MIRS2104-SOFT-0004 MIRS2104詳細設計書(ソフト)

名称	MIRS2104詳細設計書(ソフト)
番号	MIRS2104-SOFT-0004

版数	最終更新日	作成	承認	改訂記事
A03	2021.11.8	尾崎優太・浅野悠也	香川先生	第3版

1.ドキュメント概要

本ドキュメントは、CiDerプロジェクトのソフトウェア詳細設計書である。

2.担当者

MIRS2104のソフトウェア担当メンバーを以下に示す。
・尾崎優太
・浅野悠也

3.基本設計

Tab.１に基本設計に関する表を示す。 Tab.1 基本機能

機能名	目的	詳細	記述言語
音声出力機能	子供を案内するため	音声で子供に話しかけ、横断歩道をわたる。子供が接近したことを検知したら動作する。	Python
握手検知機能	子供と手をつないでいることを認識するため	タッチセンサを用いて子供がロボットに取り付けられている手を握っていることを検知し動作する。	C
横断機能	子供と同時に横断するため	直進する。	C
子供接近検知機能	子供が接近を検知するため	カメラ若しくはセンサを用いて、ロボットに子供の接近を検知させ、接近を検知押したら音声を出力する。	C,Python
遠隔操作機能	スマートフォンで特定の操作を遠隔で行うため	LINE APIを用いて遠隔でMIRSに発進、停止等の操作を行えるようにする。	Python

4.各モジュールの接続配線

4.1Arduinoモジュール構成

Arduinoのモジュール構成をFig.1に示す。水色のモジュールについては新規で作成を行う。また、Fig.1のモジュールの詳細をTab.2に示す。
Arduinoのソフトウェアは、標準プログラムをベースとして、走行系のプログラムを記述する。

Fig.1 Arduinoモジュール図

Tab.2 Arduinoモジュール詳細

モジュール名称	用途
ino_control.ino(新規作成)	RaspberryPiとの通信を行う
emergency.ino(新規作成)	非常停止用動作プログラム。LINE APIからの非常停止指示に基づき停止動作を行う。同時に運営者に緊急停止の事実の通知を行う。
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

4.2 Raspberry Pi モジュール構成

RaspberryPiには、C言語モジュールによる実装を主とし、Python言語モジュールを補助的に利用する。

4.2.1 C言語モジュール作成

RaspberryPiのモジュール構成をFig.2に示す。水色のモジュールについては新規で作成を行う。また、Fig.2のモジュールの詳細をTab.3に示す。
RaspberryPiのC言語の利用法として、原則としてC言語を利用し、センサーを制御する。そのうえで、PythonやArduinoとの通信も行う。

Fig.2 C言語モジュール図

Tab.3 C言語モジュール詳細

モジュール名称	用途
py_con.py(新規作成)	初期設定および、全体の動作を司る
python.c(新規作成)	Pythonプログラムを通信を行う
c_request.c	Arduinoに命令を送る
aruduino.c	Arduinoに命令を送る
uss.c	超音波センサの読み取り
get_image.c	画像撮影を行う

4.2.2 Python言語モジュール作成

RaspberryPiのモジュール図をFig3に、その詳細をTab.4に示す。
Pythonを利用しないと、効率的な制御ができない場合のみ、Pythonを利用する。主に、LINEAPIやスピーカーの制御に利用する。

Fig.3 Python言語モジュール図

Tab.4 Python言語モジュール詳細

モジュール名称	用途
py_con.py(新規作成)	初期設定および、全体の動作を司る
line.py(新規作成)	LINEの送受信を行う
speaker.py(新規作成)	スピーカーの制御を行う
py_request.py(新規作成)	Arduinoに命令を出す
iden.py(新規作成)	横断歩道上の識別を行う