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沼津高専 電子制御工学科 |
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改訂記録 |
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版数 |
作成日 |
作成者 |
承認 |
改訂内容 |
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A01 |
2007.6.25 |
紅林・角田・藤田 |
平田 |
初版 |
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B01 |
2007.6.27 |
紅林・角田・藤田 |
平田 |
・回転板機構の特化によるポスト番号確認機構と回転角検出機構の削除 |
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B02 |
2007.7.02 |
紅林・角田・藤田 |
平田 |
・外観図の追加 |
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C01 |
2007.12.17 |
紅林 |
平田 |
・7segLEDの項目を削除 |
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目次
1．設計コンセプト
MIRS0702の設計コンセプトは「最短距離動作」である。 超音波センサ回転機構を用いたポスト観測と座標観測、三点計測法を用いたルート計算などを用いることにより、最短距離動作を実現する。 システムの基本構造を次に示す。
2．システムの基本構成
2.1 ハードウェア構成
以下にハードウェアの特徴を示す。
· 超音波センサ回転機構
MIRSに回転板を取り付け回転させる。最大回転角は181度である。
回転板には超音波センサが2つ取り付けてある。
回転板を走行中も回転させ、前回確認したポストを回転板のUSSで位置を観測する。
MIRS前面のUSSで次のポストの位置も観測する。
この2つのポストの位置情報よりMIRSの正確な座標を得る。
回転角の制御にはステップモータを用いる。
· デュアルレギュレータ電源ボード
MIRS0604参照。
全体において消費電力が大きくなってしまうという問題点がある。
また、各センサについて構造を知った後、可能であるならば改良（低電圧化等）を行う。
以下に現段階での各センサの使用個数を示す。
・超音波センサ … 6個
・タッチセンサ … 4個
・赤外線センサ … 2個
・白線センサ … 4個
次に購入を考えているもの、製作するものを示す。
・回転板
・回転板制御装置
・ステップモータ
・ドーターボード
・MPCボード
・電圧安定化装置
2.2 ソフトウェア構成
以下にソフトウェアの特徴を示す。
· 空回り検出モジュール
タイヤの空転を検出し抑制、補正を行う。空転の検出にはロータリーエンコーダの角速度から判断する。
これを応用してMIRSがポストに接触したことも検出する。
· 無限ループ脱出モジュール
正対補正時の無限ループ対策。
· 走行モジュール
極座標系を用いる。詳しくは動作概要で記述する。
· 最短ルート算出モジュール
競技2回目のルートを計算により求める。
· 回転板制御モジュール
現段階では記述できない。
3．動作概要
動作概要を以下に示す。
１回目では、すべてのポストの座標を獲得することを目標とし、２回目は１回目で求めた座標を用いて、最短経路でポストを順番どおりに獲得することを目標とする。
ただし、走行動作による誤差を抑制させるための処理を行う。
説明のため、図１のようなx‐y直行座標を用意する。図１に示されている点Pは、競技場の中心で、点Pを基準にした直行座標をx’‐ｙ 座標とする。
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【一回目】 |
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動作説明 |
動作説明図 |
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開始点を原点（0,0）とし、原点で回転板を180度回転させポスト探索を行う。 |
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MIRSからポストまでの距離をr（超音波センサで検出された値）、x軸とMIRSとポストを結ぶ直線のなす角をθとし、記憶させる。 記憶後、ポストに近づく。 走行中、任意の時間間隔でポストに対して補正を行い、補正量を記録する。
ポスト到達後、正対補正を行う。 |
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周回しながら、側面の超音波センサを用いてポスト探索を行う。発見したポストの座標は記憶しておく。 |
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ポストを発見した位置まで周回する。 |
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発見したポストに近づく。このとき、前面の超音波センサで発見したポストを、回転板後方の超音波センサで1つ前のポストを観測し、MIRSの座標を確認し続ける。 |
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基本的には２〜５の繰り返し。
ただし、競技時間終了と同時にプログラムを終了させるためのタイマーも組み込む予定である。これは強制終了からデータを守るためである。
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【二回目】 |
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動作説明 |
動作説明図 |
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ポストの中心座標を中心とする半径ｌの円を考え“この円内にポストが存在する”とMIRSに記憶させる。 |
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4. 外観図
MIRS0702の外観図を以下に示す。
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関連文書 |