360°見守りローバー君だぜラズパイ式走るリモート探査カメラ

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地球の裏側からも OK! 360°見守りローバー君だぜ
ラズパイ式走る
リモート探査カメラ
第
9回
自走ローバー 3 号を真っすぐ走らせる
森岡澄夫
モータ・シールド
Rev3
基板スタックの
最上段からモー
タ用ワイヤを引
き出した
9軸モーション・
センサ・シールド
Arduino Uno
（b）に拡大
PiCamera
Arduino Unoを
取り付けるための
ラズベリー・パイ
用万能基板
モータ
ラズベリー・パイ
バッテリ
（a）全景
（b）一部拡大
写真 1　意外と難しい…左右の回転数をそろえて真っすぐ走れるようになったローバー 3 号
ちょっと基板が多くなってしまった…
PC のブラウザからリモート・コントロール可能な
自走ローバーの改良を進めます．前回（第 8 回，2016
年 6 月号）は，ラズベリー・パイにモータ・ドライバ
を載せるだけでは真っすぐ走らないため，左右の車輪
にホイール・エンコーダを取り付け，両者の回転数が
なるべくそろうように工夫してみました（ローバー 1
号，2 号）．
今回はさらに精度を上げて，Arduino 用のモーショ
ン・センサ（ジャイロ）を使ってみることにします
（写真 1）．また，ラズベリー・パイに Arduino Uno 相
当のマイコンをつなげることができる，Gertduino と
いうボードの使用例も紹介します．
意外と難しい…真っすぐ走行
● ホイール・エンコーダだけだと真っすぐ走れ
ない理由
前回は左右の車輪にホイール・エンコーダを取り付
け，一方の車輪が回り過ぎたときにはそれを止めて，
反対側だけが回るようにしました．これにより，何も
制御をせずにモータを回した場合と比べれば，ずいぶ
ん正しい方向に走るようにはなりました．
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しかし，地面に凸凹や，すべりやすい箇所などがあ
ると，両輪の回転数をいくらそろえたところで，ロー
バーは曲がって走ってしまいます．また，両輪を台車
へ取り付ける際に，完全に進行方向にあわせることは
難しく，どうしても組み立て誤差が出てしまいます．
それもまた，ホイール・エンコーダだけでは車が真っ
すぐ走らない理由となります．
● 基本方針…角速度センサ（ジャイロ）を載せて
左右のブレを検知する
そこでローバーに載せるセンサを追加し，どちらの
方向へ動いたかをもう少し正確に検知させます．この
ような目的に最も適しているのがジャイロ・センサで
す．言うまでもありませんが，回転したときにその角
速度を検出するデバイスです．
ほんの 10 年くらい前までは，かなり高価なセンサ・
デバイスだったのですが，IC チップ内に MEMS（Micro
Electro-mechanical System）として組み込むことがで
きるようになったことや，家庭用ゲーム機のコント
ローラに動き検出用途で搭載されたことをきっかけ
に，爆発的に普及しました．当初は 1 軸で低感度なセ
ンサ・チップしかなかったのですが，急速な進歩があ
第 1 回　準備…動画像処理環境の構築（2015 年 11 月号）
第 2 回　リアルタイム画像処理のための高速化テク①…4 コアをフル回転させる
（2015 年 12 月号）
第 3 回　リアルタイム画像処理のための高速化テク②…スループット / 遅延性能のチューニング（2016 年 1 月号）
2016 年 8 月号

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