12.8. Widgetek és telemetria a CBORChannel segítségével

Az előző két oldal háttérrendszerei nyers bájtokat mozgatnak, és egy nyers bájtcsatornához olyan gazdagépprogram kell, amely tudja, hogyan dekódolja őket. Legtöbbször az, amit egy kamera közzé akar tenni, ennél egyszerűbb: néhány nevesített leolvasás, néhány nevesített vezérlő, egy hullámforma, egy mélységtérkép. Erre az esetre a protocol csomag a protocol.CBORChannel-t szállítja, egy kész háttérrendszert, amely nevesített mezőket tárol, CBOR rekordokként sorosítja őket SenML elrendezésben, és a gazdagép írásait visszadekódolja mezőértékekké. A hozadéka az, hogy az OpenMV IDE már érti: regisztrálj egy CBORChannel-t, és az IDE Csatornák nézete minden mezőt élő widgetként jelenít meg – címkék, kapcsolók, csúszkák, grafikonok, térképek – mindenféle gazdagépkód nélkül. Ugyanezek a rekordok sima CBOR-ok, így egy egyéni gazdagép bármely CBOR könyvtárral dekódolja őket, amikor kinövöd az IDE-t.

A controls_channel.py példa csatornája, ahogy az IDE megjeleníti: kiolvasások, kapcsolók és csúszkák egy FLIR Leptonhoz. Minden vezérlő visszaír a szkriptnek.

12.8.1. Kiolvasások és vezérlők

A CBORChannel tipizált mezők szótára. Az add mindegyiket egy névvel, egy widget type-pal és a típus által igényelt argumentumokkal deklarálja; a ch["name"]-hez való hozzárendelés frissít egy mezőt; az on_write visszahívás kapja meg a gazdagép változtatásait:

import time
import protocol
from protocol import CBORChannel

def on_write(ch, name, value):
    # Called for every control the host changes.
    print(name, "=", value)
    if name == "Reset":
        ch["Count"] = 0

ch = CBORChannel(on_write=on_write)
ch.add("Status", type="label", value="starting")
ch.add("Count", type="label", value=0)
ch.add("Enable", type="toggle", value=True)
ch.add("Threshold", type="slider", min=0, max=100, step=1,
       value=50, unit="%")
ch.add("Gap", type="spinbox", min=0.0, max=15.0, step=0.1,
       value=1.5, unit="mm")
ch.add("Mode", type="radio", options=["Idle", "Track", "Record"],
       value="Idle")
ch.add("Quality", type="select", options=["Low", "Medium", "High"],
       value="Medium")
ch.add("Name", type="lineedit", value="openmv-cam")
ch.add("Reset", type="pushbutton")
protocol.register(name="controls", backend=ch)

count = 0
while True:
    if ch["Enable"]:
        count += 1
        ch["Count"] = count
    ch["Status"] = "threshold %d%%" % ch["Threshold"]
    time.sleep_ms(100)

Futtasd az IDE-ben, váltsd a képkocka-puffer alatti ablaktáblát a Csatornák nézetre, és megjelennek a widgetek: a label csak olvasható érték (mellette a unit-jával), a text statikus formázott szövegblokk, a toggle kapcsoló, a slider és a spinbox egy számot állít be a min / max / step keretein belül (a léptetőmező a pontos bevitelhez), a radio és a select az options közül választ egyet, a lineedit szabad szöveges mező, a pushbutton pedig pillanatnyi művelet, amely True értékkel hívja az on_write-ot. A szkript bármikor visszaolvashatja a vezérlőit a ch["Threshold"] segítségével – a csatorna a legutóbbi értéket tárolja –, az on_write pedig a horog azokhoz, amelyeknél azonnali reakció kell. Egy csúszkához vagy léptetőmezőhöz rendelt (min, max, value) rekord az értékével együtt a tartományát is mozgatja, így követ egy vezérlő egy olyan érzékelőt, amelynek határai egy másik beállítástól függnek.

Az opcionális on_read(channel) visszahívás közvetlenül azelőtt fut, hogy a csatorna a gazdagép számára sorosításra kerülne – ez a hely, ahol egy érzékelőt egy címkébe mintavételezhetsz, hogy a leolvasás csak akkor történjen meg, amikor valaki nézi:

def on_read(ch):
    ch["FPA Temp"] = round(csi0.ioctl(csi.IOCTL_LEPTON_GET_FPA_TEMP), 1)

A File → Examples → 12-Protocol alatti controls_channel.py példa pontosan ezt a formát használja egy FLIR Lepton mérési módjának, hőmérséklet-tartományának és tükrözési / átfordítási beállításainak elérhetővé tételére, miközben a kamera közvetít.

