2017b/Member/Taka/Mission3
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*課題 [#g3e72158]
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/2017b-mission3.png,640x480,コース図);
ピンポン玉と紙コップを別々に回収してピンポン玉はX地点、紙コップはY地点に運ぶ。ルールやフィールドの詳細についてはこちらを参照してください。
[[2017b/Mission3]]
*ロボットの説明 [#ge5bb7e8]
機体Ａ→&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_6.jpg,320x240,機体Ａの写真);
機体Ｂ→&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/課題3_22.jpg,240x320,機体Ｂの写真);
今回同じようなつくりの機体を２機作成した。それぞれ別で作成したので細かいところなどの多少の違いはある。ただプログラムに関しては全く別のもので動かしている。紙コップを掴んで持ち上げる機構は２機とも同じ機構である。自分が担当したのは機体Ａなので、機体Ａについて詳しく説明していく。
**機体Ａ [#f81a56b2]
前 &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_22.jpg,320x240,機体Ａの写真前);
後ろ &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_8.jpg,320x240,機体の写真後ろ);
機体の前に超音波センサー、後ろに紙コップを掴んで持ち上げるためのアームをつけた。この機構のアームを前につけると超音波センサーの邪魔になってしまうので後ろにつけた。超音波センサーは縦につけた方が正確に測れるということで縦に取り付けた。
**機体Ｂ [#x4370c4a]
基本的にはＡと同じような機構である。Ｂにはライトセンサーとスタートの時に使うタッチセンサーがついている。詳しくは下のページをご覧ください。
[[2017b/Member/takeshi/Mission3]]
[[2017b/Member/Yoshi/Mission3]]
**紙コップを掴んで持ち上げる機構 [#o2649631]
機体本体にモーターを２つ使ってしまっているので、１つのモーターで紙コップを掴む・持ち上げるを両方行う機構を作成した。まず掴むアームの部分が閉まり、それ以上閉まらないとなるとアーム全体が持ち上がるという仕組みだ。写真にあるように、３つの歯車と写真では確認しづらいのだが小さい歯車によってこの仕組みが出来ている。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_4.jpg,240x320,アーム��);
紙コップを掴む・持ち上げる・重ねる流れは次の通りだ。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボ課題3_9.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_11.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_12.jpg,320x240,アーム��); →
掴むアームを開いた状態で紙コップの前に行き、紙コップがアーム内に入るように前進する。そして紙コップを掴む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_13.jpg,320x240,アーム��);&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_15.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボ課題3_16.jpg,320x240,アーム��); →
掴むアームがこれ以上閉まらないとなると、アーム全体が上がり始める。アーム全体は少しだけあげて止める。ピンポン玉が少し見えるくらいに紙コップを上げることで、ピンポン玉を割り箸の枠に入れることが紙コップは枠に引っかからず、ピンポン玉は枠を乗り越えてくれるのでスムーズに行える。そしてアーム全体を上げることでピンポン玉は紙コップから出てくる。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_17.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_19.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_21.jpg,320x240,アーム��);
紙コップを掴んで持ち上げた状態で動き、すでに置かれている紙コップの前に行く。写真でも分かるように、紙コップを持った状態でもその下に紙コップが入れるような高さは確保出来るように作成した。そして掴むアームを少し開くと持っていた紙コップは落ちる。アーム部分を軽くしているため、モーターを逆に回転させたときに、掴むアームが先に開くようになっている。
*プログラムの説明 [#dbc7025f]
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボ課題3_23.jpg,640x480,コース図);
機体Ａは左側、機体Ｂは右側からスタートする。紙コップは左上のものを紙コップ１、最もX地点に近いものを紙コップ２、下の方にあるものを紙コップ３として説明していく。×のついている紙コップは障害物である。（写真参照）
紙コップを取り、ピンポン玉をX地点へ置く順番は、１→２→３の順である。
Y地点に紙コップを置く順番は、２→１→３の順である。
紙コップ１と３は機体Ａ、紙コップ２は機体Ｂが担当する。
**機体Ａ [#b0494eca]
正確さや調整のしやすさを考えて遅めのスピードに定義した。
#define SPEED_SLOW 25
紙コップを探して、その紙コップの手前まで進むプログラムである。
const float diameter = 5.45; //タイヤの直径(cm)
const float track = 10.91; //タイヤのトレッド幅(cm)
const float pi = 3.1415; //円周率
void fwdDist(float d) //距離 d cm 前進
{
long angle = d/(diameter*pi)*360.0; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, angle,0,true,true);
