mirror of
https://github.com/CopterExpress/clover.git
synced 2026-05-26 21:19:35 +00:00
213 lines
10 KiB
Markdown
213 lines
10 KiB
Markdown
# Олимпиада НТИ 2019
|
||
|
||
## Работа с MQTT
|
||
|
||
[MQTT](https://ru.wikipedia.org/wiki/MQTT) – протокол для обмена сообщениями между различными устройствами. Этот протокол используется для отправки команд дрону на Олимпиаде НТИ 2019. Для отправки сообщения оно публикуется в определенный топик; все подписчики этого топика получают это сообщение.
|
||
|
||
### Подписка на топики
|
||
|
||
В образе Клевера для Олимпиады НТИ 2019 предустановлена библиотека `paho-mqtt` для Python. Пример работы с этой библиотекой описан ниже:
|
||
|
||
```python
|
||
import paho.mqtt.client as mqtt # Импортирование библиотеки mqtt
|
||
|
||
# Callback, вызываемый при получении от сервера подтверждения о подключении
|
||
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
|
||
print("Connected with result code "+str(rc))
|
||
|
||
# Если подписываться на топик в on_connect, то при обрыве соединения
|
||
# и повторном подключении произойдёт автоматическое переподписание
|
||
client.subscribe("/xxx")
|
||
|
||
# Callback, вызываемый при появлении сообщения в одном из топиков, на который
|
||
# подписан клиент
|
||
def on_message(client, userdata, msg):
|
||
# В объекте msg хранится топик, в который пришло сообщение (в поле topic)
|
||
# и само сообщение (в поле payload)
|
||
print(msg.topic, str(msg.payload))
|
||
|
||
# Инициализация клиента MQTT
|
||
client = mqtt.Client()
|
||
# Здесь указываются callback'и, вызываемые при подключении и получении сообщения
|
||
client.on_connect = on_connect
|
||
client.on_message = on_message
|
||
|
||
# Подключение к MQTT-брокеру. Первый параметр - имя или адрес брокера, второй - порт
|
||
# (по умолчанию 1883), третий - максимальное время между сообщениями в секундах
|
||
# (по умолчанию 60).
|
||
client.connect('192.168.1.199', 1883, 60)
|
||
|
||
# Метод loop_start создаёт поток, в котором будет производиться опрос сервера и
|
||
# вызов callback'ов.
|
||
client.loop_start()
|
||
# Далее продолжается ваша программа
|
||
```
|
||
|
||
Более подробная документация доступна на [странице библиотеки в PyPI](https://pypi.org/project/paho-mqtt/).
|
||
|
||
### Отправка сообщений
|
||
|
||
Для отправки сообщений можно использовать метод `publish` клиента:
|
||
|
||
```python
|
||
import paho.mqtt.client as mqtt
|
||
# Создание подключения - аналогично предыдущему примеру кода
|
||
# ...
|
||
client.publish(topic='/xxx', payload='connected')
|
||
```
|
||
|
||
Данный код опубликует сообщение `connected` в топик `/xxx`.
|
||
|
||
### Проверка
|
||
|
||
Для проверки вы можете опубликовать любое сообщение в топик с помощью команды `hbmqtt_pub`:
|
||
|
||
```bash
|
||
hbmqtt_pub --url mqtt://192.168.1.199:1883 -t /xxx -m 'сообщение'
|
||
```
|
||
|
||
Где `192.168.1.199` – IP-адрес MQTT-брокера, `сообщение` – сообщение для публикации, `/xxx` – необходимый топик для публикации.
|
||
|
||
Чтобы проверить публикацию сообщений от клиента, воспользуйтесь командой `hbmqtt_sub`:
|
||
|
||
```bash
|
||
hbmqtt_sub --url mqtt://192.168.1.199:1883 -t /xxx
|
||
```
|
||
|
||
Отправленные в топик `/xxx` сообщения будут показаны в терминале.
|
||
|
||
## Работа с Клевером
|
||
|
||
Для выполнения команд на Клевере:
|
||
|
||
* подключитесь в Wi-Fi сети NTI;
|
||
* подключитесь к вашему Клеверу по SSH по его IP-адресу (подробнее см. [подключение по SSH](ssh.md));
|
||
|
||
> **Caution** После подключения к своему дрону по SSH, смените пароль SSH-доступа, чтобы другие участники не смогли несанкционированно подключаться к нему. Для этого [используйте](https://www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/10/how-to-change-raspberry-pi-password/) команду `passwd`.
|
||
|
||
Для редактирования файлов на Клевере вы можете использовать консольные редакторы `nano` или `vim`. Также вы можете загружать файлы используя PyCharm или WinSCP.
|
||
|
||
Для автономного полета используйте API модуля [simple_offboard](simple_offboard.md).
