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マイクロマウス研修(しおたに)その6[滑らかに曲がる③]

こんにちは、しおたにです。

前回、タイヤゴムのズレを無くすために両面テープで固定しました。
これによりタイヤ径が若干変わってしまったので、今回はその調整を行います。

①タイヤ径の補正

プログラムで用いるタイヤ径を補正するため、一定区画を直進し、その距離を測ります。
プログラムでは目標とする移動距離に対し、予め入力されたタイヤ径をもとに何度タイヤを回すかを決めています。

今回は5区間(180mm×5=900mm)直進し、行き過ぎ/手前過ぎを調べます。

まずはスタートする区画にマウスを置くわけですが、進行方向に壁を挿してマウスの“鼻”を付けるようにします。


走らせる


行き過ぎました。(※壁は突き破った訳ではなく、止まった後に置きました)

行き過ぎということは入力してあるタイヤ径よりも実際のタイヤ径が大きいことになります。

…というわけで入力値を少しずつ大きくさせて走り、ピッタリ止まるようになるまで繰り返しました。

入力値は47.9mm → 47.97mmとなりました。その差0.07mmですが侮れないですね。

②トレッド幅の補正

続いてトレッド幅(左右のタイヤの中心距離)の補正を行います。主に旋回角度の計算にトレッド幅を用います。

その場で90度ずつ8回超信地旋回を行い、回りすぎ/回らなすぎを調べます。


壁と平行に置いて旋回させます。


旋回後。現在の入力値では回らなすぎでした。

つまり入力値よりも実際のトレッド幅が大きいということになります。

調整後。
66.5mm → 67.7mmになりました。

 

これで両面テープで変わったタイヤ径の調整完了です。これで以前より計算通りに動くようになる、はずです。

ではまた次回。

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Posted in Pi:Co Classic3, Pi:Co Classic3 製作記, 研修


持ち運び用クラシックマウスフィールド製作2(岩本)

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こんにちは岩本です。

前回に引き続き、フィールド製作です。

前回作ったver.1のダメだったポイント
 1.重りを置かずに外に出しとくとそり返る。
 2.板厚厚すぎて、キャリーケースにあまり入らない。
 3.凹みやすいリスクがある。
 4.ダボの穴位置たまにミスってる(加工時のそり返り・バリの影響でずれたようです。)

上記の問題を解消するために材料を見直しました。
材料は、やはり初心に戻りベニヤ板にすることにしました。強度はファルカタ材よりありますし、板厚も薄くできます。
取り敢えず、容積を稼ぐため板厚は2.5㎜の薄いタイプにし、屋外に出す予定もないので、安いラワンT2の方にしました。
また、板は嵌めあいの時に誤差で隙間が出来るのを予防するため、□360と□359の2種類あったほうが良いです。
なお、ホームセンターでカットしてもらった板材は若干寸法が出ていないので、紙やすりで微調整します。

木工ボンドで板を張り合わせたら、穴位置はいつもの様にジグ使って、φ9ハンドドリルでどんどん開けていきます。
ちなみに、結構張り合わせる難易度が高かったです。木材の端材で簡易的なジグを作って位置決めをしましたが、結構ズレて、鉋や紙やすりで調整しました。
今回は穴をジグで加工していますが、ホームセンターなどで、ワークの大きなレーザー加工機とかを借りれるなら、穴位置が決まるので、その方が綺麗に張り合わせられると思います。

普通に薄いベニヤ板を使うと半端なく反りかえってしまいますが、ベニヤ板の繊維の向きを交互になるように重ねて接着すると結構とそり返らなくなります。
今回は縦横縦と3枚を重ね合わせて、7.5㎜の板にしました。ファルカタ材の時と比較して-4.5㎜サイズダウン出来ました。
また、ダボの穴位置問題を解決するためにベニヤ板を接着する時に、5㎜程ずつずらして接着することで、嵌めあいを作りました。(いわゆるフローリング板の様な構造です。)
これにより、ダボも減らせるので、加工の手間が減りますし、部品点数が減るので組立時間も多少減らせます。

