2009b

目次

チーム

チーム名

株式会社 とだ

メンバー

 その壱 とだ
 その弐 なかみゅう
 その参 SHIMA

ロボコン競技内容

課題:玉入れロボット

 ピンポン玉をできるだけたくさん所定の場所に運ぶ

フィールドの説明

field4.jpg

 ・フィールドは約160cm×110cm
 ・18個のピンポン玉はフィールドの中央にある、2x4の角材(長さ40cm)2本にはさ まれた正方形の領域にあり、領域のこの角材が置かれていない辺には500mlの紙パックが並べられている
 ・紙パックはすべての面に白あるいは緑色の画用紙がはられている
 ・目的地の長方形は19mm×19mmの角材で仕切られていている
 ・黒い線の太さは約25mm

field_all.jpg

パックは緑もしくは白の直方体である。フィールドの中央にあるオレンジの丸はピンポン玉である。

field_center.jpg

ルール

基本ルール

 ・単独の競技(1回)および対戦の競技(リーグ戦、計2回の対戦)の合計点で争う
 ・スタート時は「スタート地点」の内部以外に接していないこと
 ・スタート時のロボットは2個を越えないこと(スタート後はいくつに分裂してもかまわない)
 ・開始の合図から5秒以内にRCXのスタートボタンを押す作業を完了すること
 ・競技が終了するまで、ロボットに触ったり人間が遠隔で操作してはならない
 ・途中でうまく動かなくなった場合、1回限り再スタートすることができる
 ・競技時間終了までにもとのスタート地点にもどらなければならない(リーグ戦では戻らなくてもよい)
 ・競技時間は3分とする。ただし審判が、競技続行不能と判断した場合は途中で終了する

基本得点の計算方法 (単独競技)

 ・ボール1個あたり2点で計算する。
 ・ボーナス点として5個入れるごとに5点追加
 ・時間内(3分)にスタート地点にもどらないと-4点(ただしRCXを搭載するロボットの一部でも戻っていれば -2点)
 ・最高で51点

基本得点の計算方法 (リーグ戦)

 ・ゴールに入れたボールの数で競い、勝ったチームは10点、引き分けの時は5点、負けたチームは0点とする。
 ・さらにゴールに入れたボール1個あたり1点を加点する
 ・競技終了後、ゴールの内部にロボットが触れていれば-1点
 ・最高で20点

技術点の計算方法

 以下の動作の精度・スピード・確実性などを含めた技術的な工夫や芸術性について全てのチーム(3チーム)+TAが20点満点で採点し平均点を求める。
 得点の目安  ・紙パックの処理 (3点)
          ・ボールの収集 (3点)
          ・ボールの運搬 (3点)
          ・ボールのシュート (3点)
          ・2台のRCXの連携 (3点)
          ・その他 (5点)

ロボットの作成

方針

 効率よくパックをどかし、ピンポン球を運搬できるロボットを製作する。

製作に移る前に

 初め、一つの大きなロボットを製作するつもりでした(下図参照)が、ピンポン球を収集することが困難であったため、パックをどかすロボットとピンポン球を収集するロボットの2台を製作することとなった。

1_robo_f.jpg
1_robo_r.jpg

ピンポン球収集ロボット

構造と仕組み

 収集ロボットの構造は、ロボットの中央(左右のタイヤの間)にキャタピラが備え付けられていて、キャタピラは、ピンポン玉の上面と接するような高さに設置されている。

syuusyuu.jpg

 また、キャタピラの先端にはピンポン玉を回収しやすくするためのアームが設置されていて、このアームは、ピンポン玉をゴールに排出する際にピンポン玉を持ち上げるのに役立つ。排出時は、アームとキャタピラに加え、ゴールを囲む木枠も利用する。なお、ピンポン玉は最高6個回収できる。

haisyutu.jpg

 車体には、光センサーと回転センサーの両方が設置されて、移動する時に利用する。
 車体の移動速度は、ギアの組み合わせの関係で結構速いので、先手をとることも可能である。

改良前の作品

 改良前の作品には、移動手段として光センサーではなく、タッチセンサーが取り付けられていたが、この場合、移動にずれが生じると修正することが困難であったため光センサーになった。
 移動のずれは、左右のホイールのモーターの回転数が多少違うため、まっすぐに進もうとすると、どちらか左右に少しずつ曲がってしまうことにより発生する。タッチセンサーで修正しようとすると、壁もしくは障害物に当たらないと修正できない。しかも、実際に実行しようとすると、たいして修正できなかった。
 しかし、光センサーだと、黒いラインがフィールド上に敷きめぐらされているため、修正されやすくなる。なお、光センサーは、下の図でわかるように車体前面に左右対称に取り付けられている。

