行空板无人驾驶系列课程 第7课：智能物流配送机器人 简单

本系列课程资料文件: https://pan.baidu.com/s/1-yP8YTW3WImn8mxLpOb3eA?pwd=mq9p

现代物流行业中，提升配送效率和降低运营成本是核心竞争力。传统的人工配送模式存在人力成本高、效率低和错误率高等问题，无法满足日益增长的物流需求。

为了解决这些问题，智能物流配送机器人应运而生。本项目以行空板为主控，结合行空板maxbot小车，制作了一款的智能物流配送机器人，旨在实现高效、精准的物流配送。

任务目标

用户通过行空板界面选择配送点后，机器人将沿预设路线巡线，到达指定配送点时自动停止并卸货。

知识点

1. 强化用户界面设计方法 

2. 掌握处理多个任务的并发执行

3. 掌握多线程的使用方法

材料清单

硬件准备：

软件使用：Mind+编程软件 

下载地址：https://mindplus.cc/

课前准备 

环境设置：在开始正式学习之前，我们需要对行空板进行一些基础准备，确保系统和环境设置都正确。

具体步骤，请参考：行空板无人驾驶系列课程 第一课 课前准备 部分内容。

动手实践

在本项目中，将设计并实现一个智能物流配送机器。可以通过行空板上的用户界面选择配送点，并沿着地图进行巡线。当检测到指定的配送点时，自动停止并卸下货物。本项目将通过以下三个任务实现。

任务一：UI界面设计

在行空板上设计用户界面，让用户可以通过界面上的按钮，控制夹持器的打开和关闭，并进行配送点的选择。

任务二：启动识别系统

当用户选择好配送地点后，开启摄像头进行配送点（区域卡纸）的识别。

任务三：货物配送系统

小车沿着地图巡线，在巡线的过程中，识别到用户选择的配送点后，停止巡线并放下货物。
 

任务一：UI界面设计

1.硬件连接

硬件连接默认为已经组装完成的小车，小车详细的组装步骤见第1课。需要注意的是，要将夹持器的舵机连接在电机驱动板的P0口。连接图如下：

2.软件准备

(1)打开Mind+：按照下面的图示完成软件准备工作。

(2)添加“舵机”库：在“pinpong”库中，找到“舵机”并完成添加。

3.编写程序

(1)货物放置界面及程序

使用“对象名 显示图片 在X Y ”指令，将图片库中的“图片1.png”显示在行空板上。并通过“更新对象名 的数字参数宽为 ”指令，将背景图片设置为适应行空板屏幕的宽度240。

货物放置区域通过两个按钮控制夹持器的打开和关闭。使用“对象名 增加按钮 在X Y 宽 高 点击回调函数 ”与“当点击回调函数 被触发”指令，在货物放置区域，添加两个按钮。

要通过按钮，控制夹持器打开和关闭。需要在“Python主程序开始”下，使用“pinpong初始化 版型 端口”与“pin初始化 引脚号 模式”指令，初始化连接舵机的P0口，引脚模式为“模拟输出”。同样，舵机也需要使用“舵机初始化引脚 ”指令，进行引脚初始化，还需要使用“舵机 转动到 度”指令，设置初始化角度为90度（夹持器关闭）。

最后，在“当点击回调函数button_click1被触发”指令下，使用“舵机 转动到 度”指令，设置舵机角度为30度（夹持器打开）。同样在“当点击回调函数button_click2被触发”指令下，使用“舵机 转动到 度”指令，设置舵机角度为90度（夹持器关闭）。

(2)区域选择界面及程序

在区域选择界面同样有两个按钮，用于选择要送货的地点。使用“对象名 增加按钮 在X Y 宽 高 点击回调函数 ”与“当点击回调函数 被触发”指令，在区域选择区域，添加“M区”和“T区”按钮。并使用“更新按钮对象为 禁用”指令，将这两个按钮设为禁用模式。

这两个按钮仅在货物放置完成后（关闭夹持器按钮触发时）才启用。因此在当“点击回调函数button_click2被触发”指令下，使用“更新按钮对象为 禁用”指令，将“button_click3”、“button_click4”这两个按钮，设为“启用”状态。

最后，新建“变量M_flag”，“变量F_flag”，当M区的按钮被按下，在“当点击回调函数button_click3被触发”指令下，将“变量M_flag”的值设置为1。同样的，当T区的按钮被按下后，在“当点击回调函数button_click4被触发”指令下，将“变量M_flag”的值设置为1。

