1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS1102に使用する走行用関数run()の動作内容及び使用方法の概要についてのドキュメントである。関数の詳細設計は別のドキュメントに示す。

2.関数の動作内容

走行用関数runは、一つの関数で直進、回転、旋回の3種類の動作をさせることができる。
直進時には指定した距離を、回転時には指定した角度を、旋回時には指定した半径で指定した角度を、それぞれ指定したスピードで走らせることができる。
走行の際には、まず、左右のモータそれぞれで、タイヤの回転速度を一定にするために、左右のモータに取り付けられているロータリーエンコーダの値をフィードバックしてPD制御を行い、それに加えて左右のタイヤの総走行距離を同じにするためのPID制御を行って、左右のモータの回転数を制御している。

3.関数の使用方法

走行用関数runは次のような仕様になっている。

ファイル名	関数名	書式
run.c	run	int run(int mov, int v, int r, int theta, int dir)

この時の、引数、及び戻り値は次のようになる

• 引数

  mov : 動作の内容を示す。

  0 : 直進
  1 : 回転
  2 : 旋回

  
  v : 走行させるスピードを指定する。

  走行時のMIRSの走行速度を[mm/sec]で指定する。ただし、旋回時は左右のタイヤの回転数が異なるため、MIRSの中央部の速度を指定する。

  
  r : 距離を設定する。

  直進時 : 走行する目標距離を示す。[mm]
  旋回時 : 旋回する円の半径を示す。[mm]
  ※回転時はrは用いないため、0としておく。
  ※なお、直進時に走行スピードをマイナスで指定した場合、rもマイナスにしておかないとエラーとなる。

  
  theta : 角度を設定する。

  回転時 : 回転する角度を示す。[deg]
  旋回時 : 旋回する円の角度を示す。[deg]
  ※直進時はthetaは用いないため、0としておく。
  ※なお、走行スピードをマイナスで指定した場合、thetaもマイナスにしておかないとエラーとなる。

  
  dir : 回転の方向を設定する。

  0 : 左回転
  1 : 右回転
  ※直進時はdirは用いないため、0としておく。

• 戻り値

  0 : 正常終了

  目標距離を進み終えたことを表す。この時、モータは止まらないことに注意。ロータリーエンコーダの値もリセットされない。

  
  1,2,3 : タッチセンサ反応終了

  タッチセンサが反応したため、モータを止めて関数を終了したことを表す。このとき、ロータリーエンコーダの値はリセットされないことに注意。これは、ロータリー攻略の際などで役立つ。
  1 : 前方のタッチセンサ反応
  2 : 左のタッチセンサ反応
  3 : 右のタッチセンサ反応

  
  -1 : 指定時間経過強制終了

  この関数は、走行中に何らかの異常があり、走行関数から抜けられなくなってしまう事態を予測し、ある指定時間以上走行しようとしたときに、モータを止めて強制的に関数を終了する機能を備えている。これは、その機能が働いて終了したことを表す。
  強制終了時間の設定は、ERR_TIMEというマクロの値(単位 : sec)を変更することで設定できる。

  
  -2,-3 : ロータリーエンコーダエラー強制終了

  この関数は、走行中に何らかの異常があり、ロータリーエンコーダの値が更新されなくなってしまう事態を予測し、ある指定時間以上ロータリーエンコーダの値に変化がなかったときに、モータを止めて強制的に関数を終了する機能を備えている。これは、その機能が働いて終了したことを表す。
  また、この機能は、ステップやシーソーの侵入時にMIRSが引っかかって止まってしまった際にも働くので、少し下がって再び前進する、などの機能が追加しやすくなっている。
  強制終了時間の設定は、R_ERRというマクロの値(単位 : sec)を変更することで設定できる。

  
  -9999 : 規格外引数強制終了

  前述した、関数runの引数として、適当でない規格外な引数を与えたときに起こるエラーによって関数を終了したことを表す。
  直進時に、スピードにマイナスの値を指定して、目標距離にプラスの値を指定したりしても、このエラーは起こるので注意(そのうち、スピードと距離の符号が違っても、関数が判断して値を変えてくれる機能を追加する予定)。

  9999 : 白線検知終了

  白線を検知したため、モータを止めて関数を終了したことを表す。

  
  

4.関数のバージョン

走行用関数runは、現在ver.2.2まで完成している。ただし、走行に必要なゲインは未調整なので、動作は保証できない。

• run ver.2.2
  • 左右のタイヤの総回転数を制御するPID制御に加えて、左右のタイヤの回転数を一定にするためのPD制御を加えた。
  • それに伴って、指定する引数を一部変更した。
  • 命令にかかった時間を測るモジュールを追加し、ロータリーエンコーダの値を取得するサンプリング周期を一定にした。
  • ロータリーエンコーダエラーの際にロータリーエンコーダの値をリセットしないようにした。
  • タッチセンサ強制終了時にロータリーエンコーダの値をリセットしないようにした。
  
  
• run ver.2.1
  • 直進、回転、旋回をそれぞれ別々のモジュールで定義し直し、それらをrun()から呼び出すように全体の構造を変更した。
  • 動作内容はver.1.6と同じである。
  
  
• run ver.1.6
  • 正常終了時にモータを止めないように変更した。
  
  
• run ver.1.5
  • ver.1.4で設けた一定時間最大スピードの機能は撤廃した。
  • 制御の方法をPD制御からPID制御に変更した。
  • 動作の終了後に表示される、走行距離と目標距離の誤差などの表示が、回転、旋回時におかしくなるのを修正
  
  
• run ver.1.4
  • 左右のモータをある程度同時に動かすために、関数を起動した最初の一定時間、最大スピードで走行する機能を設けた。
  
  
• run ver.1.3
  • PD制御による旋回制御を実装した。
  • 旋回を制御する際、モータの逆転を許したため、ゲインを直進と別に定義した。
  
  
• run ver.1.2
  • PD制御による回転制御を実装した。
  
  
• run ver.1.1
  • PD制御による直進制御を実装した。
  • タッチセンサ反応終了機能を実装した。
  • 指定時間経過強制終了機能を実装した。
  • ロータリーエンコーダ異常時終了機能を実装した。

5. ゲイン調整

6. 関連文書

• 走行関数詳細設計←そのうち作る。