最後に柱の高さが約10㎜ある為、高さを上げる必要があります。
高さを稼ぐために足をマジックテープで取り付けようと、試しにメスのマジックテープを張り付けてみたところ、すごく丁度いい高さになったので、取り敢えず完成としました。
もう一つ、マジックテープにした理由は、重ねて持ち運ぶ時、板同士の緩衝材にもなると考えたためです。
しかし、足を取り付ける必要がなくなった今、滑り止めのゴム系でも良かったかも…。まぁ、それは、今度試します。

これで完成です。
取り敢えず、ケースに6枚入れてみた感じこんな感じになりました。
結構余裕があるので、9枚余裕で入りそうです。

今の所外に放置していてもそり返ってきません。
段差も全面嵌め合わさっている為全く出来ませんし、ある意味大会フィールドより綺麗かもしれません。
こんなぬるま湯フィールドで調整していたらもしかして、大会フィールドで段差に泣くことになるかも…
まぁ、それは置いといて、皆さんも是非、作ってみてください。

◆使用材料
・ベニヤ板t2.5mm(ラワンT2)
・木工用ボンド
・ニッペホームプロダクツ製 水性フレッシュワイド【つやなしブラック】
・適当なアルミ(ジグ用)

◆使用道具
・cnc
・紙やすり(+端材の角材)
・鉋
・ハンドドリル(φ9ドリル)

以上。今回はここまでです。

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Posted in Pi:Co Classic3 製作記, お知らせ


マイクロマウス研修(しおたに)その5[滑らかに曲がる②]

こんにちは、しおたにです。

前回、信地旋回で曲がる様子を紹介しましたが、今後さらに滑らかな曲がり方を目指すにあたり解決しておかなければならない問題があります。

それは…
タイヤゴムのズレ です。

Pi:Co Classic3はアルミホイールの外側にゴムを嵌めてタイヤとしていますが、このゴムは摩擦で固定されています。
固定といっても指で押せば簡単にズレてしまいます。

画像は4×6の迷路を10回程度走行する前後のタイヤゴムです。

左:走行前 右:走行後

若干ですがゴムが内側にズレ、アルミホイールが見えるようになってしまいました。
タイヤゴムがズレると左右のタイヤの中心距離(トレッド幅)が変わり、曲がり方に影響します。
僅かなズレですが迷路では何十回と曲がるため、許容できないくらいズレが積み重なります。

さて、タイヤが横向きの力を受けるとズレるわけですが、これは曲がる際に生じる遠心力や、地面との摩擦により生じます。
これは迷路を走る以上仕方ないことなので、よく取られている対策を講じることにしました。


ホイールに両面テープを貼りタイヤを固定します。これでだいぶズレにくくなりました。

ここで気を付けることがあります。
Pi:Coはタイヤの回転角度から移動距離を計算しているため、タイヤの直径が変わるとこの計算に影響が出てきます。
直径を測ってみると

48.1mmでした。
以前測った際は47.9mmでしたので0.2mm大きくなりました。
これに合わせてプログラムを修正する必要がります。

今回はここまで。次回はタイヤ径に合わせたプログラム修正から行います。

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Posted in Pi:Co Classic3 製作記, 研修


2019年マイクロマウス大会(九州・中部地区大会)

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こんにちは岩本です。
本日は、九州・中部地区大会に参加してきました。
この2つの大会、日程が1日しか違わないので、中々きつかったです。。。

【大会概要】
九州地区大会・・・10/26(土) 会場:熊本高等専門学校
中部地区大会・・・10/27(日) 会場:名古屋工学院専門学校

◆九州地区大会
九州地区大会の結果、4位でした!
また、PI:COでは一番早かったため、PI:CO杯優勝も頂き、ペヤングホットプレートも貰えました。
今回の大会では、今までのプログラムを殆ど消して、作り直しました。その甲斐あって、やっと最短走行が出来るようになりました。

◆中部地区大会
中部地区大会の結果は、10位でした。やはり中部地区はレベルが高いですね。。。
一応、今回もPI:COの中では最速で走れました!

