2018年7月8日日曜日

マイクロマウスキット「Zirconia」

珍しく長文になってしまった。

以下の4つの理由から、今年は全日本決勝用ではないが、マウスを制作した。
1と2は制作に至るきっかけ、、3はそのロボットを完成させるモチベーションで、4はコンセプトである。

1.どうも最近の技術と電子部品を試せていない
(今でも性能面で更新はmustではないが、廃盤やコストダウンの対応を図りたい)
部品単体の試験では、例えばジャイロのドラフトや振動耐性、応答はどうか?という問題がはっきりせず、マウスに載せないとわからないので、作ってみることにした。

2.現在のマウスは四輪プラス吸引で、いろいろごまかしながら走ってしまうため、
調整、変更の良し悪しを判断しづらく、素直な応答の二輪マウスが欲しい。
前にいじったPicoだとスケールとかモーターが違いすぎて何の差が出てるのかはっきりわかりづらい。

3. 2に関係して、ハードばっか複雑になって入門層がますます調整とソフトを軽視しているので、誰でも作れるマウスで成敗するのが老害の義務に感じる(入門層すべてが悪いと思ってないが、こんなマウスでも十分走ります、が提示できていないように思う)

4. 2、3から、二輪という一番シンプルなハードで、かつ過剰な軽量化、低重心化、高価な部品を必要としないことで、ロボトレースに自分でプリント基板を起こして作ったロボットで出場したことがある、またはサークルに所属しハーフサイズ経験者が近くにいるなら作れるレベルのロボットであることをコンセプトとした。


1と4は、ややもすれば対立するわけですが、そもそもキットがあってもハーフマウスはド素人がやるものじゃないので導入障壁(費用と時間と活動スペース)に無理がなければよろしいかと。
どうせもうすぐ某社から完全入門者用(?)のキットも出ることだし。

そんなわけで作ってしまったのが下の写真のマウス。下記の動画の通り、一応迷路を走行できる。

写真
動画


動画だけ見ると走っているようにも見えるが、新しい部品を試したせいで色々痛い目にあっている。
もしかしたら金沢大会の完走は厳しいかも。
次回はいろいろ痛い目にあったアレやコレについて書く…時間を確保せねば

2018年2月4日日曜日

Pico2:進行方向の速度制御による,角速度系への干渉について

作ったはいいものの,いまいち実験,検証内容と手段がなかなか決まらないPicoシリーズの2回目.

今回は,前から何となく気にしている,進行方向の速度制御による,角速度系への干渉について.

 私の場合,速度制御系はこちらなどで紹介されているとおり,進行方向と角度方向に入力を分け,進行方向は2つのモーターへ同符号の入力,角度方向は逆符号の入力で制御している.
 これまでなんとなく思っているのが,(当たり前かもしれないが)2つの入力はそこまで独立しておらず,進行方向の制御は角度方向に干渉しているのではないか?ということ.

 例によってPicoで試走調査.今回はフィードバック入力で進行方向の速度を制御している状態を想定し,左右輪の速度差は一定だが(角速度は一定になるはずだが),左右輪の速度の平均値である進行方向の速度を振動させた入力となるようオープンループで走行させログを見てみる.
 前回と同じく,直線→右180度ターン→直線のコマンドを実行させる.ターン中の進行方向の速度は,今回は 0.5 + 0.05×sin(wt) [m/s]と,目標値に対して±10%の振れがある場合を想定する.

 結果が以下のログ.上が,速度が振動している場合,下は比較のための速度が振動していない場合のログである.左上と右下がそれぞれ左右輪の目標速度,それに比例するステップパルス周波数であり,右上と左下がそれぞれジャイロの角速度と角度を,目標値と共に記したものである.


・進行方向速度:0.5 + 0.05×sin(wt) [m/s] (振動的)のログ

・進行方向速度:0.5 [m/s] (一定)のログ

ものの見事に進行方向の速度の振動が,回転系に伝わっていることがわかる.
程度にもよるんでしょうが,進行方向の速度制御は角速度制御の外乱になると.

あと何個か思いつく限り実験をし,それぞれの影響を定量的に評価できたら,そろそろ自分のハーフマウスの制御も見直しをかけなければ.

2018年1月21日日曜日

Pico

 珍しく長文になってしまった.

 昨年の全日本大会でいただいたPicoを組み立てた.
実は「クラシックマウス」も「ステッパマウス」も作製は初めてである.
はんだ付けや組み立てはマニュアルが詳しいので,特に迷うことなく組み立て完了.


 今回作製した目的として,「スラローム旋回時に車輪が目的速度を完璧に再現できたうえで,マシンの軌道と慣性センサの出力はどのようになるか?」を調べてみたいと考えている.
 というのも,昨年のマウスはグリップ(吸引力),モーター出力をこれでもか,と上げたので,いよいよ制御が律速要因になっているように思い,マシンの挙動やセンサの出力を一度マトモなマシンでちゃんと見極めてみたいという思いがあった次第.