}
void baDist(float d) //距離 d cm 後進
{
long angle = d/(diameter*pi)*360.0; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, -angle,0,true,true);
}
void turnAng(long ang) //角度ang度の時計回りの旋回
{
long angle = track/diameter * ang; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, angle,100,true,true);
}
void nturnAng(long ang) //角度ang度の時計回りの旋回
{
long angle = track/diameter * ang; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, angle,0,true,true);
}
int searchDirection(long ang) //現在の方向を中心にang度の範囲で探し
//障害物までの距離を返す
{
long tacho_min ; //もっとも近い距離を実現するタイヤの回転数
int d_min = 300 ; //もっとも近い距離の仮の最小値
long angle = (track/diameter)*ang; //旋回角度からタイヤの回転を計算
turnAng(ang/2); //指定された角度の半分を旋回
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
OnFwdSync(OUT_AB,SPEED_SLOW,-100); //反時計回りに旋回
while(MotorTachoCount(OUT_A)<=angle){
if (SensorUS(S1)<d_min){ //現在の距離が仮の最小値より小さい場合
d_min = SensorUS(S1); //仮の最小値を更新
tacho_min = MotorTachoCount(OUT_A); //この時のタイヤの回転数を記録
}
}
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
until(MotorTachoCount(OUT_A)<=tacho_min || SensorUS(S1)<=d_min);
Wait(14); //微調整
Off(OUT_AB);Wait(500);
return d_min;
}
本文の一番初めのプログラムを例にすると、int d = searchDirection(30)で現在向いている方向を中心に15度ずつの計30度の範囲で紙コップを超音波センサーによって探し、fwdDist(d-25.0)で紙コップの手前25cmまで行くというようなプログラムである。
紙コップを掴んで持ち上げる・アームを開いて下げるプログラムである。角度指定でｄ度モーターを回して動かしている。アームを閉じて上げる一連の動きがモーターの回転角がおよそ645度だったのでこれを最大として進めた。
sub c_up(float d) //645で最大
{
RotateMotor(OUT_C,-30,d);
Off(OUT_C);
}
sub c_down(float d)
{
RotateMotor(OUT_C,30,d);
Off(OUT_C);
}
プログラムの本文である。
紙コップを取る流れとしては、探して近づき反転してアームを動かして掴む。基本的に動きは角度指定なので電池残量に出来るだけ左右されないようにしている。
task main()
{
SetSensorLowspeed(S1);
int d = searchDirection(30); //紙コップ１の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (d > 10){
fwdDist(d-25.0);
}
ここの検知は超音波センサーの取り付け角度の具合でうまくいかなかったりしたので調整が必要だった。
turnAng(200); //200度の時計回りの旋回
c_down(640); //アームを開いて下げる
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //この2つを入れないと次の行動がうまく動かなかった（以降、微調整として記していく）
baDist(12.0); //12cm後退
c_up(260); //紙コップ１をつかんで少し上げる
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(110); //110度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(11.0); //11cm後退
c_up(330); //紙コップ１を上げ、ピンポン玉をはなす
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(90); //90度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(17.0); //17cm前進
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(80); //80度の時計回りの旋回
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int e = searchDirection(40); //障害の紙コップの方向を探した後、その方向を向いて停止
int msg; // 受け取った値を格納する変数
while (true) { //メッセージを受け取るまで停止して待機
ReceiveRemoteNumber(MAILBOX1,true,msg);
if (msg == 1){
break; //while文を抜け出す
} else {
Off(OUT_AB);
}
Wait(100);
}
Off(OUT_AB);Wait(3000); //3秒停止
while文で機体Ｂからの信号が来るまで停止させ、信号が来たらbreak文でwhile文から抜け出すようになっている。３秒の停止は信号を使っていないときに少し間を取るために使っていたものである。
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(30); //30度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(15.0); //15cm前進