注意：需要在“Python主程序开始”指令下，初始化这两个变量的值为0，然后在“当点击回调函数被触发”指令下，分别声明这两个变量为“全局变量”。

完整程序如下：

4.程序运行

远程连接192.168.1.80，连接成功后，点击运行。程序运行成功后，行空板屏幕上显示设计好的UI界面，区域选择区的M区按钮，T区按钮，为禁用状态。当点击“打开夹持器”按钮后，打开夹持器；点击“关闭夹持器”按钮后，关闭夹持器，M区和T区按钮变为启用状态。

任务二：启动识别系统

1.硬件连接

使用type-c转A数据线，将USB音频模块与行空板连接，然后再使用type-c转A线将摄像头连接在音频模块上。

2.软件准备

(1)添加官方库：点击“扩展”，在“官方库”中，选择“行空板”与“Opencv”。

(2)添加用户库：选择“maxbot神经网络”、“opencv_maxbot”。

3.编写程序

任务二基于任务一开发，在完成送货区域选择后启动摄像头进行区域识别。

摄像头的初始化，需要放在“Python主程序开始”下，并且要等配送区域选择完成后。因此，使用“等待直到”指令，直到“变量T_flag”或者“变量M_flag”的值等于1时，才说明配送区域选择完成。

货物配送区域选择完成后，就初始化摄像头，导入模型。这一系列的操作完成后，新建“变量flag”，初始化值为0，然后在“创建窗口 并设置全屏”指令下，设置该变量的值为1（说明模型导入成功，摄像头初始化完成）。

注意：本课使用第5课训练好的识别模型，如果没有训练过区域识别模型，请先按照第5课的内容，进行模型训练。

在“循环执行”中，增加等待指令，等待变量flag的值为1（摄像头初始化和导入模型库完成），就可以进行区域卡纸识别了。

完整程序如下：

4.程序运行

远程连接192.168.1.80，连接成功后，点击运行。程序运行成功后，先打开夹持器放置物体，然后关闭夹持器，选择要配送的区域。然后小车启动识别系统，识别到区域卡纸时，在Mind+终端下打印识别结果。

任务三：货物配送系统

1.硬件连接

只要小车的巡线传感器是按照之前安装教程和课程连接好的，这里的硬件连接就可以不用管。这个任务中，只使用到了三合一巡线传感器，因此将这三个巡线传感器分别连接P10、P11、P13这三个引脚。左侧巡线传感器—P10、中间巡线传感器—P11、右侧巡线传感器—P13。

2.软件准备

在任务二的基础上，添加用户库“Maxbot行空板小车电机驱动”。

3.编写程序

在任务二的程序基础上，新建“线程”，并在“Python主程序开始”下，启用线程，“线程启动”指令，需要放到摄像头启动完成程序的下面。这个线程的作用是用于小车巡线，并在巡线过程中识别到选择的区域后（识别并确认配送点），放置货物。

（1）巡线程序

首先，需要在“Python主程序开始”下，使用“初始化 引脚号 模式数字输入”指令，对连接到P10、P11、P13引脚的巡线传感器，进行初始化。

新建“line_track函数”，并在线程的“循环执行”指令中，调用line_track函数。

(2)确认配送点

当识别结果与选择配送点一致时，那就说明货物配送成功。例如，选择的配送点为M（flag_M=1），识别结果为M变量（predict_result=“M”）。

为避免误识别导致配送错误，新建“变量count_M”并初始化变量值为0，当配送地点和识别结果一致时，变量count_M+1。

配送点T的判断方式与上面一样，新建“变量count_T”，当选择的配送点为T（flag_T=1），识别结果为T变量（predict_result=“T”）时，变量count_T+1。

这两个配送点的识别判断程序，放到“Python主程序开始”的识别结果指令下。

(3)放置货物

为了防止误识别，新建了识别计数“变量count_M”、“变量count_T”。以选择配送区域M为例，小车在巡线过程中，识别到了区域卡纸M，当变量count_M的值大于5时（重复识别了5次配送点，防止误识别），就说明到达了配送点。

小车到达配送点M后，停止巡线，并将货物放下（夹持器打开），并等待100秒。

同样的，小车到达配送点T后，停止巡线，并将货物放下（夹持器打开），并等待100秒。

完整程序如下：

4.程序运行

远程连接192.168.1.80，连接成功后，点击运行。程序运行成功后，先打开夹持器放置物体，然后关闭夹持器，选择要配送的区域。然后小车启动识别系统，识别到选择的配送点后，打开夹持器放置货物。

注意：摄像头画面显示需启动时间，建议将小车置于地图直线段再选择配送点，避免启动时冲出地图。

挑战自我

大家可以思考一下，我们分别有卡纸M、T、S，这课中我们只用了M、T这两个配送点。如果想要将S配送点的功能也添加上，需要修改那些地方呢？可以将需要修改的地方记录下来哦！