正確には第二回
前回はなんとなく、ネットを使って調べていましたが
今回は実際に使った人からの情報を含めた話

とにかく最軽量である必要性はなさそう
ということである程度小さくてトルクがあればいいと予測
私の機体に必要なトルクを計算していない。
金があり、研究ではなく趣味だったら
とにかく買って動かしてみるが
できるが
なぜこのサーボモータを選んだのですか？
と聞かれたら
答えられないといけないため
計算は必須

しますよ
しますって・・・
じゃないとわからないから
といってもそんなに正確にでるとも思っていない。

で、話を戻します。
ラジコンサーボの話です
どうやら聞いてみると
一つにラジコンサーボといっても用途によって
サーボ自体が大幅に変わるみたい
ラジコンというくらいですから、
飛行機などに使うためのサーボ
または二足などのロボットに使うためのサーボ
使ってない私ではまだよくわかっていませんが、
ようはこの二つは性能的に少し違う様子

通常のラジコンサーボはロボットには向かない
どちらかといえばっていうことらしいが
というのも、
一つ目に角度を細かくできないものがあるらしい。
1°をきっかりとかはものによっては信号がノイズとされて除去され
動作しない場合があるらしい。
これは大きな問題だ
細かく動作を指定して脚先の位置を選択するロボットにとっては問題
飛行機の場合は
風に流されたりするため細かくなくとも、
大体であとはコントロールを持った人が補助できる
しかし、ロボットの場合はコンロール＝角度変更ではないため
制御的にそれでは倒れてしまう
と考えられる。
まあ、二足なら転倒の確率が上がるが
私の場合は二足ではないので
そう簡単には転倒は考えられないが
角度が細かく指定できるの越したことはない
誤差がたまっても困る

二つ目に通信方式の違い
サーボモータには通信方式が主に二つある
PWMとシリアルだ
PWMはパルスの幅によって電圧変化を指令として角度に変化させるが
シリアルの場合はコマンドを指令として出し、
それによってサーボ自体が角度をコマンドのように変化させる。
これによって
制御の面で大きく変わる
PWMは温度や電流の変化を読み取れないが
シリアルの場合はデータを送るため
サーボ内の温度変化や角度データを読み取ることができる。
また、CPUから送られたデータの補正も行うことができる。
そのため、制御ということに関してはPWMよりシリアルの方が向いているかもしれない。

そして、大半のサーボモータはPWMで制御されている
ラジコン用のものは大半がそうで、
ロボット用のものもほとんどがPWMだが
ものによってシリアルを使用した通信を行うことができる。
ロボットであってもPWMで充分なところも多いが
せっかくなので
私的にはこのシリアル通信のものを使用してみたい。

その前に前回調べた会社を見せたところ、
やはり、安定の国内メーカーがいいとのこと
こうなる絞られてくる
シリアつ通信ができ
サイズも小さく
国内メーカー
そこでおススメされたのが
Futaba
ヴィストン
Pirkus
ダイナミクセル
の四社

でさらに調べたところ
Futaba
前にも出てきましたが
これはまたランク上
高価ではあるが安定
・RS304MD
重量：21g
トルク：5.0kgf・cm
スピード：0.16sec/60°
電源電圧：4.8～7.4V
価格：3,990円
・RS303MR
重量：28g
トルク：6.5kgf・cm
スピード：0.11sec/60°
電源電圧:4.8～7.4V
価格：6,825円
問題はメタルギアにするかプラギアか

ヴィストン
・VS-S020
重量：12.5g
サイズ：22.5 * 11.5 * 24.6
動作電圧：4.8～6.0V
トルク：2.2kgf・cm(4.8V 時)
スピード：0.11sec/60°(4.8V 時)
価格：1,575円
軽いが
  どうやら聞いてみた話によると
ギアの初段だけが樹脂製
  他のギアは金属製
使用していると
樹脂の部分に負荷がかかり、ギアがぼろぼろになるらしい
これは怖い
二足ほどは負荷がかからないとしても
これは・・・・　
考えどころ

・PRS-DE07MS
サイズ：26 * 15 * 33（突起物を除く）
重量：30g
トルク：7.1kg・cm（7.4V）
スピード：0.11sec/60（7.4V）
価格：13,800円
重量、トルクともに申し分ないですが
とにかく高い・・・
これはきついな
ほしいけど
この会社は有名な苺サーボの会社
苺サーボは重すぎるという話
結局普通のサーボと同じぐらいのトルクになってしまうという話
だめやん・・・
まあ、使いませんが

