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汎用ヒト型決戦遊具はじめました。
ロボサバ第15回
2012年12月19日 (水) | 編集 |

今回もロボサバに参加してきました。通算3回目の出場です。
散財さんの記事が詳しいです。)





電龍にゼロタンクがやられる試合の様子です。
今回は初心者が多かったため、1対1のデュエルがメインでした。
物陰に隠れたり、旋回して索敵したり、意図したように動いてくれています。
被弾センサも動いており、数発の被弾でランプが点灯、機能停止しています。
基本的な機能が揃ったことで、ちゃんとゲームになっています!
カメラ越しに操作しており、一人称視点から置かれた状況を想像して移動する感じは、テレビゲームそっくり。




th_CIMG1350.jpg
今回の機体は「ゼロタンク2T」です。
Tは登坂(とはん)仕様のTです。
前回、坂の障害物をクローラー機のくせに登ることが出来なかったのが悔しく、
背の高さはそのままに、前後に転倒防止用の補助クローラーを増築しました。
この補助クローラーは平地では接地しないため、旋回力を邪魔しません。
場当たり的に増築増築していますが、動物の進化を見ているようで楽しいです。


th_CIMG1352.jpg
最強機体の電龍がバッテリー切れ。そこを容赦なく攻撃させていただき、アルミに穴を開けさせていただきました。
この、「止まったマトを撃つ」という当たり前のことができるようになるまで、半年以上かかりました。
ゼロタンクの仕様公開の暁には、初心者でも同様の機体が1週間でできるようになると思います♪




3号機目となる「ゼロタンク2T」でようやく、カメラ以外の全ての要素をArduinoに詰め込むことができました。
被弾センサ、無線コントローラー受信(VS-C1)、クローラーモータードライバー制御×2、ガン発射制御、砲塔サーボ制御×2、被弾LED点灯が、1枚のArduinoに入っています。
もう少し調整しますが、「誰でも到達できる基本的なロボサバ機」というゴールイメージに、かなり近い仕上がりです。
そして、ここがスタートでもあります。
基本的なことが備わったことではじめて、移動体など、遊びの部分をいろいろ試すことができるのです。




th_CIMG1354.jpg

今回のMVPの理科大チーム「100均のまな板号」です。
かわロボ仕様の機体のシールド(まな板)の上に、ロボサバセットが載っています。
ゼロタンクは、この機体に負けてしまいました!

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ロボゼロの前腕2
2012年12月13日 (木) | 編集 |

今回ピッチとかロールという単語を多用します。

ピッチは、ピッチャーがボールを投げる、腕の前後の回転運動の向き

ロールは、ロールケーキの渦巻きを正面から見たような、側転の回転の向き

ヨーは、すれ違いざま「伊藤!」「よぅ!加藤!」と振り向く時の、腰のひねりの向き

です。
私はバカなので、こうやって覚えてしまいました。


また、腕の肘や拳のピッチやロールについては、便宜上、腕をまっすぐ下げた状態を基準に呼称しています。
(また、ロボゼロには3番・22番サーボの腕ヨー軸があるので、肘ピッチ拳ロール = 肘ロール拳ピッチ肘ピッチ拳ピッチ = 肘ロール拳ロールです。)




前回の記事で、

>自然体で立ったとき、
>人間の肘はどちらかと言えばピッチ軸方向です。
>手のひらは内側で、腰の方を向いています。つまりハンドはロール軸です。
>ガンダムもそういう風に立っています。

と書いたところ、
micono先生よりコメントをいただきました!

>肘関節がピッチ軸方向というのはあっていますが、
>手首/手のひらの方向も骨格的にはピッチ軸方向で正解であり
>ロール軸方向であるのは間違いだと思います。
>手関節がロール軸方向と感じてしまうのは前腕(手)が回内(内旋)しているのが
>自然だと思っているからだと思います。
(抜粋)


実際に、食堂の人や道行く人を観察してみました。
本来、肘ピッチ拳ピッチが骨格的にデフォルトの腕ですが、
ほとんどの場合、肘ピッチ拳ロール気味になっているように見えました。
歩く、コップを持つ、箸を持つ、自転車のハンドルを握るなど、そういう状態でした。