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int f = searchDirection(30); //紙コップ２の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (f > 10){
fwdDist(f-25.0);
}
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(156); //156度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(8.0); //8cm後退
c_down(100); //アームを開き、紙コップ１をはなす
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(2.0); //2cm後退
紙コップをはなすだけでは紙コップが完全に入らなかったり引っかかったりしたので、次の後退で少し揺らして入るようにしている。
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(12.0); //12cm前進
c_up(100); //アームを最大まで上げる
アームを最大まで上げることで、紙コップ３も１の時と同様の数値と流れで動かせるようにしている。
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(230); //230度の時計回りの旋回
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int g = searchDirection(20); //紙コップ３の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (g > 10){
fwdDist(g-25.0);
}
turnAng(190); //190度の時計回りの旋回
c_down(630); //アームを開いて下げる
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(16.0); //16cm後退
c_up(270); //紙コップ３をつかんで少し上げる
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(140); //140度の時計回りの旋回
c_up(340); //紙コップ３を上げ、ピンポン玉をはなす
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(290); //290度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(12.0); //12cm後退
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int h = searchDirection(20); //紙コップ１の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (h > 10){
fwdDist(h-25.0);
}
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(156); //156度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(8.0); //8cm後退
c_down(100); //アームを開き、紙コップ３をはなす
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(2.0); //2cm後退
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(12.0); //12cm前進
}
紙コップ３も１と同様にうまく入るように少し揺らす動きを入れている。
**機体Ｂ [#g68c373f]
スピードや時間などを定義している。
#define Apower 37
#define Bpower 34 //直進するのに必要な出力
#define ttime 695 //90度曲がるのに必要な時間
#define SPEED 50
#define SPEED_SLOW 30
サブルーチン。
sub go_for() //前進
{
OnFwd(OUT_A,Apower);
OnFwd(OUT_B,Bpower);
}
sub go_back() //後退
{
OnFwd(OUT_A,-Apower);
OnFwd(OUT_B,-Bpower);
}
sub turnL(float c) //左に曲がる
{
OnFwd(OUT_A,Apower);OnFwd(OUT_B,-Bpower);
Wait(c*ttime);
Float(OUT_AB); //左に曲がる（c×90）度
}
sub turnR(float c) //右に曲がる
{
OnFwd(OUT_A,-Apower);OnFwd(OUT_B,Bpower);
Wait(c*ttime);
Float(OUT_AB); //右に曲がる（c×90）度
}
int cyari(int lsw) //スタート時の位置調整
{
ResetTachoCount(OUT_C);
SetSensorLight(S1);
SetSensorMode(S1,SENSOR_MODE_RAW);
SetSensorTouch(S4);
int i=1;
int lsb=SENSOR_1;
int lsb2=SENSOR_1-1;
while (i==1){
go_for();
lsb2=SENSOR_1;
NumOut(80,LCD_LINE4,lsb2);
if (lsb>lsb2) {
lsb=lsb2;
}
if (lsb+10<lsb2) {
i=10;
}
if (lsb>lsw-150) {
i=1;
}
}
Off(OUT_AB);
NumOut(80,LCD_LINE1,lsw);
NumOut(80,LCD_LINE2,lsb);
return lsb;
}
const float diameter=5.45; //タイヤの直径
const float track=11.35; //タイヤのトレッド幅
const float pi=3.1415; //円周率
void fwdDist(float d) //距離ｄcm前進
{
long angle=d/(diameter*pi)*360.0;
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,angle,0,true,true);
}
void turnAng(long ang) //角度ang度の時計回りの旋回
