目次


課題

2017b/Mission2 コース1を選択。

製作したロボットについて

前期型

ろぼっと1

デフォルトの車体に、カラーセンサとミッション1の機構をそのままに取り付けた。
カラーセンサの位置決定には時間を費やし、ライントレースに最適な位置に設置した。
また、カラーセンサの精度を高めるため、ブルドーザーを参考に整地用ブレードを取り付けている。

アームは前回のX軸制御機構をそのまま流用。

問題点

アームの幅が大きすぎるため、走行時にコップを弾き、目標のコップをつかめないことがあった。

後期型

ろぼっと2

むつかしいことは考えず、回転運動をそのままアームに伝えるシンプルな構造とした。
これにより、コップを弾いてしまう問題は解決された。

プログラムの説明

コース1・2共通のプログラム

import ev3dev.ev3 as ev3
import time
# assertで接続出来てないときはどこが接続できていないかメッセージを表示して、プログラムを停止する。
# どのモータが接続できていないのか分かりやすくなる。
# 右タイヤに繋がっているモータのインスタンスを作成
mr = ev3.LargeMotor('outC')
assert mr.connected, "Connect right large motor to port C"
# 左タイヤに繋がっているモータのインスタンスを作成
ml = ev3.LargeMotor('outD')
assert ml.connected, "Connect left large motor to port A"
# コップを掴み、上げ下げするための機構に繋がるモータのインスタンスを作成
arm = ev3.MediumMotor('outB')
assert arm.connected, "Connect arm medium motor to port B"
# カラーセンサのインスタンスを作成、反射光の量(0~100)を測定するモードに変更
cs = ev3.ColorSensor()
assert cs.connected, "Connect a color sensor to any sensor port"
cs.mode = 'COL-REFLECT'
position_sp_to_angle = 17/9  # モータの回転角度で、車体の回転角度(°)を求めるときに使う
target_val = 50  # 反射光量の目標値(ラインの境界)
std_speed = 40  # 移動の標準スピード
kp = std_speed*0.04  # ライントレースの比例制御の定数
position_sp_to_cm = 20.05  # モータの回転角度で、車体の移動距離(cm)を求めるときに使う
intersection_time = 0.23  # 交差点と判断するときの秒数
angle_stabilization_time = 0.3  # ラインと車体が並行になるために必要な時間
def run_until_intersection(edge):
    '交差点が見つかるまで走り、見つけたらビープ音を鳴らして止まる'
    global global_edge  # global_edgeをグローバル変数として宣言
    global_edge = edge  # 引数のedgeをグローバル変数にする
    start_time = time.time()
    for motor in mr, ml:
        motor.run_direct()
    # 交差点と判断するまでライントレースを続ける
    while time.time()-start_time <= intersection_time:
        line_following(edge)
        if 10 < cs.value() < 100:  # ラインの外にきたら測定している時間をリセット
            start_time = time.time()
    ev3.Sound.beep()
    while abs(cs.value()-target_val) > 10:  # 目標値に近づける
        line_following(edge)
    for motor in mr, ml:
        motor.stop(stop_action='brake')
def line_following(edge):
    'ライントレースのベースとなる関数'
    if edge == 'left_edge':
        p = (cs.value()-target_val)*kp
    elif edge == 'right_edge':
        p = (target_val-cs.value())*kp
    else:
        print('invalid edge')
    if p > 0:
        mr.duty_cycle_sp = std_speed-p
        ml.duty_cycle_sp = std_speed
    elif p <= 0:
        mr.duty_cycle_sp = std_speed
        ml.duty_cycle_sp = std_speed+p
def change_following_edge():
    'トレースする線を切り替える関数'
    line_adjust_by_time(global_edge)
    if global_edge == 'right_edge':
        circle(90)
        move(2)
        circle(-90)
    elif global_edge == 'left_edge':
        circle(-90)
        move(2)
        circle(90)
def move(distance):
    '車体の前後移動を行う関数。距離(cm)で指定できる。後退するときは負の値を使う'
    for motor in mr, ml:
        motor.run_to_rel_pos(position_sp=distance*position_sp_to_cm,
                             speed_sp=std_speed*5,
                             stop_action='brake')
    for motor in mr, ml:
        motor.wait_while('running')
 def circle(rotation_angle):
    '車体の回転を行う関数。角度角度を指定できる。半時計回りが正'
    if rotation_angle < 0:
        signs = [-1, 1]
    elif rotation_angle >= 0:
        signs = [1, -1]
    for motor, sign in zip([mr, ml], signs):
        motor.run_to_rel_pos(position_sp=sign*abs(rotation_angle)*position_sp_to_angle,
                             speed_sp=std_speed*5,
                             stop_action='brake')
    for motor in mr, ml:
        motor.wait_while('running')
def intersection_go_straight():
    '交差点を見つけたとき、直進するための関数'
    if global_edge == 'left_edge':
        circle(-70*1.2)
    elif global_edge == 'right_edge':
        circle(70*1.2)
    for motor in mr, ml:
        motor.run_direct()
    while abs(cs.value()-target_val) > 10:
        line_following(global_edge)
    for motor in mr, ml:
        motor.stop(stop_action='brake')
def intersection_turn_right():
    '交差点を見つけたとき、右折するための関数'
    if global_edge == 'left_edge':
        circle(-145)
        move(2)
def intersection_turn_left():
    '交差点を見つけたとき、左折するための関数'
    if global_edge == 'right_edge':
        circle(145)
        move(2)
def init_arm():
    'アームの初期化を行うための関数。アームが閉じた状態を初期値にすることで、他のarm系統の関数が使用できる'
    arm.reset()  # del stop_action='hold'
    input('Press Enter to initialize closed arm position')
    arm.reset()
def close_arm():
    'アームを閉じる'
    arm.run_to_abs_pos(position_sp=0,
                       speed_sp=std_speed*5/2,
                       stop_action="hold")
    arm.wait_while("running")
def open_arm():
    'アームを開く'
    arm.run_to_abs_pos(position_sp=-80,
                       speed_sp=std_speed*5/2,
                       stop_action="hold")
    arm.wait_while("running")
def line_adjust_by_time(edge, stab_time=angle_stabilization_time):
    '線と車体を並行にするための関数。交差点を検知したあとなどに車体が斜めになるので作った'
    for motor in mr, ml:
        motor.run_direct()
    start_time = time.time()
    while time.time()-start_time < stab_time:
        line_following(edge)
    for motor in mr, ml:
        motor.stop(stop_action='brake')

