名称 MIRS2002 ソフトウェア基本設計書
番号 MIRS2002-DSGN-0005
版数 最終更新日 作成者 承認者 改訂記事
A01 2020/10/22 鈴木・坪井 初版
A02 2020/10/27 鈴木・坪井 初版
A03 2020/10/28 坪井 小谷先生 初版

1.ドキュメント概要

本ドキュメントはMIRS2002のソフトウェアにおいての基本設計書である。

2.機能概要

機能概要を表.1に示す。
表.1 機能概要
機能 詳細
画像認識 機械学習によってカメラの映像からボールと人物を判別する
ボール回収 画像認識で取得したボールの位置情報をもとにボールの追従、回収を行う
衝突回避 超音波センサで常時前方の障害物との距離を測り衝突を防ぐ動作をする
昇降機能 ボールが回収機構内のスイッチに触れた際に昇降用のモータを駆動させボールを引き上げる

3.機能設計

RaspberryPiに必要な機能を以下に示す。
  • Arduinoとの通信機能
  • 超音波センサを制御する機能
  • 画像認識を行う機能
  • GPIOピンを処理する機能
  • タッチセンサの入力を処理する機能
  • ボールをカウントする機能

    Arduinoに必要な機能を以下に示す。
  • RaspberryPiとの通信の信号を処理する機能
  • ロータリーエンコーダの信号を処理する機能
  • モータの制御を行う機能
  • IOピンの管理、信号処理する機能
  • タッチセンサの入力を処理する機能
  • モータドライバに命令を発する機能

    4.各モジュールの関係

    青く示されているのが新規追加するモジュールである。
    黄色と青で示されているのが一部変更する標準モジュールである。
    各モジュールの一覧を表.2、表.3で示し、図.1、図.2でモジュール構成図を示す。


    図.1 RaspberryPi モジュール構成図

    図.2 Arduino モジュール構成図
    表.2 RaspberryPi モジュール一覧
    モジュール名 概要
    pilot 初期操作を行う
    direction 正対補正を行う
    ball_count 回収したボールの個数をカウントする
    position 自己座標の取得を行う
    camera_discrimination 画像認識を行う
    run_ball 移動機能と緊急停止を備えたモジュール
    uss 超音波センサの読み取りを行う
    io GPIOの読み取りを行う
    request Arduinoへの命令を行う
    arduino Arduinoとのシリアル通信を行う

    表.3 Arduino モジュール一覧
    モジュール名 概要
    slave RaspberryPi との通信、走行制御を一定周期で行う
    elevator 昇降機のモータ制御を行う
    run_ctrl 走行制御を行う
    io 各種デバイスのピン設定と状態の取得を行う
    raspi Raspberry Piとシリアル通信を行う
    vel_ctrl 速度制御を行う
    distance 走行距離の取得をする
    motor モータを操作する
    encoder エンコーダの読み取りを行う
    collect_motor 回収用モータの制御を行う


    5.各パートへのリンク

    以下に全体の基本設計書と各パートの基本設計書のリンクを示す。

    全体基本設計書
    メカニクス基本設計書
    エレクトロニクス基本設計書