プチ大会

miceさんのプチ大会に、お邪魔させていただきました。

色々な団体の方がいて、楽しかったです。今年は諸事情にて学生大会に参加出来ないので、そのぶんのやる気を補充された感じです。

実は、勢いで参加もしました。見学だけの予定だったのですが、何となく基板とか仮組みしたメカとか持ってきていたので、動きませんが演説してきました。知能ロボコンも軽く紹介しました。少し自分の車体も紹介したので、良かったです。動かないですが…。

お話もできたし、楽しい時間だったので、有意義でした。
また、やる気いただきました。動いている他の方のマウスを見て、自分の中でもこのマウスを何とか動かしたいなと、思いました。知ロボが終わってから少し燃え尽き感があり、目標を見失いかけていたような感じでしたが、次はマウスだ、という気分になったので、本当に行って良かったなと思いました。
このような場を設けていただいたmiceの方などに、感謝です。

今日はこの辺で。

書き込めない…

昨日までは書き込めていたのに…。

ということでマウスが書き込めなくなりました。
原因不明で…コードの接触不良かと思い作り直すも、効果なし。いろいろ温め直すが、効果なしということで、困りましたね…。
動作モードにするとしっかり動いていますし、何なのでしょうか。
書き込めていた時から変わったことは、つけていなかった部品をつけたことですが、それが何か影響するのか…書き込み系とは関係ないはずなんですけどね。ノイズを疑うも、綺麗に3.30V出ていますから、何処だ一体という感じです。
書き込みのシリアル変換機が原因なのでしょうか。まだまだ検証が必要です。しかし前書き込めていただけ、結構？です。

今日はこの辺で。

仮組み

一応、マウスの方、少しずつ進めていまして。
とりあえず今日、部品を全て実装しました。ということで仮組み。

もちもち3号(プロトタイプ)

重さは121gということで、これまで作ってきたロボットの中では一番軽いのですが、DCのクラシックでは結構重い方に入ります。金属ギアが大きいですね。
動作確認の方も、少しずつ進めていて、ブザーが鳴りました。CMTでTimer割り込み出来ました。良い感じです。周波数があっているかなどの確認もしました。RX631はクロックの設定のところが結構大変で、細かいシステム解除とかのところは、公式のサンプルを見ました。

今後は、センサLED、センサ、モータ、エンコーダ、ジャイロの動作確認になります。出来たら基板再発注という流れになります。エンコーダとジャイロは初なので、多分苦戦すると思います。
まずはセンサのLEDを光らせて、その後はPWMを吐いて、モータを回すという流れですかね。
ひとまず目の前に形があると、やる気が上がりますね。

今日はこの辺で。

山田君4号の紹介

3号改は紹介したので、4号の紹介。

・機体の写真

・経緯
昨年、自由ボールを入れたあと応援しかしないロボットを作っていました。今年は、ネタをどこに仕込もうかと思った時、「無線通信しながら応援しかしないオーバースペックロボット」というアイデアが浮かび、それを実現したのが、4号になります。

・特徴
初の試みとして、RX621マイコンを使用しています。これは昨年頂いたもので、自分もマイクロマウスでRX631を使うので、開発環境と基本動作の練習もしたく、使っていました。動作電圧が3.3Vと、Zigbeeと同じなのも理由の1つです。

表示のインターフェイスとして、15このLEDと、4桁の7セグメントLEDを使っています。これらをダイナミック点灯で制御していました。通信で得られたデータを反映させるように表示します。残り時間のカウントもしていました。(本番のアルゴリズムのあたりはほとんど班員が書いてくれました。感謝です。)

アーム(旗？)も付いてあって、これで現在のボールの色を表示します。前に調子に乗って動かし過ぎたら壊れました。注意が必要です。
マイコンボードの下にブザーが4つ格納されてあります。これで当日は3,3,7拍子していました。音量がそこそこ大きく、会場では十分聞こえる大きさでした。

