Raspberry Pi で戦車を作る（リモコン編）

投稿日: 2015/03/04 作成者: masuda

ゲームコントローラーで戦車のモーターを制御するということで、以下の2つをくっつけます。

Raspberry Pi で戦車を作る（Bluetooth/PS3 Dualshock3編）
http://www.moonmile.net/blog/archives/6898
Raspberry Pi で戦車を作る（モーターシールド編）
http://www.moonmile.net/blog/archives/6910

ジョイスティックをイベント化する

https://github.com/moonmile/RaspiTank/blob/master/RaspiRobot/BPiJoystick.cs

– ジョイスティックの変更イベント OnChangedJoystick
– ボタン状態の変更イベント OnChangedButton

を作成します。ジョイスティックの場合は、XY軸がちょっとずれただけでイベントが発生するので、ボタンのON/OFFとは別にイベントを発生させます。

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protected void OnLoop()
{
    while (this.IsLoop)
    {
        js_event js;
        js.time = _br.ReadUInt32();
        js.value = _br.ReadInt16();
        js.type = _br.ReadByte();
        js.number = _br.ReadByte();
        // Console.WriteLine(js.ToString());
 
        bool changedJoystick = false;
        bool changedButton = false;
        if (BPiJoystickData.IsAxis(js.type))
        {
            if (this.Joystick.GetAxisValue(js.number) != js.value)
            {
                Joystick.SetValue(js.type, js.number, js.value);
                changedJoystick = true;
            }
        }
        else if (BPiJoystickData.IsButton(js.type))
        {
            if (Joystick.GetButtonValue(js.number) != (js.value != 0))
            {
                Joystick.SetValue(js.type, js.number, js.value);
                changedButton = true;
            }
        }
        // filter
        if (BPiJoystickData.IsAxis(js.type) && js.number >= 6) changedJoystick = false;
        if (BPiJoystickData.IsButton(js.type) && js.number >= 16) changedButton = false;
 
        // raise value change event
        if (changedJoystick)
        {
            if (OnChangedJoystick != null)
            {
                OnChangedJoystick(this, new JoystickEventArgs()
                {
                    Joystick = this.Joystick,
                    Raw = js
                });
            }
            // Console.Write("{0} {1} {2} ", js.type, js.number, js.value );
            // Console.WriteLine(j.ToString());
        }
        if (changedButton)
        {
            if (OnChangedButton != null)
            {
                OnChangedButton(this, new JoystickEventArgs()
                {
                    Joystick = this.Joystick,
                    Raw = js
                });
            }
            // Console.Write("{0} {1} {2} ", js.type, js.number, js.value );
            // Console.WriteLine(j.ToString());
        }
    }
    this._br.Close();
}

コントローラーの動きでモーターを制御する

アナログジョイスティックやボタンを押したときのモーター制御やLED点灯を行います。

https://github.com/moonmile/RaspiTank/blob/master/RaspiRobot/Program.cs

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class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        new Program().main();
    }
 
    BPiJoystick js;
    RaspiRobotNet.RaspiRobot robot;
         
    public void main()
    {
        robot = new RaspiRobotNet.RaspiRobot();
 
        js = new BPiJoystick();
        js.OnChangedJoystick += js_OnChangedJoystick;
        js.OnChangedButton += js_OnChangedButton;
        js.Setup();
        Console.WriteLine("any key is stop.");
        var key = Console.ReadKey();
    }
 
    /// <summary>
    /// ボタンが変更された
    /// </summary>
    /// <param name="arg1"></param>
    /// <param name="arg2"></param>
    void js_OnChangedButton(object sender, JoystickEventArgs e)
    {
        if (e.Joystick.Up == true) robot.Forward();
        else if (e.Joystick.Down == true) robot.Back();
        else if (e.Joystick.Left == true) robot.Left();
        else if (e.Joystick.Right == true) robot.Right();
        else
        {
            if (e.Joystick.Up == false && e.Joystick.Down == false &&
                e.Joystick.Left == false && e.Joystick.Right == false)
                robot.Stop();
        }
 
        /// LED1,2 を点灯する
        robot.SetLED1( e.Joystick.Circle );
        robot.SetLED2( e.Joystick.Cross );
    }
    /// <summary>
    /// ジョイスティックを変更
    /// </summary>
    /// <param name="sender"></param>
    /// <param name="e"></param>
    void js_OnChangedJoystick(object sender, JoystickEventArgs e)
    {
        int ly = e.Joystick.LeftAxisY;
        int ry = e.Joystick.RightAxisY;
        Console.WriteLine("joystick {0} {1}", ly, ry);
        int sp1 = ly / (32767 / 200);
        int sp2 = ry / (32767 / 200);
        if (e.Joystick.Up == false && e.Joystick.Down == false &&
            e.Joystick.Left == false && e.Joystick.Right == false)
        {
            move_bot(sp1, sp2);
        }
    }
    void move_bot(int sp1, int sp2)
    {
        if (sp1 > 0 && sp2 > 0) { robot.Forward(); }
        if (sp1 < 0 && sp2 > 0) { robot.Right(); }
        if (sp1 > 0 && sp2 < 0) { robot.Left(); }
        if (sp1 < 0 && sp2 < 0) { robot.Reverse(); }
        // 停止
        if (sp1 == 0 && sp2 == 0) {
            robot.Stop();
        }
        // 右だけ動かす
        if (sp1 == 0)
        {
            if ( sp2 > 0 )
                robot.SetMotors(false, false, true, false);
            if (sp2 < 0)
                robot.SetMotors(false, false, true, true);
        }
        // 左だけ動かす
        if (sp2 == 0)
        {
            if (sp1 > 0)
                robot.SetMotors(true, false, false, false);
            if (sp1 < 0)
                robot.SetMotors(true, true, false, false);
        }
    }
}

このプログラム自体はターミナルで起動することを想定しているので、最終的には /etc/ini.d を利用して初期起動させます。WiFi のドングルが結構な電力を食っているので、これを外すだけでもかなり RasPi の動作が安定します。ただし、外側から RasPi の状態が見えなくなってしまうので、何らかのモニタリングが必要ですよね。あとで、RasPi にミニ液晶を付けて状態を監視できるようにします。

上記ではジョイスティックといくつかの○×ボタンを単独で感知していますが、同時押しとかR/Lボタンも取得ができます。ちなみに、ジョイスティックの傾きも取れるので、スマートフォンを傾けたときのような動作も可能です。このあたりは、RasPi 戦車に限らず、RasPi 自体を媒介させることで、ゲームコントローラー -> RasPi -> Windows PC というパターンが組めます。Windows 自体はゲームコントローラを認識するのですが、なぜか 8.1 から PS3 Dualshock3 は認識しないんですよね。

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