◆今後の予定
今回、最短で走るようにはなりましたが、まだまだ、最高速度を上げていくと安定しないため、壁補正やら、加速度辺りを調整していきたいと思います。

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Posted in Pi:Co Classic3 製作記, お知らせ


マイクロマウス研修(しおたに)その4[滑らかに曲がる①]

こんにちは、しおたにです。

今回から走行プログラムの改良をやっていきます。

早速ですが、現状の曲がり方について

サンプルプログラムでは“超信地旋回”という曲がり方をしています。

図にすると↓のような感じ

左右のタイヤを逆方向に回しその場で向きを変えています。

利点としては、

  • ロボット本体がその場から動かないため、ズレが生じにくい
  • プログラムが簡単

などが挙げられます。

しかし、

  • 一旦停止する必要がある
  • 交差点の中心まで進む必要があるため走行経路の無駄が多い

といった欠点があります。

 

改善策としては“信地旋回”があります。

これは内側のタイヤのみを止める旋回方法です。
利点として、下の図のように走行経路がカーブを描くようになっていて超信地旋回よりも無駄が減っています。

動画で比較すると

超信地旋回 約9.4秒でゴール

信地旋回 約6.4秒でゴール

6×4の簡易迷路ですが3秒も縮まりました!

改良の効果が見えると嬉しいですね。

 

超信地旋回よりは信地旋回のほうが速いことがわかりましたが、まだ改良の余地はあります。
ではまた次回。

 

 

 

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Posted in Pi:Co Classic3 製作記, 研修


マイクロマウス研修(しおたに)その3[今後の予定]

こんにちは、しおたにです。
前回、16×16マスの迷路を無事完走できました!

……といっても私がやったのはセンサ調整や底面のテフロンシートの貼りかえなど細々としたことだけ。動きはサンプルプログラムのままです。

これからはこのサンプルプログラムをベースに

より速く
安定して

完走できるよう改良していきます。

・速さについて
現状では前回の動画のように曲がるたびに停止しており、見るからに遅い…
止まらずに滑らかな曲線を描いて曲がりたいものです。

・安定性について
滑らかに曲がれるようになれば、より速く走れるはず。
サンプルプログラムでは今のところ問題なさそうですが、さらに速度を上げていくと上手く曲がれない、壁を認識できないなど様々な問題が考えられます。
加えて大会などコース条件に適応する必要もあります。
どんなコースでも必ず完走したいところです。

というわけで、

  1. 滑らかに曲がる
  2. より速くしてみる
  3. 完走率を高める
  4. コース適応力を高める

という順にやっていこうと思います。

ではまた次回。

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Posted in Pi:Co Classic3 製作記, 研修


持ち運び用クラシックマウスフィールド製作1(岩本)

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こんにちは岩本です。

本日は、簡単に作れる持ち運び用クラシックマウスフィールドを作ったのでご紹介です。
まずフィールドを作る際に最初に用意したのは、キャリーケースでした。
持ち運ぶと言うコンセプト的に入れ物に入るかどうかが絶対条件でした。
と言うことで、こちらのキャリーケースを購入しました。
このキャリーケースなんと、内寸450×390で、クッションなんかを入れても丁度360×360のフィールドが入ります。
まるで、マウスフィールドを入れるためとしか思えないピッタリ感です。

さて、無事1枚当たりのフィールドサイズが決まったところで、材質検討です。
今回、持ち運びと言うことで、軽さ重視で検討し、ファルカタ材を使用することにしました。
ファルカタ材は、軽量で加工性が良い材料です。その代わり、耐久性が低く、凹みやすい等の問題もあるのですが、今回初めて製作するので使ってみて判断することにしました。
今回、購入したのは、t12のファルカタ材です。マウスの柱は10㎜程差し込むため、t10㎜以上の厚さが欲しかったためです。
材料カットは、大体どこのホームセンターでも行ってくれるため、360×360でカットしてもらいます。
後は、穴を180×180でφ9㎜で4か所穴をあけます。CNC等で、ジグを作ると大量に作るとき楽です。
塗料はマイクロマウスのHPで使用していた塗料(ニッペホームプロダクツ製 水性フレッシュワイド【つやなしブラック】)を使用しました。

