2024年TI杯E题-三子棋游戏装置方案分享-jdk123团队-第四弹第二题

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往期回顾

前期准备

摄像头bug解决

手搓机械臂

视觉模块的封装

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下面是题目部分：

第二问我们继续延续第一问的思路：
将棋子坐标与棋盘上标定的坐标进行绑定。
代码展示：

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import cv2
import numpy as np
import copy
from pynput import keyboardclass RelayController:  # 电磁铁控制def __init__(self, relay_pin, debounce_time=0.5):"""初始化继电器控制类:param relay_pin: 继电器连接的 GPIO 引脚:param debounce_time: 控制继电器的状态保持时间（秒）"""self.relay_pin = relay_pinself.debounce_time = debounce_time# 设置 GPIO 模式为 BCMGPIO.setmode(GPIO.BCM)# 设置引脚为输出模式GPIO.setup(self.relay_pin, GPIO.OUT)def turn_on(self):"""开启继电器"""print("继电器开启")GPIO.output(self.relay_pin, GPIO.HIGH)  # 继电器开启def turn_off(self):"""关闭继电器"""print("继电器关闭")GPIO.output(self.relay_pin, GPIO.LOW)  # 继电器关闭def run(self):"""控制继电器的状态"""try:while True:self.turn_on()time.sleep(self.debounce_time)  # 保持状态self.turn_off()time.sleep(self.debounce_time)  # 保持状态except KeyboardInterrupt:print("程序终止，清理 GPIO 设置")finally:self.cleanup()def cleanup(self):"""清理 GPIO 设置"""GPIO.cleanup()def on_release(key):if key == keyboard.Key.esc:# 退出程序的条件return False  # 停止监听class ArmControl:def __init__(self):GPIO.setwarnings(False)# 初始化舵机引脚self.servos = {'base': 16,'shoulder': 20,'elbow': 21}# 设定每个九宫格位置对应的舵机角度self.position_angles = {0:(60 ,60 , 90), 9: (94, 69, 46),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0° true1 9 18: (89, 67, 48),  # 位置2: 基座90°，肩部14°，肘部0° true1 8 17: (83, 63, 51),  # 位置3: 基座82°，肩部14°，肘部0° true1 7 16: (96,61, 67),   # 位置4: 基座97°，肩部5°，肘部3°  true1 6 15: (89, 61, 73),   # 位置5: 基座90°，肩部0°，肘部0° true1 5 14: (82, 61, 74),   # 位置6: 基座82°，肩部5°，肘部3° true1 4 13: (98, 60, 89),  # 位置7: 基座99°，肩部0°，肘部45° true1 3 12: (89, 60, 93),  # 位置8: 基座90°，肩部0°，肘部45°  true1 2 11: (80, 60, 97) ,  # 位置9: 基座80°，肩部0°，肘部46° true1 1 1'A1': (75,64,63),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0° 'B1':(104,67,49),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0° true'C1':(106,66,67),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0° ture'D1':(108, 70, 102),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0°'A2':(75, 69,43),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0° true 1'B2':(75, 64, 67),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0° true'C2':(73, 64, 85),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0°'D2':(70, 70, 112),  # 位置1: 基座97°，肩部14°，肘部0°}# 设置GPIO模式GPIO.setmode(GPIO.BCM)# 设置舵机引脚self.pwm = {}self.last_time = 0  # 上一次设置时间self.debounce_time = 0.03  # 防抖时间（秒）for servo in self.servos.values():GPIO.setup(servo, GPIO.OUT)self.pwm[servo] = GPIO.PWM(servo, 50)  # 50Hzself.pwm[servo].start(0)def set_servo_angle(self, pwm, target_angle, speed):"""将舵机平滑旋转到指定角度，并实现防抖逻辑"""current_time = time.time()  # 获取当前时间# 防抖逻辑if current_time - self.last_time < self.debounce_time:return  # 如果距离上次设置时间小于防抖时间，则不执行# 计算占空比duty = self.angle_to_duty_cycle(target_angle)# 确保占空比在合理范围内if duty < 0:duty = 0elif duty > 12:  # 假设最大是180度duty = 12pwm.ChangeDutyCycle(duty)time.sleep(speed)  # 按速度控制时间延迟pwm.ChangeDutyCycle(0)  # 停止PWM信号self.last_time = current_time  # 更新最后设置时间def move_servo(self, servo_name, angle):"""指定舵机移动到指定角度"""self.set_servo_angle(self.pwm[self.servos[servo_name]], angle, 0.5)  # 设置速度为0.5秒def move_to_position(self, position):"""移动机械臂到指定棋盘位置（1-9）"""if position in self.position_angles:angles = self.position_angles[position]  # 获取角度元组self.move_servo('base', angles[0])# 移动基座time.sleep(0.5)self.move_servo('elbow', angles[2])time.sleep(1)self.move_servo('shoulder', angles[1])# 移动肩部# 移动肘部def remove_to_position(self, position):"""移动机械臂到指定棋盘位置（1-9）"""if position in self.position_angles:angles = self.position_angles[position]  # 获取角度元组self.move_servo('shoulder', angles[1])# 移动基座time.sleep(0.5)self.move_servo('elbow', angles[2])time.sleep(1)self.move_servo('base', angles[0])else:print("无效的位置编号！")def angle_to_duty_cycle(self, angle):"""将角度转换为PWM占空比（0到100之间）"""return (angle / 18) + 2  # 示例转换，具体根据舵机类型调整def cleanup(self):"""清理GPIO设置"""for pwm in self.pwm.values():pwm.stop()GPIO.cleanup()class ArmControlA(ArmControl):def __init__(self):super().__init__()self.position_angles.update({11: (104, 68, 49),12: (75, 64, 67),13: (106, 66, 67),14: (73, 64, 85)})self.sequence_positions = [11, 12, 13, 14]self.current_sequence_index = 0def move_to_next_sequence_position(self):if self.current_sequence_index < len(self.sequence_positions):position = self.sequence_positions[self.current_sequence_index]self.move_to_position(position)self.current_sequence_index += 1else:print("序列完成。重置到起始位置。")self.current_sequence_index = 0self.move_to_next_sequence_position()# 初始化一个计数器变量来记录 '1' 键的按下次数
key1_press_count = 0def on_press(key):global relay_controller, key1_press_countrelay_controller = RelayController(relay_pin=17)try:# 替换按下 '1' 键来执行相应的功能if key.char == '1':arm_control_a.move_to_next_sequence_position()print("yidongwanc")# 如果按下 'q', 'w', 'e', 'a', 's', 'd', 'z', 'x', 'c'if key.char in 'qweasdzxc':position = 'qweasdzxc'.index(key.char) + 1  # 将字符转换为对应的数字 1-9relay_controller.turn_on()q1w1e1atime.sleep(2)arm_control_a.remove_to_position(position)time.sleep(2)relay_controller.turn_off()except AttributeError:# 如果按下的是功能键（如 Shift、Ctrl 等），则不做处理relay_controller.cleanup()passdef main6():global arm_control_aarm_control_a = ArmControlA()# 示例继电器 GPIO 引脚print("按 'i' 键依次移动到序列位置 11-14。按 'qweasdzxc' 键移动到 ArmControl 的位置。")# 启动键盘监听with keyboard.Listener(on_press=on_press, on_release=on_release) as listener:try:listener.join()  # 开始监听，直到 Esc 键被按下except KeyboardInterrupt:print("程序终止。清理 GPIO 设置。")arm_control_a.cleanup()relay_controller.cleanup()# 1
# q w e a s d z x cif __name__ == "__main__":main6()