目次

1. はじめに
2. 概要
3. OS(RT-Linux)の概要
4. プログラム群の構成
5. プログラム群の詳細
6. 試験

はじめに

本ドキュメントは、MIRS0202 基本設計書に規定されたシステムの動作規定、状態遷移を実現する各タスクの開発(コーディング、試験等)に必要な事項を述べる

概要

MIRS0202 ソフトウェアは、RT-Linux上で動作するプログラム群で構成される。プログラムはC言語でかかれ、Linux の標準の API とともに、行動モードに対応したプログラム、一つの機能を複数のプログラム群で提供する機能モジュール、および、RTタスク、ドライバと、補助関数と独自に定義したヘッダファイルから構成される。

OS(RT-Linux)の概要

主な内容はMIRS0202技術調査 ソフトウェア調査報告書MIRS0202-TECH-0005を参照

プログラム群の構成



プログラム群の詳細

• モードモジュール
  
  
  • モード名
    1. モード定義
    2. モード遷移条件
    3. 構成要素
    4. 関数名
    5. 引き数
    6. 戻り値
    7. アルゴリズム（フローチャート）

※以下を上記の書式で記載する。


1. 待機モード
   
   
   
   1. テンキーからの数字入力により、各モードを指定して実行する。
   
   
   
   2. あ
      テンキーから 0 を入力：試験モード
      テンキーから 1 を入力：初期モードA
      テンキーから 2 を入力：初期モードB
      テンキーから 9 を入力：ポストデータを初期化
   
   
   
   3. • 試験モード
      • 初期モードA
      • 初期モードB
      • ポストデータ初期化モード
   
   
   
   4. void main(void)
   
   
   
   5. None
   
   
   
   6. 正常終了時は 0
   
   
   
   7. 
   
   
   
2. 初期モードA
   
   
   
   1. スタート後白線まで後退し、白線を感知したら座標を(0,0)として、十数cm前進、90°左回転する。
      
      
   2. あ

      MIRS 左側の白線センサーが 3つとも 認識	：	白線上移動モードA
      MIRS 左側の白線センサーが 3つ のうちどれか一つでも不認識	：	白線トラブルモード

   
   
   3. • PWMモジュール
      • 座標補正Aモジュール
      • 90°左回転モジュール
      • 座標初期化モジュール
      • 後退モジュール
   
   
   4. void starta(void)
   
   
   
   5. None
   
   
   
   6. None
   
   
   
   7. 
   
   
   
3. 初期モードB
   
   
   
   1. スタート後白線まで後退し、白線を感知したら座標を(0,0)とする。
   
   
   
   2. 
      白線を認識し座標を初期化後：次ポスト検索モード
   
   
   
   3. • PWM-ENCモジュール
      • 座標補正Aモジュール
      • 座標初期化モジュール
      • 後退モジュール
   
   
   4. void startb(void)
   
   
   
   5. None
   
   
   
   6. None
   
   
   
   7. 
   
   
   
4. 試験モード
   
   1. 各モードを単独で実行する。
   2. 
      テンキーから 01 を入力：初期モードA
      テンキーから 02 を入力：初期モードB
      テンキーから 03 を入力：白線上移動モードA
      テンキーから 13 を入力：白線上移動モードB
      テンキーから 23 を入力：白線上移動モードC
      テンキーから 33 を入力：白線上移動モードD
      テンキーから 04 を入力：ポスト接近モードA
      テンキーから 14 を入力：ポスト接近モードB
      テンキーから 05 を入力：ポスト周回モードA
      テンキーから 15 を入力：ポスト周回モードB
      テンキーから 06 を入力：ポスト獲得モード
      テンキーから 07 を入力：次ポスト獲得モード
      テンキーから 08 を入力：白線トラブルモード
      
   3. • 各モードモジュール
   4. void test(void)
   5. None
   6. None
   7. None
5. 白線上移動モードA
   
   1. 初期モードA の終了地点から最初の曲がり角で90°回転する。
      また、現在座標を(,)に補正する。
   
   
   
   2. 
      

      曲がり角に到達し 90°右回転し左前２つと後部２つの白線センサーが反応	：	白線移動モードB
      MIRS 左側の白線センサーが 3つ のうちどれか一つでも不認識	：	白線トラブルモード

   3. • PWM-ENCモジュール
      • 座標補正Bモジュール
      • 90°右回転モジュール
      • 直線高速移動モジュール
      • 直進補正モジュールA
   4. void wlma(void)
   5. None
   6. None
   7. 
6. 白線上移動モードB
   
   1. 白線上移動モードA終了時から次ぎの曲がり角で90°回転する。
      また、現在座標を(,)に補正する。
      常時超音波センサーで右方向を探索しポストを検索する。
   
   
   
   2. 
      

