- 3年次
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開発項目 開始(計画) 終了(計画) 開始(作業) 終了(作業) システム計画書改定 2002/04/09 2002/04/30 2002/04/09 2002/04/30 基本設計改定改定 2002/04/09 2002/05/31 2002/04/09 2002/05/31 詳細設計書(メカ) 2002/04/23 2002/05/25 2002/04/23 2002/05/25 詳細設計書(エレキ) 2002/04/23 2002/05/25 2002/04/23 2002/05/25 詳細設計書(ソフト) 2002/04/23 2002/05/25 2002/04/23 2002/05/25 製造(メカ) 2002/07/09 2002/07/16 2002/07/09 2003/02/07 製造(エレキ) 2002/07/09 2002/07/16 2002/07/09 2003/02/07 製造(ソフト) 2002/07/09 2002/07/16 2002/07/09 2003/02/07 ドキュメント整理(メカ) 2003/02/07 2003/02/21 2003/02/07 2003/02/21 ドキュメント整理(エレキ) 2003/02/07 2003/02/21 2003/02/07 2003/02/21 ドキュメント整理(ソフト) 2003/02/07 2003/02/21 2003/02/07 2003/02/21
- サブシステム試験
- ドータボード試験報告書(MIRS0205-ELEC-0206)
- 赤外線試験報告書(MIRS0205-ELEC-0306)
- MPC試験報告書(MIRS0205-ELEC-0506)
- 電源試験報告書(MIRS0205-ELEC-0606)
- FPGAボード‐液晶ディスプレイボードケーブル試験報告書(MIRS0205-ELEC-1120)
- ドーターボード‐タッチセンサケーブル試験報告書(MIRS0205-ELEC-1121)
- ドーターボード - 赤外線センサボードケーブル試験報告書(MIRS0205-ELEC-1122)
- ドーターボード - ロータリーエンコーダケーブル試験報告書(MIRS0205-ELEC-1124)
- ドーターボード - モータパワー制御ボードケーブル試験報告書(MIRS0205-ELEC-1125)
- ドーターボード - 電源ボードケーブル試験報告書(MIRS0205-ELEC-1126)
- モータパワー制御ボード - モータケーブル試験報告書（MIRS0205-ELEC-1128)
- フラッシュディスク - バックプレーン試験仕様書 (MIRS0205-ELEC-1129)
- 電源ボード - バッテリケーブル試験報告書 (MIRS0205-ELEC-1129)
- プレ競技会
2回やって、2回ともポストをひとつ獲得することが出来た。
- 競技会
競技順を決める試技ではスタート直後に白線の外に出て失格になった。一回目の競技では3つのポストを獲得したが、順番どおりではなかった。二回目の競技では2つのポストを獲得したが、同じく順番どおりではなかった。
- メカニクス
問題点 原因 解決策 1 サスペンションが一度沈むと元に戻らない。 スプリングが柔らかすぎた為。 スプリングを締め上げて、硬くした。 2 アームの先端部分が不安定。 エアシリンダのみで先端を支えていた為。 ２本の補助棒をつけた。 3 タッチセンサが壊れた。（２回） 高速でポストに激突した為。 その都度、新しいものと交換した。 4 分解がしづらい。 各センサとドータボードをつなぐケーブルが多過ぎた為。 各階層ごとにケーブルを一つの基盤にまとめ、その基盤同士をフラットケーブルでつないだ。 5 圧縮空気を使い切った後、エアシリンダが動かなくなった。 使用した電磁弁が内部パイロット式という、加圧側と開放側の圧力差がある程度ないと正しく動作しないものだったので、圧縮空気がなくなって途中で止まると、弁がきっちりと閉まらず、空気漏れしていた為。 圧縮空気を使い切る前に、空気を補充することにした。 6 エアシリンダの動作速度が速すぎる。 エアシリンダに流れ込む空気の流速が速過ぎた為。 電磁弁とエアシリンダの間にスピードコントローラをつけ、流速を絞った。 7 エアシリンダが5回しか動かない。 500mlのペットボトルでは容量が足りなかった為。 ペットボトルをもうひとつ増やした。 8 見た目がいまいち。 ケーブル類が外に出ていた為。マネージャーが変なこだわりを持っていた為。 化粧板を取り付けた。ゆうちゃん（マスコット）を乗せた。 - エレクトロニクス
