Download \dev\pwner - Plotter Lego

\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
\dev\pwner
Plotter Lego
Felipe Contreras Salinas
Felipe Muñoz Hernández
René Tapia Pincheira
24 de mayo de 2011
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Objetivos
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Objetivos
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Construir un robot que sea capaz de imprimir
(dibujar/pintar).
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Objetivos
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Construir un robot que sea capaz de imprimir
(dibujar/pintar).
I
Escribir software para procesar imágenes.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Objetivos
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Construir un robot que sea capaz de imprimir
(dibujar/pintar).
I
Escribir software para procesar imágenes.
I
Comunicar el robot con el PC para transmitir imágenes
pre-procesadas.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
La idea básica del robot es la siguiente:
Software
Brick
USB/Bluetooth
PC
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Display
Sensor
Motor
Webcam
Hardware
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Hardware
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Hardware
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Software
Grupo 11
Introducción
Inicia robot
Inicia GUI
Hardware
Software
Datos por
defecto
Interacción con
el usuario
Previsualización
de impresión
Recupera puntos
de procesamiento
Construye cola
de mensajes
1
Inicia conección
hacia el robot
Procesar
imagen
1
Espera conección
entrante
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Pide un
mensaje
Problemas
Envía siguiente
mensaje
¿Recibe
EOM?
Sí
¿Quedan
instrucciones? No
Espera petición
No
Envía fin de
mensajes (EOM)
Ejecuta el
mensaje
Pide mas
mensajes
Por hacer
Sí
1
2
/*Clase Sendable*/
package communications;
\dev\pwner
Grupo 11
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import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
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public abstract class Sendable {
public int getType() {}
public static Sendable readSendable
(DataInputStream dis) throws IOException {}
public static void writeSendable
(DataOutputStream dos, Sendable sen)
throws IOException {}
public abstract Object writeTo
(DataOutputStream dos) throws IOException;
public abstract Object readFrom
(DataInputStream dis) throws IOException;
}
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
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6
7
public int getType() {
if (this instanceof Segment)
return 0;
if (this instanceof Config)
return 1;
return -1;
}
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public static Sendable readSendable
(DataInputStream dis) throws IOException {
int kind = dis.readInt();
if (kind == 0)
return new Segment().readFrom(dis);
if (kind == 1)
return new Config().readFrom(dis);
throw new
IOException( "read unrecognized sendable" );
}
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
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public static void writeSendable
(DataOutputStream dos, Sendable sen)
throws IOException {
int kind = sen.getType();
if (kind >= 0) {
dos.writeInt(kind);
sen.writeTo(dos);
dos.flush();
} else {
throw new
IOException( "write unrecognized sendable" );
}
}
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
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2
/*Clase Actuator*/
package robot;
5
import lejos.nxt.*;
import communications.*;
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public class Actuator {
/*variables NXT*/
/*variables de calibracion*/
/*variables del programa*/
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Introducción
Hardware
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4
Grupo 11
public Actuator() {
/*aplica las variables de
calibracion al robot*/
}
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
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6
public boolean process(Sendable sendable)
throws Exception {
if (sendable instanceof Segment)
return processSegment((Segment) sendable);
else if (sendable instanceof Config)
return processConfig((Config) sendable);
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
7
throw new
Exception( "Sendable not recognized" );
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Hardware
}
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
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private boolean processSegment
(Segment segment) {
setPencil(-1);
gotoPosition(segment.getP1());
setPencil(+1);
gotoPosition(segment.getP2());
setPencil(-1);
return true;
}
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
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private boolean processConfig
(Config config) {
if (config.calibrate)
calibrate();
if (config.resetPosition)
resetPosition();
if (config.waitMaintenanceButton)
waitMaintenanceButton();
if (config.gotoPosition)
gotoPosition(config.position);
if (config.kill)
return false;
return true;
}
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
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private void stepX(int dir, int units) {
int total = dir * units;
int ncurrent = currentX + total;
if (ncurrent>=0 && ncurrent<=maxWidth) {
currentX = ncurrent;
