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2011年12月

2011年12月11日 (日)

マイクロマウス2011・ロボトレース競技

11月19日、20日に行われたマイクロマウス2011・ロボトレース競技に参加しました。本大会は初めての参加でしたが運良く決勝まで進むことができました。

_special_prize1

  • 予選 33秒030 40位 通過
    • 1走目 00:33:030
    • 2走目 リタイア
    • 3走目 00:28:076
  • 決勝 1分11秒114 25位 特別賞
    • 1走目 01:11:114
    • 2走目 00:57:107 (時間切れのため参考記録)
  • 参考:公式記録 by NTF

決勝は、本大会決勝の難しさを思い知らされた形となりました。後から聞いた話では、コースが長く持ち時間が短いので、3回の走行を全部完走するのすら難しいということでした。まさにその通りでした。上位入賞者に比べればモーターをはじめ機体の性能が不足しているのは明らかですが、それ以上に調整不足のため第二走行の速度を抑えすぎていたのが敗因です。今のハードウェアでもまだまだタイムを縮められる余地はありました。

決勝の走行の様子です。

今回出走させたロボットは風兎2011LTという名前で、2年前に作った風兎2009LTのセンサー部分を改良したものです。急なカーブでも確実にマーカーを読み取れるよう、写真のようにマーカー用センサーの位置を車軸に近付けました。

Marker_sensor_2nd

また、プログラムの面でも改良を行いました。直線で速度を上げて走り、コーナー前で確実に減速できるよう等加速・定速・等減速の速度制御(いわゆる台形加速制御)を採用しました。上の映像の2回目の走行を見ると直線では加速した後コーナーの手前で最低速まで減速しているのが分かるのではないかと思います。

速度を制御したり、またロボトレースで必須とされるコースの形状を解析したりといったことをするためには、車輪の回転数を計測するエンコーダーを使うのが普通です。しかし風兎2011LTにはエンコーダーを搭載していません。VSTONEのビュートチェイサーという学習用ロボットキットを改造した機体であり、モーターはマブチのFA-130、ギアボックスはタミヤの楽しい工作シリーズという玩具用のごく一般的な部品で作られています。このようなハードウェアでも工夫次第で課題(線に沿って走る、コース形状を解析・記憶して速度を上げて走る)を達成できるということを示せました。こういったことを評価されて特別賞を受賞しました。

工夫といっても、まったく新しい発明をしたわけではありません。DCモーターのモデルとしてよく使われる、

  1. 無負荷回転数は電圧に比例する
  2. トルクは電流に比例する
  3. モーターのブラシの接触部ではほぼ一定の電圧降下がある

という性質を考慮して擬似的な回転数の計測とフィードフォワードによる回転数(前進速度)の制御を行っているのです。詳細は後日風兎2009LTの解説に書いていきたいと思います。

最近は高校や中学校でもロボットのプログラミング学習が行われるところもあるようです。こういった学習ではフローチャート、条件分岐、繰り返し、あるいはC言語といった道具立ての部分が遊離して教えられているケースが多いように思います。それでも一定の効果はあるのでしょうが、このように物理や数学と結びつくところまで進められればより有意義なものになるのではないかと思います。

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