes (la fréquence du beep doit être entre 200Hz et 14000Hz).

Les paramètres de la méthode peuvent aussi être le résultats d'opérations, ou dépendrent d'autres variables. Par exemple, il est possible de jouer un son qui dépends de la distance de l'obstacle :

  mytag:whenever (sonar < 100) beeper.play(200+6*sonar,3ms);

Ceci émet des beeps dont la fréquence baisse à mesure que l'obstacle se rapproche ( inférieure à un mètre).

Nous vous présentons maintenant un modifier dans URBI qui rends possible de faire des mouvements cycliques suivant une sinusoïde. Ce modifier a la particularité que son assignation ne se termine jamais. Pour être à même d'entrer de nouvelles commandes après que ce modifier ait été utilisé, vous avez besoin de mettre cette commande en tâche de fond de telle façon que le serveur URBI continu de traiter les commandes suivantes. Ce sera le cas en terminant la commande avec une virgule au lieu d'un point-virgule. Plus de détail à propos de ces séparateurs de commande seront donnés dans the section called “Parallèlisme”

Le modifier sinus peut être utilisé de cette façon :

  mytag:wheels = 0 sin:10s ampli:100,

Cette commande fera osciller la vitesse de la roue autour de 0, entre -100 et 100 avec une période de 10s. Utiliser un tag pour être à même d'arrêter la commande. Pour faire changer la vitesse de 0 à 100 avec une période de 3 secondes, utiliser la commande :

  tag2:wheels = 50 sin:3s ampli:50,

URBI gère le parralèlisme des commandes d'une façon très simple. Le parallèlisme est mis en oeuvre avec différents séparateurs de commandes :

Ceci explique pourquoi la virgule était nécessaire dans la section précédente. Si nous finissons une commande qui dure sans fin avec un point-virgule, le serveur attendra sans-fin avant de commencer une nouvelle commande. S'il vous arrive de faire cette erreur, il est possible d'ouvrir une nouvelle connection au serveur URBI en utilisant un autre client et en utilisant la commande stop tag;.

Voici un exemple où nous utilisons le parallélisme pour déplacer le tribot maladroitement tout en jouant des sons :

  wheelR = 0 sin:3s ampli:50 & 
  wheelL = 0 sin:4s ampli:30 &
  beeper.play(200,3s),

Le support du parallélisme est un élément crucial d'URBI, qui a, en fait, quatre séparateurs de commandes. Voyez avec le tutoriel disponible à http://www.gostai.com/doc.php pour plus d'informations.

Comme dans la plupart des langages de programmation, il est possible d'écrire des fonctions dans URBI. Les fonctions sont utiles pour faire des programmes plus complexes ou les les mêmes commandes sont utilisées plusieurs fois.

L'exemple suivant définit une fonction qui déplace le robot pour un temps donné à une vitesse donnée :

  function global.forward(speed,timer)
  {
    wheels = speed;
    wait(timer);
    wheels = 0;
  },

Une fois définie, cette fonction peut être appelée simplement :

  global.forward(100,3000);

Plus de détails sur les fonctions, les objets et les variables dans URBI sont disponibles dans le tutoriel URBI à : (http://www.gostai.com/doc.php).

Lorsque l'on fait de grands programmes en URBI, il est facile de les sauver dans des fichiers et de commander au serveur de charger ces fichiers.

Les fichiers sont des simples fichiers textes dans lesquels vous écrivez des commandes URBI. Ces fichiers devront être sauvés dans le sous-répertoire data/ du répertoire de votre serveur. Les fichiers utiliseront l'extension .u qui est l'extension utilisée pour les fichiers de script URBI.

Un exemple demo.u est fournis avec le serveur. Pour faire exécuter ce script par le serveur, tapez la commande URBI :

  load("demo.u");

Ce chapitre à souligné les principales caractéristiques d'URBI avec le robot Mindstorms Tribot. Le prochain chapitre détaille tous les périphériques disponibles pour le TriBot dans l'agencement par défaut. Pour plus de détail à propos du langage URBI, référez vous s'il vous plaît au tutoriel disponible à http://www.gostai.com/doc.php

Ce chapitre décrit les objets définis dans l'agencement du TriBot.ini fourni avec le serveur URBI mindstorms NXT.

Trois moteurs sont définis, wheelL, wheelR et claw.

Un groupe, wheels, est défini pour grouper wheelL et wheelR :

  wheels = 10;

est équivalent à

  wheelL = 10 & wheelR = 10; 

Chaque moteur est aliasé avec son attribut .speed :

  wheelL = 10; 

est équivalent à

  wheelL.speed = 10;

L'attribut .speed vous permet de fixer la vitesse du moteur. Cette valeur est réglée entre -100 et 100.

La position du moteur (en degrés) peut être lue en utilisant l'attribut .val. Cet attribut est réglé à 0 quand vous mettez le robot en marche. Nous avons ajouté un contrôle du PID, aussi vous pouvez fixer une position :

  claw.val = 360 ;

demande une rotation entière du moteur claw. Le paramètre PID claw.PGain, claw.IGain, claw.DGain et claw.Precision peut être réglé pour changer le comportement du PID.

Tous les capteurs sont aliasés à leur attribut .val.

Les capteurs sont groupés dans le groupe des sensors et tous les périphériques matériels (sensors + motors + battery + beeper) sont groupés dans le groupe hardware.

Le périphérique batterie est appelé battery.

