-目次-

1. ドキュメント
2. プロジェクトテーマ
3. 製品コンセプト
4. 主な機能
5. 設計・外観
6. 開発項目
7. 主要な購入物品

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1. ドキュメント

本ドキュメントはMIRS2404 AQUAのソフトウェア詳細設計書である。

2. 機能概要

table1. 機能概要

機能	概要	記述言語
自律走行	ROS2とNavigation2を用いて、自己位置推定・移動経路の決定をしロボットの自立走行を行う。	Python,Arduino
水の管理・提供	ペルチェ素子を用いて水を冷却する。また、ポンプを用いて水を汲み上げる。	Arduino
Webアプリケーション(タブレット)	タブレットの画面からロボットの移動の停止・再開や水の提供の操作を行えるようにする。	Python,HTML,JavaScript
Webアプリケーション(自律走行)	webページでロボットの移動スケジュールを設定できるようにする。 ロボットの現在位置や今後の移動スケジュールを公開する。	Python,HTML,JavaScript

3. モジュール構成

3-1. PC

PCのモジュールの構成図を以下に示す。
fig2にmirs_navigationのモジュール構成図を示す。

table2. 概要

モジュール名	概要
patrol_tree.xml	Navigation2のビヘイビアツリー
mirs_navigation.launch.py	Navigation2を起動する
mirs2404.launch.py	navigation_control_node,web_config_node,raspi_receiver_nodeを起動する
mapNIT.pgm mapNIT.yaml	校内のマップ
nav2_params.yaml	Navigation2のパラメータファイル

fig3にnavigation_controlのモジュール構成図を示す。

table3. 概要

モジュール名	概要
schedule.yaml	ロボットが移動するスケジュールを設定
sections.yaml	ロボットが移動する場所を設定
navigation_control_node.py	ロボットの自律移動を時間に応じて管理する
web_config_node.py	ナビゲーションのスケジュール設定をweb上で管理する

fig4にwebsocketのモジュール構成図を示す。

table3. 概要

モジュール名	概要
config.ini	webサーバのIPアドレスを設定
raspi_receiver_node.py	iPadでの操作に応じて、ROS2のサービスのリクエストを送ったりnav2のアクションをキャンセルしロボットの移動を停止したりする

iPadのwebアプリのサーバのモジュールの構成図を以下に示す。

table4. 概要

モジュール名	概要
config.ini	webサーバのIPアドレスを設定<
socket_connection.py	Navigation2を起動する
web_main.py	navigation_control_node,web_config_node,raspi_receiver_nodeを起動する
display_switching.jp	校内のマップ
post.js	Navigation2のパラメータファイル
progress_model.js	概要
script.js	Navigation2のビヘイビアツリー
timer.js	Navigation2を起動する
style.css	navigation_control_node,web_config_node,raspi_receiver_nodeを起動する
index.html	校内のマップ

4.主な機能

校内移動
・LiDARを使用し屋内を自動で巡回する。
・カメラで人を検知したら一旦停止し、再度移動を始める。
・D科棟、共通棟、など、移動経路をあらかじめ決めておき、その経路を低速で走行する。

水の供給
・タンクに貯めた水をポンプを用いて吸い上げ、冷却のため一度小さいタンクに貯めた後、提供する。

ゴミ箱・カップディスペンサー
・紙コップとゴミ箱を備え付け、その場でごみを捨てられるようにする。

冷却機能
・ペルチェ素子を用いて小さいタンクを直接冷やし、水を冷却する。

タッチ操作
・タッチパネルを搭載し直感的な操作、情報提供を可能にする。
・タッチパネル操作で移動しているロボットを停止させ、給水モードに切り替える。
・ウォーターサーバーとしての給水の操作もタッチパネルを用いて行う。

位置共有
・事前に移動経路を決定しておき、WebページやLINEで現在の位置や今後の移動経路を共有する。

5. 設計・外観

fig2. プロジェクト外装(前)

fig3. プロジェクト外装(後)

6.開発項目

Table 2　開発項目

優先度	機能
A	・水の供給 ・LiDARを用いた校内移動 ・ゴミ箱、カップディスペンサー
B	・水の冷却 ・タッチ操作
C	・位置共有

7.主要な購入物品