はじめに
本ドキュメントは、本競技会攻略のため、MIRS1404オリジナルMIRSに搭載する予定のシステムの提案書である。
チームコンセプト
「 魅ルス ～ 勝利を呟く ～ 」
班員の担当割り振り
| 割り振り | 担当者 | 備考 |
|---|---|---|
| メカ | 土屋 雄裕 萩原 実可子 吉村 大地 |
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| エレキ | 海老名 恭平 太田 裕斗 高村 征聖 早川 弘晃 |
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| ソフト | 石井 建至 加藤 慶悟 |
現在の4班のMIRSの問題点
| 問題点(システムや再評価会までの経過) | 改善方法 |
|---|---|
| 役割 | メンバーに暇がないように進捗状況を改めて把握しなければならない。 |
| モータドライバが熱い | 排熱版を搭載、ドライバを作成する。 |
| 直進がまだ確実にできていない | 左右のモータ出力比を適切な値に変更する。 PIDパラメータの変更。 タイヤとカーペットに対する相性 |
| 外見きたない | コードがごちゃごちゃなので工夫して隠し見栄えを良くする。 |
| 重い | 上下のシャーシの材料をアルミ複合板に変更または小型化をし、軽量化を図る。 |
| 画像処理がうまくいかなかった | カメラのピントが合っていない、もしくはカメラと対象との距離が近すぎる。 |
搭載する予定のシステム
システムの作成における優先順位は技術面を優先し、パフォーマンス面をその後に作成する。
メカ
追加点 目的・理由 概要 懸念される問題点 技術性 エンタメ性 担当者 優先順位 シャーシ・バンパ材料を変更、新規作成 軽量化・小型化をし、動作効率の上昇。
形状を円形にして壁に引っかかるリスクを減らす。材料をアルミ複合板にして、軽量化・小型化を図る。 ○ 萩原 1 タイヤの新規作成 シャーシ新規作成、機体小型化のためタイヤも小型化する。 3DCADでタイヤのデータを作成する。 加工する場所が工場のため、工場の利用許可が出るかどうかがわからない。 ○ 土屋 1 射出機構の実装 怪盗の風船を割り、怪盗を確保するため。 2本の針型の機構を作成する。 小型化を目指しているが機構自体が大きくなりそう。 ◎ 土屋
吉村1 機体外装 コード類の配線を隠し、見栄えをよくする。 機体の上から被させられるような外装を作成する。 内部に熱がこもる可能性がある。 ◎ 吉村 2 カメラを2台設置 怪盗をすばやく発見するため カメラを2台前方後方に設置すれば90度回転するだけで4方向確認することができる。 ○ 萩原 3
エレキ
追加点 目的・理由 概要 懸念される問題点 技術性 エンタメ性 担当者 優先順位 モータドライバの設計 現在のモータドライバを使用すると走行に安定性がかけると考えた。 十分電流が耐えられるように設計をする。制御系電圧は7[V]にする。 設計等が難度であること ◎ 海老名
早川1 モータ制御ボードの作成 新モータドライバに応じたモータ制御ボードの見直しが必要。 電圧は現在のドライバと同様の7[V]駆動にする。 モータドライバの進捗次第である。 ◎ 海老名
早川2 FPGAボードの回路変更 FPGAボードとArduinoがシリアル通信でやり取りできるようにする。 FPGAボードからの信号をArduino側で受信する 回路変更に伴うI/Oエラーの発生 ◎ 太田
高村1 Arduinoの信号受信 MIRSが何かしらのアクションをしたらArduinoに信号を送るため FPGAボードからの信号をArduino側で受信する FPGAボードの入出力関係を変更する可能性がある ◎ 太田
高村5 射出機構の回路設計 射出機構を動かすモータを動作させるため DCモータにより簡単な回路を作成する。 ○ 早川 3 センサー等のCNの増設 ジャンパ線で接続はしないでpinケーブルで通信する ArduinoのCNに接続できるような基盤を作成する。 ○ 太田 4 LED装飾 LEDを用いて見栄えをよくする 外装に見合うような位置に装飾をする。 周りが明るいので光がしっかり見えるかがわからない。 ○ 高村 6 音声回路の作成 音声で何かを表現する。 音を用いてMIRSが何かアクションしたことを観客にお知らせする。 ○ 海老名 6
ソフト
