MATLAB映像表示機能付き無線遠隔通信システム

MATLABを使って，映像表示機能+遠隔操作機能付きロボットの
システム構成を紹介します．

知れる事

◇MATLAB GUI製作

◇ラズベリーパイとMATLABのワイヤレス接続
　Wi-Fiを使う

◇無線で映像の受信と表示

◇ジョイスティックでロボットを無線遠隔操縦

概要・基本構成

①MATLABでGUIの製作を行います．

②MATLABにジョイスティック，ウェブカメラ，ラズベリーパイの設定を行います．

③ラズベリーパイからMATLABへ映像の情報を送り，MATLABのGUIで表示します．

④MATLABからラズベリーパイへジョイスティックの操作量の情報を送ります．

⑤ラズベリーパイは，ジョイスティック操作量を受け取り，Arduinoへ転送します．

⑥Arduinoは操作量を受け取り，モータードライバーへ信号を送り，モータを駆動します．

解説

基本構成は，

①送信側のMATLABでジョイスティックの操作量を計算し，ラズベリーパイへ送信

加えて，ラズベリーパイからの映像の情報をGUIに表示

②ラズベリーパイは，映像の情報をMATLABへ送信

加えてMATLABからの操作量を受け取り，Arduinoへ送信

③Arduinoがモータを制御

解説動画

ユーチューブ　ニコニコ動画　にて　解説もしています．
ロボットがどのような動作をされるか見たい方は，ご参照ください．

ニコニコ動画

MATLAB映像表示機能付き無線遠隔通信システム

構成

基本構成は，

①送信側のMATLABでジョイスティックの操作量を計算し，ラズベリーパイへ送信
　加えて，ラズベリーパイからの映像の情報をGUIに表示

②ラズベリーパイは，映像の情報をMATLABへ送信
　加えてMATLABからの操作量を受け取り，Arduinoへ送信

③Arduinoがモータを制御

ポイント

●Wi-Fi環境下なので，通信距離が伸びる事，
映像表示が可能になること
●遠隔操作と映像表示が1つのソフトでできる事
●GUIをカスタマイズできること
です．

現在，下記の課題があります．
①動作遅延が発生
②MATLAB2018a以降では映像が表示できない．

今回はMATLABのguideというGUI作成ツールを使って
ロボットの遠隔操縦を行います．

このguideは，GUIのボタンや座標軸等を
ドラッグ＆ドロップで自分の好みに作成できます．
作成ができ，ファイルを保存するだけで，
GUIを表示するプログラムが自動的にできるので，
あとは表示機能に関するプログラムコードを
追加して記入して，今回のシステムを構築できます．

0⃣前準備

ただし，パソコンにMATLAB2017aまたは2017bをインストールしていない人は，MathWork社から
購入する必要があります．
MATLABは企業用や教育用他のeditionがありますが，個人で使う場合であれば，Home Licenseが利用できます．
インストール時は，1日時間がかかるので，時間に余裕をもって行うとよいでしょう．

MATLABをインストールしたら，ラズベリーパイとの接続，ウェブカメラ情報のやり取りを行うために
ツールボックス，サポートパッケージが必要です．
数年前にインストールしたので，ちょっと定かではありませんが，現在の私のMATLAB2017には
下記がインストールされています．
他に必要である場合は，MATLABがエラーメッセージを表示してくれるはずなので，適宜追加してください．
(過剰だったらすみません．)

今回使用するラズベリーパイ3Bの設定は，動画に掲載しましております．

1⃣ウェブカメラ映像表示

ラズベリーパイに装着したウェブカメラの映像表示を行います．
guideでGUIを作成し，GUIで映像表示が可能になるように，プログラムコードを追加すれば機能します．
製作から，起動までの流れは動画に掲載しております．

⇓guideで作成した映像表示テスト用のGUIです．

↑のプッシュボタンを押せば
↓のように映像が表示されます．

ラズベリーパイはウェブカメラをつなげ，
電源を入れてからMATLABで接続をしてください．
↓

以下にプログラムコードの解説と，実際に駆動したときのプログラムを表示します．
MATLAB guideで今回作成したGUIには，Opening関数，Callback関数，guidata関数
という3つの関数でGUIを機能させています．