      曲がり角に到達し 90°右回転し左前２つと後部２つの白線センサーが反応	：	白線移動モードB
      MIRS 左側の白線センサーが 3つ のうちどれか一つでも不認識	：	白線トラブルモード
      MIRS 右側の超音波センサーが反応	：	ポスト接近モードA

   3. • PWM-ENCモジュール
      • 座標補正Cモジュール
      • 90°右回転モジュール
      • 直線移動モジュール
      • 直進補正モジュールA
   4. void wlmb(void)
   5. None
   6. None
   7. 
7. 白線上移動モードC
   
   1. 白線上移動モードB終了時から次ぎの曲がり角で90°回転する。
      また、現在座標を(,)に補正する。
   
   
   
   2. 
      

      曲がり角に到達し 90°右回転し左前２つと後部２つの白線センサーが反応	：	白線移動モードB
      MIRS 左側の白線センサーが 3つ のうちどれか一つでも不認識	：	白線トラブルモード

   3. • PWM-ENCモジュール
      • 座標補正Dモジュール
      • 90°右回転モジュール
      • 直線高速移動モジュール
      • 直進補正モジュールA
   4. void wlmc(void)
   5. None
   6. None
   7. 
8. 白線上移動モードD
   
   1. 白線上移動モードD終了時から次ぎの曲がり角で一時停止する。
      また、現在座標を(,)に補正する。
      常時超音波センサーで右方向を探索しポストを検索する。
   
   
   
   2. 
      

      曲がり角に到達	：	次ポスト検索モード
      MIRS 左側の白線センサーが 3つ のうちどれか一つでも不認識	：	白線トラブルモード
      MIRS 右側の超音波センサーが反応	：	ポスト接近モードA

   3. • PWM-ENCモジュール
      • 座標補正Eモジュール
      • 90°右回転モジュール
      • 直線移動モジュール
      • 直進補正モジュールA
   4. void wlmd(void)
   5. None
   6. None
   7. 
9. ポスト接近モードA
   
   1. 超音波センサーに反応があったら、90°右回転しMIRS前部にある超音波センサーで物体との距離を測定しながら直進しポストにぶつかり中心位置を割り出し、30cm後退する。
      しかし、MIRS前部に設置してある赤外線センサに反応があったらポストにはぶつからずに30cm手前で停止する。
      また、競技場の半分まで移動してしまったら白線上まで戻る。
   2. 
      

      30cm後退、もしくは赤外線センサーに反応	：	ポスト周回モードA
      後部タッチセンサーに反応	：	ポストトラブルモード

   3. • PWM-ENCモジュール
      • 座標補正Eモジュール
      • 直線移動モジュール
      • 直進補正モジュールB
      • シリアルポートデバイスドライバ
      • TSデバイスドライバ
      • 座標記憶モジュール
      • ポスト探索モジュール
   4. void pnma(void)
   5. None
   6. None
   7. 
10. ポスト接近モードB
    
    1. 座標記録データよりポストの座標を割り出し接近する。
       途中にポストがある場合は回避する。
       発見できなかったときは超音波センサーで付近を探索する。
       現在位置がポストの座標データと近似 かつ 前部タッチセンサの内どれか一つでも反応したら、ポストの中心を割り出し30cm後退。
    2. 
       

       現在位置がポストの座標データと近似 かつ    前部タッチセンサの内どれか一つでも反応しその後30cm後退	：	ポスト周回モードB
       後部タッチセンサーに反応	：	ポストトラブルモード

    3. • PWM-ENCモジュール
       • 直線移動モジュール
       • 直進補正モジュールB
       • シリアルポートデバイスドライバ
       • TSデバイスドライバ
       • 座標参照モジュール
    4. void pnmb(void)
    5. None
    6. None
    7. 
11. ポスト周回モードA
    
    1. ポストから30cm離れたところを時計回りに１周する。
       そのとき MIRS 右部に取り付けた赤外線センサーでポストの番号を確認する。
       ただし、半周した時点で一度止まり超音波センサーでほかにポストがあるかどうかを判断する。
    2. 
       

       赤外線を感知 かつ とるべき番号	：	ポスト獲得モード
       超音波センサーに反応あり	：	ポスト接近モードA
       ポストの回りを１週した	：	ポスト接近モードA
       後部のタッチセンサーに反応	：	TSトラブルモード

    3. • PWM-ENCモジュール
       • ポスト周回モジュール
       • ポスト探索モジュール
       • シリアルポートデバイスドライバ
       • TSデバイスドライバ
       • 座標記録モジュール
       • 座標参照モジュール
    4. void pama(void)
    5. None
    6. None
    7. 
12. ポスト周回モードB
    
    1. ポストから30cm離れたところを時計回りに１周する。
       そのとき MIRS 右部に取り付けた赤外線センサーでポストの番号を確認する。
    2. 
       

