Neste tutorial veremos como criar um programa para um drone com controle de voz usando Node.js e API de fala da Web. Copter - Papagaio ARDrone 2.0.
Lembramos: para todos os leitores de "Habr" - um desconto de 10 rublos ao se inscrever em qualquer curso Skillbox usando o código promocional "Habr".
A Skillbox recomenda: curso prático .
Introdução
Drones são incríveis. Gosto muito de brincar com meu quadriciclo, tirar fotos e gravar vídeos ou apenas me divertir. Mas os veículos aéreos não tripulados (UAVs) são usados para mais do que apenas entretenimento. Eles trabalham no cinema, estudam geleiras e são utilizados por militares e representantes do setor agrícola.
Neste tutorial veremos como criar um programa que permitirá controlar um drone. usando comandos de voz. Sim, o helicóptero fará o que você mandar. No final do artigo há um programa pronto e um vídeo de controle de UAV.
ferro
Precisamos do seguinte:
- Papagaio ARDrone 2.0;
- Cabo Ethernet;
- bom microfone.
O desenvolvimento e o gerenciamento serão realizados em estações de trabalho com Windows/Mac/Ubuntu. Pessoalmente, trabalhei com Mac e Ubuntu 18.04.
software
Baixe a versão mais recente do Node.js em .
Também necessário .
Compreendendo o helicóptero
Vamos tentar entender como funciona o Parrot ARDrone. Este helicóptero tem quatro motores.
Os motores opostos funcionam na mesma direção. Um par gira no sentido horário, o outro no sentido anti-horário. O drone se move alterando o ângulo de inclinação em relação à superfície da terra, alterando a velocidade de rotação dos motores e diversos outros movimentos manobráveis.
Como podemos ver no diagrama acima, a alteração de vários parâmetros leva a uma mudança na direção do movimento do helicóptero. Por exemplo, diminuir ou aumentar a velocidade de rotação dos rotores esquerdo e direito cria um rolamento. Isso permite que o drone voe para frente ou para trás.
Ao alterar a velocidade e a direção dos motores, definimos ângulos de inclinação que permitem que o helicóptero se mova em outras direções. Na verdade, para o projeto atual não há necessidade de estudar aerodinâmica, basta entender os princípios básicos.
Como funciona o Parrot ARDrone
O drone é um ponto de acesso Wi-Fi. Para receber e enviar comandos ao helicóptero, você precisa se conectar a este ponto. Existem muitos aplicativos diferentes que permitem controlar quadricópteros. Tudo se parece com isto:
Assim que o drone estiver conectado, abra o terminal e telnet 192.168.1.1 - este é o IP do helicóptero. Para Linux você pode usar .
Arquitetura de aplicativo
Nosso código será dividido nos seguintes módulos:
- interface de usuário com API de fala para detecção de voz;
- filtrar comandos e comparar com um padrão;
- envio de comandos para o drone;
- transmissão de vídeo ao vivo.
A API funciona desde que haja uma conexão com a Internet. Para garantir isso, adicionamos uma conexão Ethernet.
É hora de criar um aplicativo!
Código
Primeiro, vamos criar uma nova pasta e mudar para ela usando o terminal.
Em seguida, criamos um projeto Node usando os comandos abaixo.
Primeiro, instalamos as dependências necessárias.
npm install
Apoiaremos os seguintes comandos:
- decolar;
- pousar;
- para cima - o drone sobe meio metro e paira;
- para baixo - cai meio metro e congela;
- para a esquerda - vai meio metro para a esquerda;
- para a direita - vai meio metro para a direita;
- rotação - gira 90 graus no sentido horário;
- para frente - avança meio metro;
- voltar - recua meio metro;
- parar
Aqui está o código que permite aceitar comandos, filtrá-los e controlar o drone.
const express = require('express');
const bodyparser = require('body-parser');
var arDrone = require('ar-drone');
const router = express.Router();
const app = express();
const commands = ['takeoff', 'land','up','down','goleft','goright','turn','goforward','gobackward','stop'];
var drone = arDrone.createClient();
// disable emergency
drone.disableEmergency();
// express
app.use(bodyparser.json());
app.use(express.static(__dirname + '/public'));
router.get('/',(req,res) => {
res.sendFile('index.html');
});
router.post('/command',(req,res) => {
console.log('command recieved ', req.body);
console.log('existing commands', commands);
let command = req.body.command.replace(/ /g,'');
if(commands.indexOf(command) !== -1) {
switch(command.toUpperCase()) {
case "TAKEOFF":
console.log('taking off the drone');
drone.takeoff();
break;
case "LAND":
console.log('landing the drone');
drone.land();
break;
case "UP":
console.log('taking the drone up half meter');
drone.up(0.2);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},2000);
break;
case "DOWN":
console.log('taking the drone down half meter');
drone.down(0.2);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},2000);
break;
case "GOLEFT":
console.log('taking the drone left 1 meter');
drone.left(0.1);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},1000);
break;
case "GORIGHT":
console.log('taking the drone right 1 meter');
drone.right(0.1);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},1000);
break;
case "TURN":
console.log('turning the drone');
drone.clockwise(0.4);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},2000);
break;
case "GOFORWARD":
console.log('moving the drone forward by 1 meter');
drone.front(0.1);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},2000);
break;
case "GOBACKWARD":
console.log('moving the drone backward 1 meter');
drone.back(0.1);
setTimeout(() => {
drone.stop();
clearTimeout();
},2000);
break;
case "STOP":
drone.stop();
break;
default:
break;
}
}
res.send('OK');
});
app.use('/',router);
app.listen(process.env.port || 3000);E aqui está o código HTML e JavaScript que escuta o usuário e envia um comando para o servidor Node.
