からっ風 Schwarze Katze テクノクエスト仕様
成績：優勝
公式結果URL：
https://www.kawasaki-sanshinkaikan.jp/robo/wp-content/uploads/2019/03/Techno_k.pdf
試合中の車載動画：
ロボット概要：
バトル用のからっ風 Schwarze Katzeに5軸カメラアームを取り付けた構造。
概略設計書：
コンセプト：
１．距離感を得やすい映像・情報を操縦者に提供する
２．メカもプログラムもできるだけ簡単に作れて、そこそこのスペックで動くシステムを作る
３．マッピングに挑戦する
主な使用部品：
・カメラ： HDR-AS300 (sony)
・サーボ： RS306MD(双葉電子) ×6個
・ワイヤレスHDMI： LDE-WHDI202TR（Logitec）
・ワイヤレスHDMIバッテリ：PowerCore 5000(Anker)
・HDMIケーブル： DH-HD14SSU10BK(エレコム)
・放射温度計： HT-290(Somnus258)
・LEDレーザー：POOPE-JGWD-CAR-B(POOPEE)
・ディスプレイ：ノートPC＆小型ディスプレイ カメラ＆伝送系：
昨年よりワイヤレスHDMIとカメラ内蔵wifiを使用。
カメラ本体 →ワイヤレスHDM(5GHz帯)→モバイルディスプレイ(メイン)
→内蔵wifi(2.4GHz帯)→USBアンテナ+USB延長ケーブル2m→PCディスプレイ(サブ)
という2系統。
仕様書には書いていないが、HDR-AS300はHDMI出力と内蔵wifi、SDへの記録が同時に行えるので2系統の通信が可能。 メーカー・機種によってはどちらか一方しか出力できない場合もあるので、選定には注意が必要だと思う。
ワイヤレスHDMIは通信距離7mほど。会場の壁を挟んでもレスポンスは良いので操縦の遅延は気にならないレベルで、タイムの短縮に有効だった。
wifiは出力弱いので距離が飛ばず、遅延が大きいものの、USB延長ケーブルを使用して壁の反対側までアンテナを伸ばせば大きな問題なし。ただし、HDMよりは遅延大きめ。
こんな感じで2画面体制
放射温度計：
例のごとく温度計のディスプレイをカメラでのぞき込む方式。
放射温度計は測定距離眺め、ディスプレイ大きめだと操縦しやすいと思う。
カメラアーム：
軸数：6
アーム長：約350mm
昨年までのアームはこんな感じでした。
1軸増やして6軸になったため、真後ろを見れるようになった。
後部がよく見えるため、フィールド端や壁のギリギリまで接近させることができる。
フィールドの縁が怖くてうまく旋回できなかったプレ大会の課題を解決できたように思う。
※今回の競技では使う機会が無かった
設計・製作は作りやすく、安全性の向上を目標に。
組み立てやすさは３Dプリンタ前提の設計で部品点数を少なくし、組み立てを楽に。
３Dプリンタは持っていないので、部品造形はDMMの３DプリンタサービスでMJF-PA12GBで依頼。予備部品含めて2万円/1台程度。
↓こんな感じで造形を依頼
予想以上に造形精度がよいため、ほとんど追加工なく組み立てることができた。
ただし、表面がざらざらしているのを放置した摺動性は悪く、摺動部の組み立ては苦労した。
グリースを付けても油が拡散してしまうため、当日は追いグリースで何とか・・・
安全性の向上としてはできるだけエッジを減らすことと、配線の露出を少なくすることで、アームや配線が引っ掛かって行動不能になることを回避した。 配線類はできるだけ関節の内側を通している。
上体の揺れによるモーメントでサーボが破損するのも怖いため根元はスラストベアリング＋揺れ防止のガイド付き
トルクOFFにしたときにサーボの動作範囲を超えないようにストッパーを付けている
また、適度に減速・バネ補償を加えることで、長時間アームを伸ばしても熱で落ちない構造になった。 サーボへの負荷が小さくなったので、RS301CR(定価9000円)×6からRS306MD(週間ロボゼロで2000円くらい)×6へ大幅コストダウン！
（はるか昔に1ダースまとめ買いしたサーボがやっと役に立った）
念のため根元3軸分は金属ギヤに交換した。
今回作ってみて、カメラの軸が中心からずれていると操縦しづらいことがわかった。
ずれていると、映像の進行方向が曲がっているように見えるため、カメラが曲がっているのか、進行方向がずれているのかわかりにくい。
3D地図：
３D地図は後処理で行っている。
カメラで撮影した映像を一定時間ごとに画像化し、ReCap Photoにて3次元を構築する。
ReCap Photoは画像の特徴点を自動検出して、２D画像から３Dを構築できるソフトで、
リアルタイムに地図を作成するソフトではないので注意の必要あり。
肝心のデータは・・・
なんとか、それっぽい見た目になった。
スタートから白いエリアを超えるまでの29枚を合成。
画像の左下の点はカメラ位置。
参考までにデータを増やすと異次元空間に・・・・
画像の合成が上手くいかない理由としては、カメラの視点を動かしているため、
特徴点が一致しない空間があるのかなと。
カメラは固定で、フィールドをぐるっと回った方がよいデータになりそう。
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