2018年12月9日日曜日

センサ値の距離変換のはなし

この記事はMice Advent Calender 2018 の13日目の記事です。

 皆さん,こんにちは.はじめましての方は初めまして.Miceの部長になったらしいMeisterのなかの人です (Twitter:makoto@VrIyoe).ど素人なんですが部長になってしまうあたりMiceもいよいよやばいと感じています.人不足深刻だなあ...

さて,昨日は,nabeさんの今年のマウスと教訓でした.新作の構想を練っている段階ですが,僕もスマートな設計・配置できたらなと思います.


□センサ値の距離変換の話


 今年一年間横壁センサのセンサ値を距離変換して制御してきたので,そのことについて話したいと思います.


 距離に変換する関数はこんな感じです.センサ値を入れると距離を返します.多項式近似を低次に抑え,かつ正確にするため壁が近い時と遠い時で区間を分けました.あまり区間を分けて距離変換する人がいない気がするのですが,区間をわけない方がいいのでしょうか.

 壁制御は結構回りくどいことをしています.壁センサを距離変換した値から,車体の中心線の区画中心からの変位を算出して,その値に基づいて制御量をきめています.制御量は比例定数と代表速度と区画中心からの変位量の積としました.

 正しいかはさておいて,まだライントレーサ―しか制御したことのなかった今年の5月くらいに,少し理論的に考えようとおもい,壁制御は左右に同じ制御量をかけるとして考えた結果,

vは代表速度,
kは比例定数,
xは車体の区画中心からの横方向の変位(右向きが正)
θは車体の回転角(反時計回りが正)

みたいな式が理想の制御量では?となりました.この式を実現するために線形化したといっても間違いではないのですが,光センサしかのけていないステッパーでは角度θを読むのは難しく,第一項だけが結果残って今の制御になりました.



 壁制御は結構感動したことを覚えてます.
(てか壁制御ができたの七月になってからなんですね.)

 大会等ではMax速度は約2m/s,Max加速度は3.8m/s/sとしていましたが,脱調しにくかったのは距離変換して制御していたため,中心付近でも制御が効きやすかったこと,壁付近でも制御量が極端に大きくなりすぎないことが理由だと思います.あと,センサ値の線形化していてよかったこととしては,センサの物理的説得をした時の影響が少ないかもしれないことがあります.壁切れ補正を入れるために横壁センサを11月の下旬にかなり曲げたのですが,もちろん関数は作り直しですが,制御定数は変えなくて済みました.



□来季のコンセプト


 線形化をしているから簡単になるかもしれない制御や,車軸の区画中心からの横変位がわかるからこそできそうな制御について述べようかと思いましたが,先輩の話を聞くうちに自信がなくなってきたのでまたの機会にしようと思います.ということで中略.




(中略).





 来年度は横90度に近いセンサを付けたいです.(実際には数度くらい角度をつけるかもしれませんが.)多分光センサは壁制御用,壁切れ用,前壁補正用に6個搭載することになると思います.あと今年一年経験したのは,調整のつらさです.スラロームを始めた時,下板を変えて車体の特性が変わったとき,斜めの動作を作り始めた時毎度,




と思ってました.独立二輪マウス特有の加減速によって接地面の変化することが大きい気がしました.滑る方向や前後のオフセットの長さに一貫した法則性がなくて調整がだるすぎたので,滑りについてもっと勉強して滑りにつよいマウスにしたいと思います.また,今年できなかった壁制御の式の第二項目をジャイロを使って試したいなと思います.



次回作にご期待ください.(来年中にできるとは言っていない)




明日は,ぶちょーだった人のありがたいブログです.どんなブログになるのでしょうか.

わたし,気になります!








2018年12月3日月曜日

全日本大会お疲れさまでした

マイクロマウス全日本大会お疲れさまでした.

今年度が初の全日本大会で,目標は斜め最短を走りきることでした.

STUmuの飼い主や赤子の飼い主である先輩方が初年度ステッパー斜めを決めていたらしいので,僕も斜めをやろうという主体性のなさの極みを発揮して,斜めを頑張ろうと思っていました.

記録を残せずMiceのステッパー勢に負けようとも,斜めを走って玉砕してやろうと思っていました.

なので,全日本の迷路を見た時は少し複雑な気持ちでした.