・コメント
この機体自身は1点も取りませんが、これによって競技を楽しいものにできたことは嬉しい限りでした。これを協力して作ってくれた班員には、感謝しています。

今日はこの辺で。

次回の予定とか

本日3投稿めですね。

まぁ、そんな感じで今年の知ロボは、終了しました。4号の紹介は、また今度します(今画像がないので)。

さて、次の話をしましょうか。

まず、来年は、マスターズコースに参加します。もともと来年はどうしようかなーと思っていましたが、協賛企業の方から、是非来年の知ロボにいかしてくださいとのメッセージを頂いたのと、マスターズコースにチャレンジャーズの上位者は移行をとの事なので、良いきっかけが出来ました。

マイクロマウスもやらなければで、また今度もマイクロマウスと仙台知能ロボコンの作業を同時にすることになりそうですね…。また茨の道を進むのか…。ま、そのくらいの方が、こちらもやりがいがあるし、頑張ります。

肝心のマスターズコースの構造ですが、まぁこんな事もあろうかと考えていなかったわけではありません。ただ、まだまとまっていないので、とりあえず副賞のステッパのカタログ見ながらCAD開いて作っていきましょうかね。CADはFusion 360に乗り換える…かもしれません。Designsparkも良いと思いますが、Fusionは便利と噂を色々な方面から聞くので。

で、来年のマスターズコースの心配も良いですがいかんせんマウスがあと半年を切ってしまっています。こちらも、いい加減エンジンかけないと、ですねー。回路の動作確認の途中なので、けりをつけて基板を再発注しなくては。

大会が終わって平凡な日々を…と思いきや、既にそんな日々はなかったようですね笑。来年の知ロボまで、あと1年切ったのですよ(当たり前)。ま、身体壊さないようにやっていきます。

今日はこの辺で。

山田君3号改の紹介 Part2

Part1の続きから。

・特徴(ソフト面)
まず、昨年との大きな違いは、物理量ベースです。昨年はステップ数手打ちという頭の悪いことをしていたので、変えました。これによって、だいぶ調整が楽になりました。それでも、調整には時間がかかりましたが…。
では、ここからは動作の順序に従って、解説していきます。
この機体は、ノータッチでスタートすることができます。PSDでモードを変え、動作を起動させることができます。この機体はスタートしたらすぐにもう一台にスタートした指示を無線で飛ばすので、非接触で競技を始めることができます。それによってロボットの最初の位置を全くずらさずにスタートできます。
ライントレースは、まず300mm/sで一定の距離を進み自分の位置を補正し、その後加速するようになっています。ステッパから得られた距離とクロスラインを見ながら、カーブでは減速(500mm/s)、直進では加速(最高速1000mm/s)というようになるようにしています。
クロスラインを見て止まる時は、一気に速度を0にせず一旦300mm/sまで一気に下げてから高めの減速度で止まるようにしていました。これによってクロスラインを見たタイミングとほぼ同時に止まりつつ位置がずれないようになっています。
探索は測距センサ3つを用いることで、速く180度を見れます。今回はそれに加え、探索の重み付けというものをしていました。

測距センサの見る範囲を、端なら広く、中なら浅くしていました。これによって無駄に遠いボールをとることが減るため、効率が良くなりました。これによって取れないと思われるボールも、機体が一番近づいたタイミングで綺麗にとることができます。
ボールを取りに行く時は、先ほどの重み付けでボールの有無と位置を判別して、その中で一番近い角度に盲目的に前進します。そして、筒にあるセンサが反応した時に、止まり、少し待ってからアームを上げています。