➊Opening関数
　ラズベリーパイ，ウェブカメラの接続に関する変数をここで定義して代入します．
・ラズベリーパイの設定に関する変数handles.raspiに接続したラズベリーパイの情報を格納
・ラズベリーパイに接続されているウェブカメラの情報を取得するwebcamを使い，変数handles.wcam1に
　情報を代入します
・プッシュボタンが押されていない場合はGUIは映像表示を行わないようにします．
　なので，handles.stateという変数を用意して，NOを代入します．

MATLAB guideでは handlesという構造体を使って変数を設定し，
GUI作動に必要な関数が情報のやり取りを行い，機能します．
Arduinoですと，構造体を使う必要はないのですが，MATLAB guideでは少し違う運用のようです．

ちなみに構造体とは，左の図のようにintやdouble等多様な型式の変数を格納することができる変数の
枠みたいなもので，「変数を格納した変数」という言われ方もしています．
MATLAB guideでは「handles.変数名」で変数を定義することができます．
なので，たとえばラズベリーパイの変数ではhandles.raspiとしていますが，handles.abcとしても
問題ありません．

❷Callback関数
　プッシュボタンが押された後に映像が表示されるプログラムコードを追記します．
つまり，プッシュボタンが押されたら，endまでの処理が実行されます．
　Opening関数で設定したhandles.state変数は'access'を代入します．
　続くwhile文の条件でhandles.stateがaccessの時に映像表示が機能します．
　snapshotは，Opening関数で用意したhandles.wcam1の情報を呼び出して，ウェブカメラ映像の1フレームを
　取得します．この1フレーム分のデータを変数img1へ代入し，imshowで使用します．
　imshowでは映像に関する情報と，表示範囲を指定するコードで，imshow(映像表示用変数,'Parent',表示範囲)
「表示範囲」は，guideで設定した座標軸axes1の変数handles.axes1をコードに記載しています．

❸guidata関数
　Opening関数，Callback関数設定した変数では値を代入しましたが，
　代入した内容を変数内に保存されていません．
　例えばOpening関数で設定したhandles.wcam1に代入された内容は，pushbutton1_Callbak関数へそのまま
　移行されません．
　代入内容を移行するには，保存を行う必要があります．それを行うのがguidata関数です．
　guidata関数は，Opening関数やCallback関数の最後のほうに記入して，変数の内容を保存するという
　プログラムの処理が行われます．

映像表示に関する主要な部分は以上です．
少しややこしったかもしれないので，簡潔に機能だけ説明すると，

⓵Opening関数でラズベリーパイ，ウェブカメラの情報をMATLABのプログラムを使って入手する．
　プログラムはMATLAB guideで作成されたコードに記入する
　記入では「handles.変数名」という書き方で変数を定義し，情報を代入する．
　handles.stateをnoにしておく
　必要な情報を変数で代入したら．guidata関数で保存を行う．

⓶Callback関数では，ボタンが押されたらウェブカメラの映像を表示する．
　handles.stateをaccessにする
　while文の条件分岐でhandles.state=accessにして，映像表示用のコードを実行する．
　Opening関数内のhandles.webcam1を呼び出し，snapshot,imshowを使って1フレーム分の画像表示を行う．
　guidata関数で上記内容を保存する
　⇒結果．1フレームごとに画像が更新されるため，映像として表示される

※なお，MATLABのプログラムコードのみ記載しても，GUIの図figファイルがないため，エラーになります．
　動画の通り，guide起動から図を作成して，プログラムを追記すると正常に動作します．
　加えて，figファイルとプログラムが書かれたmファイルは，同じフォルダ内に格納すれば正常に動作します．

下記に映像表示テスト用のプログラム全文を記します．
guideでGUIを作成後，プログラムコード追記の際に参考にしてみてください．

□MATLAB-ラズベリーパイ+webカメラ映像表示用プログラム
function varargout = PSR_WEBCAM_test_1(varargin)