問題点 原因 解決策 1 電源を入れた瞬間に電源ボードのパターンが焼き切れた。 コネクタからのVccとGndの供給が逆だった為。 切れた回路をジャンパ線でつなぎ直し、コネクタの接続を逆にした。 2 ドータボードがFPGAボードに接続できなかった。 ドータボードのピンの配置間隔を間違えていた為。 FPGAのピンの配置間隔をノギスで実測し、新しく製作した。 3 FPGAから信号がこない。 使えないピンを使っていた為。 正しい場所にジャンパ線でとばした。 4 PICでA/D変換が出来なかった。 A/D変換を設定するレジスタが存在するBankに行っていなかった為。 プログラムを正しく変更した。 4 回路を換装した際に、PICが異常発熱し、壊れた。 PICの向きが逆だった為。 正しい向きで予備のPICをさした。 5 LCDが動かない。 GNDがつながっていなかった為。 ドータボードのパターンを正しく配線した。 6 センサがすべて動かない。 ドータボードのVccのパターンが剥離し、GNDと接触（ショート）していた為。 とりあえずは、ジャンパ線でつないで応急処置をし、ドータボードを作り直した際に、パターンを太くした。 - ソフトウェア
問題点 原因 解決策 シリアルポートからの情報が文字化けする PC-PIC間の通信仕様 PIC側でChar型で出力してPC側で変換するようにして改善した。 PSDの値が不正確 PSDドライバの変換仕様,及び送信データの不安定さ PSDからの送られてくる電圧データをドライバで距離に換算しているが、 70cmを超えるとデータが酷く不均一になる。今回は一定値以上の場合は物体が遠距離にあるということだけを上位に伝えるようにした。 メインプログラム実行中にSegmantation Faultがでて止まる プログラムエラー コンパイルには引っかからなかったが、ポインタ関連のミスと思われる。 最終的にはエラーを発見できずじまいだった。使用可能なプログラムを用いてプログラムを書き直した。 ポスト周回時に衝突する(内側に切り込んで周回する) 移動パラメータ調整不足 PSDを用いて距離測定しながらフィードバックをかけることにした。又TSに反応があったときにはポストから離れる行動に移るようにした。 競技会場でPSDに不審な値が入力される プロジェクター、又はカメラ、西日によるPSDの誤作動?? 突如発生した原因不明のエラー。原因はあくまで推測である。メインプログラムでスタートから暫くPSDを使用しないで進ませることで一時的には動いたがスタート付近ではやはり誤動作を起こしていた。会場を再度組み立てないと原因追求と改善は難しい。解決の第一歩として競技会前の会場設置を提案する。
- メカニクス
- まず、サスペンションを搭載するということで、専用のモータマウントや車輪を、実習工場に発注したが、やはりプロに頼んだ部品は精度もよく、納得のいくものになったと思う。実際のサスペンションの効果はというと、可もなく不可もなくといった感じで、あることによる利点は特に無かったが、ポストとの距離を調節するとき、ヒョコヒョコと前後に揺れるユーモラスな動きが特徴といえば特徴であった。もともと、サスペンションがあるとかっこいいという理由だけで、効果はあまり期待しておらず、その名も「なんちゃってサスペンション」なので、これはこれで良しとする。機体の前後左右の重量バランスにもかなりこだわり、ほとんど中心に重心を持ってこれた。超信地回転（その場回転）するときに、ほとんどぶれることが無かったことがその証拠である。ただ、いろいろな装備を詰め込んだ為、若干機体がノッポになってしまい、重心は少し高くなってしまった。また、エアシリンダという新しいアクチュエータを使うことにしたのだが、一時期それが不調で、搭載を断念しようかとも思ったが、何とか原因が突き止められ、搭載に至った。空気圧を使うシステムは一度出来てしまえば、その後は動作不良もなく、信頼度も高いものだった。主観的だが、エアシリンダが動作するときのあの「プシュー」という音は、いかにもロボットという感じでかっこよいと思う。メカとしては、最終的に当初の計画以上の完璧な機体に仕上がったと自負している。
エレクロトニクス
- エレキとしては、まず、電磁弁を制御するボードを作った。電磁弁の制御自体はON/OFFの制御だけなので簡単だったが、24Vというバッテリーの数倍の電圧が必要だったので、DC/DCコンバータというものを用いることにした。このボードは作り直すこともなく、最後まで安定して動作してくれた。FPGAでは、3つの赤外線センサを独立して動かせるように、IRSモジュールを3つ入れたのだが、このモジュールはフリップフロップを大量に使うので、初めのころはチップの容量が足りず、ロジック数を減らすのに大変苦労した。また、超音波センサに代わる測距センサとしてPSD（Position
