![[PukiWiki]](image/robotics-logo-small.jpg "[PukiWiki]"){kind=logo}
#author("2020-02-14T15:08:38+09:00","bearch","bearch") #author("2020-02-14T15:09:37+09:00","bearch","bearch") [[2019b/Member]] #contents *課題3 [#obd20d2c] 青と赤のボールを運搬して、空き缶の上に載せる。 #ref(2019b-mission2.png) ~フィールドの説明 -フィールドは課題2で使用した紙を使用する。 -空き缶を6本用意し、そのうち3本をC,E,Fの交差点に描いた半径4cmの円内に置き、 その上にボールを載せておく。 -同様に残りの空き缶をC', E', F' 地点に置く。 *ロボットの説明 ハード面 [#x502ed1b] このロボットのコンセプトとしてはカラクリをイメージしました。 #ref(14624_2.jpg) ~画像のようにロボットの機体の中にボールを通すことで缶にボールを置く仕組みになっています。この形はロボットを製作する際、できたら面白いということでこの形になりました。 ~このロボットは一機で二つのEV3を使い、三つのボールを取り、溜めて、三つ缶に置くというのを目的にしました。 **アーム [#c42bb89b] #ref(14648_2.jpg) このアームはボールを取るために作りました。このアームは人間の腕の肘、手首、掴む手を模しています。 ~このアームはモータを3つ使用してますが、モータを関節部分につけてしまうと前重心になりすぎるのでモータを2つ中心に寄せ、ギアによって力を伝える機構にしました。これにより前重心になりすぎるのを軽減しました。ギアを使用する際、組み合わせ方が難しく苦戦しました。 ~このアームは重量が重たいので前重心になっているので後ろを重くする必要がありました。 ~ボールの認識は超音波センサではなくカラーセンサを使用しました超音波センサだとどうしてもサイズが大きくなってしまい邪魔になるのでカラーセンサになりました。 **送り出し部分 [#d49b91cd] #ref(14625_2.jpg) この送り出し部分ではモータを一つ使用しています。ここでは溜めておいたボールを一つずつ送り出すために設計されています。120度ごとに区切っておりボールを一つ送るのに120度回します。 **カコイ [#yf9ca640] #ref(14634_2.jpg) 転がってきたボールが缶から出ないようアーム部分にカコイを付けました。これが壁になり、勢いを殺し、缶にしっかりボールが乗ります。 *実際のプログラム[#re0c0035] **test3_armEV3.py [#a5448b9a] #!/usr/bin/env python3 from ev3dev2.motor import OUTPUT_B,OUTPUT_C,MoveTank,LargeMotor,Motor,OUTPUT_A,OUTPUT_D from ev3dev2.sensor.lego import ColorSensor,TouchSensor,UltrasonicSensor import paho.mqtt.client as mqtt from time import sleep m_e = LargeMotor(OUTPUT_B) m_w = LargeMotor(OUTPUT_A) m_set_e = MoveTank(OUTPUT_B,OUTPUT_A) m_h = Motor(OUTPUT_C) v_e = 10 v_w = 10 v_h = 5 m_h.on(0) m_w.on(0) m_e.on(0) t_wait = 0.5 class joint: def __init__(self,part,deg_up,deg_set,deg_down,v): #part=モーター(m_eまたはm_wまたはm_h),deg_up=up()実行時にpartで指定したモーターの角度を何度にするか,deg_down=down()実行時にpartで指定したモーターの角度を何度にするか,deg_set=set()実行時にpartで指定したモーターの角度を何度にするか self.deg_up = deg_up self.deg_set = deg_set self.deg_down = deg_down self.part = part self.v = v def up(self): #partで指定したモーターの角度を、アームがボールを持ち上げたときの角度にする self.part.on_to_position(self.v,self.deg_up,block=True) def set(self): #partで指定したモーターの角度を、ボールを置くときの角度にする self.part.on_to_position(self.v,self.deg_set,block=True) def down(self): #partで指定したモーターの角度を、ボールを探すときの角度にする self.part.on_to_position(self.v,self.deg_down,block=True) elbow = joint(m_e,0,-165,-200,v_e) wrist = joint(m_w,140,-150,-130,v_w) hand = joint(m_h,0,100,10,v_w) #----------------------------------------------------- t_reset=1 v_e_reset = 10 v_w_reset = 20 v_h_reset = 10 def on_until_stalled(m,v): #モーターが止まるまで回す関数,m=モーター(m_eまたはm_wまたはm_h),v=モーターを回す速度 m.on(v) sleep(t_reset) while m.speed>0: m.on(v) def arm_reset(): #アームがある程度どんな形でも特定の形にしてアームのモーターの角度を全てリセットする関数 m_set_e.on_for_degrees(v_e_reset,v_e_reset,90) #hand print("hand") on_until_stalled(m_h,-v_h_reset) m_h.on(0) #wrist print("wrist") m_e.stop(stop_action="hold") on_until_stalled(m_w,v_w_reset) m_w.on(0) m_w.stop(stop_action='hold') #elbow print("elbow") on_until_stalled(m_e,v_e_reset) m_w.stop(stop_action='coast') m_set_e.on_for_degrees(-v_e_reset,-v_e_reset,45) m_e.stop(stop_action='hold') on_until_stalled(m_w,-v_w_reset) m_w.on(0) m_w.stop(stop_action='hold') m_e.on_for_degrees(v_e_reset,45) m_w.stop(stop_action='coast') on_until_stalled(m_e,v_e_reset) #reset