MIRS2004-SOFT-0002 ソフトウェア詳細設計書

名称	MIRS2004ソフトウェア詳細設計書
番号	MIRS2004-SOFT-0002

版数	最終更新日	作成	承認	改訂記事
A01	2021.01.27	佐藤恭理､中村伸哉	香川先生	初版

1.はじめに

本ドキュメントはMIRS2004の詳細設計書、ソフトウェアについてのドキュメントである。

基本機能をtab.1に示す。

tab.1 基本機能

機能	目的	方法	記述言語
ボール検知機能	ボール回収を実現するため	カメラを用いてボールを画像認識する	Python
ベルトコンベア機能	ボールを回収、格納するため	モータを用いて軸を回転させ、ベルトコンベアを起動させる	C言語
衝突回避機能	人といった障害物に衝突する事故を防ぐため	超音波センサを用いて、人などの大きな物体を衝突前に検知し、後退する	C言語
ディスプレイ表示機能	ディスプレイをつけ、MIRSに表情を表示させるため	RaspberryPiにつなげて、電源投入時から表示させる	Python
アプリケーション連携機能	ユーザにMIRSの動作開始や停止といった最低限の制御を行わせることにより、ユーザ体験を向上させるため	アプリケーション開発をする	JavaScript

各機能実現のためのモジュール構成を以下に示す。

Arduinoのモジュール構成図をfig.1に示す。
また、fig.1の新規追加、または変更を行ったモジュールの詳細をtab.2に示す。

fig.1 Arduinoモジュール構成図

tab.2 Arduino新規、変更モジュール

モジュール名	概要	関数名	備考
slave	各種の処理の実行を行う	void slave()	引数、戻り値は共に特になし
motor_conveyor	コンベアを動かすためのモーターの制御を行う	void motor_conveyor_open() void conv_ctrl_execute() void conv_ctrl_set(conv_state_t conv_state) void conv_ctrl_get(conv_state_t *conv_state)	コンベアのステータスを引数とする

RaspberrPiにはメイン処理用のC言語プログラムと画像認識用の Pythonプログラムを実装する。それぞれのモジュール構成を以下に示す。

C言語プログラムのモジュール構成図をfig.2に示す。
また、fig.2のモジュールの詳細をtab.3に示す。

fig.2 C言語モジュール構成図

tab.3 C言語新規、変更モジュール

モジュール名	概要	関数名	備考
pilot_tb	テニスボール回収用の全体的な操作を行う	int main()	引数、戻り値は共に特になし
pilot_tt	卓球ボール回収用の全体的な操作を行う	int main()	引数、戻り値は共に特になし
stop	実行中の動作を停止する	int stop()	引数、戻り値は共に特になし
C_send	Pythonと通信を行う	void C_send(int mode)	int型の変数を引数とする
deg	pythonと通信を行い、最も近いボールとの角度を測定する	int deg(int *p)	int型の変数を引数とする
request	Arduinoへ命令を送る	void request_set_convmode(conv_state_t conv_state) int request_get_convmode(conv_state_t *conv_state)	コンベアのステータスを引数、戻り値とする

Pythonプログラムのモジュール構成図をfig.3に示す。
また、fig.3のモジュールの詳細をtab.4に示す。

fig.3 pythonモジュール構成図

tab.4 python新規モジュール

モジュール名	概要	関数名	備考
py_recv	C言語と通信を行う	py_recv()	int型の変数を戻り値とする
face	卓球ボール回収用の初期操作を行う	change()	引数、戻り値は共に特になし
deg	画像認識を行い、最も近いボールとの角度を測定する	関数なし	引数、戻り値は共に特になし