ただ、フィールドを並べただけだと、段差が結構あるのでダボ繋ぎを付けることにしました。
穴を開けるだけで良いので、比較的楽に加工できます。こちらもジグがあると楽です。

繋ぎ合わせるとこんな感じで完成です。写真は4枚組ですが最終的に9枚作成して、5×5のフィールドにしました。
暫く使ってみた感じ、そこまで大きな段差もなく走れております。しかし、ずっと出したままにしているとやはりそり返ってきて、段差が出てきてしまいます。
後、何となくカッコいいと思って全面に塗料塗ったら板同士が引っ付いてしまって、間に紙を挟まなきゃいけなくなってしまったのはご愛敬。

キャリーケースに入れるとこんな感じです。板厚を少し厚くしすぎて、9枚入れるとちょっとオーバー気味。
重さもキャリーケースであれば、そこまで気にならなかったので、次のモデルは容積を気にして製作しようと思います。

『マウスフィールド欲しいけど置く場所がない人』や『大会前日入りしたけどホテルで走らせたい人』は、是非作ってみてください。

以上

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Posted in Pi:Co Classic3 製作記, お知らせ


マイクロマウス研修(しおたに)その2[16×16迷路走行]

こんにちは、しおたにです。

前回“Pi:Co Classic3”の組立とサンプルプログラムの動作確認まで行いました。
今回は16×16マスの迷路(大会と同サイズ)で走らせていきます。

サンプルプログラムでは足立法を用いて最短経路を求めています。(足立法については今後紹介します)

それでは探索開始!
サンプルプログラムを少しいじっただけなので理論上は問題なく動く…はずでした。

探索の途中でガタンッという音とともにタイヤが空転したようです。
サンプルプログラムでは進むマスに対し決まった回転数でタイヤを回しているため、空転してしまうとPi:Coの認識と実際の動きがズレてしまいます。
段差は1mm程度でしたが侮れませんね。

というわけで

底面のテフロンシートの貼り方を変更しました。
元々は前後ともに前側(画像左側)のように2枚重ね、前後のテフロンシートとタイヤが接地していました。

この状態では、段差に差し掛かると前後のテフロンシートのみが接地しタイヤが浮いてしまうようです。このため後ろ側(画像右側)をテフロンシート1枚にし、厚さを減らしました。

では改めて探索開始

今度は無事にゴールできました!

最短経路でもゴールです。
サンプルプログラム凄い…

これからはスラローム走行(右左折時に停止せず滑らかに曲がる)を実装していきたいと思います。

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マイクロマウス研修(しおたに)その1[組み立て・動作確認]

はじめまして。10月から入社しました しおたに と申します。これからマイクロマウス研修の様子を載せていきますのでよろしくお願いします!

ちなみに、これまでNHKロボコンやRoboCup(レスキューリーグのほう)に参加し、主にロボットの設計や機械加工をやってました。回路やプログラムはあまり経験がないので悪戦苦闘すると思いますが頑張ります!

 

今回の研修では、“Pi:Co Classic3”を使っていきます。

Pi:Co Classic3とはマイクロマウスクラシックの規格にあわせて作られた学習キットで、各種マニュアルやサンプルプログラムが充実しているので簡単にマイクロマウスを始めることができます。

①ハードウェアの製作

マニュアルに沿ってハンダ付けしたりネジをとめたりしていきます。

ハンダ付け練習基板まで付いてくるので私のような素人でも大丈夫

一日がかりで完成

 

②環境構築と動作確認

ルネサスエレクトロニクス製の統合開発環境“CS+”をインストールし、早速サンプルプログラムで動作確認していきます。

ところが、マイコンが認識されない…

先輩方に症状を見てもらったところ、GNDのどこかが正常にハンダ付けできていないとのこと。

画像の〇内がイモハンダになっているみたいでした。

ハンダ付けをやり直すと無事認識されるようになり、サンプルプログラムも動きました。

 

