jetbot基本运动控制（jupyter交互式工具的使用）

 目录：

　　　　 1.单独控制电机

　　　　 2.将电机链接在traitlets控件上（交互式控件的使用）

　　　　 3.将函数关联到事件

　　　　 4.Heartbeat 紧急停止开关

 

ipywidgets.widgets和traitlets的几个函数的含义

from jetbot import bgr8_to_jpeg
#from jetcam.utils import bgr8_to_jpeg




from jetbot import Camera
camera = Camera.instance(width=300, height=300)

'''
from jetcam.usb_camera import USBCamera

camera = USBCamera(capture_device=1,width=224, height=224)
camera.running=True
print("camera created")
'''

Nvidia Nano上从头构建Jetbot镜像安装指南

jupyter_clickable_image_widget的安装

from jetbot import Robot

robot = Robot()

# 机器人前进
robot.forward(speed=0.3)  # 机器人以百分之三十的速度前进

# 机器人后退
robot.backward(speed=0.3)  # 机器人以百分之三十的速度后退

# 机器人左转
robot.left(speed=0.3)  # 机器人以百分之三十的速度左转

# 机器人右转
robot.right(speed=0.3)   # 机器人以百分之三十的速度右转

# 机器人停止
robot.stop()

 1.单独控制电机

上面我们看到了如何使用left，right等命令控制机器人。但是如果我们想要单独设置每个电机速度怎么办？那么，有两种方法可以做到这一点。

第一种方法是调用 set_motors 方法。 例如，左转一秒，我们可以将左电机速度设置为 30％，将右电机设置为 60％，这将实现不同弧度的转向方式，如下所示。

robot.set_motors(0.3, 0.6)
time.sleep(1.0)
robot.stop()

通过上面的操作，你应该见到机器人向左转。但实际上我们可以使用另一种方式来完成同样的事情。

在 Robot 类中还有两个名为 left_motor 和 right_motor 的属性，分别表示左电机和右电机的速度值。 这些属性是 Motor 类实例中的，每一个实例都包含一个 value 值。当这个 value 发生了变化就会触发 events，重新分配电机的速度值。

所以在这个电机类中，我们附加的一个函数，只要值发生变化就会更新电机命令。

因此，为了完成我们上面所做的完全相同的事情，我们可以执行以下操作

robot.left_motor.value = 0.3
robot.right_motor.value = 0.6
time.sleep(1.0)
robot.left_motor.value = 0.0
robot.right_motor.value = 0.0

您应该看到机器人以相同的方式移动

2.将电机链接在traitlets控件上

import ipywidgets.widgets as widgets   制作图形小按钮
from IPython.display import display    显示容器
import traitlets      链接图形小按钮，连接这些小部件进行控制操作

 

在Jupyter Notbooks可以让我们在这个页面上制作图形小按钮，而traitlets可以连接这些小部件进行控制操作。这样，我们就可以通过浏览器按按钮的方式去控制我们的小车。

我们先创建并显示两个用于控制电机的滑块

import ipywidgets.widgets as widgets
from IPython.display import display

# 创建两个竖直滑块，范围是 [-1.0, 1.0]
left_slider = widgets.FloatSlider(description='left', min=-1.0, max=1.0, step=0.01, orientation='vertical')
right_slider = widgets.FloatSlider(description='right', min=-1.0, max=1.0, step=0.01, orientation='vertical')

# 创建一个水平框容器以将滑块彼此相邻放置
slider_container = widgets.HBox([left_slider, right_slider])

# 在此单元格的输出中显示容器
display(slider_container)

输出：

 

 尝试单击并上下拖动滑块，会见到数值的变化。 请注意，当前我们移动滑块时 JetBot 的电机是没有任何反应的，那是因为我们还没有将它们连接到电机上！ 下面我们将通过使用traitlets 包中的 link 函数来实现

import traitlets

left_link = traitlets.link((left_slider, 'value'), (robot.left_motor, 'value'))
right_link = traitlets.link((right_slider, 'value'), (robot.right_motor, 'value'))

