操縦軌跡記憶型自動走行ロボットの試作研究

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本研究は,手動操縦した走行軌跡を,自動操縦により再現させるシステムを開発した.走行軌跡を記憶する手法は,手動操縦データ(モータ制御命令)とモータ回転数を100ミリ秒ごとにUSBメモリに記憶させ,そのデータを同間隔ごとに読み出すことで走行軌跡を記憶したように再現させる方法である.製作するロボットは教材として使用するため回路設計は,モジュール(モータ制御回路,通信回路,メモリ回路等機能単位)ごとに行い,すべて自作することで動作原理や電子素子の特徴を学習できるようにした.モータ制御回路は,FETによるHブリッジ回路で構成した.モータ回転数計は,フォトインタラプタを用いた光学式エンコーダ方式で構成した.通信回路は,シリアル通信(RS-232C)で赤外線とラジコン無線のどちらかを選択できるように構成した.メモリ回路は,当初シリアルEEPROMを使用していたが,書き込んだデータの確認・修正が視覚的に行いにくいことから,パソコンでデータの確認・修正が行いやすいUSBメモリに変更した.本システムの動作確認を行ったところ概ね良好な結果が得られたが,走行距離や走行環境により多少のずれが発生した.しかし,メモリのデータ修正が容易に行えるため,走行軌跡の微調整が行えるようになった他,通信データ等の解析も行えるようになった.これにより,学生にティーチング動作(手動で装置を動かし,その時の状態変化をメモリに記憶させ,同じ動きをさせること)についての基本的な原理や仕組みについて学習させることができ,ロボットを製作する上で新たな技術を身に付けさすことができるようになった.今後,開発した教材の教育効果を本校学生において調査し,より学習効果を高められるものにしていきたい.