沼津高専 電子制御工学科

MIRS0603 技術調査報告書

MIRS0603-TECH-0001

改訂記録

版数

作成日

作成者

承認

改訂内容

A01

2006.7.11

山口

漆畑

初版

A02

2006.9.8

山口

漆畑

それぞれのセンサの用途・性能・改善について追加

A03

2006.9.15

池谷

漆畑

電子コンパスの調査結果を追加

 


 

目次

    超音波センサ

    赤外線センサ

    白線センサ

    タッチセンサ

    ロータリエンコーダ

    電子コンパス

 


超音波センサ

用途

競技中は超音波センサを用いて、MIRSの進路およびポストの探索を行う。競技場の移動できる場は一辺360cmの正方形である。競技ルールによりポストは白線から60cm以上離された位置にあり、また、ポストは半径10cm、スタート地点も多少白線から離れた位置である。よって今回の作戦上、直進の進路を確保するために超音波センサにより最低290cm先にあるポストを発見できなければならない。

 

性能

超音波センサボード仕様MIRSATLM-DSGN-0003

調査

超音波センサのテストプログラムを起動させ、障害物を超音波センサの正面30cmに置き、超音波センサの精度を計測する。障害物は20cm刻みに離していく。

また障害物が正面240cmの距離で、超音波センサと交差方向に動かし、左右の反応する範囲を調べる。

 

障害物の距離(mm)

超音波センサの計測値(mm)

誤差(mm)

300

300

0.0

500

498

-2.0

700

693

-7.0

900

893

-7.0

1000

992

-8.0

1200

1186

-14.0

1400

1388

-12.0

1600

1585

-15.0

1800

1787

-13.0

2000

1980

-20.0

2200

2185

-15.0

2400

2386

-14.0

2600

2578

-22.0

2800

2768

-32.0

3000

2969

-31.0

3200

3135

-65.0

 

左右の誤差(200

±400(mm)

 

考察

3メートル地点での誤差が約3cmであるので用途での必要な条件290cm先の障害物を発見することが十分できる事がわかる。

しかし左右の誤差は正面290cmの位置でも左右各±40cmの位置でも発見してしまうため、左右の精度を改善する必要がある。

 

左右の精度の改善

センサから出る音波が左右に広がりにくくする為、音波の射出筒の長さを長くした。筒は2倍(cm)と3倍(cm)で試したが290cmのポストを発見することが出来なかった。しかし筒の先を一部切るとポストが発見でき下表の結果が得られた。筒の形状についてはまだまだ改善の余地があるためさらに工夫していきたい。

左右の誤差(2900) 改善後

±80(mm)

 

 

 

赤外線センサ

用途

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。

性能

赤外線センサボード製造仕様書 MIRSDBMD-SBRD-0500

調査

テストプログラムで試験したところ全てが正常に動作した。

 

 

白線センサ

用途

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。

 性能

調査

テストプログラムで試験したところ全てが正常に動作した。

 

 

タッチセンサ

用途

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。

性能

調査

テストプログラムで試験したところ全てが正常に動作した。

 

ロータリエンコーダ

用途

左右モータの軸にそれぞれに取り付けられている。左右のタイヤの回転角度を数値化し、それにより機体の回転・公転する際に使用する。

性能

MIRSATLM 電子回路基板設計書

 

調査

テストプログラムを実行し、タイヤを左右15周(直進3m分)させて、直進の数値誤差と左右の相対誤差を調べる。

目標値 5400(deg)

右(deg

(deg)

5367.60

-5376.59

5398.87

-5357.47

5399.54

-5373.90

5397.75

-5395.05

5399.77

-5362.87

5401.80

-5363.32

5401.79

-5399.10

5398.87

-5375.47

5385.82

-5386.27

5399.55

-5394.15

 

平均値 右

平均値 左

相対誤差

5395.14

-5378.42

16.72

 

考察

左のロータリエンコーダが逆に接続されているため数値の符号が左右で異なってしまっている。左右の誤差はおよそ15度で競技中あまり大きな影響はないと思われる。

改善

左のロータリエンコーダは再度逆に接続し直して、左右の数値の符号を併せる。左右それぞれの誤差はこれからさまざまな方法をためして改善していきたい。

 

 

電子コンパス

用途・性能

リンク先 電子コンパス動作説明書

 

調査

次の場所で磁場の影響を調べる

     MIRS本体(モータ付近)

     競技会場

 

MIRS本体

モータ付近やシャーシの部分では影響が出たが、CPUボードより上の部分では影響はでなかった。

競技会場

影響なし。