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import cv2
import numpy as np
import time
import imutils
from imutils.video import VideoStream
import RPi.GPIO as gpio
import time
import numpy as np
import serial
import threading
import os
from datetime import datetime
import requests
import cv2
import io
import socket
import struct
import time
import pickle
import zlib
from json import loads
# Define pin allocations
trig = 16
echo = 18
# initialize the video stream and wait for the camera to warm up
vs = VideoStream(src=0).start()
time.sleep(2.0)
###################Thread Stop Flags###################
imu_stop = 'l'
camera_stop = 'l'
#######################################################
button_right = int(0)
button_left = int(0)
counterBR = np.uint64(0)
counterFL = np.uint64(0)
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600)
count = 0
key = 's'
distance_covered = 0
x_axis = [0]
y_axis = [0]
current_angle = 0
delta_angle = 0
radius_threshold = 160
block_set = 0
camera_dict ={}
##############################################################################################################
########################################### Parallel Threads #################################################
##############################################################################################################
################################## IMU Thread ##########################################
def imu_thread():
global current_angle
global ser
global imu_stop
count = 0
while imu_stop!='q':
if(ser.in_waiting > 0):
count += 1
# Read serial stream
line = ser.readline()
#print(line)
# Avoid first n-lines of serial information
if count > 10:
# Strip serial stream of extra characters
line = line.rstrip().lstrip()
#print(line)
line = str(line)
line = line.strip("'")
line = line.strip("b'")
line = line.strip("\t")
#print(line)
# Return float
current_angle = float(line)
#print(line,"\n")
# if imu_stop == 'q':
# break
#########################################################################################
#########################################################################################
#########################################################################################
#########################################################################################
################################### Distance Function ###################################
#########################################################################################
gpio.setwarnings(False)
gpio.setmode(gpio.BOARD)
gpio.setup(trig, gpio.OUT)
gpio.setup(echo, gpio.IN)
def compute_distance():
global distance
global distance_stop
# Run it in a loop
while True:
#global distance
# Consider the overshooting
rest_time = 0.4
# Ensure output has no value
gpio.output(trig, False)
time.sleep(0.01)
# Generate trigger pulse
gpio.output(trig, True)
time.sleep(0.00001)
gpio.output(trig, False)
# Generate ECHO time signal while gpio.input (ECHO) 0: pulse start time.time()
pulse_start = time.time()
tmt = pulse_start + rest_time
while gpio.input (echo) == 0 and pulse_start < tmt:
pulse_start = time.time()
pulse_end = time.time()
tmt = pulse_end + rest_time
while gpio.input (echo) == 1 and pulse_end < tmt:
pulse_end = time.time()
pulse_duration = pulse_end - pulse_start
# Convert time to distance
distance = pulse_duration*17150
distance = round(distance, 2)
distance = distance/100
#print("Distance: ", distance)
#########################################################################################
#########################################################################################
#########################################################################################
#url is in in form of the local ip address with port number as 1
url_post_status = 'https://0.0.0.0:1/follower1_status_update'
url_get_system_status = 'https://0.0.0.0:1/system_status'
system_status = None
get_system_status_stop = "i"
# Start a thread for for hitting the get_status endpoint every second and update the system_status variable
system_status = None
get_system_status_stop = "i"
tracking_variables = None
depth = 0
centroid_x,centroid_y = 0,0
# Start a thread for for hitting the get_status endpoint every second and update the system_status variable
def get_system_status():
global get_system_status_stop
global tracking_variables
global system_status,centroid_x,centroid_y,depth
depth_data = tracking_variables['depth_data']
depth = depth_data["depth_agg"]
system_status = tracking_variables['system_status']
tracking_data = tracking_variables['tracking_data']
centroid_x,centroid_y = tracking_data['pred_data']
while get_system_status_stop != 'q':
response = requests.get(url_get_system_status)
if response.status_code == 200:
system_status = response.json()
#return system_status
else:
system_status = "None"
print('Error:', response.status_code)
return
def post_status(status):
data = {'status': status}
response = requests.post(url_post_status, data=data)
print(response.text)
#########################################################################################
################################### Motor Functions #####################################
#########################################################################################
#### Initialize GPIO pins ####
def init():
print("k")
gpio.setmode(gpio.BOARD)
gpio.setup(31, gpio.OUT)
gpio.setup(33, gpio.OUT)
gpio.setup(35, gpio.OUT)
gpio.setup(37, gpio.OUT)
gpio.setup(7, gpio.IN, pull_up_down = gpio.PUD_UP) # Encoder Input Pin for Front Left Wheel
