View source for Agent Space on Raspberry Pi and Acrob with line-following and obstacle avoiding behavior-based robot.(Anton Blahunka, Martin Reiberger)

===Úvod===

Cieľom projektu bolo navrhnút a vytvoriť architektúru Agent Space implementovanú v JAVE, ktorá beží Raspberry Pi a ovláda správanie robota Acrob. Architektúra agent space sa využíva pri tvorbe rozsiahlych a výpočtovo náročných procesov, ktoré ovládajú správanie robota. Výkon procesora a pamäťový priestor sú pri robotovi Acrob značne obmedzené, a preto je v projekte ako "mozog" použitý minipočítač Raspberry Pi, na ktorom je Agent Space implmenetovaný. Našou úlohou je navrhnúť a vytvoriť nasledujúce správanie robota:
*robot sa bude pohybovať v bielom bludisku, ktore bude ohraničené čiernou čiarou. Túto čiaru má sledovať pomocou infračerveného senzora a keď príde na okraj bludiska, otočí sa.
*robot sa bude vyhýbať prekážkam, ktoré bude sledovať ultrasonickým senzorom.
*robot sa snaží ísť za svetlom, čiže pri pohybe merá infračerveným senzorom intenzitu svetla a snaží sa otáčať za čím väčšou intenzitou svetla 

===Raspberry Pi===

Raspberry Pi  je počítač veľkosti kreditnej karty. Je dokonca možné ho používať iba zo zapojeným  ethernetovým káblom prípadne cez dokúpený WiFi modul, no a samozrejme je potrebné dodať mu elektrickú energiu. Je to schopný malý počítač, ktorý môže byť použitý pre mnoho vecí, ktoré váš stolový počítač robí, ako sú tabuľky, spracovanie textu a hry, a to v oveľa menšom a energeticky nenáročnom prevedení.Dokáže prehrať FullHD video a dajú sa na ňom programovať či už programy a hry.Tu ale jeho využitie nekončí, vďaka programovateľným GPIO konektorom je ho možné použiť ako mozog centrály pre inteligentný dom, na stavbu robotov,do automobilu ako palubný počítač a mnoho iného.

[[Image:Pi1.jpg|400px|Image: 250 pixels]]



===Postup riešenia projektu===
====Inštalácia JAVA a RXTX package pre linux====
Pomocou nasledujúcich príkazov v command-line nainstalujeme JAVU

   sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java
   sudo apt-get update
   sudo apt-get install oracle-java7-installer

Následne je potrebné nainstalovať RXTX knižnice, ktoré slúžia na komunikáciu Pi s Acrobom prostredníctvom sériového portu.
-Inštalácia balíčkového systému librxtx-java
   $ sudo apt-get install librxtx-java
  
====Vytvorenie komunikácie cez serial port====
Pomocou USB-MiniUSB kábla prepojíme Pi a Acroba. V linuxe, bežiacom na Pi, nám pribudne /dev/ttyUSB0, čo je sériový port na komunikáciu medzi Pi a Acrobom.

====Zdrojový kód pre komunikáciu====
V nasledujúcom zdrojovom kóde je main.java trieda, ktorá vytvára obojsmerný komunikačný kanál.

    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
       Enumeration portIdentifiers = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
       String wantedPortName = "/dev/ttyUSB0";
       SerialPort port = null;
       CommPortIdentifier portId = null;
       InputStream is = null;
       OutputStream os = null;
       while (portIdentifiers.hasMoreElements()) {
              CommPortIdentifier pid = (CommPortIdentifier) portIdentifiers.nextElement();
              if (pid.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL && pid.getName().equals(wantedPortName))
                     System.out.println(pid.getName());
                         {
                            portId = pid;
                            break;
                         }
              }
              if (portId == null) {
                     System.err.println("Could not find serial port " + wantedPortName);
                     System.exit(1);
              }
              try {
                     port = (SerialPort) portId.open("agent", 10000);
              } catch (PortInUseException e) {
                     System.err.println("Port already in use: " + e);
                     System.exit(1);
              }
              try {
                     port.setSerialPortParams(115200, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE);
              } catch (UnsupportedCommOperationException e) {
                     System.out.println("Unsupported comm port operation");
              }
              try {
                     is = port.getInputStream();
              } catch (IOException e) {
                     System.err.println("Can't open input stream: write-only");
                     is = null;
              }
              try {
              os = port.getOutputStream();
              } catch (IOException e) {
                     System.err.println("Can't open output stream");
                     os = null;
              }
       }
   }

