自動追尾型移動体の作成 指導教官 ： 青山 義弘 研究者 ： 岡出 幸久 山本 雅俊 吉田 創 研究の背景 • 現在、ロボットの研究は非常に盛んに行われてい る • 授業や実験で得たことを利用してロボット制御の 研究は出来ないか ↓ 機械的な要素ではなく、センサ部・コントロール部 の制御部分にスポットをあてたロボット制御の研究 研究の目的 • 自立型ロボット・・・ – 操縦者を持たない – 外部からの情報をマイコンや電子回路で解析して制 御をする • 製作する移動体 – 障害物を発見したら回避動作に入る – 目標を発見すると、一定距離で追跡する 具体的には・・・ • 先頭を進む移動体 • 後について行く移動体 ・・・ 親機(１台) ・・・ 子機(数台) ↓ 親機の後ろを子機達が一列に並んでついていく ⇒ カルガモ親子の行列 移動体の • 移動速度 → 毎秒１０㎝ • 一定間隔 → １５～２０㎝ ブレインストーミングの成果 親子の判別 ● 無線 ● LED ● 色 距離の判定 ●光センサ ●超音波センサ のような案が挙げられた その他 ●ソーラー ●ファジィ 親の判別方法 無線方式 ⇒ 無線で親の座標の情報を与える ＬＥＤ方式 ⇒ 光を発して親の位置を知らせる 色別方式 ⇒ 親機の色を見て子機が判断する 光による判別が比較的に容易である 移動体の動き カルガモの動きをもとに考えると 親は位置を知らせる 子は親をさがす 子が親を見つける 子は親の後ろに列を作って進む 親機について • 子機の先導となるため､コースを決めながら進む ことになる ↓ • 親機の処理だけでかなりの手間となってしまう ↓ • 人がリモコンで指示を出して移動させる 親機の行動 • ＬＥＤを四方に光らせ､どの方向からも子機が反応 できるようにする ↓ • 子機からの反応があった場合には､後ろにのみ光 が行くようにＬＥＤを切り替える ↓ • 子機からの信号がなくなったらまた全体にＬＥＤが 届くように切り替える 親機のブロック図 子機について 子機は親機からの光に 反応して進む､自立型移動 体であり､本研究のメイン となるものである 子機の行動 • 親からのＬＥＤの光に向けて歩き出す ↓ • 適当な距離になったら､親に対して信号を送る ↓ • 距離を測って歩きつつ､仮親となり､残りの子に対 しての親の役割を果たす(親の行動をとる) • 障害物とぶつかりそうになったら､回避する 子機のブロック図 マイコンについて① • 制御するのに､電子回路の組み合わせだけでで きるのか ↓ • １チップマイコンを使用することにする • 様々なマイコンからポピュラーなものを数種類選 び出し､その中から今回使用するマイコンを検討 した マイコンについて② 子機のマイコン 親機のマイコン • 複雑な処理 • 処理も少ない • メモリ容量､割り込み､Ｉ／ Ｏなどの点で優れている • ラジコンカーに取り付ける ことを前提にしている 日立製作所の組み込み マイコン､“Ｈ８ ３０４８／ Ｆ”を使用 スペースを取らず､容量も 少なくて いい ので ､PICを 使用 これまでの研究 • ＬＯＶＯの観察 • Ｈ８プログラミングの学習 • 各センサの特性しらべ • 光センサによる距離判定法 • 子機の機体作製 LOVOの観察 プーリーで動いているため､仕組み が簡単で、雑音がない ↓ スリップが多く､耐久性などの面か らギヤによる駆動が望ましい 光センサでの距離測定法を知る H８でのプログラミング学習 ＬＯＶＯに付属していた『ＧＣＣ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ Ｌｉｔｅ版』を使用 ＬＯＶＯ用ライブラリ、『ＬＯＶＯ．Ｈ』についての 学習 ↓ 体験入学のデモンストレーション用のプログラ ムを作成 センサについて 超音波センサ 障害物検出のみ使用可 光センサ 親､仮親の位置検出に使用可 障害物検出にも使用可 赤外線リモコン 信号のやり取りに使用可(問題多) 光センサの特性 ８００㎜光センサを購入し実験してみた 結論・・・どれくらい離れているかの判断ができない 機体作製 試作品の作製 ・・・ 子機を１台作成 • 障害物センサを使って動く • 親(LEDの光)を見つける ↓ 試作品のセンサ配置図 • 親センサをもとに親を追尾す る 今後の課題 試作品の作製に取り掛かりながら次の問題点 を考えていく必要がある • 子機が親機を見失った時の行動 • 周りに障害物が多いときの行動 • LOVOの距離測定法が応用できないか 移動体につかえるセンサの調査も続けて行う
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