その2 トレーサーのようにはなりたくないね - ロボボボいじりにうってつけの日

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その2 トレーサーのようにはなりたくないね

夏休み暇な上に、ブログ始めたばっかな上に、新しいことだらけなもので、ブログがはかどります。
どうもたけもりです。

今日は人にひかれた道をひたすらなぞって進むことしかできない、ライントレーサーについて。

9月の中旬に、京都とその周辺のいくつかの大学で「合同ロボコン」というものが開催されます。
ロボコン自体は新入生が中心であり、大学間の交流を深めるイベントになります。
そのロボコンの種目というのがライントレース競技であります。ロボトレースとも言うみたいです。

ライントレースは、ロボットをフィールドにひかれたラインに沿って自動的に走らせ、スタートからゴールまで走る速さを競う競技です。
下の写真は去年の合同ロボコンで使われたフィールドです。
ライントレースのフィールド
くねくねした周回コースで、コースの左右には後で説明するマーカーがつけてあります。
コースの最小曲率半径があらかじめ知らされるようです。

今日のライントレーサー講習で示された典型的な初心者向きトレーサーの仕組みを説明します。

ラインを読むために3つのフォトセンサを使います。
フォトセンサはLEDライトから出て床ではね返ってきた光の強さに応じて電流や電圧を出力します。
黒い床はあまり光を反射せず、逆に白い床は光を反射しやすいので2つの色を判別することができます。

この3つのフォトセンサを機体の先頭に横一列に並べます。
真ん中のセンサはラインの上(つまり白)に、残りの2つはラインの外(つまり黒)にあります。
■ □ ■

この状態で機体が進み、例えば右のセンサが白を検知したとします。
■ □ □

このとき、機体に対してラインが右に続いていることがわかります。
ラインが右に曲がっているか、機体が左に曲がったかです。
ラインが右に続いているので、右のセンサーが白を読んだときには機体を右に曲げます。

逆に、左のセンサが白を読んだときには左に曲げます。
こうすることによって、機体はコースラインから少しずれては修正を繰り返し、がたがたとラインをトレースすることができるわけです。
このセンサの数を増やすことで「ずれっぷり」をより正確に知ることができ、よりスムーズに走ることができます。
フィールドの写真から分かるように交差しているところがありますが、このときは全てのセンサが白を踏むことになるので、「全部白ならまっすぐ」としとけば大丈夫です。

次に、スタートマーカー・ゴールマーカーについて
スタートとゴールには、ラインに対して進行方向右側に短いラインがコースと垂直にひいてあります。
機体の右側に、このマーカーを読めるようにフォトセンサをつけます。スタートしてからそのセンサが2回白を検出すればそこがゴールであることがわかり、機体が止まるようにしたら自動制御感が高まります。
合同ロボコンでは手で止めていいことになっていますが、自動で止めてこそたけもりです。

そして、上級者のためのコーナーマーカーがあります。ドラえもんに「コーナーマーカー」と言ってもらいたいですね。
コーナーマーカーはコースの曲率が変わるポイントごとに進行方向左側にひかれています。
ライントレース競技では制限時間内に何回でも走れるのですが、上級者は1周目でコースを“覚える”らしい。
2周目からは、○個目のコーナーマーカーの後は急なカーブだからスピード落とそう。×個目のコーナーマーカーの後は直線だからスピード上げよう。直線の長さはこんなもんだから、この辺から減速しよう。みたいな。
もうよくわからん。こいつは無視です。

ライントレーサーも極めていけばすごいみたいで、先輩によると、掃除機みたいな感じで床に吸着することでタイヤのグリップ力を強くして走るトレーサーが速すぎて禁止になったらしいてす。レーザートレーサーか。

ここでロボットの基本の話。
ラインを読むのはセンサですが、センサからの信号をもとに、書き込まれたプログラムに従って計算を行い、モーターに指令を出すのはマイクロコンピュータです。
マイコンとモーターなどのハードをつなぐ回路では、各部品が思い通りに動くように抵抗やコンデンサー、トランジスタなどを組み合わせます。
人体でたとえると、ハードは骨や筋肉、センサは五感、回路は神経、マイコンは脳です。たぶん。
ソフト・回路・ハード(機械)の三つが、ロボット作りの三本柱です。たぶん。
チームで動くときは分業するみたいです。
たけもりはもともと機械に興味があったのですが、結局全部できないと一人でロボットつくれないので、全部勉強します。たぶん。
機械に興味があったというよりは、機械だけあれば動くと思ってたし、ソフトとか回路とかのこととくわかってなさすぎただけです。
ライントレーサーはその3つ全てに初心者っぽくさわれるいい教材っぽいので、この制作を通して基本を押さえます。
今日の講習では回路について各部品の役割をふわふわ説明をしてもらいました。
さらには完成版の回路図が配られました。プログラムはほぼ雛型が決まってて、去年のをうつして数値をいじればとりあえず動くということです。
帰省とかして忙しかったり他のことで忙しかったりする人のための先輩方の愛です。これは。人それぞれだから。
合同ロボコン出たい人誰アンケートが実施されると、新入生では2人/8人です。

もちろんたけもりは出ます。さっさとトレーサーつくっちゃって次に進みます。
そして、与えられたやつをただ組み立ててもね。個性出すつもりです。

ということで、トレーサーの構想を練りつつ、まずはプログラミングに入門すべく、こいつ
キットで遊ぼう電子回路
と友達になります。
いかにも入門。

以上 その2 トレーサーのようにはなりたくないね
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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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