コース1での走行プログラム

#!/usr/bin/env python3
from tracer_v176 import *
init_arm()
# start car sound
# Aをスタート
run_until_intersection('right_edge')
intersection_turn_right()
run_until_intersection('right_edge')
# Bを直進
intersection_go_straight()
run_until_intersection('right_edge')
# Cを右折,Fを直進
intersection_turn_right()
change_following_edge()
# avoid misdetection of sharp turn as intersection
for motor in mr, ml:
    motor.run_direct()
start_time = time.time()
while time.time()-start_time < 14:
    line_following('left_edge')
for motor in mr, ml:
    motor.stop(stop_action='brake')
open_arm()
run_until_intersection('left_edge')
time.sleep(1) # 一時停止
# X地点の紙コップを取得
close_arm()
# Rを左折
intersection_turn_left()
run_until_intersection('left_edge')
# Pを直進
intersection_go_straight()
run_until_intersection('left_edge')
# Qを左折
intersection_turn_left()
run_until_intersection('left_edge')
# Sを直進(一時停止)
time.sleep(1)
intersection_go_straight()
# avoid misdetection of sharp turn as intersection
for motor in mr, ml:
    motor.run_direct()
start_time = time.time()
while time.time()-start_time < 6:
    line_following('left_edge')
for motor in mr, ml:
    motor.stop(stop_action='brake')
run_until_intersection('left_edge')
# Sを直進(一時停止)
time.sleep(1)
# Y地点に紙コップを置いてコースに戻る
circle(75)
move(7)
open_arm()
move(-7)
circle(-75)
intersection_go_straight()
run_until_intersection('left_edge')
close_arm()
arm.reset()
# Fを左折(一時停止)
time.sleep(1)
intersection_turn_left()
run_until_intersection('left_edge')
# Cを右折(一時停止)
time.sleep(1)
intersection_turn_right()
# D地点へ(ゴール)
move(16)

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Last-modified: 2018-02-14 (水) 00:06:55