あと、本番には出なかったフェールセーフとして
・ボールを投げる時に、ボールがはまっていたら投げ続ける
・再探索
などがありました。

・問題点
優勝しましたが、必ずしも完全だったわけではありません。
まず、吸引機構に関して。そもそもの吸引力が弱いです。カップの形状かモーターのパワー不足かファンの形状か相乗効果か知りませんが、他のチームを見ると、もっと吸引力が強いチームが多い印象でした。
また、モーターの選定は完全に間違っていて、あれは良くなかったですね。電流を食うわ食うわで、効率が非常に悪いです。そのくせ吸引力が出ないのだから、ここは失敗でしたね。
動作の安定性に関しても、100パーセントというわけではなく98パーセントくらいな感じです。全てのポテンシャルが昨年より高いですが、調整がとても大変で、最後まで潰せなかった不安定動作もあります。しっかり動けば小型単騎の中ではそれなりのレベルの走りが出来るのですが、最後まで苦労した機体でした。

・コメント
小型単騎5分以内パーフェクトは前からやってみたかったことであり、そこに様々な技術を詰めて自分のアイデンティティで勝てたということで、本当に作ってよかったと思います。ここで出た問題点を次に生かして、さらなる高みを目指していこうと思います。

この記事はこの辺で。

山田君3号改の紹介 Part1

せっかく優勝したので、技術公開の意味も込めて、機体を紹介します。
来年はマスターズコースに出るつもりなので、チャレンジャーズの備忘録も兼ねて。
3号改と4号という2台がいるのですが、とりあえず3号改の方を紹介します。

・機体の写真

山田君3号改

・経緯
昨年、「山田君1号と2号」という機体で出場しました。この時の機体は決勝まで安定した動作を行え、かなり良い機体に仕上がったのですが、以下のような問題が、最後まで残っていました。
・PSDセンサの位置が低く、壁を見てしまう
・ハンドでの位置決めは遠いボールだと難しく、とる位置が悪いと色分けを失敗してしまう
・あまり速くないので、5分間で取れるボールは一番よくて12個
そういうわけで、これらの問題を解決するために、新しく作った機体が、ものづくりチャレンジイン習志野で参加した、「山田君3号」でした。PSD3つを使い探索の時間を激減させ、吸引機構によってボールの位置が安定したことにより色分けの問題も解決しました。
ですが、この機体にも問題があり、
・ハードの剛性が悪く、故障が多発
・回路をあまりよく考えず作ったため、故障寸前までいく
・重心が高すぎて、速度があげられない
・PSDがかなり高く、ボールを見るのにはギリギリ
・動作速度自身は変わっていないため、5分で落とせるボールの数は14個
という感じだったので1,2月でハードウェアを改善させ、4,5,6月でソフトウェアにも磨きをかけた機体が、今回の「山田君3号改」です。

・特徴(ハード面)
見ればわかる通り、「1台で1個ずつで5分以内」をコンセプトにしている機体です。
そのための大きな特徴として、PSD(測距センサ)が3つ付いています。

60度おきについています

これによって、左30度、右60度と回転すれば前方を見渡すことができます。また、複数個あるので、かざしてモード選択が出来るようにしていました。
ちなみに、画像の緑色のものは、重り(課金)です。これによって重心を低く、安定するようにしました。

足回りはオリエンタルモーターのアカデミックサポートで頂いたステッパを使っています。オリエンタルモーターさんありがとうございます。ステッパなので位置決めはDCほどは難しくなく出来ます。宣伝のためにわざわざ基板を立てていました笑。

後ろを見るとステッカーが！

動きは基本ライントレースなので、赤外線センサを用いて、自分の位置を把握しています。センサの数は、昨年と同じ4つです。

黒い小さいものがセンサです

剛性の問題もあったので、必要な箇所は工夫しています。底面や測距センサのアルミ板は2mm厚のものを使用しています。
また、真ん中の測距センサは、機体が暴走して壁に激突した際直接当たらないようにするため、少し後ろに格納されてあります。前にはカグスベールを2枚貼ることで、従輪の役目以外にもクッションの役目も果たしていました。

よく見るとカグスベールが2枚付いています

マイコンは慣れていたSH7125を使用しました。この機体くらいの事ならば、そこまで不便を感じる事なく使えます。Dip化出来るマイコンボードがあったので、使っていました。

