課題２†

黒い線に沿って決められたコースを進みピンポン球を途中でつかみゴールにシュートせよと言う課題であった。

↑

コース†

A地点から出発 → B → C(直進) → D(一時停止の後、直進) → E → F → G(一時停止の後、右折) → H → I → J(右折) → K(左折) → L(ピンポン玉をつかむ) → K(直進) → M(一時停止) → シュート→ A地点に入る(ゴール) のコースにした。

コース

↑

ロボット†

robo

なるべくカラーセンサーが２つのタイヤの真ん中にくるようにし、回転の中心をカラーセンサーの位置になるようにした。 robo4

球を拾うアームをカラーセンサーの前に設置した。このアームを上下させることで球を拾い、運び、シュートする。 robo2

↑

ライントレース†

ライントレースの基本的な方針は以下の通りである。カラーセンサーの範囲の一部にコースが入るようにセッティングし、ある明るさの時は直進、それより暗くなったら右回転（Rturn）、明るくなったら左回転（Lturn）する。

暗い

セッティングする位置をコースにあまりかぶらないようにする。そうすることで交差点に入ったときはカーブに比べ急激に暗くなる。これで交差点を認識する。

暗くなる

それぞれの明るさの値は下図の通りである。実際に走らせる時にコードの中にprint(cs.value())を入れると明るさの値を知ることが出来る。それを元に明るさの値の境界を決めた。(なおラインの無い真っ白のときは８０以上の値になる。)

明るさの値

この下写真でカラーセンサーは５０を返す。

robo5

↑

プログラム†

↑

始めに†

mは左側の車輪を動かすモーター、nは右側の車輪を動かすモーター、lはアームを上げ下げさせるモーターを表している。csはカラーセンサーのことで今回は色の明るさが明るくなるほど値が大きくなるように０〜１００までの値を返す。 d_sp=150)

    n.run_timed(time_sp=100, speed_sp=150)
def back():
    m.run_timed(time_sp=100, speed_sp=-150)
    n.run_timed(time_sp=100, speed_sp=-150)

前回の「機体を動かすスピードが速すぎる（speed_sp=500）と動作が全く安定しない」という反省も活かし、今回はスピードを150で統一した。

def Rturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=0, speed_sp=100, stop_action='brake')
def Lturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=0, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')

Lturnで右タイヤを軸に左回転、Rturnで左タイヤを軸に右回転する。基本的にはｘに０を代入し少しずつ回転するようにするが、一度にたくさん回転させたいときはｘに大きな値を入れるようにする。

def RRturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=-10-x, speed_sp=100, stop_action='brake')
def LLturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=-10-x, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')

RRturnで機体を中心に右回転、LLturnで機体を中心に左回転する。上と同様に基本的にはxに0を代入し必要に応じて大きな値を代入する。

def armup():
    l.run_to_abs_pos(position_sp=100,speed_sp=100,stop_action="hold")
    sleep(0.1)
def armdown():
    l.run_to_abs_pos(position_sp=-100,speed_sp=100,stop_action="hold")
    sleep(0.1)

armup()でアームを上げ、armdown()で下げる。大きい角度上げたり、速いスピードで上げると球が吹っ飛んでいくので気をつける。

↑

コース分け†

コースを下図のようにいくつかのブロックに分けてプログラムの説明をする。

コースブロック

↑

第１ブロック（赤）†

第１ブロックではCとDに交差点があり、そこを直進する必要がある。そこでtyoku関数を定義する。tyoku関数は明るさの値が１５以上（交差点を越える）まで直進をし続ける関数である。

def tyoku():
    a=cs.value()
    while(a<15):
        run()
        sleep(0.1)
        a=cs.value()

１つめの交差点でtyoku関数を使い、２つめの交差点で１秒sleepさせtyoku関数を使えば第１ブロックは通過…と上手くはいかない。１つめの交差点を越した後直進しすぎてしまい、カーブであるのに交差点と認識してしまう暗さの所まで進んでしまい、２つめの交差点と認識してしまう。 ちょく

これを防ぐために「１つめの交差点を認識してからしばらくは２つめの交差点はは来ない」といった風にする必要がある。今回は「４０回以上ループしないと次の交差点は来ない」とした。こうすることで本来交差点と認識する暗さであっても右回転し続けカーブのライントレースが出来る。

c=0 #交差点の数
d=40 #ループした数（１つめの交差点からループした回数を数えたいので始めは４０からスタート）
while True:
    d=d+1
    start=cs.value()
    if (start>=15 and start<=50) or (start<15 and d<=40): #右回転
        Rturn(0)
    elif start>=65: #左回転
        Lturn(0)
    elif start<15 and d>40: #交差点　４０回ループするまでは交差点と認識させない
        c=c+1
        if c==1: #１つめの交差点
            d=0 #０回目としループした回数を数える
        if c==2: #２つめの交差点
            sleep(1) #１秒間停止
        tyoku()
    else: #直進
        run()
        sleep(0.1)