Sa valeur est le niveau de la batterie entre 0 et 1, 1 quand elle est complètement chargée.

Le périphérique émetteur sonore est appelé beeper.

Vous pouvez demander au beeper de jouer un son en utilisant la méthode :

  play(frequency, time);

frequency est un integer entre 200 et 14000, qui est la fréquence du son. time est un integer, qui est la durée du son en millisecondes. Une durée de 0 est infinie.

La commande retourne immédiatement. Si vous voulez attendre jusqu'à la fin du beep, utilisez :

  { beeper.play(myFrequency, myDuration) & wait(myDuration) },

L'UObject Command n'est pas un périphérique. Elle permet d'envoyer directement des commandes comme vous le faisiez avec la NXT SDK. Vous trouverez plus d'informations sur http://mindstorms.lego.com/Overview/NXTreme.asp

Cet objet a des méthodes pour envoyer et recevoir des données au NXT :

  Command.send(myBuff) ;

où :

Par exemple :

  Command.send([3, 10, 10, 0 , 0]);

jouera un beep.

  answer = Command.request(myBuff, size) ;

où :

Cette commande est réservée aux utilisateurs experts. L'utiliser n'est pas recommandé si vous ne savez pas ce que vous faites et provoquera des crashs du serveur.

Voici un exemple :

  answer = Command.request([7,0], 15); 

qui retourne les informations sur le port 1.

Dans ce chapitre, la méthode pour construire un agencement personnalisé pour un robot différent est expliquée. Une bonne compréhension des objets en URBI est utile et la lecture du tutoriel URBI est conseillée (disponible à http://www.gostai.com/doc.php).

Ils y a trois sortes de périphériques fournis par le serveur Mindstorms NXT : moteurs, capteurs et autres périphériques. Il y a un type de moteur appelé Servo. Il y a quatre type de capteurs : Switch, SoundSensor, UltraSonicSensor et LightSensor. Deux autres sortes de périphériques sont disponibles : Battery et Beeper. Une description complète de ces périphériques est disponible dans Appendix A, UObject pour périphériques disponibles

Ecrire un agencement entraîne d'instancer des objets particuliers pour le périphérique ci dessus.

Le constructeur d'initialisation du Servo a la syntaxe suivante :

  myServoObject = new Servo(myPort);

où myPort est soit "A", "B" ou "C". L'objet créé fait qu'il est possible de contrôler le moteur connecté au port en paramètre.

Comme exemple, dans le TriBot.ini courant, trois objets Servo sont créés :

  wheelL = new Servo("C");
  wheelR = new Servo("A");
  claw = new Servo("B");

La roue gauche est sur le port C, la roue droite est sur le A et la pince sur le port B.

Un contrôle du PID est fournit avec cet engine en ordre de contrôler la position d'un moteur. Vous pouvez fixer vos propres paramètres de PID :

  myServoObject.PGain     = 0.01;
  myServoObject.IGain     = 0.01;
  myServoObject.DGain     = 0.01;
  myServoObject.Precision = 0.01; 

Changer ces paramètres changera le comportement du PID. Le contrôle du PID est enfin lancé en changeant l'attribut val :

  myServoObject.val = myServoObject.val + 360;

Qui signifie que la position du servo tournera de 360 degrés.

Le contrôle du PID s'arrêtera lorsque la précision que vous avez demandée est atteinte, Si vous voulez un contrôle permanent, il suffit de régler la précision à 0.

Pour créer un objet Switch, la syntaxe est la suivante :

  mySwitchObject = new Switch(myPort);

où myPort peut être 1, 2, 3 ou 4.

Dans Tribot.ini le switch est utilisé comme bumper relié sur le port 4 donc l'instanceur est :

  bumper  = new Switch(4);

Les objets UltraSonicSensor sont créés de la même façon :

  myUSSObject = new UltraSonicSensor(myPort);

myPort peut être 1, 2, 3 ou 4.

Dans TriBot.ini un capteur ultrasonic est connecté au port 2:

  sonar = new UltraSonicSensor(2);

L'objet SoundSensora un paramètre supplémentaire :

  mySoundObject = new SoundSensor(myPort, myMode);

myPort peut être 1, 2, 3 ou 4. myMode règle le mode du capteur. Il peut être "DB" ou "DBA", signifiant "decibel" ou "decibel adjusted" (le dernier enregistrement de sons dans la bande de fréquences 200-14000Hz).

Dans TriBot.ini, le capteur de sons est sur le port 1 utilisant le decibel adjusté:

  decibel = new SoundSensor(1,"DBA");

LightSensor a aussi deux paramètres :

  myLightObject = new LightSensor(myPort, myMode);

myPort peut être 1, 2, 3 ou 4. myMode règle le mode du capteur et il peut être "Ambiant" (ainsi le capteur mesure la lumière ambiante), "Reflector" (le capteur allume sa led et mesure la lumière réfléchie) et "Normal" (le capteur retourne la donnée brute).

Dans TriBot.ini, le capteur de lumière est en mode reflector sur le port 1 :

  light = new LightSensor(3,"Reflector");

Le périphérique Battery permet d'obtenir le niveau de la batterie.

  myBattery = new Battery();

Dans TriBot.ini :

  battery = new Battery();

Le périphérique Beeper permet d'émettre des beeps personalisés du haut-parleur NXT.

  myBeeper = new Beeper();

In TriBot.ini :

  beeper  = new Beeper();