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白黒サイクル

ロボットとジャグリングのブログ。

IMU買ってみました

あけましておめでとうございます。

からっ風シリーズの直進できない問題対策でジャイロ使いたいなーと思いつつなかなか時間が取れなかったので、冬休みの課題?としてGY-521(MPU6050)を買ってみました。

GY-521内部は6dofのIMUで、通常加速度3軸、角速度三軸ですが、
DMPを使用すると内部で角度に変換して出力できるそうです。
自分で積分するより優秀そう。ってわけで試してみました。
一個340円でした。驚きの安さ。



ヨー角を取得してサーボに送っています。
IMUとサーボを一緒に動かすと指南車的な動きになります。


mbedのライブラリ関係は下記のものを参考にしました。
・ライブラリ:https://developer.mbed.org/users/syundo0730/code/MPU6050-DMP/
・メインプログラム:https://developer.mbed.org/users/syundo0730/code/MPU6050-DMP_sample/
・メインプログラム:https://developer.mbed.org/users/PandaHouse/code/MPU6050Test/

ヨー角の角速度積分はドリフト誤差が蓄積していくので、どのくらい誤差が溜まるのか見てみました。


横軸が時間[min]
縦軸が角度[deg]

スタート直後30秒ほどで20度までドリフトし、その後は1時間で20度程度でした。
3分で1度。思ったより高精度でした。
すげーなー

ただ、途中で明らかにおかしい信号が入ってくるときがあり、繋いでるサーボがカチャカチャ動くことがありました。
瞬間的に180度とかになったり。

配線が悪いのか、プログラムが悪いのか、基板に問題があるのか・・・。
その辺もうちょい確認しないと。

なにはともあれ角度読めました。
あとは使い方かな
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かわロボ学際シーズン

ブログを書こうと思いつつも忘れていたので今更ながら学祭関係の更新です。

今年を振り返ってみるとかわさきロボットの本大会とKHK杯でぼろ負け。
そろそろ負け続けるのに慣れてしまっていたので、一度しっかり考えてみました。

なぜ勝てないのか?
去年より機体性能上がってるのに?
むしろ勝率下がってるのでは…?

というのを自分なりに考えてみました。

まず、勝つための要素を3つ(+1)に分類してみます。

1.マシンスペック
単純な機体性能です。
移動速度、旋回性能、加速性能
アーム攻撃力
壊れにくさ等

2.操縦能力
自分のマシンを思った通りに動かす操縦者性能

3.戦術・判断力
相手のマシン・試合の流れに応じて次の動きを設定する操縦者の判断力

4.上以外の何か
上記以外の操縦者スペックが何かあるような気がします。
よく分からないので今回は触れません


自分の活動内容をこれに当てはめると

1.マシンスペック
マシンスペック至上主義? でした。
去年まで特に足回りに力を入れていて、移動速度と旋回性能はかなり高いレベルだと自負してます。
アームもまあ、そこそこ使えるレベルのはず。
というわけで、マシンスペックで負けているわけでは無いはず。
(最近周りのマシンスペックも上がっているような気がしますが)


2.操縦能力
 自分のマシンを目で追えないレベルで、マシンを扱えてませんでした…
 フィールドを走り回ろうとすると落ちます。

3.戦術・判断力
 とりあえず突っ込めばいいんだろう?レベル

これはもう明らかに2と3が足りない・・・
マシンスペックだけ上げていたので、マシンに人が追いついていませんでした。
というわけで操縦者を強化します。

戦略は置いといて、まずは操縦練度の向上を目指します
というわけで、機体の操縦を簡単にできるように修正してから反復練習をしました。

(1)動作の自由度を制限する
 からっ風BEEKはアームが2自由度のため、アームの上げ下げだけで数パターンの動きがあります。
 試合中混乱することが多いので、下記のパターンに制限しました。

 アーム角度調整 : アームユニット回転
 攻撃 : アームユニット下げ+アーム上げ
 転倒復帰 : アームユニット上げ+アーム上げ
 スタート動作 :脚の信号と連動

 カウンターの高さを調節しつつメインアームの調節みたいな複雑な動作はしません。


(2)操縦能力を上げる
 ひたすら反復練習をして、マシンを動かす感覚をつかみました
 +プロポとマイコンのパラメータ調節して操縦しやすい設定を探しました。

 一定距離を往復
 180度ターンしてアーム下げ→攻撃動作
 一定コースをぐるぐる
 など。1人で動かしてました。


結果
さて珍しくちゃんと練習して挑んだ品川文化祭

ま…マシンの動きが見えるぞ!
(フィールド広かっただけかもしれません)