2_robo_f.jpg
2_robo_r.jpg

                        ↑正面                                                           ↑右側

2_robo_t.jpg

                        ↑タッチセンサーのアップ

完成

 完成したものは、全長約30cmという巨大なものになった。改良前の作品では、タッチセンサーが取り付けられていたが、完成したロボでは、タイヤの軸より少し前に光センサーが左右1個ずつ取り付けられている。

3_robo_f.jpg
3_robo_r.jpg

                        ↑正面                                                           ↑右側

3_robo_b.jpg
3_robo_d.jpg

                        ↑背後                                                           ↑下から

下からの図をみると光センサーがわかりやすい。
NQC本体が車体の真ん中より右寄りなのは、車体のバランスをとるためである。こうしないとまっすぐ走行させようとするとやや左にそれる。
下の図は、ピンポン球を実際に取る姿を再現したものである。図は、改良前の作品であるが、とる姿はほぼ変化がないので気にしないでください。

2_robo_f_p.jpg
2_robo_r_p.jpg

                        ↑正面                                                           ↑右側
下図はNQCを外した時に上から見えるピンポン玉収集の姿である。

2_robo_u_p.jpg

工夫した点・苦労した点など

 工夫した点は、車体のタイヤをやや前方に取り付けることにより、ロボットが回転運動した時も、収集したピンポン玉を逃しにくくしてある点である(瞬間中心の関係)。

kuhuu2.jpg

 また、前方のアームの長さも床に届かないような高さにし、左右のアームの間隔は少し緩めに設置されているので、ピンポン玉が詰まった際にアームが多少広がり、アームにかかった無理な力を逃がし、アームは回転し続けます。

kuhuu1.jpg

 さらに、アームとキャタピラの回転は連動していて、一つのモーターで回転します。
 前方のクローは、ゴールにピンポン玉を入れる時、ピンポン玉を入れやすくする役割を担っている。

問題点

 ・車体が大きすぎるため回転運動させようとすると、周辺の障害物にあたり回転が困難である。
 ・アームが少し短いため、ピンポン玉収集があまりうまくいかない。(前進しながらなら回収しやすい)
 ・ピンポン玉を回収する関係上、光センサーの幅がやや広めなので、ライントレーサーがうまくいかないこともある。

プログラム

以下はピンポン玉回収ロボのプログラムですが、動きをわかりやすくするため、part1〜part5で分けられているプログラムと下の図とを組み合わせてみてください。
※赤い矢印は前進、水色の矢印は後進、緑の矢印は旋回を意味する。

puro.jpg
#define T 40                                        //明るさの識別値   
#define go_forward OnFwd(OUT_A+OUT_C);              //前進プログラム
#define go_back OnRev(OUT_A+OUT_C);                 //後進プログラム
#define turn_right OnFwd(OUT_A);OnRev(OUT_C);       //右旋回プログラム
#define turn_left OnRev(OUT_A);OnFwd(OUT_C);        //左旋回プログラム
#define end Off(OUT_A+OUT_C);                       //停止のプログラム
#define cs ClearSensor(SENSOR_2);                   //センサー2をリセット
#define rs1 -25                                     //part1を後進するための回転数
#define rs2 47                                      //part3を前進するための回転数
#define rs3 -25                                     //part4を後進するための回転数
#define rs4 58                                      //part4を前進するための回転数
#define rs4 47                                      //part5を前進するための回転数
#define rr1 12                                      //反転するための回転数
#define rr2 3                                       //少し右旋回するための回転数
#define rr3 5                                       //45°右旋回するための回転数
#define rl1 -4                                      //少し左旋回するための回転数
#define rl2 -14                                     //part4で左旋回するための回転数
#define arm1 OnFwd(OUT_B);                          //アーム(ピンポン玉回収)
#define arm2 OnRev(OUT_B);Wait(1000);Float(OUT_B);  //アーム(ピンポン玉排出)   

task main ()
{
	SetSensor(SENSOR_1,SENSOR_LIGHT);          //SENSOR1は光センサー
	SetSensor(SENSOR_2, SENSOR_ROTATION);       //SENSOR2は回転センサー
	SetSensor(SENSOR_3,SENSOR_LIGHT);           //SENSOR3は光センサー

