自走BeagleBoard (その1)

以前作っていた台車に天井を作り、その上にBeagleBoardを載せました。
接続は以前試したものと同じです。

f:id:studio_k:20110710211339j:image

カメラの映像はmjpg-streamerを使用してブラウザ経由で見ることができます。
こんな感じになります。
f:id:studio_k:20110710211338j:image
f:id:studio_k:20110710211337j:image

PCからリモートコントロールするためにCUIのアプリを作成しました。
このアプリはBeagleBoard上で動き、キーボードから入力されたコマンドをほぼそのままシリアル経由で台車のV850に送ります。V850側でコマンドの解釈とモーターのPWM制御を行います。
これで、SSH経由でコントロールできます。
f:id:studio_k:20110710211336j:image

別の部屋にあるロボットをカメラを見ながら操縦すると異次元の楽しさでした。
マイクやスピーカーをつけるとさらにおもしろそうです。あと、カメラを上下に動かせると良さそうです。

次回は自立で動くようにしたいと思います。

■自走BeagleBoardシリーズ
自走BeagleBoard (その1)
自走BeagleBoard (その2:ブラウザで操縦)
自走BeagleBoard (その3:OpenCVで顔画像認識)
自走BeagleBoard (その4:OpenCVでボール認識)
自走BeagleBoard (その5:OpenCVで顔画像認識2)
自走BeagleBoard (その6: ~テニスボール追跡~)

BeagleBoard-xM + Ubuntu10.10(Maverick) にOpenCVを導入

BeagleBoardにOpenCVを導入してみました。

まずは関係するライブラリ群とOpenCVのパッケージをインストールします。

% sudo apt-get update
% sudo apt-get install ffmpeg
% sudo apt-get install libgtk2.0-dev
% sudo apt-get install libavcodec-dev
% sudo apt-get install libavformat-dev
% sudo apt-get install libjpeg62-dev
% sudo apt-get install libtiff4-dev
% sudo apt-get install libgif-dev
% sudo apt-get install libcv-dev
% sudo apt-get install libcvaux-dev
% sudo apt-get install libhighgui-dev
% sudo apt-get install opencv-doc

OpenCVのバージョンは2.1がインストールされたと思います。

しかし、↓のUSBカメラの画像を表示するサンプルプログラムをコンパイルして実行したところ、画像が崩れてしまっていました。

http://opencv.jp/sample/video_io.html

以前遭遇した、luvcviewの表示が崩れてしまい、「-f yuv」を付けると改善した現象と同じ問題のようです。

おそらく、USBカメラ(LOGICOOL C905m)のMJPEGとOSのJPEGライブラリの相性(?)の問題ではないかと思います。

↓など、いくつかの情報によると、OpenCVで画像形式の決定順序がMJPGがYUYVより優先になっているので、優先順位を変更して強制的にYUYVを使用するようにしてあげると改善されるようです。

http://www.mori-soft.com/index.php?option=com_content&view=article&id=88:opencv-&catid=1:opencv&Itemid=6

というわけで、OpenCVのパッケージはいったんアンインストールして、ソースからビルドしてインストールしなおします。

OpenCVのパッケージをアンインストールします。

% sudo apt-get remove  libcv-dev

OpenCVのビルドに必要になるcmakeをインストールします。

% sudo apt-get install cmake

作業時の最新だったOpenCV2.2のソースからビルドしようとしましたが、いろいろとエラーが出てうまくいかなかった(最新のパッチを当てるか、SVNから最新版をとってくれば良いのかもしれません。)ので、2.3RCをインストールしました。(7/4にRCがとれた2.3の正式版がリリースされたようです)

2.3RC(2011/6/21版)のソース(OpenCV-2.3.0rc.tar.bz2)をダウンロード後、以下の手順でコンパイル前のところまで行います。

% mkdir opencv
% mv OpenCV-2.3.0rc.tar.bz2 opencv
% cd opencv
% tar xjf OpenCV-2.3.0rc.tar.bz2
% mkdir release
% cd release
% cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D BUILD_PYTHON_SUPPORT=ON ../OpenCV-2.3.0

MJPEGよりもYUYVの優先度を上げるため、ソースを変更します。

OpenCV-2.3.0/modules/highgui/src/cap_v4l.cppのautosetup_capture_mode_v4l2()関数を変更します。

if (try_palette_v4l2(capture, V4L2_PIX_FMT_YUYV) == 0)
{
capture->palette = PALETTE_YUYV;
}
else

の部分を

#ifdef HAVE_JPEG

の前へ移動します。

詳しくは、↓を参照してください。

http://www.mori-soft.com/index.php?option=com_content&view=article&id=88:opencv-&catid=1:opencv&Itemid=6

コンパイル開始。

% make -j 2

インストールします。

% sudo make install
% sudo ldconfig

先ほどのカメラのサンプルプログラムをコンパイルし直して、正常に動くことを確認しました。

コンパイル方法:

% gcc -o opencv opencv.c -I/usr/local/include/opencv -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_ml

