目次

• 本ドキュメントについて
• 基本機能
• 専用アプリについて
• 動作フローチャート
• モジュール構成
• 各パートへのリンク

1. 本ドキュメントについて

   本ドキュメントは、ソラシ♬プロジェクトのソフトウェア基本設計書である。
   





2. 基本機能

   Table1に基本機能を示す。
   

   Table1 基本機能

   機能名	目的	詳細
   アピール機能	子供の興味を引く	音声や首の動作を用いて子供の意識をそらす 待合室と診察室で使用される
   音声(アピール①)	言葉や音楽を鳴らす	スピーカーから音楽・音声を鳴らす 音声はあらかじめセリフを録音しておく
   会話(アピール③)	特定の言葉に反応して返事をする	マイクが特定の音声を拾った場合それに合わせた返事をする
   ライントレース機能	病院内をライントレースで移動する	病院の床に専用のラインを引いてそのラインに沿って移動する 移動は待合室から診察室までの間で行う カメラを用いてライントレースを行う
   ライン二重認識機能(ライントレース①)	ラインが二重にひかれたところ(マーカー)を認識する	ラインを二重にしたところ（マーカー）を判断できるようにする 操作待機やアピールの目印とする
   遠隔操作機能	スマートホンのBluetooth機能で特定の操作を遠隔で行う	専用アプリを用いてソラシのraspberry piとBluetooth通信を行う 発進・停止などの特定の操作を遠隔で行えるようにする
   接近探知機能	人や障害物が接近した場合走行を停止する	超音波センサを用い人や障害物の接近を検知して危険な場合に走行を停止する
   緊急停止機能	問題が起きた際に緊急停止する	緊急停止ボタンを押すことですべての機能が停止する アプリからの遠隔停止も可能にする





3. 専用アプリについて

   ソラシでは判断の難しい操作を遠隔で行う。そのため専用androidアプリを作成する。
   

   Androidアプリの機能をTable2にまとめる。

   Table2 Androidアプリの機能

   機能名	内容	詳細
   スタート	MIRSに移動命令を出す	MIRSにあらかじめ引かれた線の上を移動させる 「停止命令を出す」「緊急停止させる」「アピールポイントに到着する」のいずれかが起きるまで動き続ける
   ストップ	MIRSをその場で一時停止させる	MIRSをその場で一時停止させる もう一度スタートを押せば再び動き始める
   緊急停止	MIRSの全動作を強制的に止める	MIRSの全動作を強制的に終了させる MIRSの全動作を強制的に終了させる 通信は停止しないが緊急停止以外の機能は使えなくなる MIRSを再起動し再接続すれば使えるようになる
   パスワード認証	認証されていない状態で動かせないようにする	MIRSが起動時に表示するパスワードを入力することで接続が完了し遠隔操作できるようになる パスワードは起動ごとにMIRS側で設定しなおされる
   診察室に呼ばれた	診察室に呼ばれたことをソラシに伝える	診察室に呼ばれたことを音声から判断することは難しいので保護者のアプリから診察室に呼ばれたことをソラシに送信する
   乗車確認	子供がソラシに乗ったことをソラシに伝える	子供がソラシに乗車したことを保護者のアプリからソラシに送信する
   降車確認	子供がソラシから降りたことを確認する	子供がソラシから降りたことを保護者のアプリからソラシに送信する
   注射開始	注射が始まったことをソラシに伝える	注射が始まったことをソラシに送信する
   注射終了	注射が始まったことをソラシに伝える	注射が始まったことをソラシに送信する





4. 動作フローチャート

   1. 動作モード

      ソラシは保護者の操作する専用アプリからの操作によって動作モードが切り替わる。
      動作モードをTable3にまとめる。

      Table3 動作モード一覧

      番号	動作モード	内容
      1	待合室 アピール	待合室で待つ子供が興味を持つように、動作、音声、音楽を用いて興味を引く。
      2	注射中 アピール	子供の意識を注射からそらすために、動作、音声、音楽を用いて興味を引く。 また保護者アプリからの注射終了確認があるまでアピールを続ける。
      3	子供乗車待機	子供がソラシに乗るように音声で促し、保護者のアプリからの乗車確認を待機する。
      4	子供降車待機	子供がソラシから下りるように音声で促し、保護者のアプリからの降車確認を待機する。
      5	注射開始待機	保護者アプリからの注射開始確認を待機する。
      6	ライントレース	病院の床に敷かれたラインのマーカーからマーカーまでをライントレースで移動する。

   2. 動作手順

      Table3の動作モードと保護者アプリからの操作の順序をFigure1にまとめる。〇で囲まれた数字はTable3の番号と対応している。

      
      
      Figure1 基本動作フローチャート
      

   
   
   

5. モジュール構成

   各機能を実現するためのモジュール構成を示す。

   1. Arduinoモジュール構成

      Arduinoのモジュール構成をFigure2に示す。
      水色のモジュールは新規作成する
      また、Figure2のモジュールの詳細をTable4にまとめる。
      

      
      
      Figure2 arduinoモジュール構成
      

      
      
      
      Table4 使用モジュール詳細

      モジュール	用途
      follower.ino (新規作成)	raspberry pi からの命令を取得し実行する。
      stop.ino (新規作成)	緊急停止用プログラム。 緊急停止スイッチが押されると実行されソラシを緊急停止する。
      run_ctrl.ino	走行系制御
      vel_ctrl.ino	速度制御
      motor.ino	モータ制御
      distance.ino	距離計測
      encorder.ino	エンコーダ読み取りモジュール
      io.ino	I/Oポートの操作

   2. Raspberry Piモジュール構成

      Raspberry piにはメイン処理用のC言語プログラムと音声認識用の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まとめる。

      1. C言語モジュール構成

         C言語プログラムのモジュール構成をFigure3に示す。
         水色のモジュールは新規作成する。
         また、Table5にモジュールの詳細をまとめる。
         

         
         
         Figure3 C言語プログラムモジュール構成
         

         Table5 C言語のモジュール構成

         モジュール	用途
         pilot.c	初期設定、メイン処理
         app.c	アプリからの命令の処理を行う。 アプリとの通信を行う。
         python.c	pythonプログラムとの通信を行う。
         line.c	ライントレースを行う。
         request.c	Arduinoへ命令を送る
         arduino.c	Arduinoへ命令を送る。
         uss.c	超音波センサ読み取り。
         get_img.c	画像撮影する。

      2. Pythonモジュール構成

         Pythonモジュールの構成図をFigure4に示す。
         モジュールはすべて新規作成する。
         また、Table6にモジュールの内容をまとめる。
         

         
         
         Figure4 Pythonモジュール図
         

         
         
         
         Table6 Pythonのモジュール構成

         モジュール名	機能
         Bluetooth.py	BluetoothでAndroidアプリと接続し通信する
         Julius.py	モジュールモードのJuliusから認識した言葉を取得する
         request.py	Arduinoに命令を出す
         sound_tmp.py	テンプレートの音声、音楽を流す
         mic.py	マイクの制御を行う。
         speaker.py	スピーカーの制御を行う。





6. 各パートへのリンク

   各パートのドキュメントへのリンクを以下に示す。
   基本設計書
   基本設計書（メカニクス）
   基本設計書（エレクトロニクス）