[[2018a/MemberOnly]]
*課題3〜空き缶運搬ロボット〜 [#k866a1ea]
**課題の説明 [#vb3368b9]
フィールドの説明
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/2018a-mission2.png,75%,フィールド)
-フィールドは課題2で使用した紙を使用する。
-2種類の空き缶(Aタイプ,Bタイプ)をそれぞれ3個づつ用意し、円XにABA、円YにBABとなるように3段づつ積み上げる。
-空き缶には色をつけたり文字や記号を書いてもよい。あるいは周囲に紙を張ってもよい。
ルール
-競技時間は審判が続行不能と判断するまで、あるいはリタイアするまで。
-図のA地点または（および）A'地点からスタートする。ただし接地している部分はそれぞれの領域内に収まるものとする（線上はOK）。上空部分は領域からはみ出していてもよい。
-Aタイプの空き缶を円Y内に、Bタイプの空き缶を円X内に運ぶ。
-開始の合図から５秒以内にスタートボタンを押す作業を完了すること。
-競技が終了するまで、ロボットに触ったり人間が遠隔で操作してはならない。
-途中でうまく動かなくなった場合、１回限り再スタートすることができる（再スタートの際に別プログラムで起動してよい）。
基本得点の計算方法
-運んだ空き缶の数×3点
-空き缶を積み重ねて置くことができば場合、2段目の空き缶一つにつき2点加算、3段目の空き缶一つにつき3点加算する。
-円内からはみ出している場合、半分以下なら1点減点、半分以上なら2点減点。
-間違った円内に空き缶を置いた場合は、1個につき1点減点。
-間違った円内の2段目に空き缶を置いた場合は1個につき3点減点、その上にある空き缶は0点
技術点の計算方法
-以下の動作の精度・スピード・確実性などを含めた技術的な工夫や芸術性について他の全てのチーム(5チーム)が20点満点で採点し、その平均点を求める。 得点の目安：
-空き缶を探し取りにいくまでの動作 (3点)
-空き缶を掴む動作 (3点)
-空き缶を運ぶ動作 (2点)
-空き缶を置く動作 (2点)
-空き缶を積む動作 (3点)
-2台のRCXまたはNXT、EV3の連携の良さ(2点)
-自立型のロボットとしての形や動作の美しさ、斬新さ(2点)
-その他 (3点)
*チームの戦略 [#s80a1f95]
今回の課題を取り組むにあたり、自由度が高いため、様々な戦略を立てることが出来た。
その中からいかに高得点を取ることが出来るかを意識し、以下のような戦略で挑むことにした。
+缶の積み下ろしは一つずつ。
+おろした缶を色別に仕分けする。
+それぞれの缶を指定の場所に運搬する。
+運搬、そして積み下ろしができるようなアームの制作。
*今回使用するロボットの説明 [#mf88ec37]
**ロボットの全体像 [#zd0c30da]
正面から見たとき
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/figure_robot_1.JPG,60%,全体)
背面から見たとき
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/DSC_0296.png,50%,背面)
**缶を掴む部分 [#w557d5e8]
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/DSC_0295.png,50%,アーム１)
この缶を掴む部分で重要なことは、まず、持つ部分の間隔をできる限り狭くすること。そして、缶を運ぶため、運べる形のアームを付けるという、二つの点が重要となる。
そのため、このアームの奥の方を掴む部分、手前を運ぶ部分となるようにした。
また工夫した点として、缶がずれないようアームにゴム製のパーツを付けることで移動時の缶のずれを軽減した。
**ロボットの缶を操作する部分 [#dd7ea41d]
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/DSC_0294.png,50%,アーム)
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/DSC_0298.png,50%,beruto )
ベルトコンベアの要領を用い、中央にあるアーム部分を上下させることで缶の上げ下げを可能にした。ぐらつきで缶が落下することがあり、いかに缶をブレさせずに動作できるかがポイントであったため、ベルトの中に４つの歯車を入れ滑らかに動作できるようにした。
*実際ロボットが缶を持っている様子 [#j75ce356]
#ref(2018a/Member/yokouchi/Mission3/DSC_0288.png,50%,jisasi)
実際にプログラミングをし、このロボが缶を掴むとこのようになる。
手前のアームでは重心が前にいきアンバランスになってしまうため、奥の方のモータで持たせるようにしている。
