演示

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怎么運(yùn)行的

該項(xiàng)目由兩部分組成。Arduino 端處理所有伺服運(yùn)動(dòng)并從激光雷達(dá)傳感器獲取測(cè)量讀數(shù)。Java 端將球形點(diǎn)轉(zhuǎn)換為笛卡爾點(diǎn)并將它們呈現(xiàn)為 3D。它們通過(guò)串行端口相互通信。用戶(hù)可以使用類(lèi)似游戲的 fps 控件在場(chǎng)景中移動(dòng)以獲得更好的體驗(yàn)。

數(shù)學(xué)

項(xiàng)目中有兩個(gè)舵機(jī)。一個(gè)將用作平移 (Phi) 角，另一個(gè)用作傾斜 (Theta) 角。我們從激光雷達(dá)傳感器獲得的讀數(shù)將成為半徑。這意味著設(shè)備本身將位于點(diǎn) (0,0,0)。從 Arduino 發(fā)送到 Java 程序的每個(gè)數(shù)據(jù)集都由這三個(gè)數(shù)字（半徑、phi、theta）組成，前導(dǎo)零以保持一致性。

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從這里我們必須將這些球面點(diǎn)轉(zhuǎn)換為 Cartesian(x, y, z) 以便我們可以在我們的 Java 程序中正確地繪制它們。

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我們可以使用這些公式實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換。

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注意：如果您查看 Java 代碼并注意到 x、y 和 z 的某些值被交換，有時(shí)甚至設(shè)置為負(fù)數(shù)，那是因?yàn)橛?jì)算機(jī)坐標(biāo)系也不同。例如，在計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系中，x 是水平的，而不是 y。Y positive 下降，而不是上升。像這樣的東西。對(duì)公式所做的這些修改只是為了讓 Java 在正確的位置呈現(xiàn)點(diǎn)。

串口通訊

我用 Arduino Uno 開(kāi)始了這個(gè)項(xiàng)目，但遇到了串行端口與伺服系統(tǒng)沖突的問(wèn)題。他們不能同時(shí)工作。當(dāng)數(shù)據(jù)來(lái)回發(fā)送時(shí)，舵機(jī)會(huì)不斷抖動(dòng)。從研究中我了解到這是使用 SoftwareSerial 的常見(jiàn)問(wèn)題。我找到了一些解決這個(gè)問(wèn)題的方法，但它們太麻煩了，甚至對(duì)我來(lái)說(shuō)都沒(méi)有完全奏效。我決定改用 Arduino Mega，它解決了抖動(dòng)問(wèn)題。這是因?yàn)?Mega 有多個(gè)串口。

溝通的步驟

• Java開(kāi)啟端口并監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)

• Arduino 進(jìn)行第一次測(cè)量，將伺服系統(tǒng)移動(dòng)到下一個(gè)位置并等待來(lái)自 Java 的“Okay”信號(hào)

• Arduino 以這種格式將數(shù)據(jù)發(fā)送到 Java 000,000,000

• Java等待所有的數(shù)據(jù)分片達(dá)到一定量就可以轉(zhuǎn)換

• Java 轉(zhuǎn)換這些數(shù)字，繪制點(diǎn)，并向 Arduino 發(fā)送一個(gè)字符作為“Okay”信號(hào)

• 一旦 Arduino 接收到信號(hào)，它就會(huì)在新的角度位置重復(fù)之前的操作

Java 必須等待的原因是因?yàn)榧词鼓嬖V Arduino 發(fā)送 9 位數(shù)字和 2 個(gè)逗號(hào)，通過(guò)串行發(fā)送數(shù)據(jù)也不能那樣工作。只要有可能，它就會(huì)發(fā)送它想要的任何數(shù)據(jù)片段。所以我們希望 Java 直到接收到的所有數(shù)據(jù)看起來(lái)都像它可以識(shí)別的東西。

我使用 USB 電纜作為串行連接，但我相信如果需要無(wú)線(xiàn)，也可以使用藍(lán)牙模塊。

為項(xiàng)目提供動(dòng)力

我用一塊 5v 的墻磚來(lái)運(yùn)行伺服系統(tǒng)，因?yàn)槲抑皇怯憛捥幚黼姵夭⒈M可能避免使用它們。激光雷達(dá)傳感器通過(guò) Arduino 5V 供電。當(dāng)然，Arduino 使用用作串行端口的相同 USB 電纜供電。

請(qǐng)隨時(shí)發(fā)表有關(guān)該項(xiàng)目的評(píng)論或問(wèn)題。謝謝！