{
long angle=track/diameter*ang;
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,angle,100,true,true);
}
sub arm(int c) //アームを動かす
{
RotateMotor(OUT_C, 40,c);
Off(OUT_C);
}
プログラムの本文である。
task main ()
{
ResetTachoCount(OUT_C);
SetSensorLight(S1);
SetSensorMode(S1,SENSOR_MODE_RAW);
SetSensorTouch(S4);
int lsw=SENSOR_1;
int lsb=cyari(lsw);
while(SENSOR_4==0) {}
fwdDist(15);
Wait(15000);
turnL(1.1);//1
PlaySound(SOUND_UP);
Wait(1000);
fwdDist(30);
Wait(1000);
turnAng(40);
PlaySound(SOUND_UP);
turnAng(180);
Wait(1000);
fwdDist(15);
Wait(1000);
arm(550);
Wait(1000);
go_back();
Wait(2000);
Off(OUT_AB);
arm(-180);
Wait(1000);
arm(-45);
Wait(1000);
turnL(1.05);//2
Wait(1000);
arm(-200);
fwdDist(35);
turnL(0.4);
Wait(1000);
arm(100);
PlaySound(SOUND_UP);
SendRemoteNumber(1,MAILBOX1,1);
fwdDist(20);
while(SENSOR_4==0) {}
}
機体Ｂの大まかな動きの流れとしては、機体Ａが紙コップ１のピンポン玉をX地点へはなすまでは、少し前進して待機している。その後、紙コップ２を取りに行き、ピンポン玉をX地点ではなしてY地点に紙コップ２を置く。最後に機体Ａに信号を送って終了というような流れである。機体Ｂのプログラムの詳細については下のページをご覧ください。
[[2017b/Member/takeshi/Mission3]]
[[2017b/Member/Yoshi/Mission3]]
**プログラムの理想の流れ [#z4b60dcd]
プログラムがすべて完璧に動いた場合の理想とする流れである。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス23.jpg,320x240,プログラムの流れ1);
まず機体Ａが紙コップ１を検知して、紙コップ１の前へ進む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス24.jpg,320x240,プログラムの流れ2);
機体Ａは紙コップ１を掴む。機体Ｂは少し前進。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス25.jpg,320x240,プログラムの流れ3);
機体Ａは紙コップ１をX地点まで運び、紙コップ１の中にあったピンポン玉をX地点へ置く。機体Ｂは待機。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス26.jpg,320x240,プログラムの流れ4);
機体Ａは紙コップ１を持った状態で紙コップ２の上方にある紙コップを検知してそこで停止して待機。機体Ｂは紙コップ２掴む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス27.jpg,320x240,プログラムの流れ5);
機体Ａは待機。機体Ｂは紙コップ２をX地点まで運び、紙コップ２の中にあったピンポン玉をX地点へ置く。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス28.jpg,320x240,プログラムの流れ6);
機体Ａは待機。機体Ｂは紙コップ２をY地点へ置き、機体Ａに信号を送る。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス29.jpg,320x240,プログラムの流れ7);
機体Ａは信号を受け取った後、Y地点の紙コップ２を検知してその前まで行き、紙コップ２に重ねて紙コップ１を置く。機体Ｂは邪魔にならないよう移動。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス30.jpg,320x240,プログラムの流れ8);
機体Ａは紙コップ３を検知して移動し、紙コップ３を掴む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス31.jpg,320x240,プログラムの流れ9);
機体Ａは紙コップ３をX地点まで運び、紙コップ３の中にあったピンポン玉をX地点へ置く。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス32.jpg,320x240,プログラムの流れ10);
機体ＡはY地点の紙コップ１及び２を検知してその前まで行き、紙コップ１の上に重ねて紙コップ３を置く。
実際は紙コップ１のピンポンを置くところまではうまくいき、紙コップ２のところでうまくいかずそこまでになってしまうことが多かった。練習でも紙コップ１と２の調整に時間がかかり紙コップ３はほとんど手をつけられなかった。
*結果と反省 [#m7bd1622]
本番では、実は機体Ｂが最初に紙コップ２を取りに行き、その後機体Ａが動き出すプログラムであった。しかし、機体Ｂのとれなかった紙コップやピンポン玉が機体Ａの障害となってしまい機体Ａもうまくいかず、結果０点となってしまった。再度の挑戦の時は、少しでも点を取りに行くことを考えて上記のように比較的成功率の高かった機体Ａを先に動かした。結果５点を獲得することが出来た。どちらかが失敗してしまうと、もう一方もだめになってしまうようなプログラムだったことが反省点だと感じた。もっとよりうまく２機の連携のとれたプログラムに出来たのではないかと感じた。
*感想 [#oba2b888]
今回は、４人で行う課題でロボットも２台だったのでうまく分担して協力して課題に取り組めた。限られた時間しかなかったので、しっかり計画性を持ってみんなで確認しながら取り組んでいくことが大事だと感じた。時間もあまりなく焦りもあったが、最後の最後まであきらめずにやれたのは良かったと思う。上記にあるような理想の形にはならなかったが、課題への取り組みは楽しかった。メンバーのみんなには本当に感謝したいと思う。
終了行:
目次
#contents
