[[2015b/Member]]
目次
#contents
*ライントレースするロボット [#p5d41d92]
黒い線に沿って動くロボットを制作した。
**走行する経路 [#i456d28d]
#ref(2015b/Member/rmsun/Mission2/2015b-mission2.png,716*500, 経路)
上の図を、「B地点 → P右折 → Q右折 → P左折 → Q左折 → Q直進 → P直進 → A地点」の順に走行する
*ロボット本体 [#oc260a58]
初期ロボットに光センサを付けた構造
#ref(2015b/Member/rmsun/Mission2/IMG_1320.JPG, 480*360)
モータBは右のタイヤに、モータCは左のタイヤに取り付けた。
*定義、サブルーチン [#fc43c816]
**マクロ [#ed90eab8]
#define THRESHOLD 50 //閾値
#define STEP 1 //Waitの引数として使う
**引数を変数に代入する「scan_move」「scan_angle」 [#cfa984f0]
***scan_moveで使うための変数 [#nd1c0e86]
変数target...交差点かどうかを判別するための数値
変数speed3...ロボットが直進するときの、モータのパワー
int target; //交差点かどうかを判断するとき、基準とする数値
int speed3; //直進するときの、モータのパワーに使用
***引数でとった値を、target, speed3に代入する「scan_move」 [#jaf76196]
sub scan_move(int aim, int power) { //引数にとった値を、target, speed3に代入する
target = aim; //引数aimを、targetに代入
speed3 = power; //引数powerを、speed3に代入
}
***scan_angleで使うための変数 [#l26dabd8]
次の３つの変数は、交差点にぶつかった後、どんな動作をするのかを決める。
int R_ang; //交差点で右旋回するときの、モータの回転角
int L_ang; //交差点で左旋回するときの、モータの回転角
int GO_ang; //交差点で直進するときの、モータの回転角
***引数でとった値を、L_ang, GO_ang, R_angに代入する「scan_angle」 [#bad74399]
sub scan_angle(int l, int g, int r) { //引数にとった値を、L_ang, GO_ang, R_angに代入
L_ang = l; //引数lを、L_angに代入
GO_ang = g; //引数gを、GO_angに代入
R_ang = r; //引数rを、R_angに代入
}
**左旋回、右旋回、直進をする「turn_left」「turn_right」「go_forward」 [#n86fb666]
***モータのパワーを引数にとって、左旋回する「turn_left」 [#jd7c11d9]
sub turn_left(int speedA, int speedB) { //左に曲がる
OnFwd(OUT_B,speedA); //引数speedAのパワーで、モータBを前転
OnRev(OUT_C,speedB); //引数speedBのパワーで、モータCを後転
}
***モータのパワーを引数にとって、右旋回する「turn_right」 [#i434e9e0]
sub turn_right(int speedA, int speedB) { //右に曲がる
OnFwd(OUT_C,speedB); //引数speedBのパワーで、モータCを前転
OnRev(OUT_B,speedA); //引数speedAのパワーで、モータBを後転
}
***モータのパワーを引数にとって、直進する「go_forward」 [#hcbd6781]
sub go_forward(int speed3) { //まっすぐ進む
OnFwd(OUT_BC,speed3); //speed3のパワーで、モータBCを前転
}
**交差点にぶつかったときの動作「cross_action」 [#x441724f]
交差点にぶつかった際、1秒間停止したあと、その交差点を直進する or 右折する or 左折する
「cross_action」は、「scan_ang」で値が代入された「L_ang」「R_ang」「GO_ang」、それに加えてモータのパワーとして「speed1」を引数にとる
sub cross_action(int speed1, int L_ang, int R_ang, int GO_ang) { //交差点に入った時の動作(countが2と7のとき以外)
Off(OUT_BC); //モーター停止
Wait(1000); //1秒間−��
RotateMotorEx(OUT_BC, speed1, L_ang, -100, true, true); //speed1のパワーで、L_angの角度分、その場左旋回−��
Wait(100); //間にWaitを挟まないと誤作動するため
RotateMotorEx(OUT_BC, speed1, R_ang, 100, true, true); //speed1のパワーで、R_angの角度分、その場右旋回−��
Wait(100); //誤作動を防ぐため
RotateMotorEx(OUT_BC, speed1, GO_ang, 0, true, true); //speed1のパワーで、GO_angの角度分、直進−��
}
上のプログラムの動作を説明すると
��1秒間ロボットを停止させる
�▲癲璽燭�L_ang度回転させて、その場左旋回
��モータをR_ang度回転させて、その場右旋回
�ぅ癲璽燭�GO_ang度回転させて、直進
の順に実行される
「モータが0度動く = 動かない」と考えると