% PSR_WEBCAM_TEST_1 MATLAB code for PSR_WEBCAM_test_1.fig
%      PSR_WEBCAM_TEST_1, by itself, creates a new PSR_WEBCAM_TEST_1 or raises the existing
%      singleton*.
%
%      H = PSR_WEBCAM_TEST_1 returns the handle to a new PSR_WEBCAM_TEST_1 or the handle to
%      the existing singleton*.
%
%      PSR_WEBCAM_TEST_1('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local
%      function named CALLBACK in PSR_WEBCAM_TEST_1.M with the given input arguments.
%
%      PSR_WEBCAM_TEST_1('Property','Value',...) creates a new PSR_WEBCAM_TEST_1 or raises the
%      existing singleton*.  Starting from the left, property value pairs are
%      applied to the GUI before PSR_WEBCAM_test_1_OpeningFcn gets called.  An
%      unrecognized property name or invalid value makes property application
%      stop.  All inputs are passed to PSR_WEBCAM_test_1_OpeningFcn via varargin.
%
%      *See GUI Options on GUIDE's Tools menu.  Choose "GUI allows only one
%      instance to run (singleton)".
%
% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES
% Edit the above text to modify the response to help PSR_WEBCAM_test_1
% Last Modified by GUIDE v2.5 17-Sep-2020 05:44:57
% Begin initialization code - DO NOT EDIT

gui_Singleton = 1;
gui_State = struct('gui_Name',       mfilename, ...
                   'gui_Singleton',  gui_Singleton, ...
                   'gui_OpeningFcn', @PSR_WEBCAM_test_1_OpeningFcn, ...
                   'gui_OutputFcn',  @PSR_WEBCAM_test_1_OutputFcn, ...
                   'gui_LayoutFcn',  [] , ...
                   'gui_Callback',   []);
if nargin && ischar(varargin{1})
    gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end

if nargout
    [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
else
    gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end
% End initialization code - DO NOT EDIT
% --- Executes just before PSR_WEBCAM_test_1 is made visible.
function PSR_WEBCAM_test_1_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject    handle to figure
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
% varargin   command line arguments to webcamtest_PSR_demo_webcam (see VARARGIN)
handles.mypi=raspi;
handles.wcam1 = webcam(handles.mypi,'UVC Camera (046d:081b) (usb-3f980000.usb-1.5):');
handles.state='No';
% Choose default command line output for webcamtest_PSR_demo_webcam
handles.output = hObject;
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
% UIWAIT makes PSR_WEBCAM_test_1 wait for user response (see UIRESUME)
% uiwait(handles.figure1);
% --- Outputs from this function are returned to the command line.
function varargout = PSR_WEBCAM_test_1_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)
% varargout  cell array for returning output args (see VARARGOUT);
% hObject    handle to figure
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
% Get default command line output from handles structure
varargout{1} = handles.output;
% --- Executes on button press in pushbutton1.
function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton1 (see GCBO)
handles.state='access';

while(strcmp(handles.state,'access'))
img1 = snapshot(handles.wcam1);
imshow(img1, 'Parent', handles.axes1);
% hObject    handle to pushbutton3 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
guidata(hObject, handles);
end

% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)

長々と解説を書きましたが，以下にまとめの図を記載しました．
↓

2⃣ウェブカメラ映像表示+ジョイスティック操作

プログラム作成手順は，1⃣と変わりません．
1⃣からの変更点として，
・ウェブカメラを2つに増やした
・ジョイスティックを使用して，走行ロボットNUEMK-Ⅰを操作できるようにした．
※下記に⓵モータドライバーTA7291Pのバージョンと②Plolu5019バージョンの回路図とプログラムコードを
　示しますが，MATLAB側のプログラムは⓵，②いずれも同じコードを使用しているので，最後に記載します．

⓵ジョイスティックーモータ操作と2つのウェブカメラ映像表示
テスト目的で，ジョイスティックーモータ操作と2つのウェブカメラ映像表示を行うシステムを構築しました．
まず電子回路ですが，ロボット側はラズベリーパイ - Arduino - モータドライバーで接続されています．
ラズベリーパイには，アナログ出力ピンがないため，ArduinoとI2C接続を行い，モータドライバーへ
アナログ信号を出力しています．

※Arduinoの電源が入っていなかったり，ArduinoとラズベリーパイがI2Cで接続されていない場合は，
　MATLABにエラーが表示されます．
　後程記しますが，MATLABのプログラムでI2Cを探し，認識させるコードを書いているため，
　探しても見つからない場合は，エラーが発生するというものです．
↓はテスト用の回路図です．モータードライバーはTA7291P

オペレータ(MATLAB)側ですが，PCにジョイスティックをつなぎ，8つの領域にジョイスティックが
操作されると，モータの回転方向が決まり，操作量が大きくなると，モータの回転速度が増すようにしています．

