その14 世の中にはいろんな壁がある。 - ロボボボいじりにうってつけの日

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その14 世の中にはいろんな壁がある。

いよいよ後期が始まりました。
夏休みが終わってロボットのことに使える時間が少なくなってきたとたんに創作意欲があふれてきています。
たけもりです。

その勢いで、板を買ってきて家にトレーサー開発用のミニコースを作っちゃいました

トレーサーコース

このコースが開発中盤にしてはあまりにも難コースすぎたので裏にシンプルなやつを。

トレーサーコース2

どんどん家が充実してきて外に出る気がなくなりますね☆




さて、今回はボツ案の紹介がテーマです。

現在、10月末の大会に向け、ライントレーサーのJITENを進化させようとしているわけですが、いろいろと壁にぶつかった結果、合同ロボコン後新たに考えた方法を切り捨て、さらに新たに考えた方法を使ってラインをトレースすることにしました。
もちろん回転しながらですが。

そこで、ボツにするにしてもこの方法はこの方法でおもしろいところがあると思うので、紹介するだけしようかな、と思ったわけです。

初代JITENの動き方が土台となっていますので、そちらを知らない方にはまずは初代の説明を読んでいただきたい。

その11 135度の壁


まず、今度の大会に向けて、初代さんの課題についてまとめます。

①タイヤがすぐに止まらないため、スピードを上げられない。
先輩によるとこの問題はモーターのせいというよりはギヤボックスのせいらしいですが、モーターに電流を流すのをやめてもすぐにタイヤが止まりません。
タイヤがすぐに止まらないので、回転のスピードを速くするとラインを通り越してしまうのですね。
そのために高速で動かすことができませんでした。

②回転角を時間で設定しているため、不安定。
本来ならジャイロセンサを使って角速度を測ることで、その時その時の回転角を取るべきなのですが、今回はジャイロセンサをうまく使えなかったがために「○○ミリ秒動いたらだいたい135度だな」って感じで調整していました。
そのために回転のときにひっかかって動きが遅くなったりするとその角度がくるってしまい、十字路に何度もひっかかってしまうという事態に。なんせ機体を安定させるためにネジの頭が接地してましたから...。
さらに電池の消耗で回転速度が変わってしまうのもだめなので、モーターにかける電圧をレギュレータ(電圧が低くなる分一定に保ってくれるもの)を通したより低いものにしなければなりませんでした。

③次の大会では最小曲率半径は10cm
合同ロボコンでは15cmでしたが、10cmが正式ルールです。
JITENの回転半径の8.8cmでは、135度以下を無視しつつR10cmのカーブを回ることができません。カーブを無視してしまうんですね。
このギヤボックスを使う限りこれ以上回転半径は小さくできません。仮に小さくできたとしても、回転半径が小さくなればなるほど加速減速を繰り返す頻度が高くなり、進むのが遅くなってしまいます。

④コースアウトしてしまう。
135度の壁方式では、十字路に135度を越えてぶつかった場合はいったん正規のコースを離れてから元のコースに戻ることになります。
公式のルールでは機体の床への投影が常にコース上になければならないので、これだと反則になっっちゃいますね。
無理やり適当な棒でも伸ばしてコース上にあることにするのはださくなるからやだ。



改良を始める時点で課題としていたのはだいたいこんなところです。


それではJITEN2になることができなかったJITEN1.5の解説に入ります。


こちらがJITEN1.5
jiten1.5

回路と土台はつくり直しました。

まず、課題①について。
正転逆転可能なモータードライバICを使いました。
モーターを右回りにも左回りにも回せるようにするためのものです。
モーターを回して、止めたいときはちょこっとだけ逆回転をかける。するとぴたっと止まる。
これで解決。


そして②はジャイロセンサーを(理想的に)使うことで解決できますね。
ネジで支えるのもやめてキャスターに。

そして問題は③④です。
こいつらを解決するためには135度以下のラインにも反応しつつ十字路を越えるための新たな方法を考えなければなりません。


そして、5日間徹夜で考えた結果、ついに135度の壁をぶちやぶる方法(今やボツ案)を思いつきました(  ̄ー ̄)

今度は壁の位置を自在に決めることができます。
JITEN1.5の場合は“120度の壁”です。
これはジャイロセンサで正確な角度を測れることを前提としています(ゆえに破綻)

