关于我和 Yanshee 的那些事 - 程序技巧篇
这篇文章会讲述 Yanshee 赛事脚本的基本结构，以及优化运行时间与性能的小技巧。
环境设置
在使用 Yanshee 运行程序前，需要事先建立好开发环境。笔者使用的是下文所述的开发环境，以此为准。
Yanshee 机器人
机器人内部一般已经设置好运行程序所需环境（包括 Python2 / Python3、YanAPI、RestfulAPI 等等），所以无需过多设置。
- 打开机器人电源；
- 在胸前灯停止闪烁后即可开始；
这样基本就准备完毕了。如果想直接在机器人本体上开发，可以参考以下方案：
- Yanshee Blockly：简单易学，集成了文字输出、设备控制、智能识别等多方面功能；
- JupyterLab：适合编写各语言的程序，较为高级专业，内含集成终端；
- 机器人内置的其他编辑器（例如 vim、nano、geany、thonny IDE 等等）；
你需要使用 HDMI 线或 VNC 来连接到机器人使用图形化开发环境，或使用 SSH 使用命令行。
提示
建议预先准备一条 HDMI 线与键盘鼠标，以便机器人系统出现问题时进入恢复模式。
其他平台端设备
可以使用其他方式通过网络对机器人进行控制。具体方式如下：
| 方式 | 平台 / 条件 |
|---|---|
| Yanshee APP 控制 | Android / iOS 操作系统设备 + 网络 |
| VNC 远程控制 | 支持的操作系统设备 + 网络 |
| SSH 远程控制 | 支持的操作系统设备 + 网络 |
其他方法
也可以尝试用用 VS Code 之类的多平台支持编辑器，可扩展性强。（并且它可以通过安装 SSH 扩展实现连接）
一些小小的汇总：
| 方式 | 需网络 | 程序运行支持 | 紧急维护支持 | 动作编辑支持 |
|---|---|---|---|---|
| Yanshee APP | 是 | 仅 Blockly | 否 | 简单1 |
| Yanshee Studio | 是 | 否 | 否 | 高级1 |
| VNC 远程控制 | 是 | 是 | 否 | 否 |
| SSH 远程控制 | 是 | 是2 | 否 |
IP 地址的获取与连接
如果使用除 Yanshee APP 外的其他方式进行控制，都需要先获取机器人的 IP 地址。
- 使用 Yanshee APP 先连接机器人；
- 在
设置->机器人信息中找到机器人的 IP 地址； - 在对应工具中填入对应地址与相关信息，连接完成。
注意
如果机器人换网了，IP 地址会更改，配置时请务必注意这一点。
程序结构
可以将赛事流程的所有内容分解为几个部分：物体与颜色识别、语音播报、动作执行。
- 物体与颜色识别主要用到
cv2模块。在 Yanshee 机器人上还需要引入PiCamera模块，以实现与 CV2 联动采集并处理图像。 - 语音播报主要使用 API 实现。个人极其不建议使用预处理的音频。虽然这可以省下一点时间，但发现在播放音频文件时声音会有模糊，极易引起误判。
- 动作执行主要使用 API 读取
/home/pi/Documents/motions/目录下的动作文件实现。
优化技巧
环境级
影响 Yanshee 运行程序的两大因素：资源占用与网络。
资源占用
这里的“资源”其实指对 CPU、内存等的占用，其与后台程序与服务相关。
- 可以尝试换个轻量点的运行环境，比如：从终端或远程 SSH 运行程序。像上文提到的 VS Code 就很吃内存。
- 以运行方式而非调试方式执行脚本。
- 尽量关闭正在运行的程序，例如 Chromium。
- 禁用一些不必要的服务。具体方法如下：
- 运行
systemctl list，这会列出系统中已经加载的所有服务。 - 用方向键滚动页面，看看
描述 (Description)，记下一些无关紧要的服务（*.service文件）。 - 按
q退出。 - 运行
sudo systemctl stop <service>，其中<service>指要停止的服务名。 - 如果想禁用服务在开机时加载，可以运行
sudo systemctl disable <service>。 - 如果想恢复服务的加载/启动，可以运行
sudo systemctl start/enable <service>。
- 运行
- 高级 修改 API 文件。 Yanshee 机器人自带的 YanAPI 与 RestfulAPI 功能都是全的。如果你确定自己的程序用不到一些功能，可以这样做：
cd /usr/share/lib/arm<...>/python3
# 此处输入路径时可以按 Tab 键自动补全
cp YanAPI.py /path/to/your/script/<name>.py
# 直接复制 API 文件。不要删除源文件，机器人自身会使用！
# 若是 RestfulAPI，则在 python2.7/dist-packages 目录下复制 RestfulAPI.py 文件
然后打开复制好的 API 文件，做你想要的更改。
警告
更改前务必看清调用的函数，避免误删内容！
完成后，如果想导入修改后的 API 模块，可以：
这样有利于减少内存占用。
网络
赛事程序执行期间发出了大量对远程地址的请求，可通过改善网络状况提高响应速度，比如换连接人数少的路由器等等。如果使用其他设备远程控制，可以考虑装一个质量好的网卡。
程序级
赛事程序负责对摄像头等软硬件资源的调用，在某种程度上决定了程序执行的效率。可以从下列方面入手：
资源调用方式
- 可以减少对同一资源的不必要重复调用。举一个例子：
def show1():
kl = <image>
cv2.imshow('Yanshee Camera', kl)
dosth()
def show2():
s = <image>
cv2.imshow('Another', s)
doanother()
show1()
dosthanother()
show2()
这里使用 cv2.imshow() 显示了两个窗口，其实可以共用一个名字来实现只显示一个窗口。（cv2 画面的更新会占用可观的 CPU 资源）
2. 如果想要实现两个功能，而它们的实现框架相似，则可以写到一个函数中以减少占用。比如：
def func1(arg: int):
print("This is {}".format(arg))
return arg
def func2(arg: int):
print("Look up for {}".format(arg))
return arg + 2
可以这样优化：
def func(arg: int, typ: int):
s = ["This is {}", "Look up for {}"]
print(s[typ].format(arg))
if typ == 1: return arg
else: return arg + 2
延时技巧
使用很简单，但效果取决于延时长短。这里就涉及到了对程序的理解问题。如果一个过程对资源占用很大，可以考虑让其 sleep 一小会儿来减轻给机器人施加的压力。如果一个过程并非实时性强，也可以适当加入延时。
结尾
以上纯属个人感悟，如有不妥敬请指正，谢谢！