|
||
|
||
<!-- markdownlint-disable MD031 -->
|
||
|
||
> **Hint** При использовании русских букв в скрипте на Python 2, добавьте в начало программы следующую строку:
|
||
> ```python
|
||
> # coding: utf8
|
||
> ```
|
||
|
||
<!-- markdownlint-enable MD031 -->
|
||
|
||
Пример программы, выполняющей взлет, полет в точку в системе координат площадки и посадку на Python:
|
||
|
||
```python
|
||
# coding: utf8
|
||
|
||
import rospy
|
||
from clever import srv
|
||
from std_srvs.srv import Trigger
|
||
|
||
rospy.init_node('flight')
|
||
|
||
get_telemetry = rospy.ServiceProxy('get_telemetry', srv.GetTelemetry)
|
||
navigate = rospy.ServiceProxy('navigate', srv.Navigate)
|
||
land = rospy.ServiceProxy('land', Trigger)
|
||
|
||
# Взлет на 1 метр со скоростью 1 метр в секунду
|
||
navigate(x=0, y=0, z=1, speed=1, frame_id='body', auto_arm=True)
|
||
|
||
# Ждем 5 секунд
|
||
rospy.sleep(5)
|
||
|
||
# Полет на координаты x=3, y=2, z=1 площадки с углом по рысканью 3.14 радиан со скоростью 0.5 метров в секунду
|
||
navigate(x=3, y=2, z=1, yaw=3.14, speed=0.5, frame_id='aruco_map')
|
||
|
||
# Ждем 5 секунд
|
||
rospy.sleep(5)
|
||
|
||
# Посадка
|
||
land()
|
||
```
|
||
|
||
Пример взлета на высоту 1 метр из командной строки:
|
||
|
||
```bash
|
||
rosservice call /navigate "{x: 0.0, y: 0.0, z: 2, yaw: 0.0, yaw_rate: 0.0, speed: 0.5, frame_id: 'body', auto_arm: true}"
|
||
```
|
||
|
||
Для более подробной информации и описания других команд смотрите [API simple_offboard](simple_offboard.md) и [примеры кода](snippets.md).
|
||
|
||
### Работа с светодиодной лентой
|
||
|
||
В используемой версии Клевера LED-лента подключена напрямую к Raspberry Pi. При включении всех светодиодов ленты на полную мощность возможно повреждение цепей питания микрокомпьютера.
|
||
|
||
Сигнальный провод ленты подключен к GPIO-пину 18.
|
||
|
||
Про работу с LED-лентой можно прочитать [в соответствующей статье](leds.md).
|
||
|
||
### Работа с LED-лентой через ROS
|
||
|
||
В образ Клевера для Олимпиады НТИ включена нода ROS, работающая со светодиодной подсветкой. С её помощью можно управлять светодиодами, не запуская свою программу из-под `sudo`. По умолчанию эта нода выключена, но её можно включить, если в файле `/home/pi/catkin_ws/src/ros_ws281x/launch/clever4.launch` изменить строку
|
||
|
||
```xml
|
||
<arg name="enable" default="false"/>
|
||
```
|
||
|
||
на
|
||
|
||
```xml
|
||
<arg name="enable" default="true"/>
|
||
```
|
||
|
||
и перезапустить службу `rosled`:
|
||
|
||
```bash
|
||
sudo systemctl restart rosled
|
||
```
|
||
|
||
Пример работы со светодиодной лентой:
|
||
|
||
```python
|
||
import rospy
|
||
# Загружаем из ноды LED-ленты описание сервиса SetLeds...
|
||
from ros_ws281x.srv import SetLeds
|
||
# ...и сообщений LEDState и LEDStateArray. Сообщение LEDState
|
||
# содержит номер светодиода и его цвет, LEDStateArray - массив
|
||
# сообщений LEDState
|
||
from ros_ws281x.msg import LEDState, LEDStateArray
|
||
# Для задания цвета используется стандартное сообщение ColorRGBA
|
||
from std_msgs.msg import ColorRGBA
|
||
|
||
# Количество светодиодов в ленте
|
||
NUM_LEDS = 60
|
||
|
||
# Прокси к сервису установки состояния светодиодов
|
||
set_leds = rospy.ServiceProxy("/led/set_leds", SetLeds, persistent=True)
|
||
|
||
# Вспомогательная функция заполнения всей ленты указанным цветом.
|
||
# red, green, blue - интенсивность красного, зелёного, синего цвета
|
||
# (задаётся числом от 0 до 255)
|
||
def fill_strip(red, green, blue):
|
||
# Создаём сообщение для setLeds
|
||
led_msg = LEDStateArray()
|
||
led_msg.leds = []
|
||
# Для каждого светодиода указываем его новое состояние
|
||
for i in range(NUM_LEDS):
|
||
led = LEDState(i, ColorRGBA(red, green, blue, 0))
|
||
# Записываем состояние светодиода в сообщение
|
||
led_msg.leds.append(led)
|
||
# Вызываем сервис. После этого вся лента должна стать указанного цвета
|
||
set_leds(led_msg)
|
||
|
||
|
||
# Заполняем ленту разными цветами
|
||
fill_strip(255, 0, 0)
|
||
rospy.sleep(2.0)
|
||
fill_strip(0, 255, 0)
|
||
rospy.sleep(2.0)
|
||
fill_strip(0, 0, 255)
|
||
rospy.sleep(2.0)
|
||
# Выключение ленты
|
||
fill_strip(0, 0, 0)
|
||
```
|