FarmBot Taiwan User Group-FBTUG 造訪社團 » Python

前陣子也跟上潮流預購 Jetson Nano, 1個月後終於到啦!
開箱兩件事就來玩玩 ROS 及FBTUG_Commander.
1. ROS: 因為NV 預載是Ubuntu 18.04, 所以用 melodic 版來玩玩小烏龜~
ROS on Jetson Nano Getting Started:
https://www.stereolabs.com/blog/ros-and-nvidia-jetson-nano/

2. FBTUG_Command: NV image 的python 已有install cv2, 正常install 完ROS 後, 只要install PWM.. 等幾項package 就可正常執行!

# 電源很重要_USB_2_5A接個USBCamera就掛了 !

支援樹莓派的版本，沒想到這麼快就有了！

NCS2 所需的 OpenVINO 套件，剛看到 12/17 發行的2018R5 的 Release Notes ，非常高興的看到這一句：

Compiled for Raspbian* 9 OS (ARM* CPU) including python2, python3 bindings, GStreamer* and GTK* support.

最近採果 base 帶起，終於走到要接上手臂這邊，先學點東西
看到這個，真是太令人興奮了。重點是 Tutorial 照著做，輕輕鬆鬆就看到會動，這世界也太神奇了

MoveIt! Move Group Python Interface Tutorial Demo
https://www.youtube.com/watch?v=3MA5ebXPLsc&feature=youtu.be

Move Group Python Interface
https://ros-planning.github.io/…/move_group_python_interfac…

MoveIt! Setup Assistant Example
https://www.youtube.com/watch?v=asg-thB3mwA

MoveIt! Setup Assistant
https://ros-planning.github.io/…/setup_assistant_tutorial.h…

哈爸

一段展示自建的 ROS CLI 工具連結 Arduino 內的 CLI，相關程式碼與說明釋出

設計動機與想法
FBTUG Mini FarmBot 一直想整合到 ROS 內, 採果專案也需要將 Arduino 周邊（尤其是手臂）整合進來，需要 ROS 能跟 Arduino 溝通，需要 ROS 通過 UART 發 G-code 字串到 Arduino, 並取得 Arduino 以 G-code 字串回覆的狀態。一直搞不定是因為，ROS 怎麼跟 Arduino 溝通不是很懂，似乎一直是個謎，能夠通也不太會把字串發下去，發下去後怎麼接上原來的 G-code processor. 就算都接起來了， ROS 內還是需要一個 CLI 才能讓使用者輸入命令字串，而且這個 CLI 還得接收狀態回復的字串。另外，因為主 Serial 被 rosserial 佔用，但也不能讓 Arduino 那邊，失去 debug 功能以及，沒有 ROS 在的時候也希望能單獨開發。這表示 debug console 是必須同時存在的。

簡單說，我們需要一個 ROS 上的 Arduino UART Console 以及讓原來複雜的 Arduino 程式賦予 ROS 的能力與架構

此範例就是用最精簡的方式，展示解決以上問題的一點建議參考，由於精簡當然很多可以改善的空間，但也讓這個範例很容易移植到各式各樣類似的情境，希望此範例能為很多苦惱於相同問題的夥伴，帶來一點幫助，預祝大家很快能看到自己的 Arduino 程式跟 ROS 相處得很融洽

操作步驟
1. hardware setup : RPI —usb-- Arduino MEGA , 可參考接線與環境，由於不需要 MEGA 上的 console debug, 所以 debug console 的接線不需要（含 usb-to-serial）
2. firmware setup: using this
3. ROS setup
3.1. git clone https://github.com/FBTUG/FarmHarvestBot.git # 其實只需要裡面的 software/debug_ros/src/debug_ros.py

4. ROS usage:
4.1. roscore
4.2. ubuntu@ha:~$ rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyACM0
4.3. cd [github downloaded source]/software/debug_ros/src
4.4. chmod +x debug_ros.py
4.5. ./debug_ros.py

文件請參考：
https://paper.dropbox.com/…/FBTUG-FarmHarvestBot-Debug-ROS-… (-serial-CLI-enabl

哈爸

【Anaconda+PyCharm 2018 最新版 整合式安裝】

在 python 開發中我們最常用的IDE就是PyCharm，有關PyCharm的優點這裏就不在贅述。在項目開發中我們經常用到許多第三方庫，用的最多的命令就是pip install 第三方庫名 進行安裝。現在你可以使用一個工具來幫你解決經常安裝第三方庫的麻煩，這個工具就是Anaconda。

Anaconda集成了100多個常用的第三方庫，在專案的開發中就可以減少使用 pip 命令進行安裝。

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For MS-Win
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1. Anaconda+PyCharm 整合式安裝備忘
https://drive.google.com/…/1eZVBlkbUTEb3i-AmGTh_aE-UX…/view…

2. PyCharm 設定備忘
https://drive.google.com/…/1v0hbOwkRloTHVVYhT_IaytWy9tTdTIH5 /view?usp=sharing

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For Mac (感謝 陳佳慧 （JiaHue Chen） 提供資訊)
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使用Mac的同學，Anaconda與Pycharm整合設定，可以參考此篇：
https://blog.csdn.net/Amberdreams/article/details/81227488