緑色の基板にマイコンが付いています

通信にはZigebee Twe-Liteを使っています。汎用デジタル入出力しか使わないという、本当にさわりのところだけで動かしていましたが、SHは5Vで動くのに対して、Zigbeeは3.3Vだったのもあり、UARTでハマりたくないなと思い、こうしていました。レベル変換のICのモジュールを挟んで、通信しています。通信が不安定になることはありませんでした。

青い基板がレベル変換モジュールです、黒いのがZigbee

吸引機構は初めてでした。こんな感じです。

吸引機構

サーボでアームの上げ下げが出来るようになっています。
吸引のカップには100円ショップで購入した綿棒の入れ物を使っています。大きさ、剛性は良いのですが、加工がしにくい点はありました。穴を開けようとすると割れるので、固定はホットボンドを使っています。そのままではボールがはまって抜けなくなることがったので、トスベールを付けていました。付け過ぎると今度はボールを落としてしまうので、つりあいをとるのはかなり大変でした。
モーターはプラズマダッシュモーターを使用しています。NiMH2本直列でそれなりに回るので機体を軽量化できます。ですが、電流を意味不明なほど(5A〜)食うため、Li-poを使うとケーブルがあったかくなったり煙が出たりします。ブラシの消耗はよく分かりませんが、無用の心配を生んだので、モーターの選定は成功したとは言えない結果でした。
先端には赤外線センサとカラーセンサが一つずつ付いています。赤外線センサはあるとボールの有無が簡単に判別できます。便利でした。カラーセンサはできるだけ小さくなるように作りました。ボールとかなり近く、安定した位置で色分けが出来るので、色分けは一度調整してからおそらく500回以上、ミスしたことはありません。

ハードに関してはこんな感じですかね。
長くなってきたので、2つに分けようと思います。

この記事はこの辺で。

仙台知能ロボットコンテスト2017 チャレンジャーズコース 優勝

お疲れ様でした。

さて、仙台知能ロボットコンテストに、今年も参加して来ました。
結果は、
チャレンジャーズコース 優勝
チャレンジ技術賞
を受賞するという、素晴らしい結果になりました！

では、大会レポートを、書いていこうと思います。※長文です。読む方はご覚悟を。

・前日
回路の故障がないかどうかの確認のために1度だけ動かし、特に問題がなさそうだったので、寝ました。そう、この時点では予想していなかったのです。その翌日様々なことが起きるとは…。

・1日目
まず、会場に着いたら、会場にある試走台の、試走をしました。班員が早めに並んでくれていたので、そこまで待たず、こちらも受付を済ませ、試走をしました。
ロボットは順調…と思いきや、11個目あたりで、なんとボールをあげる時に落としてしまいました。この現象は1週間前に確かに起こるようになったのを確認していて、対策としてカップのトスベールを一枚はがしていたのですが、よりによってここで再発するとは…という感じでした。とはいえ、まぁ、満充電じゃないし、なんとかなるだろうということで、いじりはしませんでした。他の動作は、この時は大丈夫でした。
ということで、一次予選です。さて、電池は満タンにして、ボールの取りこぼしはないな、順調かなーと思ったら、なんと、12個目のボールを持ち帰るライントレースで、ラインを外れてしまいました。まさか、という感じでしたが、競技終了を宣言せざるを得ませんでした。結果、38点で3位通過でした。
ライントレースを調整しなければ、ということでプログラムをいじって試走をしてみました。そしたら、練習用の台の段差が予想以上に大きく、タイヤが空転し、ロボットが落ちてしまいました。そしたら、何と……
サーボホーンが折れました。
もう、さすがに焦りました。よりによってこの時にこんな事故を起こしてしまうとは。頭が痛くなりましたが、とにかく残された時間で直すしかありません。先輩が奇跡的に同じ穴を拡張してあるサーボホーンを持っていたので、急いで交換し、大体位置を合わせ、会場の方の試走台に直行。1通りやってみました。一応パーフェクトでしたが、サーボがカタカタいっていて、これは前サーボが死んだ時と同じ症状…。サーボも死にかけてしまったようです。それも交換しました。この時点で会場であと30分程度しか調整は出来ないなという感じだったので、調整を一旦打ち切り、寝ました。