	Wait(2000);                           //20秒間待機(part1開始) 
	cs;go_back;until(SENSOR_2<=rs1);            //少し後進
        cs;turn_right;until(SENSOR_2>=rr1);         //車体を反転(part1終了)

	repeat(5)                             //以下のプログラムを5回繰り返す(part2〜part4開始)
		{
		cs;turn_right;until(SENSOR_2>=rr2);          //少し右旋回(part2開始)
		go_forward;Wait(10);end;                  //少し前進
		cs;turn_right;until(SENSOR_2>=rr2);          //少し右旋回
		arm1;                                  //ピンポン玉収集開始
		repeat(3)                              //以下のプログラムを3回繰り返す
			{
			go_forward;Wait(10);end;          //少し前進
			go_back;Wait(10);end;             //少し後進
			}
		Off(OUT_B);                            //アーム停止
		cs;turn_left;until(SENSOR_2<=rl1);           //少し左旋回
		go_back;Wait(10);end;                     //少し後進
		cs;turn_left;until(SENSOR_2<=rl1);           //少し左旋回(part2終了)
		start follow_line_1;until(SENSOR_2>=rs2);    //ライントレースの1開始(part3開始)
		stop follow_line_1;
		start follow_line_2;                //ライントレースの2へ切り替え
		cs;turn_right;until(SENSOR_2>=rr3);          //45°右旋回
		cs;go_forward;until(SENSOR_2>=rs3);          //ゴールまで前進
		arm2;                                  //ピンポン玉排出開始(part3終了)
		cs;go_back;until(SENSOR_2<=-rs3);            //後進(part4開始)
		cs;turn_left;until(SENSOR_2<=rl2);           //左旋回
		start follow_line_1;until(SENSOR_2>=rs4);    //ライントレースの1開始
		stop follow_line_1;
		cs;turn_right;until(SENSOR_2>=rr1);          //車体を反転(part4終了)
		}                                      //part2〜part4終了
		cs;turn_left;until(SENSOR_2<=-rr1);          //車体を反転(part5開始) 
		cs;go_forward;until(SENSOR_2>=rs5);          //スタート地点まで前進(part5終了)
}

以下は、ピンポン玉対応ロボのプログラムの一部でライントレーサーのプログラムです。

task follow_line_1()	                         //ラインに沿って前進するプログラムその1
{
        while(true)
		{
		if(SENSOR_1>THRESHOLD)            //左側のセンサーが白で
			{
			if(SENSOR_3>THRESHOLD)		    //かつ右側のセンサーが白なら
 				{Off(OUT_A+OUT_C);go_forward;}  //直進する
			else if(SENSOR_3<THRESHOLD)	              //かつ右側のセンサーが黒なら
				{Off(OUT_A+OUT_C);turn_right;}  //右旋回
			}
		else if(SENSOR_1<THRESHOLD)	      //左側のセンサーが黒で
			{
			if(SENSOR_3>THRESHOLD)		     //かつ右側のセンサーが白なら 
				{Off(OUT_A+OUT_C);turn_left;}   //左旋回
			else if(SENSOR_3<THRESHOLD)	              //かつ右側のセンサーが黒なら
				{Off(OUT_A+OUT_C);go_forward;}  //直進する。
			}                    
	         }
}
task follow_line_2()	                         //ラインに沿って前進するプログラムその2
{
	while(true)
		{
		if(SENSOR_3>THRESHOLD)            //右側のセンサーが白で
			{
			if(SENSOR_1>THRESHOLD)		      //かつ左側のセンサーが白なら
 				{Off(OUT_A+OUT_C);OnFwd(OUT_C);} //右旋回
			else if(SENSOR_1<THRESHOLD)	           //かつ左側のセンサーが黒なら
				{Off(OUT_A+OUT_C);OnFwd(OUT_A);} //左旋回
			}
		else if(SENSOR_1<THRESHOLD)		    //左側のセンサーが黒なら
			{stop follow_line_2;}       //ライントレースその2終了                    
		}
}

