名称 MIRS1203 システム基本設計書
番号 MIRS1203-DSGN-0002

最終更新・2012.11.19

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2012.11.19 遠藤祐太朗 江上 初版

目次




1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS1203のシステムの基本的な設計内容を示し、今後のMIRS開発のスケジュールをまとめたものである。

2.システム全体構成図

図1:システム全体構成図


3.パート毎の開発要素

MIRS1203のコンセプト

速さを重視した機体、プログラムでタイムボーナスでの高得点を狙う。

の沿い、メカとしては壁との突っかかりを減らすための小型化、軽量化、また、それに伴うプログラムの調整をする。また、走行の安定性、確実性を向上させるために、新たに超音波センサボードPICを変更、画像認識プログラムの作成と、小部屋の状況判断ができるようにする。以下に、各パート毎に変更点、改良点を記す。

  • メカ

    • 以下の部品の作成。
      部品名 備考
      上段シャーシ PET素材で新たに小型のものを作成
      下段シャーシ PET素材で新たに小型のものを作成
      正面タッチセンサ PET素材でシャーシの弧に沿う形状のものを作成
      左右タッチセンサ PET素材でタイヤの後方まで弧を描いて覆いかぶさるような形状のものを作成
      タイヤ アルミ素材で作成。タイヤの厚さを標準機よりも細くし、径は同じサイズにする。

  • エレキ

    • 可能であれば超音波センサボードのPICを書き換えて短い距離を測定できるようにする。
    • 配線をすべて新しい端子に取り換える

  • ソフト

    • 通路走行プログラムの改善(ゲイン調る)
    • 走行中に小部屋に迷い込んでしまったとき状況判断してに攻略プログラムを呼び出せるようにする。(鍵、ロータリー、ゴールは完成済み)
    • 画像認識プログラムの改良(斜に止まっても読めるようにする→ソフトウェア機能定義参照)

    4.ソフトウェア機能定義


     MIRS1203がコースを攻略する際に必要となるソフトウェアの機能の定義及び、その性能について示す。

    • 直進走行
      機能概要:要求された距離を走行する。
      性能要求:50cmの距離を、前後のずれを2cm以内に抑える。
      実現方法:ロータリーエンコーダの値をフィードバックさせて制御する。

    • バック走行
      機能概要:要求された距離をバック走行する。
      性能要求:50cmの距離を、前後のずれを2cm以内に抑える。
      実現方法:ロータリーエンコーダの値をフィードバックさせて制御する。

    • 通路走行
      機能概要:通路内を走行する。
      性能要求:走行開始時の進行方向に対する角度が±15°以内であれば、2mの距離を壁にぶつからずに走行することができる。
      実現方法:PD制御のゲインを調整する。

    • 回転走行
      機能概要:要求された角度だけ、指定した一定速度で、指定した回転方向でその場回転する。
      性能要求:90度、180度を±5度以内でその場回転する。
      実現方法:回転角のパラメータの調整。ロータリーエンコーダの値をフィードバックさせて制御する。

    • 超音波計測
      機能概要:目的の物体との距離を計測する
      性能要求:10cmから50cmまでの距離を5%未満の精度で計測する。
      達成方法:新しい超音波センサボードの購入。可変抵抗の調整。

    • 白線センサ検知
      機能概要:床面の白線を検知する。
      性能要求:白線の検出率を98%以上にする。
      実現方法:白線センサの取り付け位置の調整。プログラム動作中のセンサを読み取るタイミングを工夫する。

    • 壁検知
      機能概要:タッチセンサのON/OFFにより、壁との接触を検知する。
      性能要求:壁接触時の誤作動率2%未満にする。また、壁に接触していないときに、壁検知をする誤作動はないようにする。
      実現方法:接触不良の確認。シーソーから降りるときなどの衝撃でタッチセンサが反応しないようにバンパーの取り付け方法や位置を調整する。

  • 数字認識処理
  • 機能概要:DBの数字を認識する。
    性能要求:2回の撮影で60%。基本的には画像認識ができなくてもゴールできるようにプログラムを開発するので厳密には求めない。
    実現方法:可能であればプログラムを書き換え、読み取った中央の線で左右に画像を分けれるようにしたい。



    5.フローチャート


    図2:main


    図3:通路走行(前半)


    図4:通路走行(後半)

    小部屋、ロータリー、ゴール攻略プログラムは標準機で使用したプログラムからの変更は予定していないので
    標準機競技用システム開発計画書参照。
    ただし、小部屋、ロータリー攻略プログラムの返り値は0、ゴール攻略プログラムの返り値は10である。

    6.購入物品

    物品名 販売元 メーカー 型番 価格 個数
    ターミナルブロック(2PIN 縦)
    秋月電商 Alphaplus Connectors & Cables Corp. TB111-2-2-U-1-1 ¥20 40
    ターミナルブロック(2PIN 斜め)
    秋月電商 Alphaplus Connectors & Cables Corp. TB113-2B-2-U-0-2-1 ¥40 40
    ターミナルブロック(3PIN 縦)
    秋月電商 Alphaplus Connectors & Cables Corp. TB111-2-3-U-1-1 ¥30 20
    端子台
    千石電商 サトーパーツ ML-40-S1BYF-5P ¥170 5
    USBコネクタ(オス)
    秋月電商 各社 ¥50 10
    USBコネクタ(メス)
    秋月電商 各社 ¥50 10
    合計
    ¥4850

    7.開発スケジュール

    競技会までの開発のスケジュールを示す。ただし、あくまで予定であるので、状況に応じて変更はある

    図5:開発スケジュール





    MIRS1203ドキュメント管理台帳