[[2017b/Member]]

* 課題2 [#ca17a593]
下の図のようなコースを各チームで作成し、「ミッション」を遂行するためのロボットを作成せよ。

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/コース.png,500x300,コース);&ref(2017b/Member/riko/Mission2/第三コース.png,500x300,第三コース);

今回、私が走らせるコースは第三コースであり、詳しいコースの内容は以下の通りである。
赤い線はおおよその第三コースである。
 ��Aをスタート
 ��Bを直進
 ��Cを直進
 ��D地点の紙コップを取得して来たコース戻りCへ向かう
 ��Cを左折
 ��Fを直進
 ��Rを左折(一時停止)
 ��Pを直進
 ��X地点に紙コップを置いてコースに戻る
 ��Qを左折
 ��Sを右折(一時停止)
 ��Fを左折(一時停止)
 ��Cを右折(一時停止)
 ��D地点へ(ゴール)
 (一時停止の指定がある場所は、1秒間停止すること)

* 今回の機体について [#rd7db7ba]
** 全体 [#t27325fb]
&ref(2017b/Member/riko/Mission2/本体.png,400x300,本体);

今回の機体を制作するにあたって、できるだけ小回りがきくようなものにした。
理由としては機体が大きすぎると移動中に紙コップと接触してしまう可能性が挙げられる。

** 動力（タイヤ）部分 [#jf455781]

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/タイヤ.png,400x300,タイヤ);

タイヤと光センサーの距離を近づけることにより急なカーブやUターンなどがしやすくなっている。

** 光センサー部分 [#uc7ca4d4]
&ref(2017b/Member/riko/Mission2/光センサー.png,400x300,光センサー);

光センサーと紙の距離は近すぎても遠すぎても正確に測ることができない。そのため、正しく数値が取れる適切な位置に組み立てることは大変苦労した。

できる限り光センサーと紙を平行にすることも正しく数値を取ることに貢献していると考えられたため、今回の光センサーの位置となった。

** 紙コップ回収部分 [#o36c614c]

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/紙コップ取る.PNG,600x300,紙コップ取る);

紙コップを取るにあたって上から紙コップよりも大きい輪をかぶせることで、紙コップを本体との動きに同期させる機構にした。

上の写真は紙コップを取る際の動きである

* プログラム [#t3e7a27b]

** ライントレース [#w8e0718c]

今回の「黒の線を追従する」ためのライントレースというプログラムの制作が必要となる。
ライントレースのプログラムは、NXTの資料に記載されている練習問題49と同様の考え方で作成する。

「完全に白」「白と境界付近の間」「境界付近」「黒と境界付近の間」「完全 に黒」 の５段階で動きを作るにあたり、5段階の明るさを実際にコースの上で測定する。５つの測定できた値は以下のものとなった。

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/明るさの数値.PNG,600x300,明るさの数値);

明るさの数値が五段階に分けられた時、それらに対応する五種類の動きが存在することになる。
下の図はその五種類の動く方向であり、それらのプログラムは以下の通りとする。
&ref(2017b/Member/riko/Mission2/動き方.PNG,600x300,動き方);

 #define move1 OnFwd(OUT_A,40);OnFwd(OUT_B,-35); //1の方向へ向かう為のプログラム
 #define move2 OnFwd(OUT_A,30);OnFwd(OUT_B,-20); //2の方向に向かう為のプログラム
 #define move3 OnFwd(OUT_A,54);OnFwd(OUT_B,54); //3の方向へ向かう為のプログラム
 #define move4 OnFwd(OUT_B,30);OnFwd(OUT_A,-20); //4の方向に向かう為のプログラム
 #define move5 OnFwd(OUT_B,40);OnFwd(OUT_A,-35); //5の方向に向かう為のプログラム

*** 左側のライントレース [#xeaa8f9c]
上の結果からプログラムを作っていく。その際、黒線の左端か右端をとるかでプログラミングが変わる為、分けて考える。

それにあたって白と黒の境界線の明るさの値45を
 #define average 45 //今回のラインと余白部分の境界線上の値
と定義しておく。
 sub L_Assist_line(int Assist_time) //Assist_timeにいれた時間分だけラインの左側をライントレースし続けるプログラム
 {
     long ta=CurrentTick();
     while (CurrentTick()-ta<=Assist_time){
         if (SENSOR_1<average-11) {
             move1;                      //明るさ34以下の時、move1の動きをする
         }else if (SENSOR_1<average-7){
             move2;                      //明るさ38以下の時、move2の動きをする
         } else if (SENSOR_1<average+7){  
             move3;                      //明るさ52以下の時、move3の動きをする
         } else if (SENSOR_1<average+11){
             move4;                      //明るさ56以下の時、move4の動きをする
         } else {
             move5;                      //それ以外の時、move5の動きをする
          }
      }
 }

*** 右側のライントレース [#u9dc89ce]
左側のライントレースと同様の考え方でプログラムを書いていく。注意する点は左側のプログラムと右側のプログラムは逆転しているだけということである。

 sub R_Assist_line(int Assist_time) //Assist_timeにいれた時間分だけラインの右側をライントレースし続けるプログラム
 {
     long tb=CurrentTick();
      while (CurrentTick()-tb<=Assist_time){
         if (SENSOR_1<average-11) {
             move5;                      //明るさ34以下の時、move5の動きをする
         } else if (SENSOR_1<average-7){
             move4;                      //明るさ38以下の時、move4の動きをする
         } else if (SENSOR_1<average+7){  
             move3;                      //明るさ52以下の時、move3の動きをする
         } else if (SENSOR_1<average+11){
             move2;                      //明るさ56以下の時、move2の動きをする
         } else {
             move1;                      //それ以外の時、move1の動きをする
          }
      }
 }

