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。

お知らせ

先日投稿した記事について削除依頼がありましたので、削除させていただきました。
読者の皆様には大変ご迷惑をおかけしました。

【要注意】ロボカップJr.サッカー 青色・黄色LED問題

今シーズンも妹はロボカップサッカーBライトセカンダリに出場しております。
妹のロボットはダイセン電子工業のカラーファインダーを使ってゴール色を認識しているのですが……
対戦相手のロボットとゴールを見間違える現象が多発したようで。



まず、RoboCupJunior Soccer Rules 2014日本語訳版の一文より抜粋。
サッカールール

「ロボットに黄色および青色を使用してはいけない」というルールはこの競技において常識となっています。
コネクタの色まで配慮しているチームも多いみたいですね。
でも、コネクタやロボットに使用する板の色よりも、ゴールの色と見分けが付かなくなるものがありました。

それは、黄色のLED!

「LEDなんて豆粒サイズじゃないか」と思う方が多いとは思います。
しかし、LEDはその名の通り自ら発光しております。しかも、純粋な青や黄色の光を直接出しています
反射光で青や黄色に見えている部品とは、比べ物にならないほどです。

カラーセンサから見ると、大きなゴールよりも豆粒LEDの方が明るく見えてしまうのです。


例えば、このブログでも紹介した電圧表示機
CIMG0643.jpg
これもカラーセンサから見ると、ゴールの色と干渉してしまいます。

ラインセンサ用の照明に青色LEDを使っているチームもありますよね。
下向きに照らしていても、光はかなり漏れてしまいます。
カラーセンサへの干渉があると証明された場合、ラインセンサの取り外しを要求されることに。
青や黄色のLEDを使っている選手は、別の色に交換することを強くお勧めします。





そんなことを言われても、LEDの交換なんて簡単にはできないぞ!
……という方は、こちらの対処法でLEDをほぼ遮光することができます。

例としてこのLEDを遮光します。(緑色ですがお気になさらず…)
写真 2015-03-17 22 36 57

まず、絶縁用の黒テープと、アルミテープを重ね貼りします。
写真 2015-03-17 22 38 11
このアルミテープが鏡の代わりになって、光を通さなくなります。
黒テープだけでは遮光しきれない場合が多いです。
※アルミテープで回路がショートしない様、1枚目の黒テープは大きめに!

その上からさらに黒テープを張り付けて完成!
写真 2015-03-17 22 38 42
テープ2種類で遮光完了です。

【TJ3】XHコネクタ抜き工具【自作】

大人でもXHコネクタ(TJ3に使用しているコネクタ)をコネクタ本体を持って引き抜くのは難しいですね
配線を引っ張って抜き差し、していると”いざ試合”と言うときにトラブルに見舞われます。

そこで引き抜き工具を作ってみました。
IMGP3087.jpg
IMGP3098.jpgIMGP3099.jpg

100円均一で見つけたシュガートングをちょこっと曲げと削りで完成です。
IMGP3084.jpg

お手軽ですのでお試しあれ!
ステンレスに削りを入れるダイヤモンドヤスリも100円均一で売ってました。

DOW-46Pを使いこなすには。 その2

TGP01D-130-87.png
前回はRS-380に換装したロボサイトモータに匹敵する性能がFA-130系チューンモーターと、この安価なギヤで出せると言う設計計算をしました。
今回は実際に設計に基づいて製作したロボットの性能評価をしてみましょう。

“百聞は一見にしかず”・・・安価なギヤ&新型プラスチックオムニ搭載のロックオン2015年モデル初号機脚部テストの映像を公開します。

プログラムは単純に
0.5秒間 100%左 ⇒ 0.5秒間 100%前 ⇒0.5秒間 100%右 ⇒0.5秒間 100%後です。
モーターのばらつきで多少曲がっていますが・・・

映像から静止状態→方向転換までの0.5秒間にゴールの幅をカバーしているのが分かります。
次の前進0.5秒間でセンターライン付近まで来ています。
1秒以内に相手ペナルティエリアに到達してシュートが打てるスピードですね。
スピードとしては静止から0.5秒後までの平均速度で3km/h程度です。
だいたい設計計算通りの仕上がりですね。

DOW-46Pは制動時や方向転換時の路面とタイヤのスリップが殆ど無く、機動性Up & アウトオブバウンズ対策に有効です。
興味が湧いた方は、難しい計算を勝手にやってくれるExcelを貼って置きますので使ってみてください。
Excelダウンロードはこちら

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