車両型ロボット(Ｗ６)

２００１年頃にバンダイの「ＢＮ−１」「ワンダーボーグ」、レゴのマインドストームズ等を見て、 「こんな感じで遊べて、もう少し自由度と言うか、奥のあるロボットが欲しい」という 気持ちから作り始めました。全体的な構成は、当時の「知能ロボコン」に参加している様な ロボットをイメージしていました。

初めて作った「目」のあるロボットなので、目を使うアプリケーションを作ってみるのが 製作の中心となっています。それ以外の部分は、だいたい以前製作したロボットで覚えた要素技術 を使っています。（例えば、歩行ロボットの足の制御を腕の制御に適用したりなど）

これ以前のＷシリーズが屋内専用だったので、当初はある程度屋外で動かそうと思い、田宮模型の 「ショベルドーザーキット」を利用の、覆帯式移動ユニットを作ってみました。 しかし、採用したカメラが太陽光下の明るい場所が苦手でした。そんな感じで、外で動かす可能性が低そうだったことや、 頭やアームなどの装備が増えるにつれ、重量オーバーから走行中に覆帯が外れるようになってきた事もあり、 途中で積載キャパシティーが大きな３輪式の移動ユニットに変えました。

メインテーマとしていた「目」関係は、文献をあたりながら画像処理／認識の基本的なことを 実際にいろいろやってみました。そして最終的にはカメラ（目）で見つけた対象を、やはり目で 計ったランドマークを利用して自己位置を推定し、決まった場所に拾い集めるアプリケーションを 作ってみるところまでやってみました。

屋外でカメラが使えなかったため、上記の室内で物を拾い集めるアプリケーションのような物は作らず、 赤外線を使うセンサーへの日光の影響を調べたり、ＧＰＳユニットのような基本的に屋外で使うセンサー の使い方を試したりなど、センサー単体の使い方に習熟するために屋外で動かしてみる・・・といった程度でした。

	スポンジキューブを集める：05.03.12 床に散らばったスポンジのキューブを決まった場所に集めます。自分が部屋の中のどのあたり にいるかは、天井の蛍光灯をランドマーク（基準点）として利用し、求めています。上を 向いている時は、蛍光灯を見ている時で、下を見ている時は、キューブを探している時です。 画像認識をＰＣで行っているため、シリアルポート経由で画像を送るのに時間が多く かかっています。 (5.7 Mbyte/wmv14:45 2007/07/07)
	スポンジボールを拾う：04.10.16 カメラでスポンジボールを見つけて、ロボットとの相対位置を画像から計算します。 そして適当な位置まで近づき、腕ではさんで拾い上げます。ボールは、ボールの下に出来る 影を、２値化で抽出することにより見つけています。（そんなわけで、上から照明している ときしか見つけられません。） ボールに近づいた後は、赤外線距離センサでロボットの直前の床までの距離を測り、ボールが ある場所を特定しています。 (344 kbyte/mpeg)
	３６０度スキャン：04.03.28 腰と首を動かして、１０刻みで周囲３６０度の超音波センサと赤外線センサ（ＰＳＤ）による 距離測定、Ｃｄｓによる明るさ測定をするプログラムを作りました。測定に何秒かけている かを計ってみたところ２２秒強でした。頭を止めて測定しないと超音波の方の測定データが 不正確になってくるので、こんな感じになっています。しかし、時間がかかりますね・・・ (344 Kbyte/mpeg)
	頭を水平に保つ：04.03.28 ＡＤＸＬ２０２を使ってみるプログラムとして、ピッチ軸１軸だけに対して、 ＡＤＸＬ２０２から取得したロボットの傾斜データを使って、頭を水平に保つプログラムを 書いてみました。頭を動かすと、体が少し揺れ、この揺れをセンサーが拾いまた頭が動く といったような仕組みで振動が発生しますので、センサーからのデータを、ローパスフィルタ の計算を通して首のＲＣサーボにフィードバックしました。 (120 Kbyte/mpeg)
	動いているものに頭を向ける：04.01.25 撮影と画像処理のサイクルが長いので、ゆっくり動くものしか追えないという問題はありますが、 以前の動体追跡ルーチンに比べると、だいぶ確実性が増したような気がしました。 棚の上にしばらく置いておいたところでは、前のバージョンでは、あらぬ方向へ頭が向いてしまう ことが多々ありましたが、今バージョンでは、大体いつも私のほうを向いていました。 (232 Kbyte/mpeg)