・R_ang = 0, GO_ang = 0のとき、交差点を左折する(�△�実行される)
・L_ang = 0, R_ang = 0のとき、交差点を直進する(�い�実行される)
・L_ang = 0のとき、交差点を右折する(��→�い僚腓納孫圓気譴�)
*メイン関数 [#pc00e5c2]
task main()
{
**メイン関数で新しく使う変数 [#e21b6be8]
変数count...交差点にぶつかった回数を代入
変数tacho...モータBの回転数を蓄積する
SetSensorLight(S2);
int speed1 = 20; //モータのパワー用
int speed2 = 15; //モータのパワー用(speed1より少し弱い)
int count = 0; //何回交差点にぶつかったかを代入する
int tacho = 0; //「その場で左旋回する」動作をし続けたときの、回転角の合計
long t; //タイマーを使うときに使用
**count < 8 の間だけ繰り返す [#vd93a9c5]
while (count < 8){ //count < 8 の間、ループを続ける
***交差点ごとに動作を変える [#p37e981a]
ここでの操作は、「交差点の判別」や「交差点にぶつかった際の動作」に影響を及ぼす
switch(count) { //countの値によって動作が変わる
//例:case countの値 : scan_move(targetの値,speed3の値); scan_angle(左旋回する角度,直進する角度,右旋回する角度);
case 0 : scan_move(20, 50); scan_angle(0, 70, 50); break;
case 1 : scan_move(28, 60); scan_angle(0, 80, 20); break;
case 2 : scan_move(10000, 40); break;
case 3 : scan_move(20, 45); scan_angle(40, 0, 0); break;
case 4 : scan_move(30, 50); scan_angle(160, 0, 0); break;
case 5 : scan_move(20, 50); scan_angle(0, 50, 0); break;
case 6 : scan_move(20, 60); break;
case 7 : scan_move(25, 40); scan_angle(0, 0, 0); break;
default : break;
}
countの値から、今何個目の交差点にいるのかを判断
例えば、countが0のときは、「1個目の交差点までの、ロボットのスピード」と、「1個目の交差点の判別基準」、「1個目の交差点にぶつかったときの動作」を設定する
&ref(2015b/Member/rmsun/Mission2/2015b-mission2a.png,480*335);
&ref(2015b/Member/rmsun/Mission2/2015b-mission2c.png,480*335);
上図より、橙(count=0)→黄(count=1)→黄緑(count=2)→緑(count=3)→水色(count=4)→青(count=5)→紫(count=6)→赤(count=7)の順に進む
count=2の時だけは、交差点に到達する前にcountが切り替わる。
***黒い線に沿って動くためのプログラム [#w024bec7]
t = CurrentTick(); //ここで現在時刻をtに代入(CurrentTick() - t と使うことで、経過時間がわかる)
while ((tacho < target) && ((count != 2) || (CurrentTick() - t < 22500))) { //「ライントレースするループ」
/*「target(指定した角度)をタイヤの回転数が超えない」 または 「count=2のときに、22.5秒経過していない」
↑の条件を満たしている間だけループを続ける*/
//つまり、count != 2の時は、tacho >= targetを満たすときにループを抜け出す
count = 2の時は、22.5秒経過したときにループを抜け出す
if (SENSOR_2 < THRESHOLD -15){ //光センサの数値が、THRESHOLD-15より低いとき
turn_left(speed1, speed1); //左右のモータをspeed1で左旋回(その場で左回転)
} else if (SENSOR_2 < THRESHOLD -7) { //光センサの数値が、THRESHOLD-7より低いとき
tacho = 0; //tacho(turn_left1し続けた時の、タイヤの回転角の合計)を0にする−��
turn_left(speed1, speed2); //右モータをspeed1、左モータをspeed2(speed1より少し弱い)にして、左旋回
} else if (SENSOR_2 < THRESHOLD +7){ //光センサの数値が、THRESHOLD+7より低いとき
tacho = 0; //tachoを0にする−��
go_forward(speed3); //左右のモータをspeed3にして、直進
} else if (SENSOR_2 < THRESHOLD +15){ //光センサの数値が、THRESHOLD+15より低いとき
tacho = 0; //tachoを0にする−��
turn_right(speed1, speed2); //右モータをspeed2、左モータをspeed1にして、右旋回
} else { //光センサの数値が、THRESHOLD+15より高いとき
tacho = 0; //tachoを0にする−��
turn_right(speed1, speed1); //左右のモータをspeed1で右旋回(その場で右回転)
}