これで第１ブロックを通過出来る。

↑

第２ブロック（橙）†

E,Fの90°回転で、右タイヤを軸とする右回転をすると上手くいかない。下図のように回転している途中にラインを飛び越えてしまうからだ。

飛び越える 飛び越えない

よって、機体を中心とした回転にする必要がある。新しい関数Rmagaを定義する。

def Rmaga():
    a=cs.value()
    while(a<50):
        sleep(0.1)
        RRturn(0)
        sleep(0.1)
        run()
        a=cs.value()

この関数がしている事はtyoku関数とほとんど同じである。Rmagaでは直進するほどの明るさになるまで機体を右回転させている。 E,F以外の道のりでしていることは第1ブロックと同じであるので先ほどのコードに3，4番目の交差点ではRmagaをするというコードを加える。さらに4つめの交差点でこのWhile文を抜ける。

while True:
    d=d+1
    start=cs.value()
    if (start>=15 and start<=50) or (start<15 and d<=40): #右回転
        Rturn(0)
    elif start>=65: #左回転
        Lturn(0)
    elif start<15 and d>40: #交差点　４０回ループするまでは交差点と認識させない
        c=c+1
        if c==1: #１つめの交差点
            d=0 #０回目としループした回数を数える
            tyoku()
        if c==2: #２つめの交差点
            sleep(1) #１秒間停止
            tyoku()
        if c==3 or c==4:
            sleep(1)
            Rmaga()
            if c==4: #4つめの交差点でこのWhile文を抜ける
                break   
    else: #直進
        run()
        sleep(0.1)
↑

第３ブロック（黄）†

交差点GはRmaga関数、H,Iはtyoku関数で通過できる。 交差点JからKに行くまでに機体を直線KLに対して垂直にしたい。前回の課題１の実験から機体中心に360°回転するには744と入力すればよいと分かっている。つまり10°回転するには約20と入力すればよい。下図より回転させるべき角度は約60°と分かるのでだいたい120と入力すればよいと見当が立つ。何回も繰り返し試したところ、160と入力すると上手くいくと分かった。よって次のコードを加える。

60

for n_1 in range(15):
    sleep(0.1)
    RRturn(0)
    sleep(0.1)
    run()

第３ブロックの円は第１ブロックのカーブに比べ曲率が大きく第１ブロックの時よりも一度に大きくカーブさせる必要がある。よって第１ブロックではLturn(0)だった所を第３ブロックはLturn(70)にしている。だから、一度While文を抜ける必要があったんですね。

第３ブロックのプログラムは以下の通りになる。

start=cs.value()
while True:
    start=cs.value()
    if start>=15 and start<=50:
        Rturn(0)
    elif start>=65:
        Lturn(70)
   elif start<15:
        c=c+1
        if c==1:
           sleep(1) #Gで一時停止
           Rmaga()
        if c==2 or c==3:
            tyoku()
        if c==4:
            for n_1 in range(15):
                sleep(0.1)
                RRturn(0)
                sleep(0.1)
                run()
            break
    else:
        run()
        sleep(0.1)
↑

第４ブロック（緑）†

第４ブロックでは球を拾う動作が入る。

この6つの動作で球を拾い第４ブロックは通過できる。ポイントはこの一連の動作はラインのど真ん中で行われていることである。（ライントレースという本来の課題が達成できておらず、反省点である。）

第４ブロックのプログラムは以下の通りになる。

for n_1 in range(18): #��
    sleep(0.1)
    LLturn(0)
    sleep(0.1)
    run()
for n_2 in range(10): #��
    back()
    sleep(0.1)
armdown() #��
while True: #��
    start=cs.value()
    if start>80:
        break
    run()
    sleep(0.1)
armup() #��
for n_3 in range(36): #��
    sleep(0.1)
    RRturn(0)
    sleep(0.1)
↑

第５ブロック（青）†

第４ブロックのポイントとして述べたように第４ブロックの動作は全てラインのど真ん中で行っている。つまり第４ブロックの動作の終わりは下図のようになる。

60

理論上機体は直線KLに対して平行になっているはずである。しかし実際には少しの誤差が重なり上図のように右側に傾いたようになってしまった。今回は逆にこの傾きを利用して第５ブロックを攻略する。

第５ブロックの開始時ではラインのど真ん中にあり、機体が右側に傾いているためtyoku関数を用いると、機体がラインの右側に出る。こうすれば、今までのライントレースの仕方で進むことができる。交差点と認識するのは第５ブロックの開始時、地点K、そしてゴールの地点Mである。よって一つ目と二つ目の交差点ではtyoku関数を使い、最後の交差点であるゴールでは機体を停止しアームを下ろせば第５ブロックを通過、つまり課題２達成である。