m_h.on(0) m_w.on(0) m_e.on(0) sleep(t_reset) m_h.reset() m_w.reset() m_e.reset() #------------------------------ def fetch_ball(): #ボールをつかむ関数 hand.up() sleep(t_wait) wrist.up() sleep(t_wait) elbow.up() sleep(t_wait) hand.set() reset() def set_arm(): #アームをボールを探すときのアームの形にする関数 hand.set() sleep(t_wait) wrist.set() sleep(t_wait) elbow.set() def down_arm(): #アームをボールを置くときのアームの形にする関数 hand.down() sleep(t_wait) elbow.down() sleep(t_wait) wrist.down() #----------------------------- def on_connect(client,userdata,flags,rc): print("Connected with result code:" +str(rc)) client.subscribe("arm") def on_message(client,userdata,message): mes_str = message.payload.decode() print("message topic:" + message.topic) print("message:" + mes_str) if mes_str=="fetch_ball": fetch_ball() elif mes_str=="set_arm": set_arm() elif mes_str=="reset_arm": reset_arm() elif mes_str=="down_arm": down_arm() def main(): address = input("address:") client = mqtt.Client() client.on_connect = on_connect client.on_message = on_message client.connect(address,1883,60) client.loop_start() main_bool = True while main_bool: a=input() main_bool = a!="stop" print("end") client.loop_stop() client.disconnect() if __name__ == "__main__": main() **test3_mainEV3 .py [#j799deb9] #!/usr/bin/env python3 from ev3dev2.motor import OUTPUT_B,OUTPUT_C,MoveTank,LargeMotor,Motor,OUTPUT_A from ev3dev2.sensor.lego import ColorSensor,TouchSensor,UltrasonicSensor from ev3dev2.sensor import INPUT_1,INPUT_4 import paho.mqtt.client as mqtt from time import sleep address = input("address:") m_r = LargeMotor(OUTPUT_C) m_l = LargeMotor(OUTPUT_B) tank = MoveTank(OUTPUT_B,OUTPUT_C) cs = ColorSensor(INPUT_4) cs2 = ColorSensor(INPUT_1) ts = TouchSensor() us = UltrasonicSensor() m_stocker = Motor(OUTPUT_A) v_stocker = 5 threshold = 45 v_s = 12.5 v_w = 5.0 v_b = 10 k_s = 0.25 k_w = 1.5 k_b = 0.75 cs_val_black = 10 cs_th_d_max = 20 csd_s_max = 3 v_is = 5 cs.mode ="COL-REFLECT" cs2.mode ="RGB-RAW" us.mode ="US-DIST-CM" a1_is=-0.15 a2_is=1.2 v_s_fb = 12.5 v_w_fb = 5 v_b_fb = 10 k_s_fb = 0.25 k_w_fb = 1.75 k_b_fb = 0.75 v_s_pb = 12.5 v_w_pb = 5.0 v_b_pb = 10 k_s_pb = 0.25 k_w_pb = 2.25 k_b_pb = 0.75 #1------------------------------------------------------------------------------------- def read_list(file_name): #file_nameで指定されたファイルを読み込み、listにまとめる関数,file_name=ファイルの名前 main_break_bool = False list=[] try: with open(file_name, "r") as f: list_raw = f.readlines() for i in list_raw: if i.strip() != '': list.append(i.split(",")) for i in range(len(list)): for j in range(len(list[i])): list[i][j] = list[i][j].strip() list.append("end") print("raw list:",list_raw) print("list:",list) print("") #if not (check_list_bool(list)): # print("file content error") # raise Exception except: print("file read error") main_break_bool=True return (list,main_break_bool) #list=交差点または急なカーブに差し掛かったときに何をするかを表すリスト,main_break_bool=ファイル読み込みでエラーがあればTrue、なければFalseをとる変数 #2---intersection---------------------------------------------------------------------------------- def