       赤外線を感知 かつ とるべき番号	：	ポスト獲得モード
       ポストの回りを１週した	：	次ポスト検索モード
       後部のタッチセンサーに反応	：	TSトラブルモード

    3. • PWM-ENCモジュール
       • ポスト周回モジュール
       • シリアルポートデバイスドライバ
       • TSデバイスドライバ
       • 座標記録モジュール
       • 座標参照モジュール
    4. void pamb(void)
    5. None
    6. None
    7. 
13. ポスト獲得モード
    
    1. ポストに向かって正面を向き、ポストを獲得する。
       その後もとの位置まで戻りもとの方向を向く。

    2. 元の位置まで戻った かつ ポスト周回モードAからきた	：	ポスト周回モードA
       元の位置まで戻った かつ ポスト周回モードBからきた	：	ポスト周回モードB

    3. • PWM-ENCモジュール
       • 90°左回転モジュール
       • 90°右回転モジュール
       • シリアルポートデバイスドライバ
       • TSデバイスドライバ
       • 座標記録モジュール
       • 座標参照モジュール
       • 直線移動モジュール
       • 直進補正モジュールB
       • 後退モジュール
       • 座標補正Fモジュール
    4. void pget(void)
    5. None
    6. None
    7. 
14. 次ポスト検索モード
    
    1. 次に獲得すべきポストを検索し、方向を調節する。
    2. 次にとるべきポストを検索終了：ポスト接近モードB
    3. • 座標参照モジュール
    4. void nps(void)
    5. None
    6. None
    7. 
15. 終了モード
    
    1. プログラムを終了する。
    2. None
    3. None
    4. void main(void)
    5. None
    6. None
    7. None



• 機能モジュール
  
  
  • モジュール名
    
    
    1. 機能
    2. 構成要素 補助関数 RTタスク デバイスドライバ
    3. このモジュールが使用されるモード
    4. 関数名
    5. 引数
    6. 戻り値
    7. アルゴリズム(フローチャート)
  
  ※以下を上記の書式で記載する。
  
  
  1. 90°右回転モジュール
     
     1. 90°右回転する。
     2. PWM-ENCモジュール
     3. • 初期モードA
        • 白線上移動モードABCD
        • ポスト獲得モード
     4. void trn(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  2. 90°左回転モジュール
     
     1. 90°左回転する。
     2. PWM-ENCモジュール
     3. • ポスト獲得モード
     4. void tln(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  3. ポスト周回モジュール
     
     1. ポストから30cm離れたところを時計回りに１周する。
     2. • PWM-ENCモジュール
        • シリアルポートデバイスドライバ
     3. • ポスト周回モードAB
     4. void pamm(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  4. ポスト探索モジュール
     
     1. 超音波を発射し、ポストが有るか無いかを判断する。
     2. • シリアルポートデバイスドライバ
     3. • ポスト接近モードA
        • ポスト周回モードA
     4. void ptm(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  5. 後退モジュール
     
     1. 後退する。
     2. • PWM-ENCモジュール
     3. • 初期モードAB
        • ポスト獲得モード
     4. void bm(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  6. 座標記録モジュール
     
     1. ポストのNo.と座標を記したファイルを出力する。
     2. None
     3. • ポスト接近モードA
        • ポスト周回モードAB
        • ポスト獲得モード
     4. void dmake(void)
     5. None
     6. None(ただし、座標記録ファイル"pdata.dat"にデータを出力)
     7. 
  7. 座標参照モジュール
     
     1. 座標記録ファイルの中身を参照する。
     2. None
     3. • ポスト接近モードB
        • ポスト周回モードAB
        • ポスト獲得モード
        • 次ポスト検索モード
     4. void dread(void)
     5. None(ただし、座標記録ファイル"pdata.dat"を読み出す)
     6. None
     7. 
  8. 座標記録ファイル初期化モジュール
     
     1. 座標記録ファイルを初期化する。
     2. None
     3. • 初期モードAB
     4. void dformat(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  9. 座標補正Aモジュール
     
     1. 現在のMIRSの位置座標を(0,0)にする。
     2. None
     3. • 初期モードAB
     4. void mfma(void)
     5. None
     6. None
     7. 
  10. 座標補正Bモジュール
      
      1. 現在のMIRSの位置座標を(0,0)にする。
      2. None
      3. • 白線上移動モードA
      4. void mfmb(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  11. 座標補正Cモジュール
      
