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ETロボコン開発:センサー解析

ロボットを動かすのですから,ロボットの持つ能力を把握しなければなりません。
相手はLEGOなのですが,LEGOを馬鹿に出来ないくらいの物を持っているはずです。
ひとまず,どのくらいの能力を持つかを調べてみます。

まずは,使用するセンサー。以下の2つです。
光センサーが曲者です ロボット「Path Finder」に
搭載のセンサー
光センサー(左),
タッチセンサー(右)

右のタッチセンサは,単純に黄色の部分を押すことでON/OFFが 切り変わるので,物理的な接触を気にすれば良いだけなのですが, 光センサは外乱(室内の証明など)で値が変化する可能性があります。
また,光センサは対象の「色」,「反射の様子」によっても 値が変化すると予想されます。

なお,光センサの構造は,左側の赤っぽい方のLEDで光を出して,
右側の白っぽいLEDみたいので,反射した光を獲得してセンシングする,
という仕組みのようです。(正確にはわかりませんが予想で)

ここで,「光センサを制するものはロボットを制する」 と勝手に決めて,光センサの特性を把握しておこうと思います。

使用するもの
・光センサ
・読み込み値をディスプレイに表示するプログラム(適当)
・いろいろな線とか

なお,プログラムは,APIをそのまま使用しています。
(CもC++も値は変化無しでした)
以下,対象としたラインと色とか。まずは,MINDSTORMに付属の ライントレース練習用コースから。
このコースが全ての基本です MINDSTORM付属コース
白の部分と,黒の部分,緑の分を計測しました。

続きまして,適当な色を用意して計測してみます。
適当でごめんなさい 測定用の色いろいろ
左から,ガムテープ,青色ビニールテープ,マジックで塗りたくった黒です。

また,計測条件として,
・昼間の自然光の下
・カーテンを閉めた暗がりの部屋
・部屋で電気をつけた状態(カーテン有り)
・さらに電気スタンドで近くから照らした状態

で計測を行いました。

結論としましては,自然光以外の3つの状態は,
値的には変化ありませんでした。
ただし,光センサが地面から離れるほど,周りの状況を
外乱として受けやすくなってしまうという結果が得られました。

ロボコン競技ではロボットは上り下りがあるので,センサは少し「浮かせた」
状態に設定しなければならないので,外乱を考慮した閾値を設定,
もしくは,スカートを付けて外乱の影響を小さくする必要がありそうです。

以下,計測結果です。表での縦軸番号(試験対象)は,
① MINDSTORMコース 白
② MINDSTORMコース 黒
③ MINDSTORMコース 緑
④ マジック 黒
⑤ ビニールテープ 青
⑥ ガムテープ
となっています。

なお,センサの値は0(最高に暗い)~100(最高に明るい)という感じです

試験対象 自然光 室内
① 白 60~64 51~52
② 黒 46~48 36
③ 緑 58~59 42
④ 黒2 44~45 36
⑤ 青 50~51 39~40
⑥ ガムテ 56~58 48~49

正しいキャリブレーション値の獲得と,
外乱を防ぐ工夫が重要であることがとてもよくわかります。

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ど素人製作所 サイト管理人:みずの 詳しくはprofileで。どうやらIE推奨のようです。
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