続いて，プログラムコードを説明します．
まずは，走行ロボット　NUEMK-Ⅰに搭載されているArduinoのプログラムです．
制御フローで示すとこんな感じです．

TA7291Pモータドライバーを使用したときのプログラムを下記に記します．
制御フローの条件分岐はswitch文で行っています．

また，モータへの出力用コードは
digitalWrite(ピン番号,HIGH);
digitalWrite(ピン番号,LOW);
analogWrite(ピン番号,ジョイスティック操作量);
となっています．

Wire.hはArduinoがI2C通信が可能にするヘッダーファイルです．
これでラズベリーパイからのI2Cピンを受信し，
下記コードを書いて，情報を読み取ります．
a = Wire.read();
b = Wire.read();
c = Wire.read();

□TA7291P仕様Arduinoプログラム
#include <Wire.h>
int a,b,c,y,z;
void setup() {
  Wire.begin(8);// Slave ID #8
  Serial.begin(9600);
  Wire.onReceive(test);
  pinMode(3,OUTPUT);
  pinMode(4,OUTPUT);
  pinMode(5,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,OUTPUT);
  pinMode(10,OUTPUT);
}

void loop() {
//z = -1;
//Serial.println(z);
}

void test(int numBytes){
y=Wire.available();
Serial.print("0");
Serial.print(numBytes);
Serial.println("0");
if(numBytes > 0){
 a = Wire.read();
 b = Wire.read();
 c = Wire.read();
 //Serial.print("0");
 //Serial.print(a);
 //Serial.print("0");
 //Serial.print(b);
 //Serial.print("0");
 //Serial.print(c);
 //Serial.println("0");
 switch(a){
 case 1:
 digitalWrite(3,HIGH);
 digitalWrite(4,LOW);
 analogWrite(5,b); 
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(9,LOW);
analogWrite(10,c);
break;

 case 2:
 digitalWrite(3,LOW);
 digitalWrite(4,HIGH);
 analogWrite(5,b); 
 digitalWrite(8,HIGH);
 digitalWrite(9,LOW);
 analogWrite(10,c);
 break;

 case 3:
 digitalWrite(3,LOW);
 digitalWrite(4,HIGH);
 analogWrite(5,b); 
  digitalWrite(8,LOW);
 digitalWrite(9,HIGH);
 analogWrite(10,c);
 break;

 case 4:
 digitalWrite(3,LOW);
 digitalWrite(4,HIGH);
 analogWrite(5,b); 
 digitalWrite(8,LOW);
 digitalWrite(9,HIGH);
 analogWrite(10,c);
 break;

 case 5:
 digitalWrite(3,LOW);
 digitalWrite(4,HIGH);
 analogWrite(5,b); 
 digitalWrite(8,LOW);
 digitalWrite(9,HIGH);
 analogWrite(10,c);
 break;

 case 6:
  digitalWrite(3,LOW);
 digitalWrite(4,HIGH);
 analogWrite(5,b); 
 digitalWrite(8,HIGH);
 digitalWrite(9,LOW);
 analogWrite(10,c);

 break;
 case 7:
 digitalWrite(3,HIGH);
 digitalWrite(4,LOW);
 analogWrite(5,b); 
  digitalWrite(8,LOW);
 digitalWrite(9,HIGH);
 analogWrite(10,c);
 break;

 case 8:
 digitalWrite(3,HIGH);
 digitalWrite(4,LOW);
 analogWrite(5,b); 
  digitalWrite(8,HIGH);
 digitalWrite(9,LOW);
 analogWrite(10,c);
 break;
 }
  //delay(10);
}
}

②簡易走行ロボット　NUE MK-1のシステム例
タミヤギアドモータを使った走行ロボット，NUEMK-Ⅰに搭載した際の製作例を示します．
まずは回路図です．
変更点ですが
モータドライバーはTA7291PからPololu5019に変更しています．
サーボモータを2台動作できるようにしています．
ラズパイ用バッテリーを設けています(スマホ用モバイルバッテリー)
車体駆動用バッテリーは乾電池から，リチウムイオンバッテリーをしよしています．
(NUEには報道用カメラバッテリー DUO190を2台使用)

続いて，Arduinoのプログラムを示します．
⓵からの変更点ですが，
・ヘッダーファイル<DualVNH5019MotorShield.h>を追加
・モータへの出力コードを変更
　md.setM1Speed();
　md.setM2Speed();

例えば，MATLABからのデータを変数b,cに格納した場合，
前進なら
md.setM1Speed(b);
md.setM2Speed(c);
後退なら
md.setM1Speed(-b);
md.setM2Speed(-c);
と記載しています．

