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「紙に書いた黒い線に沿ってロボットを動かしボールを運ぶ」という課題だった。
今回は以下のようなコースでロボットを動かした。
(赤い矢印の方向に進む。また青い丸では1秒止まる。)
今回の課題ではライントレースをどのように行うかでロボットの速度や交差点がある程度決まる。今回は交差点判断との相性を考えて、以下のような方法でライントレースをすることにした。
今回は黒い線と白い地面の境目をたどるような方法でライントレースをすることにした。例えば上の図のように黒い線の左側をたどるときは
という動作を繰り返して黒い線と白い地面の境目をたどるという方法をとった。
また、この方法で直線上をライントレースするとカラーセンサーは地面の色を
黒→白→黒→白→黒→白→黒→白→黒→白→黒→白→黒→白→黒
というように交互に判断する。またカーブ上でもよほどきついカーブでない限り
黒→黒→白→黒→黒→白→黒→黒→黒→白→黒→黒→黒→黒→白
といった感じに判断した地面の色が長時間連続して黒だけだったり白だけだったりということは起こらない。この特性を利用して交差点の判断をする。
交差点を判断するのは単純に見えてとても難しい。今回はかなりきついカーブでも交差点と誤認せずコースの地点Jのような交差点も交差点と認識できるように以下のような方法で交差点を判別した。
交差点の上で戦略�，里茲Δ縫薀ぅ鵐肇譟璽垢鬚垢襪噺鮑硬世虜険Δ力咾里擦い妊蹈椒奪箸�黒い線の上にいる時間が長くなる。そこで戦略�，諒�法でライントレースをしてもロボットがある一定時間連続して黒い線の上にいたらそこを交差点と判断するようにした。またこの方法では「ロボットがある一定時間連続して黒い線の上にいたら」という条件で交差点を判断するが、その間にもロボットは動いてしまうので交差点と判断して止まった場所と実際の交差点の位置が少しずれる。そこはその都度位置のずれを打ち消すような動きを直後にプログラムすることで対応した。
今回は上のようなロボットを作成した。課題1の時とは違い今回使ったEV3のモーターはかなり正確だったのでギアは使っていない。今回は以下の二点を工夫した。
ボールを運ぶためのアームはこのようなものにした。
カラーセンサーは黒線の有無がしっかりわかるようなるべく地面に近づけるようにした。
#!/usr/bin/env python3 from ev3dev.ev3 import * import time
mR = LargeMotor("outA")
mL = LargeMotor("outB")
mB = MediumMotor("outC")
cs = ColorSensor("in1")
cs.mode = "COL-REFLECT"
speed_sp = 100
black_line_reflection = 7
インスタンスの名前の由来は
である。
今回カラーセンサーは反射光の強さを0〜100の値で返すCOL-REFLECTモードを使った。
また、定数の使い道は以下の通り。
今回は以下の関数を定義した。
def forward(distance):
mR.run_timed(time_sp=distance / speed_sp * 2000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=distance / speed_sp * 2000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
time.sleep(distance / speed_sp * 2)
引数:
この関数の説明:
def clockwise(angle):
mR.run_timed(time_sp=angle / speed_sp * 2000, speed_sp=-speed_sp, stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=angle / speed_sp * 2000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
time.sleep(angle / speed_sp * 2)
引数:
この関数の説明:
def counter_clockwise(angle):
mR.run_timed(time_sp=angle / speed_sp * 2000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=angle / speed_sp * 2000, speed_sp=-speed_sp, stop_action="hold")
time.sleep(angle / speed_sp * 2)
引数:
この関数の説明:
def right_side_line_trace():
reflection_log = [False for _ in range(30)]
while True:
del reflection_log[0]
if cs.value() <= black_line_reflection:
# black
mR.stop(stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=1000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
reflection_log.append(True)
else:
# white
mL.stop(stop_action="hold")
mR.run_timed(time_sp=1000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
reflection_log.append(False)
if all(reflection_log):
mR.stop(stop_action="hold")
mL.stop(stop_action="hold")
break
この関数の説明:
という動作をすることによってライントレースをする。
def left_side_line_trace():
reflection_log = [False for _ in range(30)]
while True:
del reflection_log[0]
if cs.value() <= black_line_reflection:
# black
mL.stop(stop_action="hold")
mR.run_timed(time_sp=1000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
reflection_log.append(True)
else:
# white
mR.stop(stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=1000, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
reflection_log.append(False)
if all(reflection_log):
mR.stop(stop_action="hold")
mL.stop(stop_action="hold")
break
この関数の説明:
という動作をすることによってライントレースをする。
def catch():
mB.run_to_rel_pos(position_sp=-60, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
time.sleep(1)
この関数の説明:
def shot():
# Release the ball from the arm.
mB.run_to_rel_pos(position_sp=60, speed_sp=speed_sp, stop_action="hold")
time.sleep(1)
# Move backward.
mR.run_timed(time_sp=500, speed_sp=-1000, stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=500, speed_sp=-1000, stop_action="hold")
time.sleep(0.5)
# Move forward
mR.run_timed(time_sp=700, speed_sp=1000, stop_action="hold")
mL.run_timed(time_sp=700, speed_sp=1000, stop_action="hold")
time.sleep(0.7)
この関数の説明:
�．◆璽爐�らボールを外す。 ��後ろに下がる。 ��ボールに体当たりしてボールを蹴る。
という動作によってボールをシュートする。
# from M to K left_side_line_trace() #��
# from K to L clockwise(35) #�� forward(180) #�� catch() # from L to K counter_clockwise(180) #�� left_side_line_trace() #��
ロボットのカラーセンサーがJを確実に判別できるよう、ロボットをいったんJより右側に移してからライントレースをさせた。
# from K to J counter_clockwise(45) #�� forward(100) #�� clockwise(115) #�� left_side_line_trace() #�� time.sleep(1)
# from J to I counter_clockwise(30) #�� left_side_line_trace() #��
# from I to H forward(30) #�� left_side_line_trace() #��
# from H to G forward(20) #�� left_side_line_trace() #��
# from G to D forward(20) #�� left_side_line_trace() #�� time.sleep(1)
# from D to G forward(20) #�� right_side_line_trace() #�� shot()
ライントレースと交差点判断はとても精度が高かったがその分速度がかなり遅かった。speed_spの値を高くするなど速度を上げる工夫をしてみたが、そうすると交差点判断の精度がかなり落ちてしまい結局速度を上げることが出来なかった。またボールをシュートする方法が体当たりだったが、体当たりするときにボールをアームから外すとボールが動いてしまい変な方向にボールをシュートしてしまうといったことが多発した。もう少しアームの形を工夫すればシュートの精度が上がったと思う。
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RightSideLineTrace.png 103件
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LeftSideLineTrace.png 103件
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Robot.png 139件
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Arm.png 139件
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ColorSensor.png 94件
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RobotAtK_2.png 127件
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RobotAtM.png 113件
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RobotAtK_1.png 97件
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RobotAtI.png 132件
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RobotAtH.png 114件
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RobotAtG.png 149件
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RobotAtD.png 85件
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DetermineTheIntersection.png 95件
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LineTrace.png 76件
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Map.png 85件
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