我創(chuàng)建了一個(gè)小程序來模擬打印機(jī)。這會記錄打印機(jī)將執(zhí)行的所有動作，并使用打印機(jī)在紙上繪制的內(nèi)容創(chuàng)建圖像。它對實(shí)驗(yàn)有很大幫助，因?yàn)樗\(yùn)行起來要快得多。請檢查項(xiàng)目附件中的“Printer Simulation”文件。

讓我們?yōu)樽帜?B 運(yùn)行它：

請注意，顏色已更改為在 hackster.io 上看起來更好 原來在 VS Code 中看起來更好

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注：(0, 0)原點(diǎn)在左上角，x 向右增長，y 向下增長。有些公式的符號與正常笛卡爾坐標(biāo)系中的符號相反！

程序剖析（“打印機(jī)模擬”python 文件）：

• SVG 文件被解析。
• 程序只知道如何解釋和。從 它只知道 M - 移動到，L - 線和 A - 弧。更多信息在這里。
• 線 (draw_line) 是直截了當(dāng)?shù)摹鶕?jù)線的公式計(jì)算導(dǎo)數(shù)（斜率）來計(jì)算電機(jī)的速度。
• 對于圓弧，首先需要發(fā)生以下事情：

1. 給定兩個(gè)點(diǎn) ((x, y) 和 (dx, dy))，我們必須找到將通過它們且水平半徑為 rad_x 且垂直半徑為 rad_y 的橢圓。

M 和 A 的格式為：

"M x y"
"A rx ry x-axis-rotation large-arc-flag sweep-flag x y"

• 通解（如果存在）由兩個(gè)橢圓組成。這些是通過求解兩個(gè)二次方程組（橢圓的兩個(gè)點(diǎn)的參數(shù)方程）找到的。函數(shù) solve_ellipse 就是這樣做的。我嘗試使用SymPy來求解它，但它在 EV3 程序塊上運(yùn)行速度非常慢（求解一個(gè)方程組大約需要 30 秒）。
• 從這兩個(gè)橢圓有四個(gè)可能的路徑（?。?。使用 large-arc-flag 和 sweep-flag 屬性選擇正確的一個(gè)。更多信息在這里。
• 從“開始”角度開始，直到達(dá)到“結(jié)束”角度，我們計(jì)算x 和 y的導(dǎo)數(shù)以找到電機(jī)需要運(yùn)行的速度，將它們都運(yùn)行 0.1 秒并重復(fù)該過程。這與PID 算法類似，只是沒有誤差的導(dǎo)數(shù)部分。我們只使用誤差的整數(shù)部分來校正路徑，因?yàn)榍€非常簡單并且結(jié)果足夠好。

現(xiàn)在讓我們在真正的打印機(jī)上運(yùn)行它——參見（“使用 EV3 繪制字母 B”python 文件）

Alexa 整合

第 0 步 - 將附件中的所有內(nèi)容復(fù)制到 VS Code 項(xiàng)目。

它應(yīng)該是這樣的：

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確保在 svg 目錄中解壓 SVG zip：

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忽略 package-lock.json 和 node_modules/

第 1 步 - 連接 EV3 程序塊和 Alexa：https ://www.hackster.io/alexagadgets/lego-mindstorms-voice-challenge-mission-1-f31925

第 2 步 - 在 Alexa 開發(fā)人員控制臺中創(chuàng)建新技能并選擇自定義技能和 Alexa 托管 (Node.js)：https ://www.hackster.io/alexagadgets/lego-mindstorms-voice-challenge-mission-3-4ed812

第 3 步 - 轉(zhuǎn)到“構(gòu)建”選項(xiàng)卡并將模型（在附件中提供）復(fù)制到 JSON 編輯器并保存。還要確保您啟用了“自定義界面控制器”和“自動委派”設(shè)置。您可以在“接口”選項(xiàng)卡中找到它們。保存并構(gòu)建模型。

第 4 步 - 轉(zhuǎn)到“代碼”選項(xiàng)卡并創(chuàng)建此圖像中的文件。如果它們已經(jīng)存在，則從 Alexa 創(chuàng)建的 hello world 的附件中復(fù)制代碼。保存并部署。

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第 5 步 - 轉(zhuǎn)到“測試”選項(xiàng)卡并啟用技能測試。