□Plolu5019モータードライバー仕様
#include <Wire.h>
#include <DualVNH5019MotorShield.h>
DualVNH5019MotorShield md;

int a,b,c,y,z;
int val;

void stopIfFault()
{
  if (md.getM1Fault())
  {
    Serial.println("M1 fault");
    while(1);
  }

  if (md.getM2Fault())
  {
    Serial.println("M2 fault");
    while(1);
  }
}

void setup() {
  Wire.begin(8);// Slave ID #8
  Serial.begin(9600);
  Wire.onReceive(test);
 /*   pinMode(3,OUTPUT);
  pinMode(4,OUTPUT);
  pinMode(5,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,OUTPUT);
  pinMode(10,OUTPUT);*/
  Serial.println("Dual VNH5019 Motor Shield");
  md.init();
}

void loop() {
//z = -1;
//Serial.println(z);
}

void test(int numBytes){
y=Wire.available();
Serial.print("0");
Serial.print(numBytes);
Serial.println("0");
if(numBytes > 0){
 a = Wire.read();
 b = Wire.read()/127;
 c = Wire.read()/127;
 /*Serial.print("0");
 Serial.print(a);
 Serial.print("0");
 Serial.print(b);
 Serial.print("0");
 Serial.print(c);
 Serial.println("0");
 */

 switch(a){
 case 1:
md.setM1Speed(b);
md.setM2Speed(c);
 //Serial.print(a);
 break;

 case 2:
md.setM1Speed(b);
md.setM2Speed(c);
 //Serial.print(a);

 break;
 case 3:
md.setM1Speed(-b);
md.setM2Speed(-c);
 //Serial.print(a);
 break;

 case 4:
md.setM1Speed(-b);
md.setM2Speed(-c);
 //Serial.print(a);
 break;

 case 5:
md.setM1Speed(-b);
md.setM2Speed(-c);
// Serial.print(a);
 break;

 case 6:
md.setM1Speed(-b);
md.setM2Speed(-c);
 //Serial.print(a);
 break;

 case 7:
md.setM1Speed(b);
md.setM2Speed(c);
 break;

 case 8:
md.setM1Speed(b);
md.setM2Speed(c);
 //Serial.print(a);
 break;

 }
  //delay(10);
}
}

NUE用サーボモータ回転プログラム
ジョイスティックのボタンが押され，ラズベリーパイのデジタルピンから，信号を受信して，
サーボモータを駆動するために作成したプログラムです．

□サーボモータ回転プログラム
#include <Servo.h>
Servo myservo;

int a,b,c,y,z,val,h,i;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(3,INPUT);
  pinMode(4,INPUT);
  pinMode(5,INPUT);
  pinMode(6,INPUT);
  pinMode(2,INPUT);
      //pinMode(11,OUTPUT);
  pinMode(12,OUTPUT);
  //pinMode(13,OUTPUT);
  pinMode(7,OUTPUT);
}

void loop() {
    if(digitalRead(6) == HIGH){
/* シリアルポートに'A'を出力 */
val=1;
} 
 else if(digitalRead(2) == HIGH){
val=2;
}

else if(digitalRead(3) == HIGH){
val=3;
}

else if(digitalRead(4) == HIGH){
val=4;
}

else {
val = 0;
}

 switch(val) // Perform an action depending on the command
 {
  case 1://Move Forward
    h=h+1;
    myservo.attach(12);
    myservo.write(h);
    //Serial.println(1);
    delay(10);
  break;

  case 2://Move Backwards
    h=h-1;
    myservo.attach(12);
    myservo.write(h);
        //Serial.println(2);
        delay(10);
  break;

  case 3://Turn Left
    i=i+1;
    myservo.attach(7);
    myservo.write(i);
        //Serial.println(3);
        delay(10);
  break;

  case 4://Turn Right
    i=i-1;
    myservo.attach(7);
    myservo.write(i);
        //Serial.println(4);
        delay(10);
  break;

  default:
      Serial.println(0);
  break;
}
}

NUE操作用MATLABプログラム
最後に，MATLABのプログラムコードを解説します．
基本的にOpening関数，Callback関数内にコードを追加してゆくのですが，
1⃣の内容から，さらにコンテンツを加えています．