BEEKになってから初めて勝てたような気がしますw

思った通りに動かせる楽しさってのも久々に味わいました。

まだ機体性能出しきれていませんが、反復練習でここまで変わるものなんだなーと驚きです。



まとめると、地味な練習って大切ですね

かわロボ参加しました

最近ブログをサボりがちになってました・・・。
GWぶりの更新ですね。

その間に色々修羅場上がったり海外出張いってきたりかわロボ参加したりしてました

結果はどちらも初戦負けで、過去最高レベルに悪い結果にw
ともあれ機体は去年のスペックを維持しつつ扱いやすくなっているので、
戦闘力は上がってるかと。
盾といい試合できたんじゃないかなーと思うのですがどうだろう。
動画が残ってないので良くわかりませんが・・・・

同期に貸してたPussyfootもダメだったようで。
やっぱりあいつは付け焼刃じゃどうにもならない機体みたいです。


からっ風BEEKはざっくりこんな感じの機体でした。
後程データをまとめる予定です。
なにか知りたいことあればコメントもらえれば回答できると思います。






ちなみに青いほうがPussyfoot、色のついてない方がBEEKです。基本スペックは変更なし。

電大杯

電大杯に参加してきました!

・・・また初戦負け。

学祭シーズンはボロボロですね

「アームにダンパー仕込んでるんですか?」とか「プルプルして使いづらくないんですか?」と聞かれましたが、
ダンパーじゃないですただのガタです・・・・・
ロッドのくせに先端プルプルなので使いにくいったらもう・・・

プルプルしないアームがうやましいですw

アームプルプルに関しては根本的な設計変更が必要なので、今後は良くなったらいいなーという感じです。




さて、今回の変更点ですが、アームをサーボ化(角度制御)して挑戦しました。

アームのサーボ化は初めてだったのでどうなるかとひやひやでしたが、動作的には問題なく、操作はしやすくなったので今後もサーボで行きます。


制御則はPD制御で、定常偏差は気にせず簡単に扱えるものに。

角度センサは光学式のロータリエンコーダREL20(アルファ技研)、信号処理は青mbed、モータドライバはMC402CR(双葉)を使っています。



結果としては、ものすごく扱いづらかった2関節アームが扱いやすくなりました!

プロポのスティックの角度に対応してアームのクランクが動くようになっています。

6Jの左上のスイッチ(5ch)だけでスタート姿勢から戦闘姿勢にかわるので、スタートが楽になって、スタート後止まらなくても戦闘姿勢を取れるようになりました。
(以前は一度止まって角度の調整をしていた)

足回りの信号も読み取っていますので、前進したら自動で戦闘姿勢ってのもできそうです。

戦闘中のアームの位置合わせも簡単で、2関節アームでも何とか動かせるようになりました。
まだ操作ミスだらけではありますが・・・。



問題点その1としては、モータの発熱が酷くなって、少し動かすとあっつあつになって連戦が厳しくなってしまいました。

スティックを大きく倒すと指令値まで全力で動かした後全力でブレーキをかけることになるので、大電流が流れやすい+定常的に少し流れているので熱が下がりにくくなっているのかなと。

同じくサーボ化しているレパードは発熱が気にならないそうなので、ゲイン高すぎるのが原因かな。

とはいえ元々ギリギリのトルクなので、PD制御でゲインを下げると持ち上げられそうにありません。

発熱を抑えるのであれば、ゲインを下げたうえで、積分要素を入れてPIDにするか、攻撃時にブースト入れるかして制御的になんとかするのが楽そうです。

モータ増やしてトルクに余裕持たせるのもアリですが。




もう一つの問題点は、今までの操作癖が残っていて、アームを下げたあとスティックをニュートラルに戻してしまい、アームが上がることでした。

アーム上げたまま突っ込んでました・・・・
操作練習しないとなあ。


と、いうわけでサーボ化を考えている方はそのへん注意ですね。

かわロボ秋シーズン

秋シーズンですね。
というわけでKHK杯と東京工科大学の文化祭に参加してきました。

KHK杯:2回戦負け
東京工科大学:1回戦負け

とあまり良くない結果ですが、去年スタート台から出られなかったことに比べれば大きな進歩ですw


練習回数を重ねてちょこちょことわかってきたこともありますしね。
2関節アームの動かし方とか
オムニ脚の弱点とか

特にオムニ脚は旋回性向上、モータの発熱減少と色々メリットがありますが
絡み合って前輪が浮くとダメですね。
当たり前なんですが横に動きます


本大会からの変更点としては

・アームユニットのガタツキを減らした
  →操作性向上
・カムのドライメットをベアリングに変更
  →耐久性向上(ドライメットは摩耗しやすい)
・猫シール(KHK杯のみ)