【授業☆しょ~かい】『オムニ・ローバー』の動作原理を学んで『プログラム制御』を体験したよ! 電子技術科(都留キャンパス)No.429

2021年06月09日

令和3年5月31日(月):
こんにちは。あんどくんです 。
電子技術科をPRしているよ ☆彡
みんな、令和3年もリアルに応援よろしくね (`・ω・´)ノ
産短大は、前期授業がスタートして9週目なんだよ。今日、令和3年5月31日(月)は、3,4限におじゃました1,2年生の『プログラミング演習』について紹介するよ。

この授業では、いま世界中が注目している最新のプログラミング言語『パイソン』によるプログラミングを、『ドローン』や『ロボット』などをリアルにプログラム制御しながら学んでいるんだよ。昨年は『ドローン』を制御したんだよ。で、今年は戦車型ロボット『オムニ・ローバー』を制御していくんだ。

この授業の担当は南湖 准教授だよ。前回『オムニ・ローバー』が完成して、1、2年生ともに、『例題』のプログラムを入力しながら、『パイソン言語』のプログラミングを体験したんだよ。今回も、ひきつづき1、2年生ともに、『パイソン言語』のプログラミングを体験していくよ。ただし、2年生は『C言語』の文法をひととおり学んでいるんで、『C言語』との違いを意識しながら体験していくんだ。

 

というわけで、さそっく『パイソン言語』による『オムニ・ローバー』のプログラム制御をはじめていくよ。

 

パイソン言語』は最新の電子工学技術である『AI (人工知能)』『IoT (モノのインターネット)』『宇宙工学』『VR (バーチャル・リアリティ)』なんかに使われていて、世界中で注目されているプログラム言語なんだよ。

 

パイソン言語』では、少ないコードで簡潔にプログラムを書くことができるんだよ。
また『C言語』の文法に似ているから、『C言語』をやったことがあれば、学びやすい言語なんだよ。

 

ここからは『オムニ・ローバー』の動作原理について学んでいくよ。
オムニ・ローバー』は前後左右のタイヤを独立に制御することで、10通りの走行ができるんだよ。

 

これを可能にしているのが、『メカナムホイール』っていう特殊なタイヤなんだよ。『メカナムホイール』は、下の写真みたいに、複数個のタワラ型回転子が45°かたむいて配置されているんだ。

 

オムニ・ローバー』には、下の写真のように、2種類の『メカナムホイール』が使われているんだよ。

 

2種類の『メカナムホイール』が、下の写真みたいにクロスするように配置されているんだ。
四つのタイヤの回転方向と、タワラ型回転子の傾きから、走行の仕方が決まるんだよ。
たとえば、下の写真みたいに四つのタイヤがすべて正転 (中央にある上向きの四つの矢印) の場合には、四つのタイヤのタワラ型回転子が進む方向をベクトルで表して、四つのベクトルを合成すると、前進することがわかるんだよ。

 

下の写真は、四つのタイヤがすべて逆転 (中央にある下向きの四つの矢印) の場合だよ。

 

各自で、走行の仕方を考えたんだよ。

 

正解は後退だね。

 

下の写真の場合には、左に平行移動するんだよ。

 

今度は、右に平行移動するよ。

 

つぎは、右上と左下のタイヤが逆転して、左上と右下のタイヤが停止している場合だよ。この場合には、右斜め後退になるんだよ。

 

これは旋回 (せんかい)だね。
超信地旋回 (ちょうしんちせんかい) 』っていうらしいよ。しかも時計回りだね。

 

こんどは『超信地旋回』の反時計回りだよ。

オムニ・ローバー』の動作原理については、ここまでだよ。

ここからは『パイソン言語』のプログラミングを体験していくよ!

オムニ・ローバー』の制御プログラムは、南湖 准教授によるオリジナルの関数を使ってつくっていくんだよ。これらの関数は、mecanum (メカナム) ライブラリをインポートするれば使えるんだよ。

 

まずは『オムニ・ローバー』に搭載された『ラズパイ』の電源をONにして・・・

 

ラズパイ』を起動したんだ。

 

で、プログラムを開発するソフト『Thonny Python IDE』で、前回入力したプログラムをひらいたんだよ。

 

プログラムの流れを、PADを使って復習したんだ。
連接』の構文を使って、前進して3秒後に停止するプログラムだね。

 

パイソン言語』のプログラムは、『TAB』キーでインデントを入れないと動かないんだよ。

 

CTRL』キーと『C』キーを押したときの『例外処理』についても説明があったんだよ。

 

さっそくプログラムを実行して、『オムニ・ローバー』の動作を確認したんだ。

 

プログラムどおりに動作したね^^

 

つぎは、前進して戻ってくるプログラムだよ。

 

さっそくプログラムコードを入力して・・・

 

プログラムを実行したんだよ。
うまくいったね。

 

ここからは、各自で『演習問題』に取り組んだんだよ。
連接』の構文を使って、『オムニ・ローバー』を自由に動かすプログラムを設計するんだ。

 

ただし使っていい関数を制限したんだよ。

 

さっそくPADで『プログラム設計図』を描きながら、プログラムを設計したんだよ。

 

下の写真は、ORくんにできあがった『プログラム設計図』を見せてもらったんだよ。

 

プログラム設計図』ができたら、『パイソン言語』でコーディングしていくんだ。

 

うまくいったね!

 

さいごに、進む距離を指定して『オムニ・ローバー』をプログラム制御することになったんだよ。
南湖 准教授がモニタに示した『プログラム設計図』を、コーディングしていくんだ。

 

進む距離引数に持つ関数を使えばいいんだよ。

 

さっそく、コーディングしてプログラムを実行すると・・・

 

プログラム設計図』のとおりに『オムニ・ローバー』が走行したよ^^

今回はここまで。

時間なんで・・・
電車で帰るよ ≡3

 

甲府駅』に着いてから南口に出て『県庁』の横を通ると、今日は赤くライトアップされてたよ!

 

みんな、今日も1日おつかれさま☆彡
次回は『分岐』の構文を使って、『オムニ・ローバー』を制御していくよ ≡3
今日も『産短大の毎日』をみてくれてありがとう!
また、明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و

それじゃ ≡3 ≡3 ≡3

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