Opening関数での追加内容
・ウェブカメラ

handles.wcam2←ウェブカメラ2台目用の変数
・I2C
scanI2CBus(handles.mypi,'i2c-1')←ラズベリーパイのI2C番号を取得
enableI2C(handles.mypi,10)←バススピードを指定して，I2C出力を可能にする
handles.i2csensor = i2cdev(handles.mypi,'i2c-1','0x08')
↑MATLABとラズベリーパイのI2Cを可能にする

handles.joy = vrjoystick(1)
↑PCに接続されているジョイスティックを認識させる

Callback関数内での追加内容
・ウェブカメラ2台目用の映像表示
　img2 = snapshot(handles.wcam2);
　imshow(img2, 'Parent', handles.axes2);

．ジョイスティック用ボタン
a = button(handles.joy,1)
　　↑ボタンを認識

writeDigitalPin(handles.mypi,4,a)

↑ボタンが押されたら，ラズベリーパイのデジタルピンから信号を出力
　　※一応ボタンはすべて出力できるようにしています．

・ジョイスティックレバー操作
　モータ回転方向と回転速度にかかわる部分です
　長いので一部分だけを使って基本的な構成を紹介します．
基本的な構成
if(joystickの縦・横の値が正or負？)
　if(joystick縦値>joystick横値)
　　t=[領域の番号,右モータ値,左モータ値]
　　　try
　　　write(handles.i2csensor(i2c-1の事), t(上記値) ,’int8’)
　　　catch
　　　warning(‘Problem using I2C interface’)
end
else

以下，ジョイスティックの1～8までの領域に対して，同様のコードが書かれています．

□Matlab_Plollu5019使用ロボットプログラム
function varargout = webcamtest3(varargin)
% webcamtest3 MATLAB code for webcamtest3.fig
%      webcamtest3, by itself, creates a new webcamtest3 or raises the existing
%      singleton*.
%
%      H = webcamtest3 returns the handle to a new webcamtest3 or the handle to
%      the existing singleton*.
%
%      webcamtest3('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local
%      function named CALLBACK in webcamtest3.M with the given input arguments.
%
%      webcamtest3('Property','Value',...) creates a new webcamtest3 or raises the
%      existing singleton*.  Starting from the left, property value pairs are
%      applied to the GUI before webcamtest3_OpeningFcn gets called.  An
%      unrecognized property name or invalid value makes property application
%      stop.  All inputs are passed to webcamtest3_OpeningFcn via varargin.
%
%      *See GUI Options on GUIDE's Tools menu.  Choose "GUI allows only one
%      instance to run (singleton)".
%
% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES
% Edit the above text to modify the response to help webcamtest3
% Last Modified by GUIDE v2.5 12-Dec-2017 23:04:10
% Begin initialization code - DO NOT EDIT

gui_Singleton = 1;

gui_State = struct('gui_Name',       mfilename, ...
                   'gui_Singleton',  gui_Singleton, ...
                   'gui_OpeningFcn', @webcamtest3_OpeningFcn, ...
                   'gui_OutputFcn',  @webcamtest3_OutputFcn, ...
                   'gui_LayoutFcn',  [] , ...
                   'gui_Callback',   []);

if nargin && ischar(varargin{1})
    gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end

if nargout
    [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
else
    gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end

% End initialization code - DO NOT EDIT
% --- Executes just before webcamtest3 is made visible.
function webcamtest3_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject    handle to figure
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
% varargin   command line arguments to webcamtest3 (see VARARGIN)
handles.mypi=raspi;
handles.wcam1 = webcam(handles.mypi,'UVC Camera (046d:0825) (usb-3f980000.usb-1.4):');
handles.wcam2 = webcam(handles.mypi,'UVC Camera (046d:081b) (usb-3f980000.usb-1.5):');
scanI2CBus(handles.mypi,'i2c-1');
enableI2C(handles.mypi,10);
handles.i2csensor = i2cdev(handles.mypi,'i2c-1','0x08');
handles.joy = vrjoystick(1);

handles.state='No';

% Choose default command line output for webcamtest3
handles.output = hObject;
%wcam1 = webcam(handls.mypi,'USB 2.0 Camera (usb-3f980000.usb-1.4):')
%wcam2 = webcam(handls.mypi,'UVC Camera (046d:081b) (usb-3f980000.usb-1.5):')
%img1 = snapshot(wcam1);
%img2 = snapshot(wcam2);
%imshow(img1, 'Parent', handles.axes1);
%imshow(img2, 'Parent', handles.axes2);
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
% UIWAIT makes webcamtest3 wait for user response (see UIRESUME)
% uiwait(handles.figure1);

