名称 MIRS2103 システム提案書
番号 MIRS2103-DSGN-0001

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A03 2021.07.10 眞野翔 大沼先生 初版

目次

1.はじめに
　近年の自動車各社で新しいビジネス体系としてMaaSというシステムが活発化している。私たちはそのシステムの中でも年々増加しているカーシェアリングサービスに着目して現在の課題について考えた。
現在の問題
• 予約が埋まっている場合は借り入れることができない。
• 車両の清掃は会員による自己責任のところもあるため、汚れた車両が用意されるケースもある。
• 傷がついていたり、へこんでいる状態で乗ることになることもある。
私たちはこの問題に対してそれを管理するロボットの需要が増加すると考えた。
そのMaaSのカーシェアリングにおける車の点検業務のニーズに対して応えるロボットが私たちの作るMIRSである。

2.プロジェクトテーマ
　カーシェアリングにおいて想定される、シェア車両の傷や汚れなどのトラブルを、ロボットによる管理によって未然に防ぐことで、ユーザー同士のトラブルを間接的に防ぎに円滑なコミュニケーションの環境と質の良いサービスを提供する。
この駐車場でコミュニケーションの輪を守るロボットから“Parking”と“Circle”を組み合わせることでParCleというチーム名とテーマを得た。
　MIRS2103のロゴを以下のFig.1に示す。
ロゴ
Fig.1 ロゴ

3.製品コンセプト

今後予想される車社会においてカーシェアリングの管理者が複数の車を管理する必要が出てくる。その時にカーシェアリングのユーザが常にフレッシュな状態で次の車を利用するために
「カーシェアリングにおける車両の無人点検」
を提供することがコンセプトである。

4.外観イメージ
・本体の中心部に点検用のアームをつけている。
・上部に振り上げた状態で移動する。
機体の外観のイメージ図をFig.2に示す。また、アームの可動域についてFig.3に示す。
ロゴ
Fig.2 外観図
ロゴ
Fig.3 アームの可動域

5.主な機能
・想定ユーザ　　カーシェアリングの管理者と利用者


点検の規模
ParCleでは、車両の特定及び点検を行うことでカーシェアリングにおける管理を行う。
　車両の特定では、車両の前後に移動してナンバープレートをカメラを用いて読み取り、画像認識技術によってナンバーを確認し、登録車両の中から参照する。点検では、特定した車の大きさや形に合わせてルートや範囲を決める。

　本プロジェクトにおいて、ユーザーにフレッシュな状態の車両を利用してもらうことを目的とするため、点検はボディ部分における汚れと傷の有無の判別を指す。そのため本プロジェクトで点検する箇所は窓より下のボディ部分に絞った。また、点検の程度として、一般的な車検に代表される、走行性能に影響を及ぼす異常の検出は目的に含まれないとする。
　車体に傷がつく場合を考えたとき、縁石や塀にボディを擦ったとき等が想定される。また汚れに関しても、花粉や黄砂といった時期特有の特殊な場合やほこりなどのひとつひとつの認識が難しいものを除き、ボディに何かが接触した場合に生じると考えた。このため、窓より上の部分には、本プロジェクトで識別したい目立つ傷や汚れは生じにくいと考え、小型であるというMIRSの特徴も考慮して、点検する箇所を窓より下のボディに絞った。
　本プロジェクトでは洗浄機能を点検の補助として用いる。点検において、画像では傷か汚れかを識別できない場合があると考えた。本プロジェクトではスポンジ機構を用いて該当部分を洗浄し、それがとれたかどうかを基準に汚れか傷かの判別を行う。

防水・防塵
　機体の防塵・防水等級は、IP51を想定している。これは「防塵において粉塵が内部に侵入せず、若干侵入しても正常運転を阻害しない」を満たすものである。また、防水においては「垂直に落ちてくる水滴によって有害な影響を受けない」を満たすものである。
　本プロジェクトでは雨にさらされる場所での使用は想定していないが、洗浄機能に用いる水が多少落ちてくることが想定される。そのため、この水に対する影響を防ぐことを目的とした防水機能を搭載する。また、駐車場での利用を目的としているため、砂等の粉塵による影響を防ぐ防塵機能を搭載する。