追加点 目的・理由 概要 懸念される問題点 技術性 エンタメ性 担当者 優先順位 怪盗確認の画像処理 怪盗を発見するため。 怪盗機の目印である赤色を発見のための画像処理プログラムを作成する。 作成に時間がかかる ◎ 石井 1 射出機構の動作プログラムの作成 射出機構を動作させるため。 PWM制御により指定時間で動作するようにする。 ○ 石井 2 目的地点に到達する関数の作成 目的の場所に最短ルートで移動するため。 エンコーダ値により走行をシーケンスで行う。 直進走行を確実にさせなければならない。 ○ 加藤 1 直進走行の見直し 確実な直進走行をさせるため。 モータの出力比やPIDパラメータを調整する。 何回もフィードバックする必要がある。 ○ 加藤 2 Twitterのつぶやき機能によるパフォーマンス Twitterを利用してMIRS目線の行動がわかるようにする。 ArduinoまたはRubyを用いてプログラムを作成する。 どのようにしてツイートされたことを見れるようにするのか。 ◎ 加藤 3 LED装飾プログラム作成 LEDを用いて外装の見栄えを良くする。 Arduinoを用いて動作させる。 ○ 石井 4 音声出力 音声を用いて観客に対して何かお知らせする Arduinoを用いて動作させる。 処理速度が多少低下する可能性がある。 ○ 石井 3
機体外観
Fig.1 4面図
Fig.2 概観1
Fig.3 概観2
配線がむき出しになることは見る側として印象があまり良くないと考え、ただ隠すだけではなく青い鳥の被り物を上記の機体に被せる予定である。
購入予定物品の見積もり
| 購入予定物品 | 使用用途 | 製品名 | 価格 |
|---|---|---|---|
| ※1 Arduino Uno R3 | 射出機構・パフォーマンス面で使用 | Arduino Uno R3 | 約3,024円×1 |
| ※2 Arduino イーサネットシールド | Arduino にインターネット機能の追加のため | Arduino イーサネットシールド R3 | 約4,752円×1 |
| 排熱板(検討中) | 排熱板として利用 モータドライバが蓄える熱の排熱を促す |
放熱器（ヒートシンク）25ｘ24ｘ17ｍｍ | 約40円×2 |
| アルミ複合板 300×300 (3[mm]) | バンパ・上段シャーシ材料の変更に用いる | ホームアシストで購入予定 | 約572円×2 |
| アルミ複合板 450×450 (3[mm]) | 中下段シャーシ材料の変更に用いる | ホームアシストで購入予定 | 約961円×2 |
| タッチセンサ | 壁などの衝突の合図の確認のため | SS-5GL | 160円×1 |
| DCモータ | 射出機構の駆動部に使用する | 【ITEM70103】ユニバーサルギヤーボックス | 約570円×1 |
| モータドライバ(射出機構用) | DCモータ用のモータドライバとして使用する | モータードライバー TA7291P （2個入） | 300円×1 |
| バッテリーもしくは乾電池 | 射出機構用のバッテリー、乾電池 | ホームアシストで4本セット以上を購入 | 約600円 |
| 電池ボックス | 射出機構の電源供給 | 電池ボックス 単3×4本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） | 110円×1 |
| タイヤ | 小型化を図るのでタイヤを新規作成する。 | アルミ丸棒 | 約4000円 |
| 超高輝度LED | 光を用いて見栄えを良くする。 | 超高輝度５ｍｍ赤色ＬＥＤ １５度 （１０個入） | 約150円×1 |
| スピーカー | 音声出力のため。 | ダイナミックスピーカー ８Ω０．５Ｗ５０ｍｍΦ ＦＡ２００Ｃ | 約70円×2 |
| 音声LSI | しゃべらせるための声のライブラリに使用する。 | 音声合成ＬＳＩ ＡＴＰ３０１１Ｆ４－ＰＵ（かわいい系の女声） | 約850円 |
| Arduino用 ピンヘッダ | Arduinoとオリジナル基板を接続させるために使用する。 | 細いピンヘッダ 20P | 約41円 |
| 合計約円 |
※1 Arduino Uno は高村が持参するので見積もりには含めない。
※2 Arduino イーサネットシールドは有線LAN接続のため現在検討中である。
モータドライバ作成のための素子等はまだ設計段階なので見積もりには記載できません。
送料は含んでいません。
競技攻略概要
現時点での競技場概要はCP班のドキュメントに記載されている。
URL： http://www001.upp.so-net.ne.jp/aka/
- 発進
MIRSにリプを送るかスマートフォンを置いたら発進することを考えている。
- 画像認識
風船の色により怪盗の確認を行う。
- 小部屋への侵入
左右の超音波センサの測定距離により判別する。
- 怪盗侵入
宝の巡回を終了し、怪盗確保に専念する。
- 怪盗確保
宝の巡回終了後、十字路の中心でカメラを用いて怪盗を見つけ、発見したら怪盗に突進する。
- 宝の巡回
宝の巡回は2つ程度の宝を巡回し、怪盗確保に専念する。