直進多すぎでは?
昨年度のエキスパートクラスの迷路並みの難易度を想定していたので(走れるとは言っていない),やはり斜めは不安でしたが拍子抜けでした.記録はこんな感じ.

34位らしい.
ステッパーをやっている限り,フレッシュマンですら表彰される可能性はほぼないので,
ステッパー報われないなあ.

斜めは思ったよりもずっとつらかったです.

車体幅的に理想的な重心の経路から常時幅15mmくらいに誤差をおさえないと死亡するので,制御の正確さが段違いに要求されました.

でも光学式センサ4個しか積んでいないステッパーマウスでも斜めは走れることがわかりました.斜めを走って初めてセンサーの配置位置の重要性を感じるし,いろいろ学ぶことは多かったです.



なんだか最近はずっと部室にいた気がします.

大会が終わってもなお,なぜそんなに頑張っていたのか,なぜマイクロマウスをやっているのか,未だ分かりませんがきっと来年も同じことを言う気がします.

最後に.
車を出していただいたそらさん(帰り寝ていてごめんなさい),運営をされていた工芸大の方,お世話になった他大の方,お疲れさまでした.来シーズンもよろしくお願いします.







2018年9月16日日曜日

東日本地区大会の反省

東日本地区大会お疲れさまでした.

今更ながら,ブログを書きます.

マイクロマウス人生,初めての大会に参加してきました.

会場はパシフィコ横浜.みなとみらい駅直結の会場で興奮しました.

大会前10日前にの段階で,最後にマウスを大きくいじったのがテスト前の7月12日.左手法を入れた日でした.

そこから,テスト,帰省,バイトで何もしてなかったので進捗を生むため頑張りました.

以下怒涛の進捗.

7月 12日左手法導入
8月 24日 壁情報記録と壁情報の書き出し
8月 25日 歩数マップと足立法
8月 26日 一日バイト
8月 27日 一日バイト
8月 28日 帰り探索と最短経路導出
8月 29日 直線部を連続させるだけのエセ最短
8月 30日 最短速度向上とくし対策
8月 31日 バグとり
9月  1日 大会当日

大会当日は,探索,帰り探索,エセ最短すべて順調にこなせました.バグで最短のあとの迷路情報を記録できなかったので,パラメータをあげて再度最短走行をすることはできませんでしたが,走りとしては満足でした.




これだけ頑張ったしフレッシュマンとしては超順調に走ったので表彰されてもいいレベルでは?というのが心残り.

フレッシュマンのある東北大会でいい記録を残せるようまた進捗生んでいきたいです.


2018年5月19日土曜日

【Meister】ブログはじめました

マイクロマウスを作り始めて早1年弱.

1年間先延ばしにしてきましたが,いよいよブログを書き始めようと思います.

というのも,ハードウェアが完成するからです!


ここまで長かった...


電子工作や電子回路,プログラミングの素養をもたず,全くの初心者から始めましたが,一年間でほんの少しは生きた知識を身につけられたかなと思います.


さて,製作した機体の名前についてですが,

Meister

にしようかと思っています.マイスターです.

特に名前に意味はありません.MICEと発音が似ているし,第二外国語でドイツ語を学んでいるのでドイツ語由来の名前にしました.


もしかしたら,名前を変えるかもしれません.が,今のところ結構気に入ったのでMeisterで行こうと思っています.

ハードウェアが完成といってもまだモーターを動かしていないので,また分解してはんだ付けするかもしれませんが,マウス合宿までに何とかモーターを動かせるとこまで行きたいと考えています.


さて,最初のブログはこんな感じでいいですかね???


今後,このブログを読む後輩もいるかもしれません(?)ので,この一年の進捗を振り返って終わりたいと思います.

 
6月 1日 ライントレーサ完成
6月 8日 マイクロマウス製作開始
6月○日 ライトレ改良
6月25日 プチ大会
7月 7日 配線図一旦完成
8月11日 上の基板完成
8月○日 7seg動作確認
8月○日 夏休み,実家で自動車免許取得
 空白
10月21日 センサ基板(3度目くらいで)完成
 空白
12月 6日モーターの配線完了,下板除きハード完成
 空白
2月3月春休み
4月15日下板の設計
5月 2日チャージ発光の動作確認
5月16日下板切削
5月20日ハードウェア完成

こうしてみると,すかっすかの一年間ですね...さて何していたんでしょうか.