*プログラムの説明 [#c0e71179]
**プログラムの導入 [#zb56a854]
今回は前回同様、python言語を用いた。
以下は定義までの導入である。
#!/usr/bin/env python3
from ev3dev.ev3 import * -EV3を扱うモジュールをインポート
from time import sleep -timeモジュールからsleep関数をインポート
us1 = UltrasonicSensor('in1') -1端子側の超音波センサー(正面)をus1とおく
us2 = UltrasonicSensor('in3') -3端子側の超音波センサー(側面)をus2とおく
mL = LargeMotor('outA') -A端子側の移動用モーターをmLとおく
mR = LargeMotor('outB') -B端子側の移動用モーターをmRとおく
mA = MediumMotor('outC') -C端子側のアーム開閉用モーターをmAとおく
mLif = LargeMotor('outD') -D端子側の無限軌道制御用モーターをmLifとおく
また以下は、アームの上下をする際に用いるmLifの回転角度の値を一時的に置いたものである。
lif2 = 250 -ある缶から一個上の缶までアームが上昇するためのmLifの回転角度値
lif3 = 495 -ある缶から二個上の缶までアームが上昇するためのmLifの回転角度値
dow3 = -520 -ある缶から二個下の缶までアームが降下するためのmLifの回転角度値
dow2 = -280 -ある缶から一個下の缶までアームが降下するためのmLifの回転角度値
**定義 [#h7a6dbb7]
***ロボットの移動時に使うもの [#t1ee32b3]
def motor_init(): -各モーターをリセットする
mL.reset()
mR.reset()
mLif.reset()
def turn(t): -右回りを正とし，指定角度 t だけ移動用モータが回転，車体が旋回する
mL.run_to_rel_pos(position_sp=t,speed_sp=60,stop_action='brake')
mR.run_to_rel_pos(position_sp=-t,speed_sp=60,stop_action='brake')
sleep(3)
def run_for_back_pos(t): -指定角度 t だけ移動用モーターが回転，車体が前進または後退する
motor_init()
mL.run_to_rel_pos(position_sp=t,speed_sp=60,stop_action='hold')
mR.run_to_rel_pos(position_sp=t,speed_sp=60,stop_action='hold')
sleep(1)
def run_adjust(t): -上述定義を用いて，前進または後退の調整
run_for_back_pos(t)
***アームの開閉時に扱うもの [#j7d91d1d]
def arm_open(): -アームを開く
mA.reset()
mA.run_to_rel_pos(position_sp=-20,speed_sp=20,stop_action='hold')
sleep(2)
def arm_close(): -アームを閉じる
mA.reset()
mA.run_to_rel_pos(position_sp=50,speed_sp=50,stop_action='hold')
sleep(2)
def arm_adjust(t): -アーム開閉時に調整のために用いる(mAの回転角度をtとおく)
mA.reset()
mA.run_to_rel_pos(position_sp=t,speed_sp=50,stop_action='hold')
sleep(1)
***アームの上下移動時 [#z1f87ba1]
def lift_can2(): -アームが，ある缶から一個上の缶まで上昇する
motor_init()
mLif.run_to_rel_pos(position_sp=lif2,speed_sp=80,stop_action='hold')
sleep(3)
def lift_can3(): -ある缶から二個上の缶まで上昇する
motor_init()
mLif.run_to_rel_pos(position_sp=lif3,speed_sp=80,stop_action='hold')
sleep(6)
def down_can2(): -ある缶から一個下の缶まで降下する
motor_init()
mLif.run_to_rel_pos(position_sp=dow2,speed_sp=75,stop_action='hold')
sleep(5)
def down_can3(): -ある缶から二個下の缶目で降下する
motor_init()
mLif.run_to_rel_pos(position_sp=dow3,speed_sp=75,stop_action='hold')