intersection(sign,list): #交差点や急なカーブに差し掛かった時listとsignによって指定された道の指定された境界に行く関数,sign=整数(-1または1)=intersection()実行までにとっていた境界が右か左かを表す数字(右なら1左なら-1をとる),list=["i",整数,"r"または"l"]=[intersection()を実行することをあらわす文字,選ぶ道が何番目にあるかを表す数字(分岐を中心として、右の境界をとっていたとき時計回りに、左の境界をとっていたとき反時計回りに数える),選ぶ道の右と左の境界のうちどちらをとるか] print("list:",list) n_w = int(list[1]) # number if list[2]=="r": # sign sign_is = 1 elif list[2]=="l": sign_is = -1 tank.on((a1_is+sign)*v_is,(a1_is-sign)*v_is) while True: if cs.value()>threshold: break tank.on((a2_is-sign)*v_is,(a2_is+sign)*v_is) for i in range(n_w): while True: if cs.value()<=cs_val_black: break while True: if cs.value()>threshold: break if sign_is*sign==1: tank.on(sign_is*v_is,-sign_is*v_is) while True: if cs.value()<=cs_val_black: break while True: if cs.value()>threshold: break tank.on(0,0) return sign_is #--fb-------------------- def fb(): #３つの缶の上のボールを全てとる動作をまとめた関数 fb1() fb2() follow_line(-1) intersection(-1,["i","2","r"]) fb3() def fb1(): #Cにあるボールをとる関数 sign=-1 reset_arm() follow_line_pb(sign,65) tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,150) turn180(sign) set_arm() follow_line_fb((-1)*sign,20,0.7) fetch_ball() tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,110) turn180((-1)*sign) turn180(sign) def fb2(): #Fにあるボールをとる関数 sign=-1 reset_arm() follow_line_pb(sign,100) tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,200) turn180(sign) set_arm() follow_line_fb((-1)*sign,20,0.7) fetch_ball() tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,0) turn90((-1)*sign) def fb3(): #Eにあるボールをとる関数 sign=1 reset_arm() turn180((-1)*sign) set_arm() follow_line_fb((-1)*sign,20,0.7) #cs sum,ratio fetch_ball() tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,0) turn90((-1)*sign) #--pb-------------------- def pb(): #３つの缶の上全てにボールを置く動作をまとめた関数 pb1() pb2() follow_line(-1) intersection(-1,["i","2","r"]) pb3() def pb1(): #Cにある缶にボールをおく関数 sign=-1 reset_arm() follow_line_pb(sign,100) down_arm() put_ball() put_ball() reset_arm() tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,150) turn180(sign) def pb2(): #Fにある缶にボールをおく関数 sign=1 reset_arm() follow_line_pb(sign,100) down_arm() put_ball() put_ball() reset_arm() tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,200) turn90(sign) def pb3(): #Eにある缶にボールをおく関数 sign=-1 tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,60) tank.on_for_degrees(-v_s,v_s,60) reset_arm() turn180(sign) follow_line_pb(sign,100) tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,150) turn90((-1)*sign) #3----follow_line--------------------------------------------------------------------------------- def follow_line(sign_fl): #交差点までライントレースする関数 while True: #v_r,v_l cs_d = max(min(cs.value(),threshold+cs_th_d_max),threshold-cs_th_d_max)-threshold if cs_d <= -csd_s_max: v_fl=v_b k_fl=v_fl*k_b/cs_th_d_max elif -csd_s_max < cs_d < csd_s_max: v_fl=v_s k_fl=v_fl*k_s/cs_th_d_max else: v_fl=v_w k_fl=v_fl*k_w/cs_th_d_max v_r_fl = v_fl+sign_fl*k_fl*cs_d v_l_fl = v_fl-sign_fl*k_fl*cs_d #after_fl if cs.value()<cs_val_black: after_fl_fl = "list" break if ts.is_pressed: after_fl_fl = "ts_break" break #move tank.on(v_l_fl,v_r_fl) tank.off() return after_fl_fl def follow_line_fb(sign,val_break1,val_break2): #缶の上のボールをアームがとれる位置までライントレースする関数 while cs2.value(0)+cs2.value(1)+cs2.value(2)<val_break1 or