第 6 步 - 使用 VS Code 在 EV3 程序塊上運(yùn)行 script3r.py 文件。（查看鏈接的教程）

有關(guān)代碼的詳細(xì)信息：

因?yàn)殡姍C(jī)噪音很大，我們不希望 Alexa 在電機(jī)運(yùn)行時(shí)說話。這就是為什么我們不僅要啟用自定義事件，還要啟用 ini 文件中的語音數(shù)據(jù)：

[GadgetSettings]
amazonId = YOUR_OWN_AMAZON_ID
alexaGadgetSecret = YOUR_OWN_SECRET
[GadgetCapabilities]
Custom.Mindstorms.Gadget = 1.0
Alexa.Gadget.SpeechData = 1.0 - viseme

在從 EV3 向 Alexa 發(fā)送“說話”命令后，我們將等待靜音。這是這樣做的：

def on_alexa_gadget_speechdata_speechmarks(self, directive):
    try:
        if self._waiting_for_speech:
            if directive.payload.speechmarksData[-1].value == 'sil':
                self._waiting_for_speech = False
    except KeyError:
        print("Missing expected parameters: {}".format(directive), file=stderr)

由于我們不希望電機(jī)控制干擾發(fā)送或接收通知，我們將使用不同的線程：

self._waiting_for_speech = True
threading.Thread(target=self.draw_letter, args=(
payload["letter"], False), daemon=True).start()

我們在新線程中做的第一件事是等待 Alexa 說完：

while self._waiting_for_speech:
    sleep(0.1)

在發(fā)送給 Alexa 的每個(gè)“說出”命令后，我們都執(zhí)行相同的操作：

self._waiting_for_speech = True
self.send_custom_event('Custom.Mindstorms.Gadget', 'speak', {'txt': pos_title.text})
while self._waiting_for_speech:
    sleep(0.1)

意圖

model.js 中定義了三個(gè)意圖：

• LearnIntent - 這有一個(gè)類型為“Letter”的插槽。可以通過說“畫字母 {Letter}，學(xué)習(xí)字母 {Letter}，寫字母 {Letter}”開始。此意圖將向 EV3 發(fā)送命令以繪制請求的字母，同時(shí)提供有關(guān)如何繪制它的語音指示。
• PlayGameIntent - 沒有插槽。從說“玩游戲”或“測驗(yàn)”開始。它將隨機(jī)選擇字母表中的一個(gè)字母并請求 EV3 繪制它。沒有給出語音指示。
• PlayGameAnswerIntent - 有一個(gè)“字母”類型的插槽。這是從說出先前意圖的答案開始的。答案可以是：“{Letter}”、“答案是{Letter}”、“字母{Letter}”等

LearnIntent 的用戶、回顯設(shè)備、自定義技能、lambda 函數(shù)和 EV3 程序塊之間的交互：

學(xué)習(xí)意圖的序列圖

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PlayGameIntent/PlayGameAnswerIntent 的交互與 LearnIntent 的交互類似。

附上源碼：

• script3r.py - 這是在 EV3 程序塊上運(yùn)行的主要文件。
• script3r.ini - 包含 Amazon Gadget 的密鑰及其功能。
• SVG.zip - 包含 svg 格式的所有字母的 zip 文件。它必須在項(xiàng)目的根目錄中提取并與 script3r.py 和 scrip3r.ini 文件一起復(fù)制到 EV3 程序塊上。
• model.json - 此文件包含 Alexa 自定義技能的交互模型。必須在 Alexa Developer Console -> Script3r -> Build -> Interaction Model -> JSON Editor 中復(fù)制過來。復(fù)制后保存并構(gòu)建。
• package.json - 在 Alexa Developer Console -> Script3r -> Code -> Skill Code -> lambda -> package.json 中復(fù)制
• util.js - 包含 lambda 函數(shù)使用的一些實(shí)用程序。在 Alexa Developer Console -> Script3r -> Code -> Skill Code -> lambda -> util.js 中復(fù)制這個(gè)
• index.js - Alexa 自定義技能的主要代碼。在 Alexa Developer Console -> Script3r -> Code -> Skill Code -> lambda -> index.js 中復(fù)制這個(gè)