ダイナミクセル
・AX-12A
重量：54.6g
サイズ：32 * 50 * 40
  電圧：9～12V
トルク：15kgf（12V/1.5A）
  価格：3,700円
最小でも54.6gは重い
トルクに申し分はないが
電力的に不可能

うーん
かなり悩みどころ
これはどうなんだろう
問題はやはりメタルギアかプラギアか・・・
あとは価格かな
どうしよう
問題は山積みだが
とりあえず、いろいろなサーボ会社のことがわかってきた。

研究の前に来年の仕事がほしい
では次回。

　せっかくなので就活以外の話をおしたい
今回は研究にも関係ある話を
小さくてトルクのでるサーボモータを使いたいんですよ。

ということで最軽量のサーボモータについて調べてみました。
これ以上小さくて使いやすいものがありましたら、
コメントで情報をください
ちなみにこのブログでは実際にはまだ買ってないので写真はなし
残念
実際に使うようになったら、のせますかね。

今回出たものは基本的にはサーボはサーボでも
ラジコンにつかうような
ラジコンサーボの話ですから

ロボットに使う場合はこれが多い
といっても私の場合は二足ではないです。

・スマートサーボRC-1
重量：0.8g
サイズ：38 * 9 * 3
トルク：約15gm
電圧：3～5V
電流：80mA（最大）
操作角度：±30
価格:3000円くらい
いきなり、変化球
電気的なモータを使用せずに
金属系人工筋肉バイオメタル・ファイバーを使用
そのためノイズや振動はない
が、反応速度に問題があるようす。
サイズが微妙に長いな・・・・
反応速度にちょっと問題があるし
角度が30度はちょっときついかな
重量は問題なし
コスパはちょっと悪いかな
これは今回は使用しない方向で

・Falconサーボ
重量：1.7g
サイズ：26 * 13 * 14
トルク：24gcm
電圧：3.3～5V
動作量：6mm
これは一応電気的なモータを使用
といっても基本的にここら辺は軽い飛行機用
インドアプレーンというらしい
軽いは軽いが、トルクに不安あり
流石にきついかな
カバーもなく、ギアがむき出し
もろそうこの上ない
プラギア、メタルギア以前の強度・・・
普通におれそう
ギアは三つついてて
一つはウォームギア
制御はPICがのっている様子　
磁気エンコーダで角度を読み取っている

・マイクロ・デジタル・サーボ　LSS1300
重量：1.45g
サイズ：20.8 * 15 * 7.7
トルク：40g/4.2V
電圧：3.0～4.5V
ストローク：8mm
スピード：0.12sec
価格：2000円くらい
こちらも飛行機の用途で使用されている
とにかく軽いことが前提の様子
そのためこちらもカバーなし
なんかモータが携帯電話のバイブレータみたい

・マグネット・アクチュエータ
正確にはサーボではありませんが、
軽いアクチュエータということで
製作可能なのでデータはなしで
簡単にいえば、コイルに電気を流して磁石を動かす。
少しは動くが、トルクは期待できない。
小さいことは小さいが
自作もできるが・・・

次からはもう少し大きいマイクロサーボといわれるもの
会社ごと的な感じもあり

Waypoint
・W-060
重量：6g
サイズ：22 * 10 * 23
トルク：0.8kg
スピード：0.11s
価格：1150円

・W-038CL
重量：3.8g
サイズ：15.5 * 7.5 * 19
トルク：0.7kg
スピード：0.11s
価格：2180円

ROBIN
・RB-S037RJ
重量：3.7g
サイズ：20 * 17.6 * 8
トルク：0.4kg
スピード：0.12s
電圧：4.8V
価格：780円

・RB-S044
  重量：3.7g
サイズ：20 * 17.6 * 8
トルク：0.4kg
スピード：0.12s
電圧：4.8V
価格：780円

・SB_S080
重量：8.0g
サイズ：22 * 11.7 * 8
トルク：1.5kg
スピード：0.12s
電圧：4.8V
価格：780円

  PowerHD
・HD-1900A
重量：9.0g
サイズ：23 * 12.0 * 22.0
トルク：2.0kg
スピード：0.10s
電圧：4.8～6.0V
価格：680円

  ・HD-1550A
重量：5.5g
サイズ：21 * 11.6 * 20.1
トルク：0.8kg
スピード：0.12s
電圧：4.8～6.0V
価格：680円

・HD-1160A
重量：16g
サイズ：28 * 13.2 * 29.6
トルク：2.7kg
スピード：0.12s
電圧：4.8～6.0V
価格：680円

GWS
  ・PICO-STD
重量：5.4g
サイズ：22.8 * 9.5 * 15.5
トルク：0.7kg
スピード：0.12s
価格：1580円

・PARK-STD
  重量：18g
サイズ：31.0 * 16.2 * 28.5
トルク：2.8kg
スピード：0.18s
電圧：4.8V
価格：1380円　

  Futaba
・S3103
重量：9.5g
サイズ：21.8 * 11 * 19.8
トルク：1.2kg
スピード：0.11s
電圧：4.8～6.0V
価格：6300円

