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名称 MIRS1701 システム提案書
番号 MIRS1701-DSGN-0002
版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A4 2018.01.10 鈴木 宏和 小谷 進 第四版

目次

はじめに

本ドキュメントは、MIRS1701の機体のシステム提案書である。

プロジェクトテーマ

健康イキイキプロジェクト

製品コンセプト

目が見えないからといって外出、あきらめていませんか?
MIRSがあなたを導きます。

外観イメージ

に外観イメージを示す。

外観イメージ
外観イメージ

機能・特徴

想定ユーザ

視覚障がい者の方で、外出を諦めている人たち。
視覚障がい者の方で、もっと安全・安心に外を歩きたい人たち。

動作シナリオ

D科演習室から学生課まで、視覚障害者の方がMIRSを使って移動する想定での動作シナリオを以下に示す。
道中の共通棟一階廊下左側に障害物(積み上げた段ボールのようなもの)がある設定にした。
また、ユーザは道順やある程度の道の様子を事前に知っており、MIRSは道順の案内をするわけではない。

  1. 演習室扉前から次の曲がり角までまっすぐに進む
    (起動スイッチを押す→ジョイスティックを前に倒す)
  2. MIRSが曲がり角を教えてくれたら右に曲がる
    (骨伝導イヤフォンから「曲がり角です」とお知らせ→ジョイスティックを右に倒す)
  3. 右の壁沿いは物が多いので左側の壁に移動
    (ジョイスティックを左に倒す→左の壁に移動)
  4. まっすぐに進むと障害物があるので避けて前進
    (骨伝導イヤフォンから「障害物です」とお知らせ→ジョイスティックを前に倒す)
  5. 進んでいるときにうっかりハーネスを離してしまいMIRSが停止
    (骨伝導イヤフォンから「ハーネスから手が離れました」とお知らせ→もう一度ハーネスを握りジョイスティックを前に倒す)
  6. しばらく進み学生課のガラス部の角を左に曲がる
    (骨伝導イヤフォンから「曲がり角です」とお知らせ→ジョイスティックを左に倒す)
  7. 自動ドアが開くとMIRSは曲がり角として検知するので左に曲がる
    (骨伝導イヤフォンから「曲がり角です」とお知らせ→ジョイスティックを左に倒す)
  8. 目的地に到着したので終了する
    (終了スイッチを押す)

フローチャートをに示す。

フローチャート
フローチャート

使用時イメージをに示す。

使用時イメージ
使用時イメージ

仕様一覧

メカ

メカ分野の標準機からの変更点をに示す。

メカ変更点
内容理由
アルミ製タイヤホイールの採用標準ホイールでは強度が不足しており、室内走行でも破損するため
車体カバーの採用内部の保護や安全性の強化のため
コントローラ(ハーネスに搭載)による操作ユーザがMIRSに指示をあたえるため
機体上部にハーネス(棒状)の設置ユーザがMIRSを掴み、追従するため
骨伝導イヤホンの作成ユーザへの音声通知のため

エレキ

エレキ分野の標準機からの変更点をに示す。

エレキ変更点
内容理由
Arduino MEGAまたはDUE(互換機でも可)またはFPGAの採用UNOではピン数やALU性能が足りないため
バッテリーを2個並列に変更駆動時間を伸ばすため
超音波センサを8方向に搭載壁やユーザや障害物の検知のため
コントローラに静電容量式タッチセンサを搭載ユーザがハーネスを握っていることを検知するため
駆動系電源スイッチをFET(Arduinoから操作)と緊急用物理スイッチの二つに変更ユーザがいちいちスイッチをONにする必要をなくし、ユーザや周りの人が緊急停止をさせられるようにするため
段差を検知するための下向きの赤外線センサと、タッチセンサを搭載タッチセンサで小さな段差を検知し、赤外線センサで下りの段差を検知するため
アンプとスピーカーを搭載周囲の人への応援要請のため
骨伝道インカムを接続音声案内で使用者に情報を通知するため

ソフト

ソフト分野の標準機からの変更点をに示す。

ソフト変更点
内容理由
RaspberryPiプログラムにPythonを採用モジュールテストやコーディング速度などでC言語より有利であり、Raspberry Piのリソースにも余裕があるから
RaspberryPiとArduinoの通信方式の変更従来の通信方式では拡張性や保守性に問題があるから

安全機能

安全機能をに示す。

安全機能
内容理由
ハーネスを離したらMIRSを停止させるもし手を離してしまったとき、MIRSが動き続けてしまうと危険だから
段差・障害物を検知したら停止する段差・障害物を避けないと危険だから

購入予定物品

購入予定物品表
物品名商品名型番価格個数 [個]小計購入先備考URL
アンプ(骨伝導スピーカ用)PAM8012使用2ワットD級アンプモジュールAE-PAM8012\3001\300秋月リンク
骨伝道スピーカー骨伝道スピーカーBCE-1\1,6201\1,620横浜ベイサイドネットリンク
超音波センサSRF02低コスト超音波距離計SRF02\1,7076\10,242ロボショップ株式会社ジャンクにI2C対応品があれば使いたい。リンク
スピーカ8Ω10W広帯域用スピーカーF77G98-6\3001\300秋月リンク
アンプLA4902使用10WパワーアンプキットAE-4902\9501\950秋月リンク
赤外線センサフォトリフレクタ(反射タイプ)TPR-105F\401\40秋月リンク
タッチセンサマイクロスイッチD3M-01L1\808\640秋月リンク
マイコンボードArduino DUEA000062\5,0431\5,043RSコンポーネンツArduinoはどちらか片方リンク
マイコンボードArduino MegaA000067\4,5661\4,566RSコンポーネンツArduinoはどちらか片方リンク
静電容量式タッチセンサ静電容量型近接検出器MTCH101-I/OT\441\44RSコンポーネンツリンク
ジョイスティック2軸ジョイスティック・モジュール#27800\7801\780秋月リンク

総額 \20,000程度(Arduino DUEの場合)