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～

アフレルスプリングカップ２０１９向けロボットの改良？

前回のつづき。

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。

1. 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）
2. 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
3. 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。

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。