ロボカップ姉妹の日常

ステッピー&ロック・オンの姉がロボットとか作りつつ制御の勉強してみたり、部品作ってあそんでみたり…

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【レスキュー】あの被災者レーダーの仕組みを解説します【ステッピー&ロック・オン】

私はロボカップ・ジュニア レスキューAを卒業して久しいですが、ステッピー&ロック・オンの被災者(缶)センサーについての解説記事です。
レスキューのルールも変わってアルミ缶から球体になるらしいですが、ちょっとは使えるんじゃないかなぁ……と。



まず被災者レーダーが動いている様子をどうぞ。



このように、ステッピー&ロック・オンのロボットは、その場から一定距離内にある被災者(缶)をスキャン・発見することができます
魚群探知機みたいな感じで(笑)
この被災者レーダーを使えば、2箇所スキャンするだけでレッドゾーン内全域をカバーすることができます



実際の被災者レーダーがこちら。
CIMG1296.jpg
ロボットの正面から覗き込んだ写真です。
上からPSD、超音波センサ、PSDの3段で構成されています。
センサ構成からも分かるとおり、缶の色判別は行っておらず距離のみで缶の有無を判断しています

この3つのセンサすべてを組み合わせることで以下のことを知ることができます。
・缶の正確な位置
・缶との正確な距離
・缶と壁の判別




まず、正確な位置を知る仕組みから。
以下の図を見てください。
150418_1815_03.png
左の図は超音波センサのみで、缶を探した場合。
超音波センサは音の跳ね返りを距離として読み取るため、音の広がった範囲をぼんやり見ています
そのため、缶が正面にあるのか、音波が届くぎりぎり端にあるのか分かりません

そこで、右の図のようにPSDを組み合わせます。
PSDは光で距離を測るため、レーザーのように一直線上ピンポイントを見ることができます
超音波センサとPSDの両方が物体を認識した場所=缶の位置 とすると、必ずロボットの正面で缶を発見することができます



じゃあ、PSDだけ使えばいいじゃないか!
……でも、それだけでは正確な距離を知ることができません。

PSDは光の反射する角度によって距離を測定します
しかし、相手はアルミ缶。つまり円柱です。
円柱の側壁に当たった光は平面に当たった光よりも大きな角度で曲がってしまい、実際よりも遠い距離に見えてしまいます
そのため円柱の正確な距離を知るには一定角度内をぼんやり測定する超音波センサの方が適しています



最後に、PSDを2つ使用している理由が缶と壁の判別をするためです。
下の図を見てください。
150418_1815_01.png
超音波センサとPSD(下)は缶が見える高さにPSD(上)を缶よりも高い位置に設置しています
これにより、PSD(上)が物を検知しない場合=缶 と判断し……

150418_1815_02.png
PSD(上)が物を検知した場合=壁 と判断することができます。
※高さがの壁が缶よりも高い場合に限る。

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【ジャパンオープン】串除け用刷毛の製作過程【没写真】

競技アリーナに撒かれる串や爪楊枝を避けるため、ステッピー&ロック・オンの機体は自作の刷毛を付けています。
その刷毛の製作過程を撮影した写真をプレゼンに載せようと思っていたのですが、スペースの関係で没になったので、ここでupします。

安くて単純ですが、細かい作業です^^;
根気のある方は是非作ってみて下さい。



まずは材料。

CIMG9036.jpg
CIMG9044.jpg
使うのは…

  • 卓上用ほうき
  • ニッパー
  • 強力な両面テープ
  • 幅15mm程度、台座と同じ長さの軟質塩ビシート(透明のテーブルクロスなど)
  • 台座になる低発泡塩ビ板