      1. 現在のMIRSの位置座標を(0,0)にする。
      2. None
      3. • 白線上移動モードB
      4. void mfmc(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  12. 座標補正Dモジュール
      
      1. 現在のMIRSの位置座標を(0,0)にする。
      2. None
      3. • 白線上移動モードC
      4. void mfmd(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  13. 座標補正Eモジュール
      
      1. 現在のMIRSの位置座標を(0,0)にする。
      2. None
      3. • 白線上移動モードD
      4. void mfme(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  14. 座標補正Fモジュール
      
      1. ポストの座標データより現在位置を予測。
      2. None
      3. • ポスト獲得モード
      4. void mfmf(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  15. 直進補正モジュールA
      
      1. 白線を利用し、MIRSの直進運動を補正する。
         また、左右のロータリーエンコーダの値を均一にする。
      2. • PWM-ENCモジュール
      3. • 白線上移動モードABCD
      4. void stra(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  16. 直進補正モジュールB
      
      1. 左右のロータリーエンコーダの値を均一にする。
      2. • PWM-ENCモジュール
      3. • ポスト接近モードAB
         • ポスト獲得モード
      4. void strb(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  17. 直線移動モジュール
      
      1. 直進する。
      2. • PWM-ENCモジュール
      3. • 白線上移動モードBD
         • ポスト接近モードAB
      4. void strn(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  18. 直線高速移動モジュール
      
      1. 高速に直進する。
      2. • PWM-ENCモジュール
      3. • 白線上移動モードAC
      4. void strs(void)
      5. None
      6. None
      7. 
  
  
  
• RTタスクモジュール
  
  
  • RT タスクモジュール名
    
    
    1. 機能
    2. このRTタスクモジュールがされるモード、機能モジュール
    3. 構成要素 関数モジュール
    4. 関数名
    5. 優先度
    6. FIFOの仕様
  
  ※以下を上記の書式で記載する。
  
  
  1. PWM-ENCモジュール
     1. 左右のロータリーエンコーダのカウント値、速度データ、各種機能の指令等をやり取りする。直進、回転をこのRTタスクで実現する。
        白線センサーでの赤外線の送受信。白線の有無を判断する。
     2. 初期モードAB　白線上移動モードABCD　ポスト接近モードAB　ポスト周回モードAB　ポスト獲得モード　次ポスト検索モード
     3. • ロータリーエンコーダ制御関数
        • 白線センサー制御関数
     4. enc_module
     6. • FIFO_1:ロータリーエンコーダのカウント値
        • FIFO_2:速度データ
        • FIFO_3:エンコーダリセット
        • FIFO_4:白線の有無
  
  
  
• デバイスドライバ
  
  
  • ドライバ名
    
    
    1. 機能
    2. このドライバが使用されるモード、モジュール
    3. 関数名
    4. IOアドレス IRQ
  
  ※以下を上記の書式で記載する。
  
  
  1. TSデバイスドライバ
     1. タッチセンサ、赤外線センサ、パワーオン信号のON/OFFを調べる。
     2. ポスト接近モードAB　ポスト周回モードAB　ポスト獲得モード　次ポスト検索モード
     3. ts_dd
  2. シリアルポートデバイスドライバ
     1. PICへの要求送信、値の受信
     2. 白線上移動モードBD　ポスト接近モードAB　ポスト周回モードAB　ポスト獲得モード　次ポスト検索モード
     3. linux標準搭載のデバイスドライバを使用
  3. LCDデバイスドライバ
     1. LCDに文字列を表示する。
     2. 未定
     3. lcd_dd

試験

1. モードモジュール、機能モジュール単体試験
   
   • モード間の移行が問題無く行われるか。機能モジュールが機能の実現を十分に果たしているかを試験する。
   • モジュールを細かくするか否か。
2. 標準MIRS上での試験
   
   • MIRS0202では超音波センサと白線センサのコントロールをPICで行うが、それ以外については標準MIRSのOSや動作環境はソフト側から見て実機とほぼ同じであるため、実機完成までは標準MIRS上で駆動系を中心とし、各センサへのコントロールテストを行う。
3. 実機上での試験
   
   • 回転モジュールのカーブ半径の試験。
   • 直線移動モジュールの計算上の走行距離と実際の走行距離を合わせる試験。
   • ポスト周回モジュールの半径と精度の確認。
   • 赤外線センサがしっかりポストを認識できるか、獲得できるか。
   • 超音波センサによる、中心割り出しの精度を確認。
   • ポスト配置によるバグの検出。
   • 以上のことを、それぞれのステップにおいて、テスト走行をする。

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関連文書

• MIRS0202基本設計書