rail.rotate((int)
(dir * units * degreesPerStepX * scaleX));
}
}
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\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
private void stepY(int dir, int units) {
int total = dir * units;
int ncurrent = currentY + total;
if (ncurrent>=0 && ncurrent<=maxHeight) {
currentY = ncurrent;
chasis.rotate((int)
(dir * units * degreesPerStepY * scaleY));
}
}
Por hacer
\dev\pwner
private void setPencil(int state) {
if (state < 0) {
pencil.rotateTo(upDegree);
pencil.stop();
pencil.lock(100);
} else if (state == 0) {
pencil.stop();
pencil.flt();
} else {
pencil.rotateTo(downDegree);
pencil.stop();
}
}
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/*El resto de las funciones*/
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}
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Interfaz gráfica
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Procesamiento de imágenes
\dev\pwner
Grupo 11
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/*Ejemplo OpenCV*/
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
using namespace cv;
int main(){
Mat img = imread( "foto.jpg" ,0), final;
GaussianBlur(img,final,Size(5,5),0);
Canny(final,final,20,40);
bitwise_not(final,final);
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imshow( "imagen" , imagen);
imshow( "final" , final);
waitKey(0);
return 0;
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}
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Imagen original
Desenfoque (GaussianBlur)
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Bordes detectados (Canny)
Resultado (bitwise not)
\dev\pwner
Java Native Interface
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Clase Java
Código Java
Foo.class
Foo.java
JVM
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Implementación nativa
Código C++
bar.dll | libbar.so
bar.cpp
Comunicación PC/Robot
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Comunicación PC/Robot
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
La interfaz prepara una lista de Sendable (varios
Segment y un Config al final).
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Comunicación PC/Robot
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
La interfaz prepara una lista de Sendable (varios
Segment y un Config al final).
I
Mientras el robot pida Sendable, el PC envı́a el
siguiente elemento de la cola.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Comunicación PC/Robot
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
La interfaz prepara una lista de Sendable (varios
Segment y un Config al final).
I
Mientras el robot pida Sendable, el PC envı́a el
siguiente elemento de la cola.
I
Luego de enviar todos los Segment del dibujo, envı́a un
Config.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Comunicación PC/Robot
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
La interfaz prepara una lista de Sendable (varios
Segment y un Config al final).
I
Mientras el robot pida Sendable, el PC envı́a el
siguiente elemento de la cola.
I
Luego de enviar todos los Segment del dibujo, envı́a un
Config.
I
La interfaz muestra el progreso actual de la impresión.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Comunicación PC/Robot
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
La interfaz prepara una lista de Sendable (varios
Segment y un Config al final).
I
Mientras el robot pida Sendable, el PC envı́a el
siguiente elemento de la cola.
I
Luego de enviar todos los Segment del dibujo, envı́a un
Config.
I
La interfaz muestra el progreso actual de la impresión.
I
Luego de enviar la imagen completamente (toda la
cola) se cierra la conexión.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Problemas
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Problemas
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
El agarre del lápiz no es muy firme.
Software del Robot
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Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Problemas
\dev\pwner
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Introducción
Hardware
Software
I
El agarre del lápiz no es muy firme.
I
A veces se desarma la estructura.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
Software del Robot
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Clase Actuator
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Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Ajustar los parámetros para que el robot dibuje de
verdad.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Ajustar los parámetros para que el robot dibuje de
verdad.
I
Cambiar el mecanismo de agarre del lápiz.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Ajustar los parámetros para que el robot dibuje de
verdad.
I
Cambiar el mecanismo de agarre del lápiz.
I
Reformular el algoritmo para obtener lı́neas a partir de
la imagen original.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer
Por hacer
\dev\pwner
Grupo 11
Introducción
Hardware
Software
I
Ajustar los parámetros para que el robot dibuje de
verdad.
I
Cambiar el mecanismo de agarre del lápiz.
I
Reformular el algoritmo para obtener lı́neas a partir de
la imagen original.
I
Hacer la estructura del robot más firme.
Software del Robot
Clase Sendable
Clase Actuator
Interfaz gráfica
Procesamiento de
Imágenes
Java Native Interface
Comunicación
PC/Robot
Problemas
Por hacer