** 交差点認識 [#ld26a553]
ライントレースをしている際、交差点に差し掛かることがある。何も対策していない場合、そのまま角に沿ってライントレースすることとなってしまう。

その対策として、交差点認識するライントレースのプログラムを作成する。
交差点認識の仕組みは、ライントレースの最中にある動作を連続で何秒間か行った場合、ライントレースを終了させるというものである。
左側のライントレースの場合、move1が連続で動作したときに交差点があると考えられるのでmove1について考える。また、右側のライントレースの場合はmove5の動作と考えられる。

〇左側のライントレースの場合の交差点認識
 sub L_line(int Stop_time) //Stop_timeにいれた分の時間、move1をし続けるとこのプログラムは終了するようになっている
 {
     long t1=CurrentTick();
     while (CurrentTick()-t1<=Stop_time){
         if (SENSOR_1<average-11) {
             move1;
         } else if (SENSOR_1<average-7){
             move2;
             t1=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
         } else if (SENSOR_1<average+7){  
             move3;
             t1=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
         } else if (SENSOR_1<average+11){
             move4;
             t1=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
         } else {
             move5;
             t1=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
          }
      }
     Off(OUT_AB);                                   //ライントレースを終了させる。
 }

〇右側のライントレースの場合の交差点認識
 sub R_line(int Stop_time) //Stop_timeにいれた分の時間、move5をし続けると、このプログラムは終了するようになっている
 {
     long t2=CurrentTick();
     while (CurrentTick()-t2<=Stop_time){
         if (SENSOR_1<average-11) {
             move5;
         } else if (SENSOR_1<average-8){
             move4;
             t2=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
         } else if (SENSOR_1<average+6){  
             move3;
             t2=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
         } else if (SENSOR_1<average+11){
             move2;
             t2=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
         } else {
             move1;
             t2=CurrentTick();                      //この動作の最中はライントレースを続ける。
          }
      }
     Off(OUT_AB);                                   //ライントレースを終了させる。
 }

** 交差点横断 [#a9201be2]
交差点認識した後、直進、左折、右折、Ｕターンなどの動作が要求される。そのためのプログラムとして「何秒間ある動作をすることによって交差点横断をする」というものが考えられた。
しかし、上記のやり方であると電池の減り具合によって、その度にプログラムを変えなければならない。
最終的な方法として、ある明るさの値に達するまで一定の動作をするプログラムを組み合わせることで、電池の減り具合と関係なく交差点横断できるプログラムを作るという方法に至った。

〇白い部分（明るい時の値）から黒い部分（暗い時の値）へいくプログラム
 sub White_to_Black(int blight,int A_speed,int B_speed) //白い部分から黒い部分に移行する（光センサーの値がblightに入れた数値以下になる）まで動作し続けるプログラム
 {
     while (SENSOR_1>blight){
         OnFwd(OUT_A,A_speed); //A_speedに入れた数値分、Aに接続されたモーターが回る
         OnFwd(OUT_B,B_speed); //B_speedに入れた数値分、Bに接続されたモーターが回る
      }
     Off(OUT_AB);
 }


〇黒い部分（暗い時の値）から白い部分（明るい時の値）へいくプログラム
 sub Black_to_White(int blight,int A_speed,int B_speed) //黒い部分から白い部分に移行する（光センサーの値がblightに入れた数値以上になる）まで動作し続けるプログラム
 {
     while (SENSOR_1<blight){
         OnFwd(OUT_A,A_speed); //A_speedに入れた数値分、Aに接続されたモーターが回る
         OnFwd(OUT_B,B_speed); //B_speedに入れた数値分、Bに接続されたモーターが回る
      }
     Off(OUT_AB);
 }

上の二つのプログラムの組み合わせによってできたプログラムは以下に表記する。

*** 直進のプログラム [#yac768d2]
交差点認識してから直進するプログラムである。交差点認識したあとから下のプログラムが始まることに注意する。つまり、交差点認識をした直後の明るさの数値は30位となっている。このことは以下すべてのプログラムにいえることである。

 sub Straight() //交差点認識をした後、交差点を直進するプログラム
 {
     Black_to_White(48,40,35);
 }

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/直進.PNG,600x300,直進);

言葉だけでは分かりずらいの図で表す。上の図では右から左に黒線を直進する際の動きを表している。灰色の円の中の数字はその時の明るさの数値を表しており、赤い矢印はプログラムによる移動を表している。

*** 右折のプログラム [#m7984a97]
交差点認識してからの右折するプログラムである。

 sub Right() //交差点認識した後、交差点を右折する為のプログラム
 {
     Black_to_White(48,-10,30);
 }

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/右折.PNG,600x300,右折);

上図では下から進んで交差点認識した後、黒線を横断しつつ右折している様子を表している。
*** 左折のプログラム [#d103e450]
交差点認識してからの左折するプログラムである。

 sub Leght() //交差点認識した後、交差点を左折する為のプログラム
 {
     Black_to_White(50,40,10);
 }

&ref(2017b/Member/riko/Mission2/左折.PNG,600x300,左折);

上図では下から進んで交差点認識した後、黒線を横断しつつ左折している様子を表している。
*** 紙コップを取る為のプログラム [#g655c2f1]
*** 紙コップを取った後、コースに復帰する為（Ｕターン）のプログラム [#k1f1d895]
*** 紙コップを置く為にコースから外れる為のプログラム [#wf348a21]
*** 紙コップを置く為のプログラム [#c094d48c]
*** 紙コップを置いた後、コースに復帰する為のプログラム [#ae50d159]
*** 最期の一時停止をした後からのプログラム [#h22ed960]
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