その後は、姉妹校との夕食会がありました。ここで、今回決勝と対面した方(本当にこれも奇跡的)とたくさんお話ししました。そこで「決勝に残れるよう、お互い全力を出しましょう！」というような感じで、話しました。この時まではさすがに精神的に疲弊しており、かなりきつかったのですが、ここでだいぶ気持ちが変わりました。ここまでやって来たのだし、諦められない、最後まで全力を出せば、何とかなるだろうという感じで、だいぶ落ち着いて来ました。

そして、再び調整。とりあえずサーボは問題なさそう、ライントレースも冷静に調整しました。加速度を0.8m/ssから0.7m/ssに変更、帰りの加速をだいぶ抑える設定に変更、定速の長さを若干あげる、などしました。11:30くらいに調整を終了し、電池を充電。12:30くらいには寝ました。

・2日目
まず、着いたら1日目のように会場の試走台で、試走しました。今回こそ順調で、見事パーフェクトでした。とりあえず一安心でした。
いじりようが無いので、タイヤの埃を拭いて、他のチームの競技を見ました。満点も出て来ており、強いなという感じでした。ちなみに、前日の夕食会で話した方の機体も順調に動いており、パーフェクトでした。
2次予選です。ここから、山田君4号も起動させました(1次では置いただけ)。3号改も共にとても順調で、見事、50点を獲得。今年の目標を達成した瞬間でした。素直に、嬉しかったです！
審査員点は、38.67点。合計88.67点。2位通過。何とかチャレンジャーズコース最後の試合の出走を勝ち取りました。1位通過は述べたように先の方で、何と92.00点で通過していたので凄いの一言。そして、チャレンジャーズ最終対決が、姉妹校同士という、ドラマチックな展開を生み出しました。
その後は調整することも無いので、ロボットには手を加えず、昼飯を済ませ、開会式を見ました。

その後、決勝戦が始まりました。
まずは、二次予選3〜8位の競技です。レベルが、高かったですね。何事もなかったかのように初戦からパーフェクトでるし、パーフェクトでないチームも本当に惜しかったり面白かったりで、凄いなぁという感じでした。
ただ、この時ロボコン全体が、何というかとても静かで、もっと盛り上がっても良いのでは？と薄々感じていました。なので、二次1位の方と、「積極的に喋っていこう」と話していました。
さて、いよいよチャレンジャーズ最後の試合。
競技開始。最初からとにかく喋りました。色々と技術的にアピールしたい点はいくらでもありましたし、盛り上げたかったので。向こうも話していました。が、向こうは少しアームのサーボの調子が突然悪くなってしまっていたみたいで(後で動画見て理解しました)、結構焦っていたようです。
とはいえ、どちらもそれなりに順調に進む…と思いきや、こちらの機体が、最後の最後のボールで探索ミスをやらかし、ボールが転がってしまいました。
このままでは47点です。この時点でパーフェクトは既に3チームでており、パーフェクトでなければ勝ち目がない。時間は5分24秒(僕が確認した時点で)。ここまで来て、ここで競技終了しては、悔いが残ってしまう。この機体は5分あれば順調に動けば満点が取れる。こんな事を、まぁ大体3秒くらいで考えて、宣言しました。
リトライ‼︎
さすがに、会場騒然。審査員の方もまじかいという感じですが、正気です。ボールが並べきられる前に凄い勢いでタイヤの埃を拭き、競技を再開しました。
 向こうは既にパーフェクトで競技終了していて、残るはこちらの競技。ボールの配置が怖かった(隣り合っていた箇所があった)ですが、吸引力でクリア。固唾を飲んで見守り、ロボットは1つずつ、ボールを落としていく…そして…
パーフェクト達成‼︎ 
残り時間、26秒。予想通りくらいのタイムでした。 その後もインタビューで喋りました。マイクロマウスの紹介もできたので良かったです。喋りすぎて時間がなかったようで…すみませんすみません。
 という事で、パーフェクト達成して、ひとまず試合が終了しました。 あとは待つだけという状態で。片付けとかしていました。