會議記錄: FBTUG-FarmHarvestBot 農場採果機器人-專案設計討論會

時間： 2018/9/26(三) 19:30-21:00 地點： Internet, Zoom
說明： 專案介紹過了，討論一下設計，並讓各興趣群組夥伴分享，順便讓大家彼此交流，認識

- 與會：專案與社群夥伴約 23 位上線與會（如附圖）
- [ 哈爸 ] ROS 可能在專案內的設計發想與目前雛形解說
--- 簡單介紹 ROS 專案範例 Code 的架構，流程，與 python code 的解說
- [ Ashin Zhao ] 夾具設計想法分享
--- 說明影片夾具的設計想法與過程，已經歷經到了第三代的嘗試了
- [ 吳政龍 ] 學習分享: 機構設計管理平台 Onshape
--- 線上展示 Onshape 的一些開始，讓大家有點概念
--- 與夥伴討論後，專案目前選用 Onshape 為專案機構設計的管理平台
- [ 王柏鈞 ] 簡易手控機械手改裝電控分享
--- 簡單說明手控機器人改裝的設計想法（有附文件）
- [ 王柏鈞 ] FarmHarvestBot 探索地圖
--- 說明探索地圖一些目前的整理與使用
--- 介紹 Evernote 好用的筆記整理/簡報/匯出功能
- 夥伴討論到 瑕疵咖啡豆的視覺模型問題，有夥伴有興趣一起討論，展開中
- 會議錄影剪輯後公開
- 線上討論有用的連結資訊摘要（如後）
- 預計兩週後，下一次專案公開會議
- 相關附件請參考共筆內容，會議非已給連結資訊存放在此
https://drive.google.com/open…

文件： https://paper.dropbox.com/…/FBTUG-FarmHarvestBot--ANvhXFNLY…

哈爸

Mini FarmBot 中，我們大量使用 Python.
如 Commander 就是用 python 寫的。
如 辨識與 AI 部分也會用很多

夥伴想加強基本技能的，這個也合適！

哈爸

過年胡思亂想，分享 FBTUG/FarmBot 的價值

臉書排版不易，入共筆看比較合適！

FarmBot 的價值

FarmBot 平台，根本上全開源是最大革命性的貢獻，主要在農業情境上的自動化機器，一個開放的一般型農業機器，有機會形成一個新的農業自動化體系，可能是一個新產業的基礎

- 大方向上
- 運用全開源軟硬體/機構/生產體系，建構出的影響，讓所有人都可以取得相關技術與資源，做出自己的改裝與應用。
- 在特色上，從 3DP 平台，站上 RPI, 所以各式各樣的軟體加值變得可能，雲端軟體的整合，讓廣域農業資料可以匯集，產生更多後台智慧，在接上相關環境氣候資料，做出農業建議。
- 另外由於有擷取分析影響的設備能力，能經由辨識與進步中的 AI 來做出更多智慧的判斷，這部分也是傳統自動化一直想突破的範疇

- 價值體系建構在之前的開放體系
- 3DP（3D 印表機） - 簡單 XYZ 架構，機構零件很容易取得，電機開源，韌體開源，已經在產業界成功使用
- RPI (樹莓派) - PC 級的 Maker 套件，開放核心軟體，使用 Linux, 是全世界非常活躍的 PC 類開發版，有強大完整的軟體支援
- Linux 與各式的開源軟體套件，建構網頁的前後台

- 技術架構突破點
- 機構上加上 UTM （Universal Tool Mount） 動態換頭, 可根據不同需要隨時更換夾具，大大擴展各式樣的可能性
- 建構雲端系統，統一設備的管理與維護，可持續升級，改善使用者體驗
- 自動化情境加入影像，搭上近期的 AI/ML，有機會在農業場域，開創出新局