<!DOCTYPE html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<title>Voice Controlled Notes App</title>
<meta name="description" content="">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<link rel="stylesheet" href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/shoelace-css/1.0.0-beta16/shoelace.css">
<link rel="stylesheet" href="styles.css">
</head>
<body>
<div class="container">
<h1>Voice Controlled Drone</h1>
<p class="page-description">A tiny app that allows you to control AR drone using voice</p>
<h3 class="no-browser-support">Sorry, Your Browser Doesn't Support the Web Speech API. Try Opening This Demo In Google Chrome.</h3>
<div class="app">
<h3>Give the command</h3>
<div class="input-single">
<textarea id="note-textarea" placeholder="Create a new note by typing or using voice recognition." rows="6"></textarea>
</div>
<button id="start-record-btn" title="Start Recording">Start Recognition</button>
<button id="pause-record-btn" title="Pause Recording">Pause Recognition</button>
<p id="recording-instructions">Press the <strong>Start Recognition</strong> button and allow access.</p>
</div>
</div>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/3.2.1/jquery.min.js"></script>
<script src="script.js"></script>
</body>
</html>E também código JavaScript para trabalhar com comandos de voz, enviando-os para o servidor Node.
try {
var SpeechRecognition = window.SpeechRecognition || window.webkitSpeechRecognition;
var recognition = new SpeechRecognition();
}
catch(e) {
console.error(e);
$('.no-browser-support').show();
$('.app').hide();
}
// other code, please refer GitHub source
recognition.onresult = function(event) {
// event is a SpeechRecognitionEvent object.
// It holds all the lines we have captured so far.
// We only need the current one.
var current = event.resultIndex;
// Get a transcript of what was said.
var transcript = event.results[current][0].transcript;
// send it to the backend
$.ajax({
type: 'POST',
url: '/command/',
data: JSON.stringify({command: transcript}),
success: function(data) { console.log(data) },
contentType: "application/json",
dataType: 'json'
});
};Iniciando o aplicativo
O programa pode ser iniciado da seguinte forma (é importante certificar-se de que o helicóptero está conectado ao Wi-Fi e o cabo Ethernet está conectado ao computador).
Abra localhost:3000 no navegador e clique em Iniciar reconhecimento.
Tentamos controlar o drone e ficamos felizes.
Transmitindo vídeo de um drone
No projeto, crie um novo arquivo e copie este código lá:
const http = require("http");
const drone = require("dronestream");
const server = http.createServer(function(req, res) {
require("fs").createReadStream(__dirname + "/public/video.html").pipe(res);
});
drone.listen(server);
server.listen(4000);E aqui está o código HTML, colocamos dentro da pasta pública.
<!doctype html>
<html>
<head>
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>Stream as module</title>
<script src="/dronestream/nodecopter-client.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
</head>
<body>
<h1 id="heading">Drone video stream</h1>
<div id="droneStream" style="width: 640px; height: 360px"> </div>
<script type="text/javascript" charset="utf-8">
new NodecopterStream(document.getElementById("droneStream"));
</script>
</body>
</html>Inicie e conecte-se ao localhost:8080 para visualizar o vídeo da câmera frontal.
Dicas úteis
- Voe este drone dentro de casa.
- Sempre coloque a capa protetora em seu drone antes de decolar.
- Verifique se a bateria está carregada.
- Se o drone se comportar de maneira estranha, segure-o e vire-o. Esta ação colocará o helicóptero em modo de emergência e os rotores irão parar imediatamente.
Código pronto e demonstração
Acabou!
Escrever código e depois observar a máquina começar a obedecer lhe dará prazer! Agora descobrimos como ensinar um drone a ouvir comandos de voz. Na verdade, existem muito mais possibilidades: reconhecimento facial do utilizador, voos autónomos, reconhecimento de gestos e muito mais.
O que você pode sugerir para melhorar o programa?
A Skillbox recomenda:
- Curso on-line aplicado .
- Curso online .
- curso de ano prático .
Fonte: habr.com