沼津高専 電子制御工学科

システム提案書

MIRS0603-DSGN-0001

改訂記録

版数

作成日

作成者

承認

改訂内容

A01

2006.6.23

全員

漆畑

初版

A02

2006.7.11

ユー

漆畑

第2版

目次                            

１．   設計コンセプト（システムの特徴）

２．   システムの基本構成

2.1ハードウェア構成

2.2 ソフトウェア構成

３．   動作概要

3.1 1回目の動作

3.2 2回目の動作

４．   システム外観

１．設計コンセプト

 

・     電子コンパスを使用し、方角を正確に把握し、ポスト獲得動作における回転運動によって生じる誤差を最小限に抑える。

・     ポスト獲得の方法を座標系のみに頼らないため、誤差の影響を最小限に抑える。

                                                                                                                                                                                                                               

２．システムの基本構成

 

2.1ハードウェア構成

基本的なハード構成は標準機とほとんど変わらないものである。但し、私たちのMIRSでは電子コンパスを使用する。各センサの具体的な役割を以下に記す。

 

【赤外線センサ】

・赤外線センサはポストから発信されている赤外線からポスト番号を識別するために使用する。各センサの配置はMIRSの前方に１つ、左側に１つとする。

 

【超音波センサ】

・超音波センサはMIRSからポストまでの位置を測るために使用する。各センサの配置は標準機と同じでMIRSの前方に２つ、左側に１つとする。

 

【白線センサ】

・白線センサはMIRSが競技場から出ないようにするために使用する。今回、白線センサは４つ使用する。具体的な配置はシステム外観参照とする。

 

【タッチセンサ】

・タッチセンサはポストのボタンが押されたかどうかを判断するために使用する。センサは3つ使用し、すべて前方に配置する。

 

【電子コンパス】

・   MIRSの方角を知るために使用する。過去のグループのドキュメントを参照すると、電子コンパスを下のほうに配置するとモーターなどの影響を受けてしまうようなので、なるべく上の方に配置することにする。

・   電子コンパスは過去のものを使用するか、新しいものを購入するかは検討中。

・   以下の動作概要では過去のもの（8方位）を用いたことにして説明する。

使用方法は次に示す「電子コンパスの動作」

 

2.2ソフトウェア構成

電子コンパスについてのソフトウェアは現時点では不明なので詳細については述べることが出来ない。

そのほかの詳しい構成については動作概要において述べる。

                                                                                                                                                                                                                               

動作概要

 

1.    まず90度右に回転しMIRSの左側に搭載している超音波センサーを使い、MIRSがポストに接触することなく前進できるコースを見つける。

2.    コースが見つかり次第左に90度回転し、左側の超音波センサーで左側のポストを探索しながら前進する。

3.    ポストを発見できたら前の超音波センサーを使いポストの方向に車体を向け、ポストに近づく。

4.    1回目のポスト探索では、ポスト番号と位置を記憶することが目的であるため、見つけ次第ポストを獲得する。

5.    元のコースに戻り、再びポスト探索を続ける。

6.    対向する白線まで到達したら、180度回転し、右側のポストを探索していく。

7.    始めの位置に戻ってきた時、ポストを5つ獲得できていなかったら、反時計周りで白線上を周回してポスト探索を行う。

8.    2回目の競技では１回目にポスト探索を行った結果を利用して、順番通りにポストを獲得していく。

 

　以下に図を用いた動作概要を記す。

 

3.1 1回目の動作

 

 

 

 

 

・     スタート地点にMIRSを置く

・     スタート地点から後退する

・     白線を感知後右側の白線センサが白線上になるように右に90度回転する

 

 

 

 

 

 

・     MIRSを一定の間隔で前進・後退させ、左側についている超音波センサによってポストが配置されていないコースを探索する

・     コース決定後MIRSを左右に回転させ電子コンパスによってα°（一番近い方角と白線に戻るまでの角度）を調べる

・     確認後、左へ90度回転する

・     このとき、 (α＋90)°（先ほど調べた方位＋90°と追加角度）を用いて回転する

・     前方の超音波センサで再度コース上にポストがないことを確認する

 

 

 

 

 

 

 

 

 

・     前進しながら左側面の超音波センサによりポスト探索を行う

 

 

 

 

 

 

・     ポストを発見した場合MIRSの進行方向とポストの位置が垂直する

・     その後左へ90度回転する

・     このときは(α+180)°を基準に回転する

・     ポストに接近するときこの距離を記憶しておく

・     接近後は標準機と同じ動作でポスト獲得を行う

・     このときソフトでは「1番目はポスト5」と認識する

・     獲得しポストを1周した後、再度方向の補正を行ったのち移動距離分だけ後退する

・     その後右に90°回転する(α+90)°

 

 

 

 

 

 

 

・     上記の方法で順番にポストを獲得していく

・     左側のポストを順に獲得していき、反対側にある白線についた場合360度回転して先ほどまで右にあったポストを獲得していく

・     白線で回転する場合も基準となるα°を基にして回転を行う。

 

 

 

 

・     1回目はすべてのポストを見つけ次第すぐに獲得していく

・     このときソフトでは

 

1番目

ポスト5

2番目

ポスト1

3番目

ポスト2

4番目

ポスト4

5番目

ポスト3

 

　このように認識させておく

 

・     このデータは2回目に用いる

 

 

3.2 2回目の動作

 

 

 

・     1回目のコースへ移動しながら再度方角等の確認を行う

・     大まかな動作は1回目とさほど変わらないが、最初に行う角度の調査値だけは新しい値を用いる

・     1回目の動作により確認した順番を元にポスト1から順番に獲得していく。

・     このときコースを何度も周回しないように最短の回数ですべてのポストを獲得する

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                               

 

システム外観

 

                            図　システム外観図

 

 

              図　上からのシステム外観図