EM
・4.3g
重量：4.3g
サイズ：19 * 8 * 26
トルク：0.5kg
スピード：0.12s
電圧：4.8～6.0V
価格：980円

  Tahmazo
  ・TS-1002
  重量：4.7g
サイズ：17.7 * 8 * 21.6
トルク：1.1kg
スピード：0.14s
電圧：4.8～6.0V
価格：2980円

  Arced
  ・D541BB Rev.2
  重量：4.5g
サイズ：19 * 19.5 * 8
トルク：0.9kg
スピード：0.09s
電圧：3.5～6.2V
価格：2280円

  MiniS
・RB50b
  重量：5g
サイズ：20 * 12 * 22
トルク：0.8kg
スピード：0.22s
価格：1100円

まだまだ沢山あるようですが、
データだけみても
私にはよくわからない点が多い
不具合的なこととか
やはり安すぎるモノは信用度がちょっと…
やはり買って試してみるのが一番ですが
少しこの編に詳しい方に聞いてみますか
会社の差は大きそうですし。
調べるのは楽しいですが、はやく実際につくらないと話にならん。
最終的にサーボ自作は時間的な意味ではさけたいんです。
CMCなどがないため
CADはつくれますが、
細かなプラスチックの加工などは流石に無理
やはり、きれいなケースに収めたい
あるのであれば、
回路やコードが見えないようにきれいに機体におさめないと
私的にはハード的にきれいなことが個人目標
それ以前の問題が沢山出ているのが心配ですが

ギアボックスからつくっていくのはたのしそうではありますが
一応、趣味ではなく研究なので
てっとりばやくハードは完成させて
データをとらないといけない。
そう思うと
個人的にCMCは社会人になったら、ほしいかも・・・

では次回。

　最近、研究室内でライントレースの講習会をしている。
ということで復習も含めてまとめを書いてみた。
  といってもあまり解説的なわかりすくはならない。

基本情報としては
使うマイコンはSH7125
使う言語はC言語
回路も作成
ベースボードはそのままですが、
モータドライバは自作
よく使っていた完成品は生産中止になったみたいですが・・・　
今回はとくに関係ありませんが

今回やったのはプログラム講習
まず、関数の作り方
C言語自体はまあ、多少はできるという流れで
まず、よく使う関数作成から
関数はメイン文とは別にあらかじめ作っておいてから
他で読み込むような感じ
だからつくったものは
プログラムの上部で宣言が必要
宣言をしないと読み込まず、使えない。
関数ということなので、
返り値がある
たとえば、関数内で計算した数値を
メインで呼び出して使うことでできる。
これによってメイン内で計算するよりも
呼び出すだけでよくなるため
  メインの中がまとめられる
ちなみに、返り値が計算式でも問題ない様子。
ただし、呼び出す方を間違えたり　
宣言のタイミングを間違えると
いろいろと面倒
また、関数をメイン文の上側に書く人と下側に書く人がいる
まあ、それは好みで
宣言のあとですぐメインの中身が見たいなら、関数は下
とにかく、関数の中を確認してからメインが見たいなら、関数は上
例で作成したのが、
sinとcosの計算を関数にしたもの
それぞれdegをradに直しました。
型はdoule
degを設定するとradが出る関数
まずは、こんな感じからスタート

次はマイコン書き込みのため、ツールをCpadからHEWに変更
最初は新規でプロジェクトを作成
設定は今回使用するSH7125に
プロジェクトの設定が終わると
何個かプログラムが出てきますが、
使うのは大体は自分で名前を付けたほぼ空のプログラム
今回は一から使うためもともと書いてあったものはほとんど消しました。
あと、マイコンのプログラムを作成の際は
それぞれのマイコンの説明書であるリファレンスマニュアルが必要不可欠なので
PDFか何かをちゃんと用意。
基本がわかると設定はほぼコピペで済むそうです。
まずは、最初に設定したプログラムの中でちょっと足りないものがあるので
追加します。
ポート設定のためなどにどのポートをどのように宣言するか　
知らないと宣言できません。
そのために"iodefine.h"をインクルードします。
これをそのままコンパイルすれば、
設定内容を確認するためのものがDeoendenciesに出現します。
これを見ると宣言の仕方がわかるのでこれを使用します
ばっと見ても分からないので
だいたいはこれが必要だなというときに
検索をかけて調べます。