ラスト

第５ブロックのプログラムは以下の通りになる。

while True:
    start=cs.value()
    if start>=15 and start<=50:
        Rturn(0)
    elif start>=65:
        Lturn(0)
    elif start<15:
        c=c+1
        if c==1 or c==2:
           sleep(0.1)
           tyoku()
        if c==3:
           sleep(1)
           break
    else:
        run()
        sleep(0.1)
armdown()
↑

実装プログラム†

最後に課題２を達成するためにこれまで載せてきたプログラムをまとめて、実装プログラムとしてここに載せる。

#!/usr/bin/env python3
from ev3dev.ev3 import *
from time import *
m = LargeMotor('outA')
n = LargeMotor('outB')
l = MediumMotor('outC')
cs = ColorSensor('in2')
cs.mode = 'COL-REFLECT'

def run():
    m.run_timed(time_sp=100, speed_sp=150)
    n.run_timed(time_sp=100, speed_sp=150)
def back():
   m.run_timed(time_sp=100, speed_sp=-150)
   n.run_timed(time_sp=100, speed_sp=-150)

def Rturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=0, speed_sp=100, stop_action='brake')
def Lturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=0, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')

def RRturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=-10-x, speed_sp=100, stop_action='brake')
def LLturn(x):
    m.run_to_rel_pos(position_sp=-10-x, speed_sp=100, stop_action='brake')
    n.run_to_rel_pos(position_sp=10+x, speed_sp=100, stop_action='brake')

def armup():
    l.run_to_abs_pos(position_sp=100,speed_sp=100,stop_action="hold")
    sleep(0.1)
def armdown():
    l.run_to_abs_pos(position_sp=-100,speed_sp=100,stop_action="hold")
    sleep(0.1)

def tyoku():
    a=cs.value()
    while(a<15):
        run()
        sleep(0.1)
        a=cs.value()

def Rmaga():
    a=cs.value()
    while(a<50):
        sleep(0.1)
        RRturn(0)
        sleep(0.1)
        run()
        a=cs.value()

c=0
d=0
while True:
    d=d+1
    start=cs.value()
    if (start>=15 and start<=50) or (start<15 and d<=40):
        Rturn(0)
    elif start>=65:
        Lturn(0)
    elif start<15 and d>40:
        c=c+1
        if c==1:
            d=0
            tyoku()
        if c==2:
            sleep(1)
            tyoku()
        if c==3 or c==4:
            sleep(1)
            Rmaga()
            if c==4:
                break
    else:
        run()
        sleep(0.1)
c=0
start=cs.value()
while True:
    start=cs.value()
    if start>=15 and start<=50:
        Rturn(0)
    elif start>=65:
        Lturn(70)
   elif start<15:
        c=c+1
        if c==1:
           sleep(1)
           Rmaga()
        if c==2 or c==3:
            tyoku()
        if c==4:
            for n_1 in range(15):
                sleep(0.1)
                RRturn(0)
                sleep(0.1)
                run()
            break
    else:
        run()
        sleep(0.1)

for n_1 in range(18):
    sleep(0.1)
    LLturn(0)
    sleep(0.1)
    run()
for n_2 in range(10):
    back()
    sleep(0.1)
armdown()
while True:
    start=cs.value()
    if start>80:
        break
    run()
    sleep(0.1)
armup()
for n_3 in range(36):
    sleep(0.1)
    RRturn(0)
    sleep(0.1)

c=0
while True:
    start=cs.value()
    if start>=15 and start<=50:
        Rturn(0)
    elif start>=65:
        Lturn(0)
    elif start<15:
        c=c+1
        if c==1 or c==2:
           sleep(0.1)
           tyoku()
        if c==3:
           sleep(1)
           break
    else:
        run()
        sleep(0.1)
 armdown()
↑

反省†

今日の訪問者数1人

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合計訪問者数&counter([total|today|yesterday]);人

添付ファイル: fileラスト.jpg 222件 [詳細] file地点L.jpg 146件 [詳細] file60.jpg 233件 [詳細] file飛び越えない.jpg 237件 [詳細] file飛び越える.jpg 171件 [詳細] filerobo5.jpg 171件 [詳細] filerobo4.jpg 205件 [詳細] filerobo2.jpg 194件 [詳細] filerobo1.jpg 146件 [詳細] filerobo.jpg 112件 [詳細] fileちょく.jpg 252件 [詳細] fileコースブロック.jpg 245件 [詳細] file明るさの値.jpg 164件 [詳細] file暗くなる.jpg 165件 [詳細] file暗い1.jpg 182件 [詳細] file暗い.jpg 44件 [詳細] file2019a-mission2.png 130件 [詳細]
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Last-modified: 2019-08-14 (水) 23:14:11