Ｗ６ｖ２

	腕の動作確認：03.09.10 試しに腕を動かしてみているところです。 このムービーでは、２足ロボットの動作パターンと同じく、ＰＣで 計算し、ロボットの内蔵メモリに蓄えてある動作パターンデータを切り替えながら動いています。 動作開始の腕の状態が、腕のホームポジションです。（このポーズはRCサーボの信号を止めても 保てるためです） (120 Kbyte/mpeg)
	ボールを拾う：03.07.15 直径約１０ｃｍのスポンジのボールを拾います。 メインＣＰＵ（H8/3069） 用のソフトのテストをしているところで、 測距、走行速度コントロール、グリップ等組み合わせて動かしてみました。 「認識」に類することを行っていないので、頭がボールの方を向いていません・・・ (232 Kbyte/mpeg)
	カメラを使ったライントレースプログラム　バージョン１：03.07.22 右目のカメラでラインを見ながら走ります。サブルーチンがそろってきたので、 試してみました。止まっている時に撮影と画像処理をしています。 今後いろいろと改善して能力をアップします。 (344 Kbyte/mpeg)

Ｗ６ｖ１

後進に切替：01.12.16 このムービーで動いているプログラムは、 超音波センサーからの距離入力が４５ｃｍを 切ったら止まり、左右４５度向きを測距し、４５ｃｍ以上の空きがある方向へ向きます。 左右共に物があるときは３０ｃｍ下がって測距をし直す。 と言う動きをするようになっています。 (232 Kbyte/mpeg)

その他（倒立振子）

倒立振子：04.06.27 Ｗ６ｖ３よりも一回り小さくて、よりすばやく動くロボットを作る前の様子見として 作ったモノです。前後方向にラジコン操縦できます。安定化がいい加減なので、 常に操縦していないと倒れてしまいます。マイコン、モーター等はＷ６ｖ３ の移動ユニットと同じです。また、センサーは２Ｌ１と同じくＰＧ０３と ＡＤＸＬ２０２を積んでいます。 (343 Kbyte/mpeg)

下はＷ６の目玉、カメラを使った遊びの一例です。 まあ、こんな感じで処理した結果を元に移動したり、腕を使って認識した対象に働きかけてみたり、 といろいろやってみる予定です。

サンプルその１

取り込み−＞２値化−＞エリア分け−＞最大エリアの境界抽出−＞境界の中心線取り出し

−＞ −＞ −＞

の順で処理し、ラインを抽出してみました。水色の線が処理結果の線で上を走っていい場所です。
一番右の画像の黄色い線は、５ｃｍ単位で引いてあります。画像から、ロボットと線の 位置関係を割り出す処理の一段階です。よく３Ｄグラフィックスの本の初めの方に、 ３次元の点を画面に投影する計算の説明が書いてありますが、これはその計算を逆に行い 画像から３次元の点を割り出しています。拘束条件として、 「線はロボットが居る平面と同一平面上にある」という条件を付加しています。


サンプルその２

取り込み−＞（２値化）−＞エリア番号付与／塗り分け−＞エリア情報抽出／ラインの認識

−＞ −＞

の順で処理し、ラインを抽出してみました。このサンプルでは、同じフレームの中に 「２値化処理」をライン以外のもの（この例ではテレビのリモコン）が 通過してくる時に、ライン以外のものをふるいにかける 処理が入っています。（対応できるのはごく簡単なケースだけですが・・・）

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