12.8.2. Hullámformák

A waveform mező mintablokkot hordoz mintavételi sebességgel. A minták egy array nyers bájtjai a mező typecode-jában (alapértelmezés szerint előjel nélküli 16 bites); több jel egyszerre – egy gyorsulásmérő három tengelye – esetén fésüld őket össze, és add meg, hány series van, és hogyan nevezzük őket:

import math
import time
import protocol
from array import array
from protocol import CBORChannel

RATE = 1000           # samples per second
CHUNK = 100           # samples per update (100 ms)

ch = CBORChannel()
ch.add("Mic", type="waveform", sample_rate=RATE,
       min=0, max=65535)                           # uint16
ch.add("IMU", type="waveform", sample_rate=RATE, series=3,
       typecode="f", min=-2.0, max=2.0,
       options=["X", "Y", "Z"], unit="g")          # float32 x 3
protocol.register(name="signals", backend=ch)

t = 0
while True:
    mic = array("H", (int(32768 + 20000 * math.sin(2 * math.pi * 50 * (t + i) / RATE))
                      for i in range(CHUNK)))
    imu = array("f")
    for i in range(CHUNK):
        phase = 2 * math.pi * 2 * (t + i) / RATE
        imu.extend((math.sin(phase), math.cos(phase), 1.0))
    ch["Mic"] = bytes(mic)    # the raw sample bytes
    ch["IMU"] = bytes(imu)
    t += CHUNK
    time.sleep_ms(100)

Az IDE minden hullámformát görgetődő grafikonként ábrázol, adatsoronként egy görbével, minden adatdarabot időbélyeggel lát el, hogy a frissítések közötti hézagok hézagként látszódjanak, és spektrumnézetet, kioldókat, jelölőket, valamint CSV, WAV, NumPy vagy Edge Impulse fájlba rögzítést kínál. Cseréld a szintetikus szinuszt audio mintákra vagy egy IMU-illesztőprogram leolvasásaira, és a szkript adatgyűjtő eszközzé válik.

12.8.3. Mélységtérképek

A depth mező width x height méretű, 32 bites lebegőpontos számokból álló rács, cellánként egy távolsággal – amit egy repülésiidő-érzékelő előállít. A min / max deklarálja a tartományt, amelyet a gazdagépnek színekre kell leképeznie; az IDE a színek tartományát automatikusan is beállíthatja az adatokból:

import struct
import time
import tof
import protocol
from protocol import CBORChannel

tof.init()
ch = CBORChannel()
ch.add("depth", type="depth", width=tof.width(), height=tof.height(),
       min=0, max=1000)
reg = protocol.register(name="ToF", backend=ch)

while True:
    try:
        d, dmin, dmax = tof.read_depth(vflip=True, hmirror=True)
    except RuntimeError:
        continue
    ch["depth"] = struct.pack("<%df" % len(d), *d)
    reg.send_event(0xFFFF)
    time.sleep_ms(50)

A sensors_channel.py példa egy ilyen mélységcsatornát egy leolvasáscsatornával és egy arcérzékelővel párosít ugyanazon a kamerán. A send_event() hívás opcionális – az IDE magától lekérdezi a csatornákat –, de egy eseményvezérelt gazdagépnek jelzi, hogy új képkocka áll készen, anélkül hogy annak kérdeznie kellene.

12.8.4. Dekódolás egyéni gazdagépen

A rekordok szabványos CBOR-ok: minden csatornaolvasás a SenML egész kulcsaival (0 név, 1 mértékegység, 2 numerikus érték, 3 karakterlánc érték, 8 adatérték, és negatív kulcsok a widget típusához, az opciókhoz, a tartományhoz és a dimenziókhoz) kulcsolt leképezések tömbjét adja vissza. Az IDE-t kinőtt gazdagép a channel_read() segítségével olvassa a csatornát, és bármely CBOR könyvtárral dekódolja (pip install cbor2); egy vezérlő visszaírása {0: name, 2: value} leképezések CBOR tömbje, amelyet a channel_write() küld el. A protocol.CBORChannel referencia minden kulcsot felsorol. A legtöbb projektben azonban az IDE Csatornák nézete a gazdagép, és az egyetlen kód a fenti kameraoldali szkript.