*課題 [#g3e72158]
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/2017b-mission3.png,640x480,コース図);
ピンポン玉と紙コップを別々に回収してピンポン玉はX地点、紙コップはY地点に運ぶ。ルールやフィールドの詳細についてはこちらを参照してください。
[[2017b/Mission3]]
*ロボットの説明 [#ge5bb7e8]
機体Ａ→&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_6.jpg,320x240,機体Ａの写真);
機体Ｂ→&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/課題3_22.jpg,240x320,機体Ｂの写真);
今回同じようなつくりの機体を２機作成した。それぞれ別で作成したので細かいところなどの多少の違いはある。ただプログラムに関しては全く別のもので動かしている。紙コップを掴んで持ち上げる機構は２機とも同じ機構である。自分が担当したのは機体Ａなので、機体Ａについて詳しく説明していく。
**機体Ａ [#f81a56b2]
前 &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_22.jpg,320x240,機体Ａの写真前);
後ろ &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_8.jpg,320x240,機体の写真後ろ);
機体の前に超音波センサー、後ろに紙コップを掴んで持ち上げるためのアームをつけた。この機構のアームを前につけると超音波センサーの邪魔になってしまうので後ろにつけた。超音波センサーは縦につけた方が正確に測れるということで縦に取り付けた。
**機体Ｂ [#x4370c4a]
基本的にはＡと同じような機構である。Ｂにはライトセンサーとスタートの時に使うタッチセンサーがついている。詳しくは下のページをご覧ください。
[[2017b/Member/takeshi/Mission3]]
[[2017b/Member/Yoshi/Mission3]]
**紙コップを掴んで持ち上げる機構 [#o2649631]
機体本体にモーターを２つ使ってしまっているので、１つのモーターで紙コップを掴む・持ち上げるを両方行う機構を作成した。まず掴むアームの部分が閉まり、それ以上閉まらないとなるとアーム全体が持ち上がるという仕組みだ。写真にあるように、３つの歯車と写真では確認しづらいのだが小さい歯車によってこの仕組みが出来ている。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_4.jpg,240x320,アーム��);
紙コップを掴む・持ち上げる・重ねる流れは次の通りだ。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボ課題3_9.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_11.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_12.jpg,320x240,アーム��); →
掴むアームを開いた状態で紙コップの前に行き、紙コップがアーム内に入るように前進する。そして紙コップを掴む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_13.jpg,320x240,アーム��);&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_15.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボ課題3_16.jpg,320x240,アーム��); →
掴むアームがこれ以上閉まらないとなると、アーム全体が上がり始める。アーム全体は少しだけあげて止める。ピンポン玉が少し見えるくらいに紙コップを上げることで、ピンポン玉を割り箸の枠に入れることが紙コップは枠に引っかからず、ピンポン玉は枠を乗り越えてくれるのでスムーズに行える。そしてアーム全体を上げることでピンポン玉は紙コップから出てくる。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_17.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_19.jpg,320x240,アーム��); → &ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス課題3_21.jpg,320x240,アーム��);
紙コップを掴んで持ち上げた状態で動き、すでに置かれている紙コップの前に行く。写真でも分かるように、紙コップを持った状態でもその下に紙コップが入れるような高さは確保出来るように作成した。そして掴むアームを少し開くと持っていた紙コップは落ちる。アーム部分を軽くしているため、モーターを逆に回転させたときに、掴むアームが先に開くようになっている。
*プログラムの説明 [#dbc7025f]
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボ課題3_23.jpg,640x480,コース図);
機体Ａは左側、機体Ｂは右側からスタートする。紙コップは左上のものを紙コップ１、最もX地点に近いものを紙コップ２、下の方にあるものを紙コップ３として説明していく。×のついている紙コップは障害物である。（写真参照）
紙コップを取り、ピンポン玉をX地点へ置く順番は、１→２→３の順である。
Y地点に紙コップを置く順番は、２→１→３の順である。
紙コップ１と３は機体Ａ、紙コップ２は機体Ｂが担当する。
**機体Ａ [#b0494eca]
正確さや調整のしやすさを考えて遅めのスピードに定義した。
#define SPEED_SLOW 25
紙コップを探して、その紙コップの手前まで進むプログラムである。
const float diameter = 5.45; //タイヤの直径(cm)
const float track = 10.91; //タイヤのトレッド幅(cm)
const float pi = 3.1415; //円周率
void fwdDist(float d) //距離 d cm 前進
{
long angle = d/(diameter*pi)*360.0; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, angle,0,true,true);
}
void baDist(float d) //距離 d cm 後進
