2015b/Member/nakamura/Mission3 の変更点 - ロボティクス入門ゼミ

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*ボール打ち出しロボット [#ucbc2881]


**課題 [#gb654b97]
今回の課題は２つのロボットを用いて一つがAから発進しボールをつかみ缶にあてる。もう一つがBから発進しそのボールを回収する、というものだ。コースは下の図の通りであり缶の上には電球が乗っていて光を発している。

#ref(2015b/Member/nakamura/Mission3/２2015b-mission31.png,50%,)


**ロボット -打ち出し側-[#ib05a45e]
車体はライントレースができるようにドライブベースを使った。そしてボールをつかむ、なげる動作が必要なのでアームを付けた。
#ref(2015b/Member/nakamura/Mission3/IMG_0735 - コピー.JPG,50%)
ロボットは図のようであり、全体的に上にパーツを盛る形となった。これは缶の上にある電球の光を感知するために光センサーの位置を調整したためである。また光センサーの周りをブロックで囲むことにより光の方向がほぼ正確にわかるようになった。下にも光センサーを取り付けライントレースもできるようにした。

***車体 [#u8592b68]
車体は前回と同様にドライブベースを用いたので説明は省略する。

***アーム [#fe5864ab]
アームは１つのモーターでボールをつかむ動作、投げる動作を行う必要があった。そこでボールを固定する部分の場所に前向きの押し出す部分を加えることでボールの固定をやめたとき、前へ押し出すことに成功した。
#ref(2015b/Member/nakamura/Mission3/IMG_0738.JPG,50%)
図の中では黄色のブロックが押し出す部分である。初めは固定するときに邪魔になるのではないか、
と考えた。しかし前についている黒いブロックを横に広げ、さらに奥行きも加えることにより黄色のブロックとボールの間に適度な間隔が空いた。これによりがっしりとつかんでいるときだけボールに触れるのでつかむのを邪魔せず押し出せるようになった。

**ロボット-受け取り側- [#v2351bc5]
#ref(2015b/Member/nakamura/Mission3/IMG_0804.JPG,70%,)
受け取り側のロボットは、はさみ状のアームでボールをつかむようになっている。またアームが長いので広い範囲をカバーできる。超音波センサーもついているのでボールを探知して近づき取ることができる。
受け取り側のロボットは、はさみ状のアームでボールをつかむようになっている。またアームが長いので広い範囲をカバーでき、超音波センサーもついているのでボールを探知して近づき取ることができる。

**プログラム -打ち出し側-[#ye1e08ae]
最初に、今回はモーターの配置の関係でモーターA,Cは「OnFwd」と入力すると逆回転してしまった。そこでプログラム上では前進するときは

「OnRev(OUT_AC)」

と入力している。


プログラムの内容はまずA地点から出て１つ目のボールへ向かう。この時は大体の時間を決めてボールの近くへ行くようにした。そしてボールをつかみ光へ近づきボールを投げる。次に２つ目のボールを取りに行き投げるというものだ。

・１つ目はスタートの位置から動くのである程度時間操作でボールへ近づける。しかし２つ目はボールを投げたあとであり動いてしまっているのでボールの位置がわかりにくい。そこで最初の図にある「①」の角を目印にすることにした。交差点の識別方法は知識として知っているのでそれを使いロボットが０．５秒連続して右へ曲がり続けると角として識別させた。

・光へ近づくときは正確さを求め、０．５秒進むごとに光の方向を確認するようにプログラムした。

・アームを動かすときは下げるときはあまり力がいらないので上げるときにパワー５、下げるときにパワー１とした。

***数値の定義づけ [#u298e3c4]
 int light_max = 0;     //光の一番大きい数値
 int turn_time = 500;   //光を探すために旋回する時間
 int time_max = 0;      //回り始めてから最大の明るさの値を見つけるまでの時間

***光の方向に向くサブルーチン [#cd0c2ced]
 sub light(){
   
      /*   センサー１，２を光センサーに設定   */
         SetSensor(SENSOR_1, SENSOR_LIGHT);
         SetSensor(SENSOR_2, SENSOR_LIGHT);
   
      /*   時間をはかりながら旋回   */
         ClearTimer(0);
         OnFwd(OUT_A);OnRev(OUT_C);
   
      /*   光センサーが最も明るい値を示した時の旋回した時間を求める   */
         while(FastTimer(0) < turn_time){
             if(SENSOR_2 > light_max){
                 light_max = SENSOR_2;
                 time_max = FastTimer(0);
             }
          }
          Off(OUT_AC);Wait(100);
   
      /*   光のほうへむける   */
          OnFwd(OUT_C);OnRev(OUT_A);Wait(turn_time - time_max);
          Off(OUT_AC);Wait(100);
 }