まず、ラインセンサとタイヤの位置関係がこんな感じ。赤○がラインセンサです。
jiten1.5裏

タイヤどうしを結ぶ直線と、タイヤとセンサを結ぶ直線とのなす角度が60度になっています。
この角度は
    180度-120度(壁にする角度)=60度
という式によって得られた60度です。


まず、基本的な動きについて

ラインセンサとタイヤを結ぶ線がコースとなす角が120度を越えるまでは無視です。
少し見にくいですが赤い点がラインセンサです。
jitenボツ案①-1

そして、ラインを読んだら60度回転してから停止、もう一つのタイヤが動き出します。
jitenボツ案①-2

ジャイロで正確に60度を測れてこそです。



次に、十字路を越える方法について。
まず、120度以内で十字路にぶつかったときは初代さんと同様無視することができます。


問題は120度を越えて十字路にぶつかったとき。
この場合も、とりあえずは60度回転してから止まろうとします。
JITENボツ案説明②-1

そして、この60度の間に本来のコースにぶつかります。
じつはこの間もラインセンサは見張っている。
JITENボツ案説明②-2

本来のコースにぶつかると、次はそのコースに対して60度回転してから止まります。
ラインの更新は一回だけです。


こうすることで、④は解決ですし、120度以内しか無視しないのでR10cmのカーブもラインに反応することができ③も解決です。


めでたしめでたし


...というわけにはいきませんでした。


やはり立ちはだかるジャイロの壁。

いろいろ調べた結果、このジャイロセンサのモジュールは角速度ではなく角加速度てきなものを吐いてるっぽいことがわかりました。
間違ってたらごめんなさい。

実際にいろいろ試してみると、一定の速度で回転させると出力が静止時の電圧に近づく。
そこで急に止めると大きく逆回転側の出力を吐く。という様子。

どうやら回路のなかにあるチップコンデンサをショートさせると大丈夫らしく、そのようにしたところ、うまくいきました。

ところが、プログラムとか使い方の悪さもあってか精度がいまいちで、3回に一回くらいはラインを読んでから45度くらいで止まってしまうんですね。
たぶん120度の壁もぐにゃんぐにゃんです。

うまくいかない。

そしてさらに課題が見つかる。


“たこつぼカーブ”を越えられない


これが“たこつぼカーブ”と呼ばれる(らしい)難コース。
これがコース終盤に待ち構えてることが多いらしい。(実際のところ制限時間内にそこまでいかないだろうから対策いらないことに妥協したら負け)
たこつぼカーブ

矢印でさしているところを見てもらうと、センサ、当たってますね。おもいっきり。
本来のコースまで60度以上あるし、たこつぼの餌食となります。


もう...





ボツにしちゃえ(  ̄ー ̄)ヌーン



まぁ、もっといい案を考えたからなんですが。
今度のは、ラインセンサを増やすことによって全て解決(する予定)です。
ラインセンサ2つだけでトレースできちゃうところが気に入ってたんですが、ラインセンサ2つだけじゃトレースできないことになったのでしかたない。
逆に1つだけでできる方法はあるのだけれどね...特におもしろみがないから...。
まぁ今度のこそいい感じにいけるはずだしじゅうぶんおもしろいと思うのでがんばって期待しといてください。


学校の勉強する気になれねぇ

以上、その14 世の中にはいろんな壁がある。
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コメント

No title

私の知っている機体とは全くの別物に!!!

そしてメッチャカッコいいですね。
僕も創作意欲が刺激されますです。

改良の速度も、ものすごいですし。

楽しくロボットを作っていらっしゃるのは
すばらしいことですし。

改良頑張ってください!!!

Re: No title

あざーっす(  ̄ー ̄)アザーッス
次のはまた一味違う感じになりますよ
ギアボックス・電池・回路のところは変わらんけれども。

たけもりも刺激もらってますです。
お互い頑張ろう!!

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プロフィール

たけもり

Author:たけもり
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「しゃれたロボットをつくりたい」と思いながらも大学生になってやっとのんびり勉強始めました.
勉強のためにロボトレースというロボコンに参加して,全方向移動型ロボトレーサー"OmnimO-2"を制作しました.
大学ではヘビ型ロボットについて研究しています.
個人的課外活動としてエンタメ志向のロボットを製作中.最新作のMimebotはこちら
ロボコン時代のロボットはこちらにまとめています.

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