- 農業情境上
- 澆水，防水設計
- 雲端種植管理系統，像開心農場的遊戲型態，輕輕鬆鬆種植

- 教育與產業訓練
- 整個系統，各自的組件，都是個專門的技術，一般一個人能學好一兩個組件就很難能可貴了。實務上，接軌附近的組件，由於隔行，基本上會不得其門而入，學習與問題的解決都非常沒有效率。這個情況，會造成整合上，特別的困難。
- 傳統上，由下而上的學習，一個科別一個科別的學，怎麼學也學不完，基礎學好，還是接不上實務，更何況是產業上新的突破。有效率的學習方式，應該是由上而下，有個整體，使用與學習自己當下需要的部分，其他的部分，有個整體大概的了解。這樣相對容易入手，也容易引發學習動機，因為隨時有些許的進展。
- 有價值的東西，通常會被封閉，才能獲利。在傳統上，這些專業的元件，設計資訊都是封閉的，所以我們無法取得設計細節，也沒有辦法去學習與改善，在產業上，也就造成各式各樣的切割與破碎。讓想要升級與進步的廠商，也不得其門而入。
- 在此面向，開放才是解法，整體性的開放，才能讓整個設計能充分被討論，檢視，學習的過程才能扎實，而不是老是學習到各部分的皮毛。
- 藉由各自小部分的學習與改善，公開提出自己的貢獻，跟社群夥伴切磋，更快的修正與改善自己的專業技能，是非常有效率的學習
- 自動化產業訓練
- 價值在跨組件的學習
- 機構專長的多學習電機
- 電機人員，多碰機構與軟體（Linux）
- 軟體人員，多學電機與情境相關軟體
- AI 人員，多學農業情境與設備間的連結
- 各子組件學習重點
FarmBot 是個整合的場域時做情境，單一主題的學習，一般都會有更合適的教材，所以其實不建議在這麼複雜的套件中，學習一些基本的東西。所以學習的重點都會是這個套件比較特別的部分，以及子系統之間的介面設計與實作技巧
- 機構
- UTM 機構的換頭設計
- 強力磁鐵的設計，接合力道與動態分離與結合
- 如何在換頭時，電機也能順利接合
- 換頭的防水，防氣設計
- 電機與韌體
- 將電機系統設計成控制子元件
- 用命令組來控制
- 多命令之間的同步設計
- 命令與 GPIO/UART 的設計
- 各式命令的實作
- 控制軟體
- Python + Serial + Python GUI 程式實作
- Script 自動化實作
- 全年度定時自動化控制
- 環境感測與資料收集
- Linux 開放軟體
- Python+OpenCV : 影像與辨識
- RESPAPI/MQTT 與雲端的軟體通訊介面
- Python 各式套件
- 圖像與生產過程記錄與管理
- 雲端軟體
- 個人自動化農園管理
- [ 請補充 ]
- 農業大數據
- 將各地的農場數據收集，取得環境數據，種植數據
- 各地種植數據的分析，產生更多種植智慧
- 將每一次的種植，做出科學紀錄，經由持續分析，改善種植相關參數，深化種植技術
- 深度學習
- 設備自動化與AI 建構配套
- 如何順利做好特徵標記
- 如何有效收集訓練圖輯
- 執行期結果收集與訓練反饋

FBTUG 的價值

FBTUG 主要在強化 FarmBot 價值在台灣農業自動化產業的進展，讓這些產業價值與相關的技術在台灣深耕與落地。方法是藉由組織開放的社群體系，建構研發能量，實際嘗試進行各類型的 POC, 後續經由實際供應的體系，讓設備能真正在農業場域試煉，讓農民真的用得上，對台灣農業的進步，帶來一丁點的幫助

- 開放研發社群
- 藉由社群開放性的連結，集合各領域的專家，一步一步打造相關的系統與改造
- 將開發與設計的經驗，經由 Code, 文件，分享，討論，讓結果與大家共享，耕耘整個開源體系
- 分享世界各地類似的經驗與成果，促進社群學習效率
- 積極組織專家群，經由更密切的跨領域的討論與共創設計，逐步改善與落實設計
- 結合專家群與生產體系，讓研發能量能與產業體系接軌

https://paper.dropbox.com/…/FBTUG-FBTUGFarmBot-o0ra74V2wM6n…

哈爸

為了build 一個mini Farmbot專用系統環境, 搞了一整個星期, 果然隔行如隔山啊 ~ 終於有點進展!
參考自 Wuulong Hsu 的專用系統 及 ZombieYao Ying 的StepperControl.

# OS_version
https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
Linux raspberrypi 4.9.35 (2017-04-10-raspbian-jessie.img)

# HW_environment
1. Rpi3
2. SD card: 32g
3. cpu散熱片

# Build_process
https://paper.dropbox.com/…/MiniFarmbot-BHNgb78TjC1pMGZQVgv…

# 完成的OS_Image
因為image size太大,上傳失敗~ 明日再傳!

# 重要提醒
1. Rpi3 CPU散熱片很重要, 不然可能會make 到當機.
最好有電扇幫助散熱!
2. 建議用32g SD card, 可以確定8G會build 到爆code.
3. 最新版的raspbian OS, opencv 有一些build code error待解, 我不熟就先跳過.
4. 用python 2.7.x 版可能相容性會好一些, 所以我只build 2.7.x for OpenCV.
5. Build opencv 時 make -j4開啟 4核心build code雖然快, 但容易build到當機 , 建議改成 make, 雖然會多3倍的時間(約3HR),但較穩~

# 待解問題
使用USB camera 會在使用後沒多久失效, Rpi Camera 則抓不到.

# 預計新增項目
1. 導入 Pin8/9/10 控制及水量, 土壤濕度量測.
2. 排程控制.

0819 測試

感謝 陳幸延 大大的幫忙

1. Farmbot X(X-L & X-R) Y Z軸 G code控制沒問題
2. 須注意 X-L軸 機構在移動上會不順，導致跟X-R軸不同速。調鬆皮帶後有改善，但有時還是會短暫卡住不順。
3. 自行開發的Python UI （ https://github.com/SpongeYao/StepperControl ）功能確認
4. NDVI相機 ＋ python UI 確認

之後會陸續更改UI上些功能設定，讓操作在方便些。 有在考慮如何跟雲端IoT如何配合（尋求高手諮詢 orz）