プログラムについての補足:ロボットが大きいため直角に曲がることができないことがあるため、2段階で曲がることとした。
ライントレーサーのプログラムを2つもちいるわけは、ラインのT字路を感知するためです。(先生のアドバイス)さらに詳しく説明すると、ライントレーサーその1は通常のライントレーサーで、黒線をまたぐように設置された光センサーが両方とも白と感知している時(黒線をまたいでいる時)のみ前進し、どちらかが黒を感知すると、旋回し修正するものである。それと比べると、ライントレーサー2では右側のセンサーが常に白を感知していることを前提とし、左側のセンサーが白の時、右へ、黒の時、左へ旋回するようになっている。そして、もし右のセンサーが黒を感知したら、そこで停止する。
ライントレーサー2ではまっすぐには進めず、ジグザグ走行をして時間の無駄であるため、通常のライントレーサーと組み合わせることにした。

パックを排除するロボット

構造と仕組み

 このロボットの構造は、他のグループと同様にタッチセンサーが備わったバンパーと上から下ろされるアームでパックをはさみ、パックを移動させます。
 パックは、3個程度までなら回収できます。
 移動には、光センサーのみが使用されます。

robo4p.jpg

完成

f.jpg
l.jpg

                        ↑正面                                                           ↑左側

b.jpg

                        ↑後ろ

工夫した点・苦労した点など

 完成の後ろの画像を見るとNQCの真下は、空になっている。これは、ピンポン玉対応ロボの車体が長く2台分のロボがスタート地点に収まらなかったためである。この空洞にピンポン玉対応ロボの後ろ半分が収まる。
 また、アームにはカムが用いられていてパワーがある。

問題点

 少し大きすぎました。

プログラム

f2.jpg

上の図は、パックをどかすロボの動き方をあらわします。

プログラムを乗せるのを忘れていて、学校のPCが使えなくなってしまったので
本元のプログラムは分かりません。すいません。
しかし、基本は、上図のような動きを基本として考えました。
対戦用のプログラムでは、
相手の妨害ができるように、牛乳パックを持ったまま相手のゴールに進んでいきます。

プログラムは、ライントレースと、FastTimerを基本にしています。
スタートから7秒後に右折し、牛乳パックを掴み、
後退し、再びライントレースで、図のように進行します。


ピンポン玉ロボットと、ライントレースの部分が違っていて、

 if(SENSOR_1 < 0)             //コースから右にそれたときの回復   
 {OnFwd(OUT_C); Float(OUT_A);}

if(SENSOR_2 < 0)             //コースから左にそれたときの回復       
  {OnFwd(OUT_A); Float(OUT_C);} 


のようになっています。
その為か、本番で90度右に曲がれないというアクシデントが発生してしまいました。

全体の感想と反省

SHIMA:ロボコンでは自分の思ったようにロボが動かず、本番では1個もピンポン球を運べずに悔いが残るものとなった。ロボコンが終わってから、あそこでああすれば良かったなどと思う。こういったことを今後の学習などで活かしたいです。

コメント

コメントお願いします。

  • とても詳しいですし、問題点や工夫した点が明らかです。ロボットやプログラムにいろいろ工夫したのも良いと思います。 -- FI? 2010-02-18 (木) 15:54:07


添付ファイル: fileb.jpg 372件 [詳細] filel.jpg 381件 [詳細] filef.jpg 426件 [詳細] filef2.jpg 391件 [詳細] filerobo4p.jpg 446件 [詳細] filepuro.jpg 407件 [詳細] filekuhuu2.jpg 460件 [詳細] filekuhuu1.jpg 390件 [詳細] filefield4.jpg 428件 [詳細] file3_robo_r.jpg 423件 [詳細] file3_robo_f.jpg 375件 [詳細] file3_robo_d.jpg 440件 [詳細] file3_robo_b.jpg 338件 [詳細] file2_robo_r_p.jpg 378件 [詳細] file2_robo_u_p.jpg 466件 [詳細] file2_robo_t.jpg 323件 [詳細] file2_robo_f_p.jpg 541件 [詳細] file2_robo_r.jpg 426件 [詳細] file2_robo_f.jpg 390件 [詳細] filehaisyutu.jpg 375件 [詳細] file文書1.docx 106件 [詳細] filesyuusyuu.jpg 430件 [詳細] filekouzou.jpg 121件 [詳細] file1_robo_r.jpg 368件 [詳細] file1_robo_f.jpg 457件 [詳細] filefield_center.jpg 393件 [詳細] filefield_all.jpg 423件 [詳細] filefield2.jpg 145件 [詳細] filefield.jpg 121件 [詳細]

トップ   編集 凍結 差分 バックアップ 添付 複製 名前変更 リロード   新規 一覧 単語検索 最終更新   ヘルプ   最終更新のRSS
Last-modified: 2010-02-19 (金) 21:02:12 (3468d)