Wait(STEP); //STEP(0.001)秒だけ動く
if (SENSOR_2 >= THRESHOLD-15) { //光センサの数値が、THRESHOLD-15より高いとき (=その場で左回転していないとき)
ResetTachoCount(OUT_B); //モータの回転数をリセット(その場で左回転したとき以外はリセット)−��
}
tacho += MotorTachoCount(OUT_B); //tachoに、モータの回転角を代入(「その場で左回転した時」の回転角しか代入されない)−��
}
tachoは、「モータBが回転した角度」を蓄積するための変数。tachoについて
� �SENSOR_2 < THRESHOLD(閾値) - 15」以外のとき、tachoを0にする。
�◆�SENSOR_2 < THRESHOLD(閾値) - 15」以外のとき、TachoCountB(モータBが回転した角度)を0にリセットする
��tacho += MotorTachoCount(OUT_B) は、「モータBが回転した角度」をtachoに追加していることを表している
の��,��,��が成り立つ
�◆↓�より、tachoに0以外の値が代入されるのは、「SENSOR_2 < THRESHOLD - 15」を満たすとき(ロボットがその場で左旋回するとき)だけである
�，茲蝓�一度でも「SENSOR_2 < THRESHOLD - 15」を満たさなかったら、tachoは0にリセットされる。
つまり、tacho > targetとなるのは、連続的に「SENSOR_2 < THRESHOLD - 15」を満たし続けている(その場左旋回が、連続して起こっている)ときだけ
***交差点にぶつかった際の動作 [#iaee8719]
//↓↓以下は「ライントレースするループ」を抜けだした時の動作↓↓
if ((count != 2) && (count != 7)) { //countの値が、2or7以外のとき
cross_action(speed1, L_ang, R_ang, GO_ang); //サブルーチンcross_action(交差点の際の動作)を実行
}
count++; //countに1を加える
tacho = 0; //tachoを0にする
ResetTachoCount(OUT_B); //モータの回転角をリセット(交差点の動作の時の、モータの回転角をリセット)
}
**すべてのループが終わった後の動作 [#p21d902b]
//↓↓以下は、すべてのループが終わった時の動作↓↓
Off(OUT_BC); //ロボットを停止させる
}
*メイン関数のまとめ [#t51b7b45]
プログラムを一つ一つ説明したため、プログラムの全体像がつかめなくなってしまった。なので、whileループや、変数の代入関係を中心にまとめたものを載せる
/*task main()
{
count = 0; //交差点にぶつかった回数を代入する
tacho = 0; //モータBの回転角の合計
long t;
while (count < 8){ //count < 8 の間、ループを続ける
switch(count) { //countの値によって動作を変える
/*countごとで、��target(交差点の判断基準)
��speed3(直進時のパワー)
��L_ang, R_ang, GO_ang(交差点に当たった際の動作)
を決める*/
}
while ((tacho < target) && ((count != 2) || (CurrentTick() - t < 22500))) { //「ライントレースするループ」
//光センサを使って、実際にライントレース
//(SENSOR_2 >= THRESHOLD-15)のときは、tacho = 0
//モータBが動いたとき、その回転数が「MotorTachoCount(OUT_B)」に代入される
if (SENSOR_2 >= THRESHOLD-15) { //光センサの数値が、THRESHOLD-15より高いとき (=その場で左回転していないとき)
ResetTachoCount(OUT_B); //モータの回転数をリセット(その場で左回転したとき以外はリセット)
}
tacho += MotorTachoCount(OUT_B); //tachoに、モータの回転数を代入(「その場で左回転した時」の回転角しか代入されない)
}
//↓↓以下は「ライントレースするループ」を抜けだした時の動作↓↓
if ((count != 2) && (count != 7)) { //countの値が、2or7以外のとき
cross_action(speed1, L_ang, R_ang, GO_ang); //サブルーチンcross_action(交差点の際の動作)を実行
}
count++; //countに1を加える
tacho = 0; //tachoを0にする
ResetTachoCount(OUT_B); //モータの回転角をリセット(交差点の動作の時の、モータの回転角をリセット)
}
//↓↓以下は、すべてのループが終わった時の動作↓↓
Off(OUT_BC);
} */
*工夫点 [#ffe0873a]
・授業で習ったプログラムと基本的に同じだが、交差点を判別するとき、タイマーではなくモータの回転数を使った。そのおかげで、交差点ごとにスピードを変えられるようになった。そして、NXTの電池残量によって動きが変わることも少なかった。
・右旋回、左旋回、直進の組み合わせで、交差点での進み方(右折、左折、真っ直ぐ、など)を決めたこと
*反省点 [#tc347190]
・条件分岐や、サブルーチンを無駄に多く使っている(case文で書かれている箇所は特に)
・TachoCountを信用しすぎていた。誤差がかなりあったので、タイマーを使った方が正確だったかもしれない。
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