まあ、まずはマイコン制御の一番初歩のLEDの点灯から
まずはどのポートを使用するかの設定が必要です。
設定に必要のは
ポートの番号、そのポートが使うモード、入出力設定
設定自体はリファレンスマニュアルを読んで確認するしかない。
ポートによって結構モードなんかが違う
使えないポートもある
通信用だとか・・・
設定は設定で別の関数で宣言しておいて
メイン内で宣言すれば使える。
今回はポートBを使用
リファインスマニュアルp487
使用ポート番号1,2,3,5
モードは0:PB入出力
  ちなみにリファインスマニュアルには番号は2進数で書いてあるので
そこはちゃんと十進数に戻して表記
簡単なのはウインドウズの電卓を使えばすぐ
  自分で計算するなら、111は
2^2 2^1 2^0
   1   1   1  =2^2*1 + 2^1*1 + 2^0*1 = 7
7
モード設定は
PFC.PBCRL1.BIT.PB1MD = 0;
これでポートBの1番のモード設定は完了
各番号ごとにそれぞれ設定
まとめる方法もあるが、
わかりずらくなるので今回はしない。
まとめる場合はWORDを使って
2進数を16進数に直してまとめて設定
次に入出力のIOを決める
PFC.PBIORL.BIT.B1 = 1;
基本的には出力が1で入力が0
今回LEDを光らすわけだが、
ただ、電源を流すからといって出力とはならない場合がある
これは回路による
回路がシンクかソースかわからないといけない
また、マイコンによってシンクとソースでは出せる電圧が
大体違うので確認が必要
今回はシンクのため0で設定。
メイン内でこれを宣言すれば、LEDが光る
とっても一度宣言では一瞬すぎてわからない。
ウエイトをいれるか、for文でまわす。
点滅なら、for文二回でまわす。
もしくはフラグをつくって変わりばんこでifの中に入るように回す。
そうすれば、LEDは簡単に光らすことができます。

簡単
光ると感動モノ
今回はここまでってことで
次は割り込み処理とPWMでモータ制御
でも次回は記念すべき400回目
ネタが思いつかない。
では次回。

　せっかくつくばチャレンジに参加（サポートレベル）したので
私的なレポートをつくってみようかと。
私的なため、内容はかなりアバウトな部分があるため
単なる間違いや大きな勘違いなどが多々あると思われますが
あくまでも今回は個人的なレポートということで
大きくは気にしないでください。
ブログにのせるような話ですから・・・。
あまりにも大きなミスはコメントいただけるとありがたいです。

今年のつくばチャレンジも終わりました
結果的には今年は70チームほどが参加して
30チームほどがトライアルを通過し、
7チームが完走しました。
やはり毎年完走チームは増えていく様子です。
トライヤル通過者はそんなに増えた気がしませんが
そもそも、つくばチャレンジは毎年コースが難しくなっていくため
しかたがないといえば仕方がないのか？
トライヤルももちろんのこと伸びています。
コースを初回の2007から比べてみると
やはり、大分変ってきています。
初回は基本的にはまっすぐな道ですが、
段々と曲がりくねり、
今回は白線の前で停止が義務づけられています。
より高度な動作が必要ななってくるというよりは
より正確に場所の判断が必要ということかな？
今後もコースが変わっていくことを期待します。
より面白く。
今後の展開として予測してみます。
コースがどのようなところを通りそうか？
案1：完全なる屋内
今回の大会の最後は自動ドアを潜り抜けゴールへ行くコースでした
ということはより屋内の狭まった部分へ？
つくばの駅の近くで入れそうで比較的道幅のあるショッピングセンター内とか
問題は許可は大変そう。
まさに人の中を動かなくてはいけない。
案2：エレベータ
今のところ白線での停止のみが義務のなので
ある一定の個室に停止という意味でエレベータ
ボタンを押すためにアームも必要になってくる。
狭いからかなり大変そう
障害物回避も何も・・・。
問題は満員は絶対に不可
せまくなるとよりきついのでは？
案3：橋前のせまい坂道
アーチ状の駅前の橋に行く前にせまい小道があったはず
坂で落ち葉がたまり砂だらけの・・・。　
交番前くらいからその坂を登るとか
道は大分せまく、坂は砂で滑る。
問題は特には思い当たらない。
逆に狭すぎる？
案4：池前再び
前大会にあったあの池の前を動くギリギリの感じ
また一周くらいしちゃう？　
コースを一周するなら帰還もあり？
案5：歩道橋
まあ、ないとは思いますが
信号をみてわたる。
自動車がみてわたる
まだまだきついかな
どう考えても許可はとれないと思う
あそこは結構車の通りはあるから・・・。
問題は許可と現実性

