歩兵・ヒーロー制御について

　回路・ソフト担当の岡田です．チーム内ではロボットの電気系・ソフトのほぼすべて私が作ったものになります．私がこのチームに所属するきっかけをご紹介しましょう．私は以前の哨兵の制御についての時にSTM32での制御について書いた通り，以前よりSTM32を用いてロボットの制御を担当していました．このチームのメンバーより，STM32のプログラミングが全く分からなくて苦労しているとのことを聞いて手伝うだけなら・・・．と参加しました．（これが手伝うだけではとどまらずほぼ電気系・ソフトのほぼすべてやらされるとも知らずに・・・・．）ここでなぜSTM32なのかといいますと，ロボマスのデベロッパーボードと呼ばれる制御ボードが販売されており多くのチームで利用されています．STM32は多くはmbedなどの入門用のプラットフォームが利用できるのですがこのデベロッパーボードに使われているSTM32チップがmbedに対応しておらず，一般の人がいじるにはメーカーが供給している公式ツールを利用する必要があります．しかしながらこの公式ツールの情報が最近増えてきたとは言え，以前少ないです．よって以前よりSTM32をいじっていた私に声がかかったということなのです．

    長い導入はこの辺にしておいて，今回は歩兵・ヒーローの制御についてご紹介します．

　歩兵・ヒーローはともに哨兵とは違い操縦者がロボットを，コントローラーなどを用いて１人称視点で操縦をします．よって人間の入力に対してロボットが正しい応答を示さないと操縦者の負担となってしまいます．１人称視点でのロボットの制御のソフトは大学のサークルで参加していた「レスキューロボットコンテスト」で私自身経験済みでしたのである程度の感覚はありました．人の入力量に対してフィードバックをする際に人の感覚量は対数的に変化することが知られておりそのような人間工学に即したパラメータ調整をしたり，操縦をするときになるべく指や手を動かさずに操縦ができるようにする工夫をしています．
これらの工夫によって少しでも操縦者の負担が減ることを常に意識しながらソフトを作成しています．
　操縦するときには足回りの移動にはコントローラーのスティックを利用してジンバルの操作や球の発射等の命令はマウスで行っています．またこのマウスにはボタンがたくさんついておりマウス側にキーを割り当てることができるものを採用しています．これにより本来はキーボードまで手を伸ばさないといけない動作でもマウスを握ってさえいれば操作ができることになります．左手にはコントローラー右手にはマウスといった感じで競技中は操作を行うことになります．
　ここで，ロボマスターではロボットをぐるぐる回転させて常に装甲版を動かすことで，相手が狙いを定めにくくするなどの対策が行われています．しかしながら，この動作を達成するにはスリップリングと呼ばれる特殊なコネクタを通してジンバルとシャーシを分離してつなぐ必要があり，さらにこれに合わせて機構の設計も必要になります．我々にはそれをするリソースがないと判断して，代わりにロボットを左右に振り続けることで相手からの攻撃を避けようということをしています．

この時，砲身は常に同じ方向を向き続けている必要があり（そうしないと自分で攻撃できないですからね）これはIMUの値を利用してフィードバックをかけることによって実現しています．また，この回転の途中でもまっすぐ動くことができるように制御をする必要があります．ロボットは入力としてVx，Vyの入力を与え，内部でそれを計算して１輪１輪の速度を計算して出力をしています，この時，Vx,VyにIMUから取得した角度を利用して回転座標をかけ合わせることによってその時の姿勢で操縦者の入力と同じ方向に進むことができるようになります．
　また，競技中に段差を乗り越える，急ブレーキをかけるなどによってロボットが前後に傾くことがあります．この時に砲身に逆方向に傾けることによって砲身の方向を常に同じにするようにしています．これによってアクティブに動いているときにも安定した射撃が可能となります．

　以上のように，私たちのロボットには単に操縦するためだけでもいろいろな機能を付けています．さらに操縦者をアシストして操縦の負担を軽減させる様々な制御をかけています．今回ご紹介できなかったものもいくつかありますが，それは今後どこかでご紹介することがあるかもしれません．何かありましたら私たちのSNSなどに質問等をしていただければ答えたいと思います．

    今回はこの辺にいたします．私たちのチームへの支援のほどよろしくお願いいたします。

次回は，「画像処理について」です．お楽しみに．