max(cs2.value(0),cs2.value(1),cs2.value(2))/(cs2.value(0)+cs2.value(1)+cs2.value(2)+1)<val_break2: #kann hanntei cs_d = max(min(cs.value(),threshold+cs_th_d_max),threshold-cs_th_d_max)-threshold if cs_d <= -csd_s_max: v_fb=v_b_fb k_fb=v_fb*k_b_fb/cs_th_d_max elif -csd_s_max < cs_d < csd_s_max: v_fb=v_s_fb k_fb=v_fb*k_s_fb/cs_th_d_max else: v_fb=v_w_fb k_fb=v_fb*k_w_fb/cs_th_d_max v_r_fb = v_fb+sign*k_fb*cs_d v_l_fb = v_fb-sign*k_fb*cs_d tank.on(v_l_fb,v_r_fb) tank.off() def follow_line_pb(sign,val_break): #缶の上にボールをのせることができる位置までライントレースする関数 while us.value()>val_break: cs_d = max(min(cs.value(),threshold+cs_th_d_max),threshold-cs_th_d_max)-threshold if cs_d <= -csd_s_max: v_pb=v_b_pb k_pb=v_pb*k_b_pb/cs_th_d_max elif -csd_s_max < cs_d < csd_s_max: v_pb=v_s_pb k_pb=v_pb*k_s_pb/cs_th_d_max else: v_pb=v_w_pb k_pb=v_pb*k_w_pb/cs_th_d_max v_r_pb = v_pb+sign*k_pb*cs_d v_l_pb = v_pb-sign*k_pb*cs_d tank.on(v_l_pb,v_r_pb) tank.off() #4---u_turn,fb,pb---------------------------------------------------------------------------------- def reset_arm(): #通信を行いarm_reset()を実行させる client = mqtt.Client() client.connect(address,1883,60) client.publish("arm","reset_arm") client.disconnect() sleep(3) def set_arm(): #通信を行いこの関数とは別のset_arm()を実行させる client = mqtt.Client() client.connect(address,1883,60) client.publish("arm","set_arm") client.disconnect() sleep(3) def fetch_ball(): #通信を行いこの関数とは別のfetch_ball()を実行させる client = mqtt.Client() client.connect(address,1883,60) client.publish("arm","fetch_ball") client.disconnect() sleep(3) def down_arm(): #通信を行いこの関数とは別のdown_arm()を実行させる client = mqtt.Client() client.connect(address,1883,60) client.publish("arm","down_arm") client.disconnect() sleep(3) def put_ball(): #ストックしているボールを一つ送り出す sleep(2) m_stocker.on_for_degrees(v_stocker,60) sleep(2) #5------------------------------------------------------------------------------------- def main(): main_break_bool=False index_list = 0 after_fl="after_fl" #read file #list print("start:read list") (list,main_break_bool)=read_list("list1") #initialize if list[0][1] == "r": sign = 1 elif list[0][1] == "l": sign = -1 index_list += 1 #move if not main_break_bool: while cs.value()>cs_val_black: tank.on(10,10) tank.on(0,0) while True: #main after_fl = follow_line(sign) #follow_line if after_fl == "list": if list[index_list]=="end": #end tank.on_for_degrees(v_fc,v_fc,270) print("list:end") break else: #list if list[index_list][0] == "i": print("intersection") sign = intersection(sign,list[index_list]) if list[index_list][0] == "f": print("fetch_ball") sign = intersection(sign,list[index_list]) fb() if list[index_list][0] == "p": print("put_ball") sign = intersection(sign,list[index_list]) pb() index_list += 1 print("index:",index_list) elif after_fl == "ts_break": #break print("touch sensor break") break else: print("after_fl==after_fl") after_fl="after_fl" print("") else: print("main break") print("end") tank.on(0,0) if __name__ == "__main__": main() 課題2で使ったプログラムを使っているところもあるので参考にしてください。 *反省 [#v437d58c] 製作していく上での計画が上手くいかなかったと感じる。 ~後期のテストとの被りがありなかなか上手く時間が使えなかった。 ~面白いロボットを作ろうとしていたが、その割にかけた労力と時間が足りなかった。 ~時間も製作するうえでとても大切だと感じた。 *最後に [#a499825a] 今回の課題では本番で上手くいかなかったですが、このゼミを通しては、グループで開発することはとても楽しかった。今後もロボットを作ってみたいという気持ちが強くなりました。