{
long angle = d/(diameter*pi)*360.0; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, -angle,0,true,true);
}
void turnAng(long ang) //角度ang度の時計回りの旋回
{
long angle = track/diameter * ang; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, angle,100,true,true);
}
void nturnAng(long ang) //角度ang度の時計回りの旋回
{
long angle = track/diameter * ang; //必要なタイヤの回転角度
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW, angle,0,true,true);
}
int searchDirection(long ang) //現在の方向を中心にang度の範囲で探し
//障害物までの距離を返す
{
long tacho_min ; //もっとも近い距離を実現するタイヤの回転数
int d_min = 300 ; //もっとも近い距離の仮の最小値
long angle = (track/diameter)*ang; //旋回角度からタイヤの回転を計算
turnAng(ang/2); //指定された角度の半分を旋回
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
OnFwdSync(OUT_AB,SPEED_SLOW,-100); //反時計回りに旋回
while(MotorTachoCount(OUT_A)<=angle){
if (SensorUS(S1)<d_min){ //現在の距離が仮の最小値より小さい場合
d_min = SensorUS(S1); //仮の最小値を更新
tacho_min = MotorTachoCount(OUT_A); //この時のタイヤの回転数を記録
}
}
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
until(MotorTachoCount(OUT_A)<=tacho_min || SensorUS(S1)<=d_min);
Wait(14); //微調整
Off(OUT_AB);Wait(500);
return d_min;
}
本文の一番初めのプログラムを例にすると、int d = searchDirection(30)で現在向いている方向を中心に15度ずつの計30度の範囲で紙コップを超音波センサーによって探し、fwdDist(d-25.0)で紙コップの手前25cmまで行くというようなプログラムである。
紙コップを掴んで持ち上げる・アームを開いて下げるプログラムである。角度指定でｄ度モーターを回して動かしている。アームを閉じて上げる一連の動きがモーターの回転角がおよそ645度だったのでこれを最大として進めた。
sub c_up(float d) //645で最大
{
RotateMotor(OUT_C,-30,d);
Off(OUT_C);
}
sub c_down(float d)
{
RotateMotor(OUT_C,30,d);
Off(OUT_C);
}
プログラムの本文である。
紙コップを取る流れとしては、探して近づき反転してアームを動かして掴む。基本的に動きは角度指定なので電池残量に出来るだけ左右されないようにしている。
task main()
{
SetSensorLowspeed(S1);
int d = searchDirection(30); //紙コップ１の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (d > 10){
fwdDist(d-25.0);
}
ここの検知は超音波センサーの取り付け角度の具合でうまくいかなかったりしたので調整が必要だった。
turnAng(200); //200度の時計回りの旋回
c_down(640); //アームを開いて下げる
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //この2つを入れないと次の行動がうまく動かなかった（以降、微調整として記していく）
baDist(12.0); //12cm後退
c_up(260); //紙コップ１をつかんで少し上げる
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(110); //110度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(11.0); //11cm後退
c_up(330); //紙コップ１を上げ、ピンポン玉をはなす
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(90); //90度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(17.0); //17cm前進
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(80); //80度の時計回りの旋回
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int e = searchDirection(40); //障害の紙コップの方向を探した後、その方向を向いて停止
int msg; // 受け取った値を格納する変数
while (true) { //メッセージを受け取るまで停止して待機
ReceiveRemoteNumber(MAILBOX1,true,msg);
if (msg == 1){
break; //while文を抜け出す
} else {
Off(OUT_AB);
}
Wait(100);
}
Off(OUT_AB);Wait(3000); //3秒停止
while文で機体Ｂからの信号が来るまで停止させ、信号が来たらbreak文でwhile文から抜け出すようになっている。３秒の停止は信号を使っていないときに少し間を取るために使っていたものである。
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(30); //30度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(15.0); //15cm前進
