2019a/Member/Kaguya/Mission2 の変更点 - ロボティクス入門ゼミ

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&size(30){目次};
#contents(level=1)

*課題 [#t776b413]

今回の課題は黒い線の上をトレースする「ライントレーサー」と呼ばれるロボットを作り、以下のコースを辿らせる。

&size(21){A地点から出発　→　Lでピンポン玉をキャッチ → Mでボールをゴールにシュート！　→　ロボ本体がゴールイン！};

&ref(map.png);

黒線をトレースする方法はいろいろあるが、センサー一つでとなるとかなり限られてくると思う。~
そこで今回自分がとった方法は&size(25){「黒い部分の量で判別する」};方法である。~
だが、結論から言うと&size(25){この方法は};(少なくとも自分の力量では)&size(25){上手くいかない};。~

この方法を試そうとしている人がいるのなら、自分の反省から改善点を見つけ出し、素晴らしい解決策を考えてほしい。~

*ロボットの機構・仕組み[#c845bf86]

&ref(zentai2.png);

これがロボットの全体像。~

前からコンピュータ部分を縦にして使ってみたかったので、このようになった。~
しかし、カッコ良くはなったが、重心の調整が難しくなったのでもうやらない。

①：ロボットを移動させるためのモーター。フィールドを縦横無尽に駆け回る！~
②：黒線をスキャンするためのセンサー。ライントレースの要。~
③：ボールを捕まえるためのアーム。凄まじいパワーでボールを捕まえる！~

**①：移動モーター [#if3f7cdd]

&ref(idou.jpg);

何の面白みのない説明書通りの移動モーター。~
左右が独立していて、その場で回転、曲がったりもできる。~
バランスをとるために中間部分にベアリングがついてる。

**②：カラーセンサー [#s9ecbadc]

&ref(sensa.png);

上でかいたように今回使う方法は黒い部分の量による判定である。~
なので、カラーセンサーを少し高めの位置に付け、広い範囲をスキャンさせるようにしてある。

&ref(sensapos.jpg);

センサーは本体を回して黒線を見つけるために、二つのモーターより少し前に付けた。

**③：アーム [#d84335af]

&ref(arm.jpg);

ミディアムモーターで床スレスレに付けた棒を動かす。~
反時計回りでボールを掴み、素早く時計回りで弾く。

*プログラム [#hc7a9c7e]

**インポートと接続のなにか [#oe62e549]

 #!/usr/bin/env python3~
 from ev3dev.ev3 import *~
 from time import sleep~
 
 mR = LargeMotor('outA')~
 mL = LargeMotor('outC')~
 cs = ColorSensor('in2')~
 mA = MediumMotor('outD')~

特になし

**よく使う動作の定義 [#m0d59a75]

 def migi(a):
         sleep(1)
         mR.run_timed(speed_sp=100, time_sp=a, stop_action='brake')
 
 def hidari(b):
         sleep(1)
         mL.run_timed(speed_sp=100, time_sp=b, stop_action='brake')

右、左へ曲がる

 def bihidari(c):
         mR.run_timed(time_sp=c, speed_sp=100, stop_action='brake')
         mL.run_timed(time_sp=c, speed_sp=-100, stop_action='brake')
 
 def bimigi(d):
         mR.run_timed(time_sp=d, speed_sp=-100, stop_action='brake')
         mL.run_timed(time_sp=d, speed_sp=100, stop_action='brake')

右、左へ本体が回転

 def koutai(e):
         mR.run_timed(speed_sp=-100, time_sp=e, stop_action='brake')
         mL.run_timed(speed_sp=-100, time_sp=e, stop_action='brake')
 
 def zensin(f):
         mR.run_timed(speed_sp=100, time_sp=f, stop_action='brake')
         mL.run_timed(speed_sp=100, time_sp=f, stop_action='brake')
         sleep(1)

時間を指定して前進、後退。

 def zensin_forever(g):
         mR.run_forever(speed_sp=g, stop_action='brake')
         mL.run_forever(speed_sp=g, stop_action='brake')

速さを指定して前進。

**ライントレースのコアとなるプログラム [#i285c278]

 n = 1
 q = 1
 
 def Trace_Method():
         while True:
                 if 4 <= cs.value() <= 5:
                         zensin_forever(100)
                 if 4 <= cs.value() <= 5:
                         zensin_forever(100)
                         sleep(0.01)
                 elif cs.value() >= 6:
                         q = 0
                         while cs.value() >= 6:
                                 i = 0
                                 while cs.value() >= 6 and i <= 3*q:
                                         bimigi(150)
                                         sleep(0.1)
                                         i += 1
                                 i = 0
                                 while cs.value() >=6 and i <= 6*q+1:
                                         bihidari(150)
                                         sleep(0.1)
                                         i += 1
                                 i = 0
                                 while cs.value() >=6 and i <= 3*q:
                                         bimigi(150)
                                         sleep(0.1)
                                         i += 1
                                 q += 1
 
                 elif cs.value() <= 3:
                         mL.stop()
                         mR.stop()
                         break

本体を動かし、黒線を探すためのメソッド。
ややこしいのでざっくりと説明すると、扇形に動き、黒線を見つけられなければ、より大きな扇形で動く。これを繰り返す。~
一見簡単な動きに思えるがこれを実現するのは大変だった。

**各交差点での動作 [#k8633bba]

&ref(map_kai.png);
&ref(map_kai1.png);

①~
 def main():
         Trace_Method()
         print(1)
         sleep(1)
         zensin(2500)

②~
         Trace_Method()
         print(2)
         sleep(1)
         zensin(1000)
         sleep(0.5)
         bimigi(500)
         sleep(0.5)
 
③ 
         Trace_Method()
         print(3)
         sleep(1)
         bimigi(1000)
         sleep(1.3)
         zensin(1500)
③ 
 
         Trace_Method()
         print(4)
         sleep(1)
         bimigi(1000)
         sleep(1)
         zensin(500)
 
         Trace_Method()
         print(5)
         Trace_Method()
         print(5)
         sleep(1)
         bimigi(1000)
         sleep(1)
         zensin(500)
 
④
         Trace_Method()
         print(6)
         sleep(1)
         bihidari(500)
         sleep(1)
         zensin(1000)
 
         Trace_Method()
         print(7)
         sleep(1)
         bihidari(1000)
         sleep(0.5)
         zensin(1000)
 
         Trace_Method()
         print(8)
         sleep(1)
         bimigi(500)
         sleep(0.5)
         zensin(1000)
 
⑤
         Trace_Method()
         print(9)
         sleep(1)
         bihidari(500)
         sleep(1)
         zensin(500)
         bihidari(750)
         sleep(1)
         zensin(2000)
 
⑥
         Trace_Method()
         sleep(1)
         bihidari(1500)
         sleep(1.7)
         zensin(2300)
         sleep(2.3)
         sleep(1)
         sleep(2.3)
         sleep(1)
         mA.reset()
         mA.run_to_rel_pos(position_sp=-30,speed_sp=100,stop_action='brake')
         sleep(1)
         bimigi(3000)
         sleep(2.7)
         zensin(2500)
         sleep(1)
 
*問題及びその反省 [#le29da98]

判定を黒の多さで判別するということは、自作したコースの線の太さや濃さが全て均等じゃなければいけないということ。~
カーブはどうしてもマジックで書かなければならないので、どうしても人間の力ではすべて均等というのは難しい。~
ので、判定ミスが多かった。~
結論、この方法は良くない。