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可穿戴设备——“超神战甲”诞生记(3)

 

在前两篇文章中小编为大家简要介绍了超神战甲,以及其硬件的功能模块与工作原理的深入阐述,其中精美的战甲图片不知有没有惊到大家。这篇文章小编会涉及战甲的软件平台与程序,以及在研发这款战甲时遇到的困难和解决的办法,与未来功能展望。

Alpha 1S 机器人

Alpha 1S人形机器人是优必选公司推出的一款高端智能机器人,预设的程序可以让Alpha 1S执行前进、后退等基本动作,通过数据线,Alpha 1S可以与电脑相连接,也可以通过蓝牙进行数据传输,经过专门的软件,用户可以自行编辑程序,但不是编写程序,用户无需具备系统专业的编程知识,通过Alpha 1S提供的编辑软件,利用掉电/回读功能,就可以设计自己想要的动作。

那么什么叫掉电/回读呢?说白了就是让Alpha 1S的“大脑”暂时失去对Alpha 1S的控制,身上所有“关节”可以任你摆布,当我们设计好需要的姿势以后,点击回读,Alpha 1S会读取现在的状态,同时软件将其记录下来,之后通过软件里的仿真功能,可以立刻看到从上一个姿势变到下一个姿势的效果,然后就这样一个动作一个动作的设计,连起来就可以得到像机身自带的程序那样复杂有趣的动作。

超神战甲通过蓝牙将我们做的动作通过传感器转换成数据传送给Alpha 1S 机器人,机器人会将这些数据通过软件知道应作出怎样的动作,这样就可以实现Alpha 1S 机器人同步我们的动作。下图是创客与Alpha 1S机器人同步动作的照片。是不是感觉挺酷呢?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unity 3D 机器人仿真软件

Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director,Blender game engine, Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件。其编辑器运行在Windows 和Mac OS X下,可发布至Windows、Mac、Wii、iPhone、WebGL(需要HTML5)、Windows phone 8和Android平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏,支持Mac和Windows的网页浏览。它的网页播放器也被Mac widgets所支持。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Alpha 1S 机器人就是通过该软件平台来响应我们的动作,战甲上的传感器会把人类的动作通过传感器转化为数据上传到该平台,该平台经过算法计算把相应的动作数据传送给机器人,同步响应动作。超级战甲的软件平台大家已知,想必大家对程序也想一睹为快,有关战甲的相关程序已经放在附件中,欢迎大家下载。

遇到的困难与对策

困难一:MPU6050传感模块只有两个地址选项,如何实现多路数据采集?

对策一:在Github找到了合适的开源代码,算法逻辑设计得很精妙。其通过各个模块的AD0端口实现工作地址与空闲地址的动态切换。即每次只有一路模块的AD0端口被置高,其他模块的AD0端口都置低,实现了I2C总线协议下的多路数据采集。

困难二:MPU6050传感模块时有发生数据读取故障,如何提高系统稳定性?

对策二:根据Github上开发者们总结的做法,将I2C总线的通信速率设定到400Hz。并在程序逻辑中嵌入看门狗机制,如果程序主循环发生停顿则自动复位程序。同时,通过算法校验运动传感器采集的数据,倘若数据稳定性超出一定范围则强制复位程序。

困难三:蓝牙主机无法与Alpha 1S机器人主动联机,如何解决通信问题?

对策三:通过不断尝试发现,MExo采用的HC05蓝牙模块与Alpha 1S采用的BM77蓝牙模块可以兼容,但每次复位后都必须向HC05重新输入以下AT指令后才能顺利联机。

“AT+SENM=1,0/r/n”【安全模式:1-sec_mode1+non_secure;加密模式:0-hci_enc_mode_off】

未来功能展望

1.初期在战甲多个部位增加震动电机列阵,并针对Unity3D开发SDK,实现VR游戏的震感反馈。后期用电极片取代震动电机阵列,通过逆向肌电刺激模拟触感。

2.初期在肘部与肩部增加液压杆和电控阀门,通过阀门控制来模拟上肢阻力。后期增加微型液压泵,提供反向推力模拟真实阻力和震感。

有关超级战甲的相关信息已全部介绍完了,不足之处请大家多包涵。非常感谢创客团队为小编提供的丰富资料,若有小伙伴有兴趣对战甲进行更深入的了解,可以通过以下邮箱与创客联系。

邮箱:mengyi@moocxing.net

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