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
B01 2007.12.12 杉山裕太 杉山裕太 電子コンパス関連の文章の削除/図・文章の改訂
B02 2008.02.01 杉山裕太 杉山裕太 文章の改訂


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する。


2.2 現在座標認識方法

レーザーマウスをセンサの一つとして扱う。 これにより、競技場中心を絶対座標(0,0)として前方、右を+、後方、左を−として扱う。 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、獲得に使う。


2.3 その他

CPU、モーター等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。
CPUの負担を軽減するために、超音波センサ拡張ボードを作る。詳しくは後述する。
観客にMIRSが何をしているのかわかりやすくする為にLEDボードをつける。

3.システム構成

3.1 ハードウェア構成

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。 本体後側に一つ取り付け、その返す値から補正を行なう。

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1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)
超音波センサ拡張ボード:
新たに超音波センサ拡張ボードを作る。
これにPICを搭載し、距離測定の際にCPUがやっている距離計算をさせる。それによりCPUの負担を軽減する。
LEDボード:
MIRSの動作ごとにLEDの光らせ方を変え、観客へのパフォーマンスとする。
デュアルレギュレータ:
CPU、モータ等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を用いてそこから発見できるポストを探索する<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、フィールドを<図1-1>のように4つに区切り、右上から反時計回りに第1象限、第2象限、第3象限、第4象限とする。
※このとき、すべてのポストを見つける必要はない。


(2).最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用いて、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).ポスト周回中に発見したポストは、現在周回しているポストを獲得した後、獲得に向かう。
このとき、ポスト間移動後のポスト(今回の場合ポストA)ではポスト探索は行わない。
※ただし、現在周回しているポストと同じ象限に発見したポストが存在しない場合、座標だけを記憶し、獲得には向かわない。
(つまり、図1-3の場合は@,B,D番のポストは獲得には向かわない。)

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


(5).未発見ポストがある場合、一度中央に戻る。その後、まだ行っていない象限があれば、その象限に向かい、その象限の中央でポスト探索、ポストが見つかれば獲得動作を行う。<図1-6>
これを繰り返す。

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。


関連文書