自立走行ロボットの製作（考察5）

私の可愛い猫ちゃんを動かしていると、壁にぶつかっているのに方向転換をせず、更にぶつかる動作をすることがあります。障害物の検出には「超音波距離センサー　ＨＣ－ＳＲ０４（２～１８０ｃｍ）」を使っています。

超音波発信機から放出された超音波は障害物で反射（エコー）してセンサーで受信されます。音速は340m/Sとし戻るまでの時間を計測すれば障害物までの距離はその半分になります。ここで障害物がセンサーに対して９０度であれば、ほぼ１００％反射して戻ってきます。

でも実際の障害物は何時もセンサーに対して90度とは限りません。そこで、センサーの検出が角度をつけるとどうなるか実験して見ました。

角度を変えて行くとエコーのパルス幅は広がっていきます。実際よりも長い距離の様なエコーになります。更に角度を変えセンサーに0度、又は180度にするとエコーは其の先にある障害物の反射を返してきます。これが最大測定距離（１８０ｃｍ）を越えるとエコーは常時ハイ　レベルになって、距離を縮めても其の状態から復帰しません。一旦電源をOFFする必用があります。これは仕様書に書かれています。

実際の走行状態では、この様な最大距離を越えるような状況が起きてしまいます。評価用の迷路を使えば避けられると思います、つまり、最大距離が何時も180cm以内であれば、エコーが常時High　levelになることはありません。しかし、その様な迷路を使わず、適当な場所で動かすと最大測定距離を越えた時に、超音波センサーがエラーロックした状態になってしまいます。

プログラムでロック状態を監視し、それが起きた時は超音波センサーモジュールの電源を一旦OFFして再びONにする様にすれば避けることが出来るのではないかと思います。このＨＣ－ＳＲ０４の回路がどうなっているのか分かればもっといい方法があるかも、、、、。

 

あるいは、最大距離300cmもモジュールを使えばほぼOKなになるのではと思いますが、お値段が￥3,800と高価で考えてしまいます。

ネットで調べて見るとエコー出力がHighにロックしてしまう現象は 外でも在るようでその回避方法がでていましたので、早速やって見ましたがNGで状況は変わりません。状況変わらずと云う報告もありました。

 

自立走行ロボットの製作（考察４）

自立走行ロボットの電源系を見直しました。CPUボードとサーボ駆動系に９V積層電池、車輪駆動系に単3電池（3本）を使っていました。

しかし、超音波ソナーを動かすサーボが意外と電流が流れているようで、９Vの電池電圧が直ぐに７V台に落ちてしまいます。ATmega328は５Vでこれは５Vレギュレータを通して供給しています。供給電圧が７Vくらいに落ちるとどうもレギュレータが上手く作動せずCPUが誤動作を起こします。

そこで、単3電池を6本にし3本目から4.5Vを車輪駆動モータに供給し、6本目から９Vを５Vレギュレータに供給するようにしました。これで、CPUも安定して動作しているようです。

有り合わせの電池ケースを使いましたので、写真の様に車高が高くなってしまいました。

このロボットはマニュアルモードと自動モードを赤外線リモコンで切り替えます。リモコンが悪いのか赤外線センサーが悪いのか、感度が悪くかなりリモコンを近づけないと感知してくれません。

首を振り振り動く様は愛嬌があり面白いのですが、動くスピード、障害物をセンスするタイミング等をもっとうまくさばくことが出きるようにするにはアルゴリズムをどの様にすればいいのか、難しさを実感します。

超音波ソナーを前方、左右に3個取り付けた方がもっと細かい制御が出きるのではと思います。

自立走行ロボットの製作（考察３）

走行系が上手く作動しませんでしたので、タミヤのボールキャリアを取り付けました。また、ホイールも55mm径のものに取り替えました。一度ばらして55mmのホイールが取り付けできる様に車体を直しました。

　　

ボールキャリアにしたのは良いのですが、今まで摩擦で車体の動きが鈍かったのが摩擦がなくなった所為で、方向転換で余計に廻ってしまいます。

プログラムの定数を一部変更して何とか治めましたが、更に定数変更した方が良さそうな印象を受けます。追々変更して見ます。

https://youtu.be/9myhf8PrTXk　＜－－－動画です。

自立走行ロボットの製作（考察２）

超音波ソナーのトリガー、エコーの関係を調べて見ました。

目標までの距離5cm、戻ってくるまでの時間が250us。この半分が目標までの時間。

10cm　時間はほぼ2倍

20cm　時間はほぼ4倍

30cm　時間はほぼ6倍

超音波ソナーは正常に作動しているようです。

2016/1/24(Sun)

どうも期待通りの動きをしていないのがWhy？（厚切りジェーソンでは有りませんが）

前方に障害物がなければ、直進するはずですが直ぐに止まって左右にソナーを振り、動きも左右に動いています。取りあえずは障害物は検地しているようです。

参考にした　CNC　Paradiseさんのロボとは動きが全く違います。　ここで　再び　Why ?

 リモコンでのマニュアル走行は問題なし。

書き込み途中で駄目になったAtmega328P、やはりFuse　bitがおかしくなっていましたがパラレル書き込みで元通り使えるようになりました。パラレル書き込み機様様です。

自立走行ロボットの製作（考察）

取り合えず完成したのですが、やはり、動きがおかしい印象です。前方に障害物が無ければ直進するはずですが、右、左と曲がってしまいます。

超音波ソナーの振る舞いをチェックする必要が有りそうです。超音波SPからパルスを出し、障害物に当てそのエコーがどうなるのか？観測することにします。

プログラムでは25cm前に何もなければ更にその方向に進むはずですが、どうもそうはなっていない動きです。

プログラムの書き込み中ライターとMega328を結ぶ線が１本切れてしまい、其れを直しても全く書込みが出来ません。どうもfuse　ビットがおかしくなってしまった様です。とんだ災難です。パラレル　ライターでfuseを修復して見ます。