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import numpy as np
import cv2
import math,sys
import serial as ser
import time
##################################################################################################################################################
global Ki, Kd, Kp, last_time, integrat, prev_err
Ki=1
Kd=1
Kp=1
integrat=0
last_time=0
prev_err=0
def nothing(x):
pass
##################################################################################################################################################
def getThresoldValue(name):
cv2.namedWindow(name)
cv2.createTrackbar('hMax', name, 179, 179,nothing)
cv2.createTrackbar('hMin', name, 0, 255,nothing)
cv2.createTrackbar('sMax', name, 254, 255,nothing)
cv2.createTrackbar('sMin', name, 0, 255,nothing)
cv2.createTrackbar('vMax', name, 254, 255,nothing)
cv2.createTrackbar('vMin', name, 0, 255,nothing)
cap = cv2.VideoCapture(1)
while (True):
ret,frame = cap.read()
hsv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
hsv = cv2.GaussianBlur(hsv, (5, 5), 0)
hMin = cv2.getTrackbarPos('hMin',name)
sMin = cv2.getTrackbarPos('sMin',name)
vMin = cv2.getTrackbarPos('vMin',name)
hMax = cv2.getTrackbarPos('hMax',name)
sMax = cv2.getTrackbarPos('sMax',name)
vMax = cv2.getTrackbarPos('vMax',name)
mask = cv2.inRange(hsv,(hMin,sMin,vMin),(hMax,sMax,vMax))
cv2.imshow(name,mask)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
print ("Success")
break
minValues = np.array([hMin,sMin,vMin])
MaxValues = np.array([hMax,sMax,vMax])
return (minValues,MaxValues,mask)
################################################################################################################################################
def locateObstacle(oMin , oMax):
mask, cntSet = detectContours(oMin , oMax)
return mask
################################################################################################################################################
def locateMap(mMin , mMax):
peri_max=0
mask, cntSet = detectContours(mMin , mMax)
for cnt in cntSet:
peri = cv2.arcLength(cnt, True)
if(peri_max<peri):
peri_max=peri
cnt_max=cnt
poly = cv2.approxPolyDP(cnt_max, 0.15 * peri_max, True)
print poly,"poly"
return poly
##################################################################################################################################################
def locateResources(resMin , resMax):
mask, cntSet = detectContours(resMin , resMax)
resList = []
for cnt in cntSet:
centroid = findCentroid(cnt)
peri = cv2.arcLength(cnt, True)
poly = cv2.approxPolyDP(cnt, 0.15 * peri, True)
if len(poly)==4:
resType = 1
res = [centroid,resType]
resList.append(res)
elif len(poly)==3:
resType = 2
res = [centroid,resType]
resList.append(res)
lis = sorted(resList, key = distFromTC)
return lis
##################################################################################################################################################
def distFromTC(res):
tcCenter = locateTC()
if tcCenter == [-1,-1]:
print "no tcCenter"
dist = sys.maxint
resCenter = res[0]
dist = (resCenter[0]-tcCenter[0])**2 + (resCenter[0] - tcCenter[0])**2
if res[1] == 1:
dist = dist*2
return (dist)
##################################################################################################################################################
def locateTC():
cap = cv2.VideoCapture(1)
ret,frame = cap.read()
hsv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
hsv = cv2.GaussianBlur(hsv, (5, 5), 0)
mask = cv2.inRange(hsv,tcMin,tcMax)
tcCenter = findCentroid(mask)
return tcCenter
##################################################################################################################################################
def detectContours(objMin,objMax):
minCntArea = 50
cap = cv2.VideoCapture(1)
ret,frame = cap.read()
hsv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
hsv = cv2.GaussianBlur(hsv, (5, 5), 0)
mask = cv2.inRange(hsv,objMin,objMax)
(mask, cntSet, _) = cv2.findContours(mask.copy(), cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
for cnt in cntSet:
if (cv2.contourArea(cnt)<minCntArea):
cntSet = np.delete(cntSet,cnt)
cv2.drawContours(mask,cntSet,-1,(255,255,255), 1)
cv2.imshow('mask',mask)
if cv2.waitKey(0) & 0xFF == ord('q'):
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
return (mask, cntSet)
##################################################################################################################################################
def findCentroid(cnt):
M = cv2.moments(cnt)
if M['m00'] != 0:
#if centroid found
cx = int(M['m10']/M['m00'])
cy = int(M['m01']/M['m00'])
else:
#assuming no centroid
cx = -1
cy = -1
return (np.array([cx,cy]))
##################################################################################################################################################
def pid(error,integrat,last_time,prev_err,Ki = 1,Kp=1,Kd=1):
integrat = integrat + error
derivative = error - prev_err
cur_time = time.time()
output=error*Kp + (Kd*derivative/(cur_time-last_time)) + (Ki*integrat*(cur_time-last_time))
last_time=cur_time
prev_err=error
return output,integrat,last_time,prev_err
#####################################################################################################################################################
def run(target) :
cap = cv2.VideoCapture(1)
integrat=0
last_time=0
prev_err=0
while(True):
ret,frame = cap.read()
hsv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
hsv = cv2.GaussianBlur(hsv, (5, 5), 0)
botCentre, error ,bothead = locateBot(hsv,target)
output,integrat,last_time,prev_err = pid(error,integrat,last_time,prev_err)
output1=str(bothead)+str(output)
if(np.linalg.norm(botCentre - target) < 15):
output1 = output1 + 'r'
break
reset_output_buffer()
ser.write(output1)
######################################################################################################################################################
def locateBot(img,target):
mask1 = cv2.inRange(img,bfMin,bfMax)
mask2 = cv2.inRange(img,bbMin,bbMax)
botFront = findCentroid(mask1)
botBack = findCentroid(mask2)
botCentre = botFront
botCentre = np.add(botFront,botBack)/2
d1 = np.linalg.norm(botFront - target)
d2 = np.linalg.norm(botBack - target)
if(d1 < d2):
error = findError(botCentre,botFront, target)
return botCentre,error,'f'
else:
error = findError(botCentre,botBack, target)
return botCentre,error,'b'
########################################################################################################################################################
def findError(botCentre,botFront,target):
a = np.array([1,0])
bot_drn = botFront - botCentre
target_drn = target - botCentre
cosine_angle1 = np.dot(bot_drn, a)/(np.linalg.norm(bot_drn)*np.linalg.norm(a))
cosine_angle2 = np.dot(a, target_drn)/(np.linalg.norm(a)*np.linalg.norm(target_drn))
angle1 = np.degrees(np.arccos(cosine_angle1))
angle2 = np.degrees(np.arccos(cosine_angle2))
angle_dif = angle1 - angle2
return angle_dif
####################################################################################################################################################################
###locating town center
global tcMin, tcMax
tcMin , tcMax, _ = getThresoldValue('town')
global tcCenter
tcCenter=locateTC()
resMin , resMax, _ = getThresoldValue('resources')
ser.Serial('/dev/ttyACM0')
bfMin , bfMax,_ = getThresoldValue('bot front')
bbMin , bbMax ,_ = getThresoldValue('bot end')
resources = locateResources(resMin , resMax)
#print resources
###locating town center
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