现在尝试拖动滑块（要先慢慢地拖动），您应该看到相应的电机在转动！

我们上面创建的 link 函数实际上创建了一个双向链接！ 那意味着， 如果我们在其他地方设置电机值，滑块将更新！ 尝试执行下面的代码块

robot.forward(0.3)
time.sleep(1.0)
robot.stop()

执行上面代码你应该看见滑块也发生了改变，响应了电机的速度值。如果我们要断开此连接，我们可以调用 unlink 方法逐一断开连接

left_link.unlink()
right_link.unlink()

但是如果我们不想要一个双向的连接，比如说我们只想用滑块来显示电机的速度值，而不想用来控制，那么要实现这种功能，我们就可以使用 dlink 函数，左边是来源，右边是目标，（数据来源于电机，然后要显示在目标上）

left_link = traitlets.dlink((robot.left_motor, 'value'), (left_slider, 'value'))
right_link = traitlets.dlink((robot.right_motor, 'value'), (right_slider, 'value'))

现在你可以上下移动滑块，你应该看到机器人的电机是没有一点反应。但当我们设置电机的速度值并执行的时候，滑块将会作出响应的数值更新

3.将函数关联到事件

使用 traitlets 另一种方法是把函数附加到事件中(例如 forward) 。只要对象发生改变，就会调用函数，并将传递改变了的一些信息，例如 old 值和 new值

先让我们创建一些用来控制机器人的按钮显示在 notbook 上

# 创建按键
button_layout = widgets.Layout(width='100px', height='80px', align_self='center')
stop_button = widgets.Button(description='stop', button_style='danger', layout=button_layout)
forward_button = widgets.Button(description='forward', layout=button_layout)
backward_button = widgets.Button(description='backward', layout=button_layout)
left_button = widgets.Button(description='left', layout=button_layout)
right_button = widgets.Button(description='right', layout=button_layout)

#  显示按键
middle_box = widgets.HBox([left_button, stop_button, right_button], layout=widgets.Layout(align_self='center'))
controls_box = widgets.VBox([forward_button, middle_box, backward_button])
display(controls_box)

输出：

 

 你应该看到上面显示的一组机器人控制按钮，但现在你点击按钮并不会做任何事。要做到控制，我们需要创建一些函数附加到按钮 on_click 事件的中

def stop(change):
    robot.stop()
    
def step_forward(change):
    robot.forward(0.4)
    time.sleep(0.5)
    robot.stop()

def step_backward(change):
    robot.backward(0.4)
    time.sleep(0.5)
    robot.stop()

def step_left(change):
    robot.left(0.3)
    time.sleep(0.5)
    robot.stop()

def step_right(change):
    robot.right(0.3)
    time.sleep(0.5)
    robot.stop()

现在我们已经定义了那些函数，让我们把这些函数附加到每一个按钮的 on_click 事件

# 将按钮链接到操作
stop_button.on_click(stop)
forward_button.on_click(step_forward)
backward_button.on_click(step_backward)
left_button.on_click(step_left)
right_button.on_click(step_right)

执行以上代码，现在当你点击每一个按钮，你应该看到机器都会移动！

4.Heartbeat 紧急停止开关

用户可以使用 'heartbeat'来停止机器的的移动。这是一种检测机器人是否激活的简单方法。可以通过下面显示的滑块调整心跳周期（以秒为单位），如果两次心跳之内不能在浏览器之间往返通信的，那么心跳的 'status' （状态）属性值将会设置为 dead，一旦连接恢复连接，status 属性将设置为 alive。

from jetbot import Heartbeat

heartbeat = Heartbeat()

# this function will be called when heartbeat 'alive' status changes
def handle_heartbeat_status(change):
    if change['new'] == Heartbeat.Status.dead:
        robot.stop()
        
heartbeat.observe(handle_heartbeat_status, names='status')

period_slider = widgets.FloatSlider(description='period', min=0.001, max=0.5, step=0.01, value=0.5)
traitlets.dlink((period_slider, 'value'), (heartbeat, 'period'))

display(period_slider, heartbeat.pulseout)

输出：

 

 执行下面的代码来启动电机，看页面右上角的圆圈闪烁频率，就是heartbeat的频率，然后通过断开PC机的网络连接，看看会发生什么事情

robot.left(0.3)