次に考えることとしてはシステムです
どのようなプログラムを用いて動かすかが問題
単純に互換性を考えたら、
やはりRTミドルウェアでしょ。
と押してみる。
これのいいところが普通のプログラムが完成品があるとしても
そのまま使えることはない。
しかし、このRTCの場合
コンポーネントは一つ一つが一応独立して動作しているため
出力と入力が何が必要か、パラメータ調整がわかれば
そのまま流用可能
センサのコンポーネントや制御の基本的コンポーネントがあると
そのまま使えて余計な手間を避けられる
逆に他の独自システムを使用している方々の方が気になる。
画像ならopenCVは必須だが
気にはなるが、研究学正のように聞いて回るのを忘れてた・・・
コミュニケーション能力不足

次にセンサ
どうやらURGは必須レベルですね
障害物回避用だけではなく、斜め下で地面の線をみたりするらしい
障害物回避においては安定感が高い
安心して使える
これは大きいですよ。
安心は大きい
リアルワールドにおいてどんなトラブルが起こるか分からない。　
だからこそほしいのですよ。
他にカメラも結構ありましたね。
種類はいろいろありましたが
本当にただのWebカメラから
魚眼カメラやステレオカメラなど
使っているのはやはりopenCV？
基本的にいろいろはいっているしね！
使える機能を思う存分使うのは結構大変な気もしなくもないけど
カメラの処理は画像処理の領域になっているから・・・
といういいわけはしませんが、
画像処理はあまり触れたい気がしないのはなぜ？
つぎによくあるセンサとしては
ＧＰＳ
自分の位置を認識するためには必要なセンサ
といってもすばらしく精度が出るわけではない。
結構ずれる
車などにのっているカーナビはうまく補正などをかけているようだが
そのまま使うとずれる様子。
2～3メートルの誤差とか車なら動いている方向を考えるとたいしたことないが
ロボットの場合かなり困る。
また、その日のその場所ごとに見ている人工衛星の数も変わるため
変化する。
さらに木々や上部の障害物によっても変化する。
急に飛んだりは少ない様子だが、常に見続ける必要性があるかは微妙
エンコーダ
というか、モータで動いている時点で使っていないはずはない。
オドメトリのためにも必要
モータの回転から式を出して自己位置を判定する
理想空間上では問題ないが、
つくばはリアルワールドだ
オドメトリはずれまくる
原因はいろいろ、点字ブロックみたいなでこぼこだったり落ち葉によるスリップだったり
だからこその補正
補正方法はいろいろ
その辺は流石に見てわからないから聞かないことには
パーティクルフィルタとか・・・・？
完全にずれなしは不可能ですから
補正方法についてはもっと調べがいはありますね。
センサはこんな感じで
私的にはもっと面白いセンサが使えないかと構想はするが
大体決まってくる？
そんなことはないはず。
有名な磁気センサで磁場を読むようなうまいアイディアはないかな

次に構成かな
自己位置推定
最近はこれが一番重要なのでは？と思う
自分の位置を予測する
これによりオドメトリのずれを補正して走る
で出てくるのがジャイロセンサですよ。
センサのときに出していなかったが
ジャイロにより本体の角度を求めることにより、
今予定よりどのくらいずれているのかが分かりずれがわかる
このジャイロ自体がずれるのですよ
正確すぎて温度による変化が・・・・
まあ、ある程度の話はジャイロの記事にて
ジャイロはよくつかわれますが
他にもカメラにより地面やランドマークを検出して
自己位置を判別する方法もある。
カメラはSURFとかでとるのかな？
あとよくあるのがＧＰＳで全体から自分の位置を補正する
ポイントポイントでとるのが正しいのかな
といってもＧＰＳ単体では自分の向き（角度）は分からないので
いろいろと駆使しなくては
障害物認識
障害物は回避する前にそれがどこにあるって
どのように動いているかをわからないといえない
起動予測まではいかなくても
それが動いているかくらいは欲しいが・・・
どの辺にあるかは
最低限目の前に障害物があるはないかを認識して動作
よけるなり突っ込むなり
URGを使用
全方位センサ？
障害物回避
認識した後の動き
どのようなアルゴリズムで動作を指定するか
コース通りならそのまま
コースから離れているなら
それをどう補正するか
まあ、それ以前にコース内にいるかわからないとどうにもならない場合も

うーん
まあまあ時間が経ってしまいましたが
私のまとめとしてはこんな感じですかね
1月のイベントにはいくつもりですが・・・
いろいろと期待と不安
では次回。