Komunikácia prebieha obojstranne. Acrob vytvára packet ktorý obsahuje štyri bajty, prvy je oddeľovací symbol a ďalšie tri reprezentujúce hodnoty senzorov: ultrazvukový senzor vzdialenosti, infračervený senzor na sledovanie čiary, infračervený senzor na sledovanie intenzity svetla. Po odoslaní packetu Acrob čaká kým nedostane odpoveď. Pi packet spracuje, vyhodnotí a následne odošle packet obsahujúci 3 bajty: oddelovaci bajt, hodnoty pre ľavé a pravé koleso späť Acrobovi, ktorý čaká na odpoveď.

[[Image:Rob2.jpg|400px|Image: 250 pixels]]


====Agent Space====

Agent space [[#Zdroje|[1]]] je architektúra, pre systém, ktorý ovláda robota. Systém sa skladá z reaktívnych agentov, ktoré komunikujú nepriamo cez tzv.space.
Agent vykonáva cyklus sense-select-act. Voľba akcií je realizovaná obyčajným kódom bežiacim v jedinom vlákne, ktorý nemá žiadnu špeciálnu formu ani nepoužíva nejaký špeciálny komponent
*Zvolené akcie sú iba reakciou na stav prostredia a vnútorný stav agenta
*Vnútorný stav agenta zodpovedá tým premenným, ktorých obsah pretrváva medzi dvomi, po sebe idúcimi prechodmi cez cyklus sense-select-act


=====Trieda Space.java=====
Obsahuje "tabuľku premenných", ku ktorým pristupujú všetci agenti. 
=====Trieda Agent.java=====
Natrieda všetkých agentov. Je oddedená od triedy Thread a zabezpečuje striedanie ostatných agentov. 
=====Trieda AgentKoleso.java=====
Je oddedený od triedy Agent a ovláda pohyb kolies. Prebieha v ňom komunikácia medzi Acrobom a Pi
=====Trieda AgentSvetlo.java=====

Je oddedený od triedy Agent a spracováva hodnoty svetla zo Space a vyhodnocuje ich pre agenta AgentRozhnodni
=====Trieda AgentRozhnodni.java=====
Vyhodnocuje údaje ktoré mu distribuovali ostatný agenti do triedy Space. Určuje akciu, ktorú má robot vykonať


=== Zdrojové súbory ===

* Zdrojové subory Pi na stiahnutie: [[Media:Port.zip | Port.zip]]
* Zdrojové subory Acrob na stiahnutie: [[Media:Acrob.txt | Acrob.txt]]

=== Fotodokumentácia ===

[[Image:rob1.jpg|400px|Image: 250 pixels]]

[[Image:pi+rob.jpg|400px|Image: 250 pixels]]

=== Zdroje ===

# [http://lola.microstep-mis.sk/~andy/prahaXII.pdf Lúčny A.: Open implementation of Agent-Space architecture.  In: Cognition and Artificial Life'12 (Kelemen, J. - Nahodil, P. eds.), ČVUT Praha, 2012]
# [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sensorwiki/index.php/Acrob Robot Acrob]
# [http://www.raspberrypi.org/ Raspberry PI]
# [http://www.parallax.com/tabid/768/productid/92/default.aspx Parallax PING))) Sensor]
# [http://www.parallax.com/tabid/768/ProductID/100/Default.aspx Parallax QTI light sensor]