続いて、OpenCVに付属のサンプルをビルドします。

% cd OpenCV-2.3.0/samples/c
% sh build_all.sh

サンプルの中にある顔認識のサンプル(facedetect)を動かしてみます。

% ./facedetect --cascade="../../data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml" --nested-cascade="../../data/haarcascades/haarcascade_eye.xml" --scale=1.3

1フレームの処理に2.5秒前後かかりますが、なんとか動きました。

BeagleBoard-xM + Ubuntu10.10 にVNCを導入

BeagleBoard-xMを使用する際に、普段はWindows PCからSSHで接続していますが、今後OpenCV等でカメラを使用したアプリ等も作っていきたいので、GUI(X-Window)を使用したいところです。

ディスプレイ・マウス・キーボードは接続できますが、できるだけケーブルを接続したくないので、PCからVNCで接続するようにしてみます。

なお、以下の話はBeagleBoard固有の話ではなく、Ubuntu10.10の一般的な話だと思います。

【導入手順】

パッケージにtightvncがあるので、apt-getでインストールします。

sudo apt-get update
sudo apt-get install tightvncserver

VNCサーバを起動します。初回は設定するパスワードを聞いてきますので、入力します。

vncserver :1

PC側にもtightvncのvncviewerをインストールして接続します。

BeagleBoardのIPアドレス::5901

で接続します。

vncviewerにBeagleBoard(Ubuntu)の画面が表示されました!!

おまけに懐かしのアプリをいくつか起動してみました。(笑)

f:id:studio_k:20110706220406j:image:w480

...と、ここまでは順調にきましたが、

ターミナルでdキーを押すと画面上のウィンドウがすべてアイコン化(?)されてしまう現象が発生しました。これでは使い物になりません。。。

はまりかけましたが↓の情報に助けられました。

http://d.hatena.ne.jp/kaosf/20110518/1305727419

具体的には以下の手順で改善しました。

vncviewerで接続。

System > Preferences > Keyboard Shortcuts から

“Window Management”の中の

“Hide all normal windows and set focus to the desktop” を選択後、

[BackSpace]を押して Disable に変更。

vncviewerを閉じて、

vncserver -kill :1
vncserver :1

で再起動。

【おまけ】ipod touchの「Mocha VNC Lite」からも接続できました。

f:id:studio_k:20110706221436j:image

本格派対局将棋 ぴよ将棋
本格派対局将棋アプリ ぴよ将棋
[Android] [iOS]

かわいい「ひよこ」と対局する将棋アプリ。かわいいけどAIは本格派!
対局後の検討機能や棋譜管理機能も充実!棋譜解析機能も搭載!

BeagleBoard-xMとArduinoの接続およびV850基板との接続

前回はBeagleBoard側はターミナルソフト(minicom)を使用しましたが、BeagleBoard側も簡単な送受信プログラムを作成して通信速度の上限を調べる実験をしてみました。

(1)Arduinoとのシリアル通信速度

テストの結果はArduino(実際に使用したのはSanguinoです)の上限速度の115,200bpsで、100KBのデータの送受信してエラーはありませんでした。

(2)V850基板とのシリアル通信速度

台車に使おうと考えている、↓にはインタフェース誌 2007年5月号の付録のV850基板が載っています。

f:id:studio_k:20110611232150j:image:w480

この基板にはUSBで接続ができるようにCP2102チップが載っており、USBケーブルで直接つなぐだけでBeagleBoard(Ubuntu10.10)から認識されました。

V850側はArduinoと同じく受信したデータをループバックするプログラムを作成して、同様にテストしたところ、460,800bpsで100KBのデータの送受信してエラーはありませんでした。

この通信速度を踏まえてそれぞれのCPUの役割を考える必要がありますが、今考えている範囲では十分な通信速度です。

次回はBeagleBoardからこの台車をコントロールできるようにしたいと思います。

BeagleBoard-xMとArduinoの接続

BeagleBoardにはGPIOやI2C, SPI等のインタフェースがありますが、電圧が1.8Vなので、3.3Vや5Vのセンサー等をつなぐ場合は電圧の変換が必要になります。
また、実験中に何かミスするとボードを壊してしまうかもしれません。
そこで、Arduinoとシリアルで接続し、ハード関係はArduinoに任せるようにすることにします。

<接続図>
センサー/DCモーター/サーボ等 – Arduino – <シリアル> – BeagleBoard

BeagleBoard-xMには通常のRS232Cのコネクタがありますが、コンソールで使用しているので、
USB-シリアルTTL変換機経由で接続するようにします。
今回はaitendoのUSB-シリアルTTL変換器(USB2UART-CP2102)を試してみました。購入時は¥600でした。
USB2UART-CP2102はBeagleBoard(Ubuntu10.10)に刺すだけで認識されました。

簡単なシリアル通信プログラムを書き込んだArduinoと接続して、9600bpsで試したところ問題なく通信できました。
BeagleBoard(Ubuntu)側はminicomというターミナルソフトを使用しました。

↓はArduinoではなく、以前作ったSanguinoと接続しているところです。
f:id:studio_k:20110615214510j:image:w320
Sanguinoはシリアルが2系統あるのでやりやすいです。
(Sanguinoは最近メンテナンスされていないようで残念です。。。)

そのうち通信速度の上限を調べたいと思います。

ロボット・電子工作・プログラミング