沼津高専 電子制御工学科
MIRS0704 システム提案書
MIRS0704-DSGN-0001
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 2007.6.25 石川・内田 杉山裕太 初版
A02 2007.6.29 杉山裕太 杉山裕太 文章・画像の訂正・追加


目次

  1. 設計コンセプト
  2. システムの特徴
  3. システム構成
  4. 動作概要
  5. システム外観

1.設計コンセプト

1 座標の正確さの向上  
2 移動時の誤差の削減

2.システムの特徴

2.1 ポスト探索方法

フィールドの中心まで移動し、回転動作を行いながら周囲のポストとの距離を測定する。このとき、超音波センサで測定したMIRS本体のポストに対するフィールドにおける距離から、一定の誤差を持たせた絶対座標を計算、記録させる。これにより得られるデータを基に、各ポストまでの移動を高速に行う。また、このとき中心からの探索では発見が困難なものに関しては、ポスト周回動作の折りに発見。同様の動作を行う。


2.2 現在座標認識方法

レーザーマウス、電子コンパスを改造し、センサの一つとして扱う。 これにより、競技開始地点を絶対座標(0,0)として前方、右を+、後方、左を−としてあつかう。 この値をもとに、絶対座標を計算する。同様の方法で各ポストとの距離を絶対座標で記録し、獲得につかう。 また、コンパスを用いることで上記のマウスによる座標のほかに、MIRSの向きをデータによって判断させる。


2.3 その他

CPU、モーターに常に一定の電圧を与えるために、電源ボードはデュアルレギュレータの方式を採用する。

3.システム構成

3.1 ハードウェア構成

電子コンパス:
MIRSのその時点で向いている方向を示す。 電子コンパスの詳細については < MIRS0603-DSGN-0004> を参照。

レーザーマウス:
MIRS本体の移動した距離を計測するセンサの一つとして扱う。 本体両側に一つずつ取り付け、その返す値から直進補正をおこなう。

超音波センサ:
本来標準機に搭載されている前方の2基のほかに、ポスト外周周回時にポスト捜索用に新たに2基の超音波センサを搭載する。(標準機に搭載されている左側の超音波センサは使用しない)

デュアルレギュレータ:
CPU、モータに一定の電圧をかけ、その動作を安定的にするために使用する。

3.2 ソフトウェア構成

基本的に用いるプログラムは標準機のものと同様である。しかし、追加したハードウェアの制御用プログラム、新た なシステムのためのプログラムを追加する。 その詳細に関しては、後述の動作概要に示す。


4.動作概要

4.1 競技一回目

(1).フィールドの中央へ移動<図1-1>、回転動作を行い超音波センサ・電子コンパスを用いてそこから発見できるポストを探索<図1-2>。ポストとの距離・角度より座標を計算、記録する。
※このとき、すべてのポストを見つける必要はない。


(2).もっとも近い位置にあるポストへと接近、獲得を行う。その際、獲得のための周回動作と同時に側面に搭載した超音波センサをもちいて、中央からは発見が困難な未発見ポストを探索する<図1-3> 。

(3).以上の動作を繰り返し、そのとき本体からもっとも近いポストを順次獲得していく。<図1-4><図1-5>


(4).いくつかのポストが未獲得の状態であり、かつ、MIRS周辺にポストが存在しない場合は、一度中央へもどり、始めの回転動作のときに記録していたポストの座標を基に未獲得のポストへのアプローチを開始する。<図1-6>

4.2 競技ニ回目

(1).フィールドの中央へ向かい<図2-1>、一回目の結果からポストの番号と座標のデータを整理し、そのデータをもとに、ポスト番号順にy軸方向(図の縦方向)へ引いた直線を基準として、y軸、x軸方向(図の横方向)のみに移動して、その値周辺へ移動する<図2-2>。


(2).ポストを獲得後、一度、基準としているy軸に戻り、次のポスト獲得に向かう。


(3).(2)の動作を繰り返し、全ポストを獲得する。


5.システム外観

システム外観は下図<MIRS外観>のようになる。


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