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int f = searchDirection(30); //紙コップ２の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (f > 10){
fwdDist(f-25.0);
}
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(156); //156度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(8.0); //8cm後退
c_down(100); //アームを開き、紙コップ１をはなす
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(2.0); //2cm後退
紙コップをはなすだけでは紙コップが完全に入らなかったり引っかかったりしたので、次の後退で少し揺らして入るようにしている。
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(12.0); //12cm前進
c_up(100); //アームを最大まで上げる
アームを最大まで上げることで、紙コップ３も１の時と同様の数値と流れで動かせるようにしている。
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(230); //230度の時計回りの旋回
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int g = searchDirection(20); //紙コップ３の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (g > 10){
fwdDist(g-25.0);
}
turnAng(190); //190度の時計回りの旋回
c_down(630); //アームを開いて下げる
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(16.0); //16cm後退
c_up(270); //紙コップ３をつかんで少し上げる
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(140); //140度の時計回りの旋回
c_up(340); //紙コップ３を上げ、ピンポン玉をはなす
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(290); //290度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(12.0); //12cm後退
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
int h = searchDirection(20); //紙コップ１の方向を探した後、近づいて25cm手前で停止
if (h > 10){
fwdDist(h-25.0);
}
ResetTachoCount(OUT_AB); //角度計測をリセット
turnAng(156); //156度の時計回りの旋回
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(8.0); //8cm後退
c_down(100); //アームを開き、紙コップ３をはなす
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
baDist(2.0); //2cm後退
OnFwdSyncEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,100,RESET_NONE);
Off(OUT_AB); //微調整
fwdDist(12.0); //12cm前進
}
紙コップ３も１と同様にうまく入るように少し揺らす動きを入れている。
**機体Ｂ [#g68c373f]
スピードや時間などを定義している。
#define Apower 37
#define Bpower 34 //直進するのに必要な出力
#define ttime 695 //90度曲がるのに必要な時間
#define SPEED 50
#define SPEED_SLOW 30
サブルーチン。
sub go_for() //前進
{
OnFwd(OUT_A,Apower);
OnFwd(OUT_B,Bpower);
}
sub go_back() //後退
{
OnFwd(OUT_A,-Apower);
OnFwd(OUT_B,-Bpower);
}
sub turnL(float c) //左に曲がる
{
OnFwd(OUT_A,Apower);OnFwd(OUT_B,-Bpower);
Wait(c*ttime);
Float(OUT_AB); //左に曲がる（c×90）度
}
sub turnR(float c) //右に曲がる
{
OnFwd(OUT_A,-Apower);OnFwd(OUT_B,Bpower);
Wait(c*ttime);
Float(OUT_AB); //右に曲がる（c×90）度
}
int cyari(int lsw) //スタート時の位置調整
{
ResetTachoCount(OUT_C);
SetSensorLight(S1);
SetSensorMode(S1,SENSOR_MODE_RAW);
SetSensorTouch(S4);
int i=1;
int lsb=SENSOR_1;
int lsb2=SENSOR_1-1;
while (i==1){
go_for();
lsb2=SENSOR_1;
NumOut(80,LCD_LINE4,lsb2);
if (lsb>lsb2) {
lsb=lsb2;
}
if (lsb+10<lsb2) {
i=10;
}
if (lsb>lsw-150) {
i=1;
}
}
Off(OUT_AB);
NumOut(80,LCD_LINE1,lsw);
NumOut(80,LCD_LINE2,lsb);
return lsb;
}
const float diameter=5.45; //タイヤの直径
const float track=11.35; //タイヤのトレッド幅
const float pi=3.1415; //円周率
void fwdDist(float d) //距離ｄcm前進
{
long angle=d/(diameter*pi)*360.0;
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,angle,0,true,true);
}
void turnAng(long ang) //角度ang度の時計回りの旋回