主な機能をTable.1 機能一覧に示す。
Table.1 機能一覧
機能名 機能内容
キズの発見／報告 カメラを用いて車のキズを発見し、管理者へ報告する。
汚れの洗浄 スポンジ機構によって車体の汚れを取る。
給水 上部にあるタンクから、スポンジ機構まで水を流すことで汚れをより正確に落とす。 また、センサによって水の残量が足りなくなったら管理者に伝える。
防塵防水 シーリング材とアクリル板によって防塵防水する。
アーム カメラとスポンジ機構を上下に移動させる。
衝突回避 超音波センサによって周囲の障害物（車、人等）を検出し事故を防ぐ。
自動走行 ライントレースによって決まった順路でナンバープレートまで移動し、車種によってプログラミングされたとおりに点検する。
アプリケーションとの連携 ユーザー視点では乗りたい車の状況（駐車場にあるかどうか等） 管理者視点では車にキズが無いかやタンクの補充についてを それぞれカメラ画像を用いて伝える。
・動作シナリオ
1． 待機地点から車が駐車されたことをカメラで確認する。
2． 車の前方に移動し車のナンバープレートから車種を判別。点検のルートを決定する。
3． 決定したルートをたどりながら、カメラで車体を撮影しキズ・汚れを検知する。
4． キズか汚れを判断するためにスポンジ機構で該当部分を洗浄する。
5． キズ・汚れの情報を管理者に報告する。
6． 点検終了後待機地点に戻る。
7． タンクの残量を確認し、不足していれば管理者に報告する。

点検する範囲をFig.4想定される動作をFig.5、フローチャートをFig.6にそれぞれ示す。 また、動作に対しての状態一覧をTable.2 状態一覧に示す。
ロゴ
Fig.4 点検する範囲
ロゴ
Fig.5 想定される動作
Table.2 状態一覧
STATE 動作
HOME 車両を待つ。
INSPEC 車の周囲を周り、カメラで傷を探す。
WASH 接近して異常のある位置を確認する。
HOMING 定位置に戻る。
ロゴ
Fig.6 フローチャート（メイン）

6.仕様一覧
・サイズ、重量、速度
サイズ　　　幅:約400[mm]　奥行:約810[mm]　高さ:約690[mm]
アームのサイズ 580[mm]
重量　　約15kg
車1台に対してかかる想定作業時間　　約15~30分
素材についてTable.3 各素材、部品に示す。
Table.3 各素材、部品
部位 素材、部品 備考
機体 標準機（改良あり）、アクリル板、補助輪、アルミ角材 塗装などの加工有
アーム機構 アルミ角材、モーター 防水防塵加工有
タンク機構 チューブ、水位センサー、 ポリタンク、サーボモーター 漏れ防止有
スポンジ機構 スポンジ、マイクロファイバー、その他 塗装などの加工有
カメラ機構 カメラ、(サーボモーター) 防水防塵加工有

・電源　　　
駆動用電源：ニッケル水素充電池(2個)　　　7.8[V]
制御用電源：モバイルバッテリ(LiPo）　　　5[V]

・アームについて
水平位置から上下70°
防水仕様

・使用環境
屋内／晴天時の屋外
舗装路面のみ

・カメラについて
視野角78°

・洗浄範囲想定
(想定) 20×20cm

耐荷重（未計測）

標準機からの変更点をTable.4 標準機からの変更点に示す。
Table.4 標準機からの変更点
分野 内容 目的
エレキ、ソフト ライントレースへの移行、アプリ開発 機体の移動のため、ユーザーに報告するため
メカ フレームの取り付けとアームの取り付け 点検・移動・防水防塵のため

7.購入物品

素材についてTable.5　購入物品に示す。
Table.5 購入物品
物品 単価 必要数 小計 商品URL
防水シーリング材 　（330ml） 516円 3 ￥1548 https://www.monotaro.com/g/00186105/
スポンジ平型研磨剤なし7個入り 109円 1 ￥109 https://www.monotaro.com/g/02779468/?t.q=%83X%83%7C%83%93%83W
マイクロファイバータオル3枚400×390 186円 1 ￥186 https://www.monotaro.com/g/01305621/? t.q=%8E%D4%81%40%90%B4%91%7C
補助輪 未定 2 未定 https://www.monotaro.com/g/00000813/?t.q=35675841
非常停止用押しボタンスイッチ 1055円 2 ￥2110 https://www.monotaro.com/g/00347884/?t.q=MVN301NR
シリコンチューブ　1m 45円 3 ￥135 https://www.monotaro.com/g/00490859/?t.q=%83V%83%8A%83R%83%93%83%60%83%85%81%5B%83u
サーボモーター 1375円 1 ￥1375 https://www.switch-science.com/catalog/7122/
モーター 2797円 1 ￥2797 https://www.googleadservices.com/pagead/aclk?sa=L&ai=DChcSEwi9xdON89fxAhVSWWAKHZeNA-cYABAEGgJ0bQ&ae=2&ohost=www.google.co.jp&cid=CAESQeD2XKsmgr1MtH4ZvWWdArkwWvGFW8TePoLsW7mHM6sautU_T_eDMPIo_0xep7-C0A46u9LTfBZyJDUGq4Ke52hR&sig=AOD64_0Q-DsZPAkcrHgaT0Xv4zP7vMs3Nw&ctype=5&q=&ved=2ahUKEwjR7syN89fxAhVTFIgKHV95DJMQ5bgDegQIARBB&adurl=
タンク 1490円 1 ￥1490 https://www.monotaro.com/p/3187/0503/
合計金額 ￥9750


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