 今のマウスは「4輪」やら「吸引」やら「非線形出力の磁気式エンコーダ」やら「安物DCモーター」という,理屈がわからないものばかりあるため,信用ならないセンサ出力でそれっぽい動きをするしかないのである.

 上記の目的のため,私のPicoはマイコンボードを自作のものに変更しており,仕様として,ジャイロMPU6500を搭載しマイコンも自分のソフトが移植しやすいようRX→STMに変更している.
(ルネサスのマイコンはH8,SH,RX全ていじったことがないのです…)


 そんなこんなで試走までできるようになった.直線→右180度ターン→直線のコマンドの動画とログが以下.ちなみに全センサの出力はフィードバックしておらず,オープンループで制御している.

動画

ログ

 ログについて,左上と右下がそれぞれ左右輪の目標速度,それに比例するステップパルス周波数であり,右上と左下がそれぞれジャイロの角速度と角度を,目標値と共に記したものである.

 角速度の波形より,角「加速度」がプラスから0,マイナスから0になるときは,オーバーシュートが見られる.車輪の速度は全くそうなっていないのに,である.
 自分のマウスだと制御がかかっているため,オーバーシュートが起こっても原因がわからなかったが,制御と関係なく起こることがわかったわけで.

何となくこういう発見をしていきたく,引き続きこのPicoで遊ぶことにする.

2017年11月28日火曜日

今年のハーフサイズ決勝迷路ルート考察

 今年の全日本のハーフサイズ決勝迷路,大きく3つくらいルートがあったと思う.
①北回りの串のはコース,②南周りのロング斜めコース,③南に出てから迷路中央部をまわるコースである,

 私の場合,競技後のエキシビションで全面探索まで終えた結果だしたルートは③であった.
 本当にベストタイムが出せる&高難度コースは②と思われるが,私の場合はどうやっても選ぶことはないようだ.

 吸引を導入してからというもの,直線と各ターンにかかる時間のバランスが崩れており(ターンが圧倒的に速くなったので,ターンを繰り返すルートを選びやすい),それでルートが変わってきているように思う.
 おそらく迷路作成者はそれに追いついてないように思い,他の競技者と違うルートを選んだ時,損しているのか,作成者も他の選手も思いつかなかった,ターンが相対的に速い吸引マウス的最適ルートを選んでいるのか,一度検証してみたい.

 地区大会にたくさん出られるといいんですが…難しいよなあ

2017年11月26日日曜日

全日本大会決勝

今年は残念ながら2走までしか記録を残せず優勝を逃す.

2走目ゴール後に全面探査が終わっていないので重ね探索を始めたものの,私が気づいて回収したころには探索がすでに開始しており,フェイルセーフが機能して通過したであろう直近の数区画(ゴール付近)のデータを飛ばしてしまったようだ.

今年は土日を確保して大会に出るのがやっとだったのでこんなものでしょう.
来年も大勢は変わらないでしょうが,一から鍛えて出直しますか.
今年は副賞でPiCo(写真左)をもらいました.クラシック競技は参加したことないのですが…

しかし,ハーフやトレースでは新しい選手,技術が生まれているようで,これからまだまだ競技の発展の余地がありそうですね.

2017年11月18日土曜日

全日本大会予選

に参加してきた.皆さまお疲れ様でした.

私のほうは,走る走らないの前に土日を空け,生きて会場にたどり着くのが一番きつかったりしますが,,,

今日は,予選のメインイベントである こちらのネタグッズ をいただき,予選を走り,マウスパーティー余興の斜め千本ノックに挑戦と久しぶりに楽しませていただきました.

ちなみに,ネタグッズは今もホテルで稼働中です.ここから電気をとるとマウスが速くなるとか何とか.



なんかもう終わった感が勝手にありますが,本番は明日らしい.

2017年10月29日日曜日

中部地区大会

本日は中部地区大会に参加.
運営の皆さま,競技者の皆さまお疲れ様でした.
楽しい時間をありがとうございます.

競技の結果は無事ハーフサイズ優勝.
結果はいいものの昨年作った初代Fantomでの受賞で,
今年の新作Fantom 2ndが探索すらできず全く振るわなかったのでモヤっとしています.
まともに走れば7秒台も狙えたかと思ったのですが.



新作の課題は以下2つ.
・壁センサのの壁有無判定の閾値がおかしい→壁誤判定連発(競技後処置済)
・左モーターのブラシが死んでる→なんかふらふら(帰宅後処置済)

しかし,改めて初代の安定性を確認した.
今年はモーターを変えたのだが,これのブラシがもろすぎて困る…