sleep(6)
def lift_adjust(t): -上述に定義した値以外で昇降を調整(mLifの回転角度を t とおく)
motor_init()
mLif.run_to_rel_pos(position_sp=t,speed_sp=60,stop_action='hold')
sleep(3)
def can_approach(): -缶の積み降ろしの前に，缶を見つけ，缶と適切な距離を取ってつかむ
motor_init()
while us1.value() > 70: -缶との距離が一定値超の時，前進して缶に接近
mL.run_forever(speed_sp=80)
mR.run_forever(speed_sp=80)
run_for_back_pos(80) -一定の距離まで近づいたら，そこから缶に適切な距離まで近づく
sleep(2)
def turn_can_search(le,s): -前方にある缶を探して旋回
motor_init()
while us1.value() > le:
mL.run_forever(speed_sp=50*s)
mR.run_forever(speed_sp=-50*s)
***はじめの移動 [#m58a5289]
def start(): -スターティングポイントよりB地点に向かい，右へ方向転換
motor_init()
run_for_back_pos(600) -↓で旋回して缶の正面になるよう，適当な位置まで前進
sleep(8)
turn(165) -缶の正面を向くよう旋回
sleep(2)
turn(20) -旋回して缶を見つける準備に入る
turn_can_search(250,-1)-左回りに旋回して缶を探す
turn(-5) -方向修正
***缶の積み下ろし＆運搬時に扱うもの [#l6f3908e]
def lift_down_can3_can2(): -三段目の缶と二段目の缶をアームでつかんで降ろす
motor_init()
lift_can3() -三段目の缶まで移動
arm_close() -アームを閉じる
lift_adjust(45) -移動の際に下の缶を引っ掛けないように缶を少し持ち上げる
run_adjust(-100) -後退
sleep(2)
turn(-110) -左へ旋回
down_can3() -缶をとりあえず降ろす
lift_adjust(-40) -最下点まで降ろすよう調整
arm_open() -アームを開いて缶をリリース
run_for_back_pos(250) -左斜め前方まで押して移動
sleep(3.5)
lift_can3() -移動の際に缶を引っ掛けないよう予め上げておく
lift_adjust(45)
run_for_back_pos(-250) -積まれた缶の前まで下がる
sleep(3.5)
turn(110) -缶の正面へ旋回
arm_adjust(-10) -アームを少し開く(確実に缶がキャッチできるように)
down_can2() -二段目の缶までアームを降ろす
run_adjust(113) -缶の手前まで接近
sleep(2.5)
arm_close() -アームを閉じて缶をキャッチ
lift_adjust(45) -缶を少し持ち上げる
run_for_back_pos(-90) -少し後退 ←この時二段目の缶はサークルから外れるように
turn(110) -右へ旋回 ←
down_can2() -缶を降ろす
arm_open() -アームを開いて缶をリリース
lift_can2() -アームを上げとく(↓collect_can1_can3()へ)
def collect_can1_can3(): -三段目と左斜め前方に移した一段目(二つの同種の缶)をまとめる
motor_init()
turn(-115) -二段目を降ろしてアームを上げた後，三段目の正面を向く
down_can2() -二段目にあったアームを三段目まで降ろす
run_adjust(110) -三段目の缶がアームの中に入るよう前進
sleep(1.5)
arm_close() -アームを閉じて缶をキャッチ
run_for_back_pos(-320) -後退
sleep(6)
lift_can3() -缶をキャッチしたまま上げて，超音波センサーの視界を確保
turn_can_search(300,-1) -最初に移した缶を探し，左回りに旋回
down_can3() -缶を最下点まで降ろす
arm_open() -アームを開いて缶をリリース
arm_adjust(-10) -二つの缶が入るようにアームをある程度開いておく
run_for_back_pos(500) -アームの中に二つの缶が入るまで適当な距離を前進
sleep(6)
arm_adjust(20) -アームを閉じて缶をまとめる(緩めに閉じるので離脱可能)
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