gpio.setup(12, gpio.IN, pull_up_down = gpio.PUD_UP) # Encoder Input Pin for Back Right Wheel
#### Gameover function ####
def gameover():
gpio.output(31, False)
gpio.output(33, False)
gpio.output(35, False)
gpio.output(37, False)
gpio.cleanup()
#### Gameover function ####
def stop():
gpio.output(31, False)
gpio.output(33, False)
gpio.output(35, False)
gpio.output(37, False)
#########################################################################################
#########################################################################################
#########################################################################################
#########################################################################################
################################### Turn Functions ######################################
#########################################################################################
def turn_with_imu(pwm_right, pwm_left):
# 1 wheel revolution = 20 ticks
# 2*pi*r distance = 1 wheel revolution
# 20/(2*pi*r) = 1 meter
global button_left
global button_right
global current_angle
val_left = 50
val_right = 50
pwm_left.start(val_left)
pwm_right.start(val_right)
time.sleep(0.1)
right_encoder_pulses = []
left_encoder_pulses = []
if int(gpio.input(12)) != int(button_right):
button_right = int(gpio.input(12))
if int(gpio.input(7)) != int(button_left):
button_left = int(gpio.input(7))
pwm_left.ChangeDutyCycle(val_left)# + (kp * delta))
pwm_right.ChangeDutyCycle(val_right)# + (kp * delta))
def turn_with_imu_angle(angle):
global current_angle
val_left = 45
val_right = 45
target_angle = angle
time.sleep(0.1)
delta_angle_imu = 1000
delta_angle_threshold = 4
# Check what quadrant the angle is in and based on the quadrant and angle to cover to reach the target angle, decide the direction of rotation
while np.abs(delta_angle_imu) > delta_angle_threshold:
if target_angle > current_angle:
if target_angle - current_angle > 180:
delta_angle_imu = 360 - (target_angle + current_angle)
#print("Im in 1")
# turn left
turn_with_imu(pwm_pin2, pwm_pin4)
time.sleep(0.1)
if np.abs(delta_angle_imu) < delta_angle_threshold:
break
else:
delta_angle_imu = target_angle - current_angle
#print("Im in 2")
# turn right
turn_with_imu(pwm_pin1, pwm_pin3)
time.sleep(0.1)
if np.abs(delta_angle_imu) < delta_angle_threshold:
break
else:
if current_angle - target_angle > 180:
#print("Im in 3")
delta_angle_imu = 360 - (current_angle + target_angle)
# turn right
turn_with_imu(pwm_pin1, pwm_pin3)
time.sleep(0.1)
if np.abs(delta_angle_imu) < delta_angle_threshold:
break
else:
#print("Im in 4")
delta_angle_imu = current_angle - target_angle
# turn left
turn_with_imu(pwm_pin2, pwm_pin4)
time.sleep(0.1)
if np.abs(delta_angle_imu) < delta_angle_threshold:
break
pwm_pin1.stop()
pwm_pin2.stop()
pwm_pin3.stop()
pwm_pin4.stop()
print("Current angle: ",current_angle)
def align_robot():
global current_angle
global delta_angle
print("Aligning robot")
if delta_angle < 0:
print("Turning right")
turn_with_imu(pwm_pin1, pwm_pin3)
pwm_pin1.stop()
pwm_pin3.stop()
button_right = int(0)
button_left = int(0)
elif delta_angle > 0:
print("Turning left")
turn_with_imu(pwm_pin2, pwm_pin4)
pwm_pin2.stop()
pwm_pin4.stop()
button_right = int(0)
button_left = int(0)
##############################################################################################################
##############################################################################################################
##############################################################################################################
##############################################################################################################
####################################### Linear Motion Functions ##############################################
##############################################################################################################
def moveForward_with_distance(pwm_right, pwm_left):
global distance
val_left = 15
val_right = 15
# print(distance)
while distance > 0.1:
pwm_left.ChangeDutyCycle(val_left)
pwm_right.ChangeDutyCycle(val_right)
# print("Distance: ", dis tance)
pwm_left.ChangeDutyCycle(0)
pwm_right.ChangeDutyCycle(0)
##############################################################################################################
##############################################################################################################
##############################################################################################################
t2 = threading.Thread(target=imu_thread)
t2.start()
time.sleep(4)
t3 = threading.Thread(target=compute_distance)
t3.start()
time.sleep(1)
t4 = threading.Thread(target=get_system_status)
t4.start()
time.sleep(1)
init()
pwm_pin1 = gpio.PWM(31, 50)# Right Wheels # Forward
pwm_pin2 = gpio.PWM(33, 50)# Left Wheels # Forward
pwm_pin3 = gpio.PWM(35, 50)# Right Wheels # Forward
pwm_pin4 = gpio.PWM(37, 50)# Left Wheels # Forward
pwm_pin1.start(1)
pwm_pin4.start(1)
while True:
if(system_status != None):
if(system_status['follower1_status'] != 'deactive' and system_status['follower2_status'] != 'deactive'):
print("Im Leader, The Follower is following me, status: ",system_status['follower1_status'])
moveForward_with_distance(pwm_pin1, pwm_pin4)
else:
print("Im Leader, The Follower is not following me, status: ",system_status['follower1_status'])
get_system_status_stop = 'q'
t4.join()
distance_stop = 'q'
t3.join()
gameover()
imu_stop = 'q'
t2.join()