③センサの調整

サンプルプログラムが動くようになったら迷路の壁を認識できるようセンサの方向や閾値の調整をしていきます。

Pi:CoとPCを繋ぐとセンサの値を見れるサンプルプログラムがあるので、迷路にPi:Coをおいて値を記録していきます。(画像はイメージ)

調整が終わったらセンサの向きをホットボンドで固定しました。

 

今回はここまで。

次回、迷路を走らせていきます。

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大会に向けたプロジェクト管理 – 元Web屋のマイクロマウス製作記 Part.6

ししかわです。
社員研修の一環で、マイクロマウスキット「Pi:Co Classic3」を使ってマイクロマウスの大会に出場します。

今年度の大会は残すところ「東北地区大会」「九州地区大会」「中部地区大会」そして「全日本大会」の4つです。

今日は大会に向けて行っているプロジェクト管理について紹介します。

目標管理

大会の戦績をスプレッドシートで記録しはじめました。

各大会における目標と達成状況、課題と解決策などを記録します。
大会ごとに目標を立てて望むことで、実装の優先度などで迷わなくなります。

また、別の工夫として、各大会時のPi:Coのソースコードを、戦績シートから簡単に辿れるようにしています。
(大会直前にGitHub上でリリースをして、バージョン番号を付与しています。)
これもソースコードと照らした振り返りに便利です。

タスク管理

大会に向けたタスクリストを作成しました。
タスクは目的別に「迷路を確実に走破する」「迷路を速く走る」「ソース管理をしやすくする」に分かれています。

迷路を確実に走破するための実装(最優先)

今までの地区大会では、探索走行は成功していますが
同時に何かしらトラブルで最短走行に失敗し、悔しい思いをしました。
想定外の自体に対処して、迷路を確実に走破するために機能を追加します。

  • □超信地旋回とスラロームを切り替えられるようにする:スラロームはだいぶ安定してきましたが、迷路によっては誤差が蓄積して走れなくなる可能性があります。もしもの事態への対策として、(一番確実に走れる)超信地旋回のモードを残しておき、切り替えて走行できるようにします
  • □速度と加速度の個別指定をできるようにする:マウスと迷路のコンディションに合わせてゆっくり走れるようにします

迷路を速く走るための実装(次に優先)

最短走行が安定して走れるようになってきたら、より速く走ることを目指します。

  • □斜め走行する:左右の旋回がジグザグに続く通路は、斜めに突っ切ることで大幅な時間短縮になります。この中では最も実装に時間がかかるタスクです。
  • □さらに早いパラメータで走れるようにする:速度、加速度を上げていくと緩旋回でスリップしたり、加減速で脱調したりする可能性があるので、調整しながらより早いパラメータで走れるようにします

DCマウス自作に向けた準備(できればやる)

まずは全日本大会で完走することが大前提ですが、
今年度の大会が終わったら、すぐにDCマウス自作の研修へと進みます。
今使っているPi:Coのコードを管理しやすくしたり、
コードの再利用を考えてリファクタリングしたりしながら、自作研修に備えます。

  • □ログ出力機能を追加する
  • □Lintツール(ソースコード静的検査ツール)を導入する
  • □フォーマッタを導入する
  • □サンプルコードのモジュールを適切に分離する。特に「モータ制御などハードウェアに依存する処理」と「迷路探索などハードに依存しない処理」を分離します。後者は自作研修でも使いまわせるようになります。

これらのタスクをGitHubのissueとして追加しました。
さらに今後出場予定の「東北地区大会」「九州・中部地区大会」「全日本大会」をマイルストーンとして作成し、
各タスクに紐つけました。

マイルストーンを設定することでさらに見通しが良くなりました。
毎朝、この一覧を見てから作業に入ることで、今やるべきことに集中できます。

一人プロジェクトであっても、このようにGitHub等でタスク管理するのはおすすめです!
ぜひ試してみてください。

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Posted in Pi:Co Classic3, Pi:Co Classic3 製作記