% --- Outputs from this function are returned to the command line.
function varargout = webcamtest3_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)
% varargout  cell array for returning output args (see VARARGOUT);
% hObject    handle to figure
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
% Get default command line output from handles structure

varargout{1} = handles.output;
% --- Executes on button press in pushbutton2.
function pushbutton1_Callback(hObject,eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton2 (see GCBO)
handles.output = hObject;
handles.state='access';
while(strcmp(handles.state,'access'))
img1 = snapshot(handles.wcam1);
img2 = snapshot(handles.wcam2);
imshow(img1, 'Parent', handles.axes1);
imshow(img2, 'Parent', handles.axes2);

%if (handles.joy == vrjoystick(1))
    a = button(handles.joy,1);
    b = button(handles.joy,2);
    c = button(handles.joy,3);
    d = button(handles.joy,4);
    e = button(handles.joy,5);
    f = button(handles.joy,6);
    g = button(handles.joy,7);
    h = button(handles.joy,8);
    i = button(handles.joy,9);
    j = button(handles.joy,10);
    k = button(handles.joy,11);
    l = button(handles.joy,12);
    %m = button(handles.joy,13);
    writeDigitalPin(handles.mypi,4,a);
    writeDigitalPin(handles.mypi,17,b);
    writeDigitalPin(handles.mypi,27,c);
    writeDigitalPin(handles.mypi,22,d);
    writeDigitalPin(handles.mypi,14,e);
    writeDigitalPin(handles.mypi,13,f);
%    writeDigitalPin(handles.mypi,14,g);
    writeDigitalPin(handles.mypi,5,g);
    writeDigitalPin(handles.mypi,6,h);
    writeDigitalPin(handles.mypi,19,i);
    writeDigitalPin(handles.mypi,26,j);
    writeDigitalPin(handles.mypi,15,k);
    writeDigitalPin(handles.mypi,16,l);
    %writeDigitalPin(handles.mypi,20,m);
    %A = [a,b,c,d];
    %disp(A);
    w = axis(handles.joy, 1)*127;
    x = -axis(handles.joy, 2)*127;
    y = round(w);
    z = round(x);

        if(w>=0) && (x>=0)
        if(abs(w)>abs(x))
        t = [2,round(abs(y-z/2)),round(abs(y-z))];%[1,e,f-150,c-127,d]%オフセット量をfとcに施している
        try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        else
        t = [1,round(abs(z-y/2)),round(abs(z-y))];%[2,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        end
    elseif(w>=0) && (x<0)
        if(abs(w)>abs(x))
        t = [3,round(abs(y+z/2)),round(abs(z+y))];%[3,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        else
        t = [4,round(abs(z+y/2)),round(abs(y+z))];%[4,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        end
    elseif(w<0) && (x<0)
        if(abs(w)>abs(x))
        t = [6,round(abs(z-y)),round(abs(z/2-y))];%[6,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        else
        t = [5,round(abs(y-z)),round(abs(y/2-z))];%[5,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        end
    elseif(w<0) && (x>=0)
        if(abs(w)>abs(x))
        t = [7,round(abs(z+y)),round(abs(z/2+y))];%[7,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        else
        t = [8,round(abs(y+z)),round(abs(y/2+z))];%[8,e,f,c,d]
                try
            write(handles.i2csensor,t,'int8');
        catch
            warning('Problem using I2C interface.');
        end
        end
    else
    end

    if (i==1)&&(j==1)
        break
    end
%end
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
end

% --- Executes on button press in pushbutton3.
function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)
handles.state='access';

while(strcmp(handles.state,'access'))
img1 = snapshot(handles.wcam1);
img2 = snapshot(handles.wcam2);
imshow(img1, 'Parent', handles.axes1);
imshow(img2, 'Parent', handles.axes2);
% hObject    handle to pushbutton3 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
guidata(hObject, handles);

end

部品表

最後に，本製作例で使用した電子部品を紹介します

1⃣ウェブカメラ映像表示+ジョイスティック操作　タミヤギアボックス編

2⃣ウェブカメラ映像表示+ウェブカメラ映像表示+ジョイスティック操作　
　タミヤギアドモータ仕様走行ロボット編