***メインプログラム [#j887c224]
まずは１つ目のボール
 task main(){
          SetSensor(SENSOR_2,SENSOR_LIGHT);
          SetSensor(SENSOR_1,SENSOR_LIGHT);
      
   
          SetPower(OUT_B,5);OnFwd(OUT_B);Wait(50);    //アームの持ち上げ
   
      /*   １つ目のボールをつかみに行く   */
          OnRev(OUT_AC);Wait(200);
          OnRev(OUT_A);OnFwd(OUT_C);Wait(100);
          OnRev(OUT_AC);Wait(200);
          Off(OUT_AC);Wait(100);
   
          SetPower(OUT_B, 1);OnRev(OUT_B);Wait(100); 
   
          OnRev(OUT_C);OnFwd(OUT_A);Wait(150);
          OnRev(OUT_AC);Wait(300);
   
      /*   光の最大値が６５以上になるまで光源に近づく   */
          while(light_max < 65){
               
                     OnRev(OUT_AC);Wait(50);Off(OUT_AC);
                     light();
          }
   
          PlaySound(SOUND_CLICK);
          light();                                    //最後にもう１回光の方向を確認する
   
          SetPower(OUT_B,5);OnFwd(OUT_B);Wait(50);    //ボールを投げる

　
次に２つ目のボール

      /*   ２つ目のボールをつかみに行く   */
          OnFwd(OUT_C);OnRev(OUT_A);Wait(150);
          Off(OUT_AC);Wait(100);
   
          OnRev(OUT_AC);Wait(200);
          OnRev(OUT_AC);until(SENSOR_1 < 41);
          Off(OUT_AC);PlaySound(SOUND_CLICK);Wait(100);    //黒線まで進む
   
      /*   角を認識してボールへ近づく   */
          ClearTimer(1);
   
          while(FastTimer(1) < 50){
             if(SENSOR_1 > 49){
                 OnRev(OUT_A);OnFwd(OUT_C);
   
             } else if(SENSOR_1 > 46){
                 OnRev(OUT_A);Off(OUT_C);
   
             } else if(SENSOR_1 > 40){
                 OnRev(OUT_AC);ClearTimer(1);
   
             } else if(SENSOR_1 > 37){
                 OnRev(OUT_C);Off(OUT_A);ClearTimer(1);
   
             } else{
                 OnRev(OUT_C);OnFwd(OUT_A);ClearTimer(1);
   
               }
   
         }
          OnRev(OUT_A);OnFwd(OUT_C);Wait(80);
          OnRev(OUT_AC);Wait(150);
          Off(OUT_AC);Wait(100);
   
      /*   ボールをつかむ   */
          SetPower(OUT_B,5);OnFwd(OUT_B);Wait(50);
          SetPower(OUT_B,1);OnRev(OUT_B);Wait(100);Off(OUT_B);
   
      /*   光センサーの値が５０以上になるまで近づく   */
          OnFwd(OUT_A);OnRev(OUT_C);Wait(350);
          OnRev(OUT_AC);Wait(200);
   
          while(SENSOR_2 < 50){
               OnRev(OUT_AC);Wait(50);Off(OUT_AC);
               light();
          }
          PlaySound(SOUND_CLICK);
          light();
          OnRev(OUT_A);OnFwd(OUT_C);Wait(35);        //投げる方向の微調整
          Off(OUT_AC);Wait(100);
   
          SetPower(OUT_B,5);OnFwd(OUT_B);Wait(50);
   
          OnFwd(OUT_AC);Wait(100);
          Off(OUT_AC);
 }

**プログラム-受け取り側- [#j3ec6d7d]
大まかな流れとしてはまず、打ち出し側のロボットがボールを打ち出すまで停止させておく。その後ボールが打ち出されたら超音波センサーを使ってボールを見つけ、アームでつかみゴールまで運ぶ。受け取り側はこのようなプログラムになっている。

**結果 [#z7856c00]
結果としては１つ目のボールを缶に当てることはうまくいった。しかし２つ目のボールをつかみ運ぶ途中でボールを受け取るロボットと接触してしまった。連携がうまく取れなかったと感じた。
しかし接触がなければ近づいて投げるところまではできていたのがうれしかった。

問題点としてはアームを持ち上げるときにモーターを止めてしまうとアームが下がってきてしまうことだった。モーターを止めないのでずっと動いていることになってしまっていた。やはり重いのが原因だと思うが軽量化は難しかった。

今回のロボットは十分考えた末に出来上がったものであるがアーム部分をもう少し工夫できるかもしれなかった。だが動作の正確性は高いほうだったと思う。