この五つです。



では、作り方。

①卓上用ほうきをニッパーで切ります。
CIMG9041.jpg



②低発泡塩ビ板に軟質塩ビシートと同じ面積だけ両面テープを貼ります。
CIMG9045.jpg



③先ほど切った卓上用ほうきの毛を少し取り、先を揃えて平たくします。
CIMG9049.jpg



④そのままを維持して②に貼り付けていきます。
CIMG9051.jpg



⑤低発泡塩ビ板に隙間無く③~④を繰り返していきます。
CIMG9057.jpg



⑥機体に付けてからニッパーで長さを整えます。
CIMG9061.jpg



⑦完成です^^
CIMG9060.jpg

【ジャパンオープン】ステッピー&ロックオン機体解体【没写真】

ロボカップジャパンオープン2013東京のプレゼン資料に加えようかと検討していたけど没になった、機体の解体写真を公開します ´ω`)ノ


まず、これがバラす前の姿↓
CIMG9542.jpg

では、バラしていきましょーヽ(*´∀`)ノ





2013年の機体は2012年の改良版なので、機能ごとにユニット化を徹底しています。

まず一つ目、基板ユニット↓

CIMG9538.jpg
アルミ製のシャーシにネジ4本で直接付いています。
基板が縦積みになっているのはメンテナンス性の向上を狙って。
実はこの縦積み用のはめ込み板は設計ミスにより、基板と干渉していて……
改良する暇もなく無理やりはめ込んでます^^;


基板ユニットを外すとこんな感じに↓
CIMG9537.jpg



二つ目、缶持ち上げユニット↓

CIMG9534.jpg
このユニットについては過去に書いた『ロボットアーム解体』をご覧ください(・∀・)
缶持ち上げ機構が2012年から一番改良されたユニットです。
もうこれ以上小さく作れる気がしません^^;
真ん中にゴテゴテ付いているのは缶検出用のPSDと超音波センサです。



缶持ち上げユニットを外すとこんな感じに↓
CIMG9535.jpg



三つ目、駆動ユニット↓

CIMG9531.jpg
ラダーチェーンを使って1モータにつき3ホイール動かしています。
あと、このユニットの黒い板の下にはタッチセンサとラインセンサが付いています。

タイヤを外すとラダーチェーンの配置が見えます↓
CIMG1256.jpg
表板が透明の樹脂なのでかっこいいメンテナンス性が良くなっています。




丸裸にされたアルミシャーシ板↓

CIMG9530.jpg
ダイセン電子工業のチルトセンサが付いていますが、あんなの飾りです(笑)
今は使っていません。

シャーシに空いている四角い穴はセンサやモータの配線を通すための物です。

RoboCup 2013 Eindhoven のプレゼンとセンサリスト

「ロボットにセンサーはいくつついていますか?」
という質問を色んな所でもらうので、世界大会の英語版プレゼン公開ついでにご紹介しようと思います(*・ω・)ノ

こちらが英語版のプレゼンです。
内容としては、これまでの成績の部分をセンサ一覧に書き換えたものになります。
stepy_lockon_130427(E)_web.jpg
(画像クリックでPDFファイルへ飛びます)





センサの内訳としては…

ライントレース用IRセンサ(3)
CIMG1284.jpg

緑識別用カラーセンサ(1)
…は、結局間に合わなかったorz

正面と左右に超音波センサ(3)
缶識別用PSD(2)
CIMG1296.jpg
CIMG1291.jpgCIMG1295.jpg

ジャイロセンサ(1)
CIMG1297.jpg

坂検知用ダイセン製ディレクションセンサ(1)
CIMG1301.jpg

マイクロスイッチを用いたタッチセンサ(1)
CIMG1303.jpg

缶識別用導通センサ(1)
CIMG1306.jpg

…と、いった感じです。

ロボカップジャパンオープン2013東京のプレゼンを公開

ジャパンオープン2013に向けて作ったプレゼンを公開します。
今回のプレゼンはQRコードを用いて紹介動画にアクセスできるように作ってみました。

stepylockon_130728_web.jpg
(画像クリックでPDFファイルへ飛びます)



↓6輪車紹介動画↓


↓爪楊枝対策紹介動画↓


↓缶掴みアーム紹介動画↓




【2013/07/30 修正】
画像からPDFファイルへリンクを飛ばしました。

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