Sensitive
Detector）というものを使用した。これは三角法を用いて距離を測定するものらしいが、ブラックボックスで使え、センサに5Vを供給すれば、物体との距離に応じて5〜0Vの電圧が出力されるというものだ。ただ、その出力電圧が測定距離とリニアな関係になっていないのが痛いところだった。PSDから出力されたアナログデータをデジタルに変換するには（今流行りの？）PICで、A/D変換をすることにし、そのデジタルデータをRS232Cでもって、RT-Linuxへシリアルで送ることにした。通信自体は問題はなかった。しかし、PICでは出力電圧と距離の関係を対応付けることが難しかったので、そこはソフトウェアで実現することとした。MIRS競技会当日に初めて体育館で動かしたのだが、どうやらPSDが誤動作したようだった。PSDは赤外線で距離を測るので、原因としては西日や、プロジェクターの光などの外乱が考えられるが、あまりにデータが少ない為、原因不明である。ただ、新しく使ったセンサなので、その特性を把握し切れなかったことと、本番と同じ環境で動作を確認できなかったことは大きいと思う。あと、PSDは80cmくらいまでの近距離専用のセンサであり、当初の計画ではそれで十分だったのだが、途中で行動計画を変更したことにより、長距離を測る必要性が出てきた。やはり超音波センサも搭載するべきだったと今になって感じている。最後に、うちのMIRSにはセンサがやたら多く、ケーブルがごちゃごちゃしていたので、各階層ごとにケーブルをひとつのボードに集約し、そのボードとドータボード、PICボードをフラットケーブルでつなぐことにした。これにより、メンテナンス性が飛躍的に向上した。全体的にいうと、エレキもかなり納得のいく出来だったと思う。
ソフト
- プログラムを作成する作業は殆ど1人で行った。プログラムを分割して開発する為には最初に多くの規定を決めなけならないので、規定が決まり切らずに開発に着手した為に結局1人で作業せざるを得なくなった。ここは是非来年度以降のMIRSにおいて考えて欲しい点であると感じた。
デバイスドライバ周りは、ATLMIRSのプログラムを参照にしたが、意外と手間がかかった。またシリアル通信はほとんど一からのスタートとなり苦労と時間がかかったが結果としては自分の身になったと思う。MIRSを動かす上でソフトの中で一番下の個所であったが一番時間をかけた個所であった。
ここの動きを実現するために開発用プログラムはかなり製作した。実際にはうまく動くものと動かないものとで区別しひたすら完成度を高くするように製作していった。
メインプログラムは結局当初の行動計画に沿う事ができなかったことが悔やまれる。メカ的な性能的な面ではなく、ソフトウェアが甘かった為である。個々の行動の精度を高めることに時間を費やしてしまい、行動まで手が回らなかったのが原因の一つである。その他にも行動を正確に理解し切れなかったこともあげられる。
PSDは近距離ではその威力を発揮したが、遠距離の測定は厳しかった。実際には物体の認識だけはできたので一応1m50cm程はカバーできたので工作室ではかなり正確に発見できていた。しかし競技会ではPSDの誤動作と、ポスト間の距離が遠くて苦しい思いをさせられた。
結論として、ソフトウェアを約1年経験して感じたのは、時間の大切さと予測不可の場合の行動である。過去、今回もソフトが動き出すのはエレキ側との兼合いにより大体夏季休業以降である。しかしそれ以前にメインの記述やデバイスドライバの仕組みを深く理解できれば行動プログラムにかける時間を増やす事ができたと思う。難しいとは思うが企業等では普通だと思うのでこれからに生かしたい。予測不可能な事態を乗り越えた後にどのように前の状態まで復帰出来るかが重要だと思った。今回、試技では白線感知時にお粗末な方法しか考えつかなかったため、PSDの誤動作という予測不可能な事態の後で白線を越えるという失敗をした。致命的なエラーでないのなら他の個所でカバーする必要というのもよく感じられた。
ドキュメントマネージャより
- 3年、4年前期はあまり忙しくなかったのですが、後期になってソフトの仕事に忙殺されてDMの仕事を他の人に手伝ってもらう羽目になりました。かなり地味な仕事ですが、開発の計画から報告まで唯一を示すものを担当する仕事なので結構重要だと思います。取り合えず終わってホッとしています。来年度のMIRSではDMとソフトの仕事は別々にした方がいいと心底思いました。
マネージャより
- みんな、いままでありがとう。おかげでいいものが作れたと思います。それと、ゆうちゃんを忘れずにいてあげてください。