アフレル スプリングカップ2019向けロボットの改良? ~レゴマインドストームEV3~
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アフレルスプリングカップ2019向けロボットの改良?
アフレル社が主催するアフレルスプリングカップ2019向けロボットを少しだけ改良?したのでその時の備忘録。
”?”としたのは改良になっていないと言うか、むしろ悪くなっているのではないかとも思えたので”?”にしている。
ただ、この手の改良は試行錯誤の過程で良くなる一方という事は稀で大抵の場合は「良いと思ったけど駄目じゃん、これ」の方がむしろ多く、めげずに試行錯誤する事が大切なので記事として残しておく事にした。
ちなみに自分はスプリングカップ2019に出場する訳ではないので気楽に試行錯誤しているという面もある。
今の課題点
前回の機体とプログラムでの課題は主に以下の3つあった。
- 最初の4枚のラベルを読む時に3枚しか読まない時がある(1枚を2回読んでしまう)
- 4枚のラベルを読んだ後に黒ラインを見つける途中で黒ラインで無い所で誤作動してしまう時がたまにある
- 競技スピードを上げる
1、2については毎回起きるわけでは無いのだが環境が変わると頻発する可能性もあるので誤作動が起きる可能性を減らすべく解決策を考えてみた。
また3については同点の場合はゴールまでのタイムが早いほうが上位に来るので誤動作をしない範囲で極力スピードを上げた方が良い。
そのためにはどうしたら良いのかを考えてみた。
原因と解決案
1枚を2回読み取る件
1つ目の1枚を2回読んでしまう件は良く観察してみると赤または黄のラベルを読んだ直後、ロジック上では赤、黄以外の色を見つけるまでライントレースする部分で起きていた(下記赤枠の部分)。
ロジックの詳細については前回の記事を参照
具体的には下記の図1の位置で黄色を読み込んだ後、右にブレて2の位置で黄と黒の境目を読み取ると赤でも黄でも無いと判断、上記の赤枠のループを抜けてしまう、そして今度は左にブレて3の位置で再び黄を読み込んでしまっていた。
ライントレース時に直進をしないで左右に蛇行した時に起きやすい事から「直進をさせる」という解決方法もあるが今回は上記の赤枠のロジックのループの終了条件を”白を読み取るまで”に変更した。
何回か試した所、2回読み取りは再現しないのでとりあえずこの対応でOKとする。
黒ラインの無い所で誤作動とライントレースが不安定な件
2つ目の黒ラインを見つける途中で誤動作してしまう件は以下の赤枠の部分に相当する。
白い紙の上なので通常は90前後の反射光の強さが20未満になってしまう事がある。
これもよく観察をしてみると模造紙が浮いている部分でカラーセンサーに模造紙が接触して起きていた。
本番のコースのうねりは+5mmまでが許容範囲なので本番ではあまり起きそうも無い現象だがカラーセンサーの位置を若干上げたほうが良いと判断した。
しかしここで問題が!カラーセンサーの位置を上げるとMモーターやアームに干渉してしまいこれ以上上げることが出来なかった。
とりあえずこの課題は置いておいて”競技スピードを上げる”件について考えてみた。
「後輪の動きを良くすればスピードを上げることが出来るのでは?」と仮説を立てて後輪を金属のボールから360度回転するキャスターに変更してみた。
後輪の変更 | 元々の後輪は金属のボール キャスターの後輪へ変更 |
キャスターを後輪にすると同時に後輪の位置を若干下げる事により相対的に前方を上げた。
これで先程のカラーセンサーが模造紙に接触する件についても解決も図った。
結果
詳しくは動画で確認をして欲しいのだが、後輪を下げて前方を上げることよりカラーセンサーと地面との距離を確保する件は成功した。
模造紙とカラーセンサーが接触する事が無くなり白紙上での誤動作は全く起きなくなった。
しかし別の問題が!
後輪をキャスターにした事により、動きが良すぎて逆にライントレースが安定しなくなってしまった。。。
ある程度後輪には摩擦があった方がロボットとしては安定した動きをするのだと思う。
あるいはライントレースの中心位置からズレた時の補正ロジックを見直して、大きくズレた時はもう少しスピードを落として緩やかに補正をすれば良いのかも知れない。
最初に”改良?”としたのは上記の様な理由による。
いずれにしてもスムーズなライントレースとスピードアップの両立は今後の継続課題とした。
実際の動き
この動画および記事ではカラーセンサーを2つ使用しているが実際の大会ではカラーセンサーは1つしか使えない。
大会ではレゴ・マインドストームEV3の基本セットの部品のみが使用できる。
自分は(今はもう販売していないのだが)基本セットにカラーセンサーを1つプラスしたエキスパートセットを購入したので、基本セットにはカラーセンサーが2つ付いているものだと勘違いして2つ使ってしまっていた。
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