{
long angle=track/diameter*ang;
RotateMotorEx(OUT_AB,SPEED_SLOW,angle,100,true,true);
}
sub arm(int c) //アームを動かす
{
RotateMotor(OUT_C, 40,c);
Off(OUT_C);
}
プログラムの本文である。
task main ()
{
ResetTachoCount(OUT_C);
SetSensorLight(S1);
SetSensorMode(S1,SENSOR_MODE_RAW);
SetSensorTouch(S4);
int lsw=SENSOR_1;
int lsb=cyari(lsw);
while(SENSOR_4==0) {}
fwdDist(15);
Wait(15000);
turnL(1.1);//1
PlaySound(SOUND_UP);
Wait(1000);
fwdDist(30);
Wait(1000);
turnAng(40);
PlaySound(SOUND_UP);
turnAng(180);
Wait(1000);
fwdDist(15);
Wait(1000);
arm(550);
Wait(1000);
go_back();
Wait(2000);
Off(OUT_AB);
arm(-180);
Wait(1000);
arm(-45);
Wait(1000);
turnL(1.05);//2
Wait(1000);
arm(-200);
fwdDist(35);
turnL(0.4);
Wait(1000);
arm(100);
PlaySound(SOUND_UP);
SendRemoteNumber(1,MAILBOX1,1);
fwdDist(20);
while(SENSOR_4==0) {}
}
機体Ｂの大まかな動きの流れとしては、機体Ａが紙コップ１のピンポン玉をX地点へはなすまでは、少し前進して待機している。その後、紙コップ２を取りに行き、ピンポン玉をX地点ではなしてY地点に紙コップ２を置く。最後に機体Ａに信号を送って終了というような流れである。機体Ｂのプログラムの詳細については下のページをご覧ください。
[[2017b/Member/takeshi/Mission3]]
[[2017b/Member/Yoshi/Mission3]]
**プログラムの理想の流れ [#z4b60dcd]
プログラムがすべて完璧に動いた場合の理想とする流れである。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス23.jpg,320x240,プログラムの流れ1);
まず機体Ａが紙コップ１を検知して、紙コップ１の前へ進む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス24.jpg,320x240,プログラムの流れ2);
機体Ａは紙コップ１を掴む。機体Ｂは少し前進。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス25.jpg,320x240,プログラムの流れ3);
機体Ａは紙コップ１をX地点まで運び、紙コップ１の中にあったピンポン玉をX地点へ置く。機体Ｂは待機。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス26.jpg,320x240,プログラムの流れ4);
機体Ａは紙コップ１を持った状態で紙コップ２の上方にある紙コップを検知してそこで停止して待機。機体Ｂは紙コップ２掴む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス27.jpg,320x240,プログラムの流れ5);
機体Ａは待機。機体Ｂは紙コップ２をX地点まで運び、紙コップ２の中にあったピンポン玉をX地点へ置く。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス28.jpg,320x240,プログラムの流れ6);
機体Ａは待機。機体Ｂは紙コップ２をY地点へ置き、機体Ａに信号を送る。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス29.jpg,320x240,プログラムの流れ7);
機体Ａは信号を受け取った後、Y地点の紙コップ２を検知してその前まで行き、紙コップ２に重ねて紙コップ１を置く。機体Ｂは邪魔にならないよう移動。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス30.jpg,320x240,プログラムの流れ8);
機体Ａは紙コップ３を検知して移動し、紙コップ３を掴む。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス31.jpg,320x240,プログラムの流れ9);
機体Ａは紙コップ３をX地点まで運び、紙コップ３の中にあったピンポン玉をX地点へ置く。
&ref(2017b/Member/Taka/Mission3/ロボティクス32.jpg,320x240,プログラムの流れ10);
機体ＡはY地点の紙コップ１及び２を検知してその前まで行き、紙コップ１の上に重ねて紙コップ３を置く。
実際は紙コップ１のピンポンを置くところまではうまくいき、紙コップ２のところでうまくいかずそこまでになってしまうことが多かった。練習でも紙コップ１と２の調整に時間がかかり紙コップ３はほとんど手をつけられなかった。
*結果と反省 [#m7bd1622]
本番では、実は機体Ｂが最初に紙コップ２を取りに行き、その後機体Ａが動き出すプログラムであった。しかし、機体Ｂのとれなかった紙コップやピンポン玉が機体Ａの障害となってしまい機体Ａもうまくいかず、結果０点となってしまった。再度の挑戦の時は、少しでも点を取りに行くことを考えて上記のように比較的成功率の高かった機体Ａを先に動かした。結果５点を獲得することが出来た。どちらかが失敗してしまうと、もう一方もだめになってしまうようなプログラムだったことが反省点だと感じた。もっとよりうまく２機の連携のとれたプログラムに出来たのではないかと感じた。
*感想 [#oba2b888]
今回は、４人で行う課題でロボットも２台だったのでうまく分担して協力して課題に取り組めた。限られた時間しかなかったので、しっかり計画性を持ってみんなで確認しながら取り組んでいくことが大事だと感じた。時間もあまりなく焦りもあったが、最後の最後まであきらめずにやれたのは良かったと思う。上記にあるような理想の形にはならなかったが、課題への取り組みは楽しかった。メンバーのみんなには本当に感謝したいと思う。
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