最後に、表彰式。 まずは、チャレンジャーズコースから。「応援ロボットがとても可愛かったです」というコメントを聞いて「え？」となりました。そりゃ5チームもパーフェクトですから、優勝とは思いませんでしたよ。審査員点42.67点。合計92.67点で、優勝でした。 また、チャレンジ技術賞も、同時に頂きました。

優勝の理由としては、ロボットの技術力の上にある、ロボットをアピールする総合パフォーマンス力を評価したそうです。喋りがプラスになったみたいです。14個リトライも、大きかったかな、とも感じました。ありがとうございます。
チャレンジ技術賞も、嬉しい限りです。ものづくりチャレンジでも言いましたが、私はロボットのぱっと見のウケ狙いではなく、奥深い技術を重要視する人なので、それを評価していただいたことは嬉しく思います。

景品ですが、優勝商品として、オリエンタルモーターのステッパ5万円相当、Raspberry Pi。チャレンジ技術賞の副賞として、アルミ削り出しor3Dプリントのサービスを頂きました。こんなにいただいて良いのでしょうかという感じですが、ありがとうございます。協賛企業の方々には、心から感謝申し上げたいです。

今回は最初から最後まで本当に「笑いあり涙あり」という感じで、厳しく楽しいロボコンでした。表彰式の時は、多分人生で1、2の嬉しい瞬間だったと思います。このような経験をさせていただけたのも、様々な方々のおかげです。ありがとうございました。お疲れ様でした。「最後に笑うものが一番よく笑う」。本当に、ロボコンは楽しいですね！

今日はこの辺で。

最終調整

間が空きましたね。ここ1週間は色々と忙しくて。

えーと、した作業としては
まず、吸引モーターを変えると吸引力が弱くなることが判明しました。どうやらある程度使ったものでないと性能が出ないようです。一度変えましたが、戻しました。定格の低い方でしか使っていないので、大丈夫と信じます。
あと、ライントレースで急加速をするために脱調する不安定要因を見つけたので、消しました。
探索がずれる原因は、埃と判明しました。この機体はタイヤに埃がかなりたまると特に後進が滑って安定感が落ちることに気づきました。埃の影響は前から感じていましたが、予想以上に大きかったです。昨年はOリングだったので、こういうことがあることに慣れていませんでした。ひとまず分かって一安心です。
その他、微小の調整をしました。吸引の筒に貼ってあるトスベールがはがれてせっかくとったボールを落としてしまうことがあったので、貼り直したり、ライントレースで加速がギリギリを責めている部分があったので、少しゆとりを持たせました。

3号改に関しては、もう調整は良いかなと思います。不安定になるときは人的要因(競技台がずれている、ボールが揺れる、電池がない、など)かハードウェア(タイヤの掃除、トスベールがはがれる)という状況なので、あとは、壊さないようにします。今日は、「ネジの緩みは気の緩み」ともいうのでネジしめを確認しました。
予備の回路もすでに動作確認まで全て終わりました。これを使うことはないと良いですね…。本当、人のバグで壊さないようにします。

4号も進化しています。が、今日、サーボを動かしすぎたからかサーボが飛んだ(完全にではないけれども動きが渋る)くさいので、対処しなくてはかなぁと。あとのソフトウェアはもう少しなので、最後の追い込みを頑張ってもらいます。

さて、あと1週間ですね。昨年も、ああ1週間後は敗者復活戦が終わっているのか…とか思った気がします。今年の機体は時間が取れないこともしばしばでしたがなんとか計画を立てて進んできたので、本番も練習と同様の調子が出ると良いな、と思います。予期せぬことが起こらないように、油断せず、過ごそうと思います。本番、楽しんでいけると良いですね。そろそろ本番に向けて、荷物もろもろの用意をしようと思います。

今日はこの辺で。