日常で目にしている「状態の出現頻度」が、
骨格的な正しさとは別に見た目の「それらしさ」に影響してくるのだと思います。

肘ピッチの方が自然な状態だと直感的に感じてしまったのには、そういう理由があるのだと思います。




以下、画像検索で腕の向きをピッチorロールで無理やり二分してみました。
ロボットの腕を自然な人体に近い肘ピッチ拳ピッチにするのがよいか、ひねった状態の肘ピッチ拳ロールで固定するのが良いのか、出現頻度で見てみたいと思います。

_.jpg
ウォーキング解説の図を見ると、肘ピッチ拳ロールが多い。

TKY201208040623.jpg
世界一のスピードで走るボルトは、肘ピッチ拳ロールっぽい。

2012aka.jpeg
ワイングラスを持つ赤ちゃんは、肘ピッチ拳ロール

seitai_self24_yunomi.jpg
コップを持つ大人も、肘ピッチ拳ロール。ただし、赤ちゃんを持つ手は肘ピッチ拳ピッチ

7edbbaff0649157febe1dc419f3d0f78.jpg
弥勒様は右手が肘ピッチ拳ロール。左手が肘ピッチ拳ピッチ

2010_12_31_02.jpg
ダヴィデ様も右手が肘ピッチ拳ロール。左手が肘ピッチ拳ピッチ




骨格的に不自然であるはずの、肘ピッチ拳ロールという前腕をひねった状態の頻度が増えるのは、
「道具」との関係性も大きそうだと思いました。

ガンダムはビームライフルを構えるために肘ピッチ拳ロールになっているのだと思います。
たとえば兵士の銃の構え方の写真を見ると、ガンダムと同じ肘ピッチ拳ロールぎみの向きが目につきます。

d0123476_10415692.jpg
ガンプラと同じグリップの握り方。肘ピッチ拳ロール

20090124_US_soldier.jpg
もちろん、肘ピッチ拳ピッチの構えも多いので、一概どうとは言えません。
骨格の話を聞いてしまうと、こちらの方がちゃんと力が入るように見え、本気の構えに感じます。

また、骨格的に正しいという肘ピッチ拳ピッチの向きは、剣道や空手、古武術などの写真をみると、そうなっていることが多い気がします。
合理性を追及すれば自ずとそのような型になるのかもしれません。

kouno_america06.jpg
(古武術家甲野さん)




ちなみに、
連邦軍は肘ピッチ拳ロールがメイン。
ジオン軍は肘ロール拳ロール(≒肘ピッチ拳ピッチ)がメイン。
と書き分けられていました。

ガンダムが現代人的、都会的な印象、
ザクが武士的、野生的な印象を与えるのには、
その辺も意識されていたのかもしれません。

ef001.jpg
ガンダムは肘ピッチ拳ロール
http://www.gundam.jp/mecha/ef01.html#01

ze003.jpg
ザクは肘ロール拳ロール
http://www.gundam.jp/mecha/ze01.html#01

人の骨格に似せようとすれば、肘ロール拳ロール(≒肘ピッチ拳ピッチ)
ガンダムに似せようとすれば、肘ピッチ拳ロール
ジオン軍ぽくしたければ、肘ロール拳ロール
ということなのだろうと思います。




さらに言えば、もしロボゼロの前腕をひねって固定するにしても、
90度カッチリ回転させてしまうのではなく
やらせたいモーションや決まりポーズからの逆算で、
よりアニメロボットらしく(もしくは自然な人間らしく)見えるほどよい角度に固定するというのが良いような気がします。




ロボゼロを、肘ロール拳ピッチにしてしまうと、書き初めプログラムが使えなくなってしまいます!お正月なのに!

ROBOXERO(86) Arduino版被弾センサ_1
2012年12月11日 (火) | 編集 |

前回の大会では公式被弾センサを搭載したゼロタンク2が、
ガン発射や段差で自機のノイズ拾う→被弾反応→停止
というパターンでまったく活躍できませんでした。

ガンやキャタピラでDCモーターを使いまくる機体で
ノイズを完全に処理することは、素人にはかなり難易度が高いことがわかりました。




何度も書いた気がしますが、「被弾センサの仕組み」についてまた書きます。

被弾センサは、アルミ箔に開いた穴から漏れた光を、太陽光発電パネルで受けて電圧を発生させ、その電圧をもってアルミ箔の穴を検知するシステムです。
ボリュームで設定された電圧とコンパレータで比較として一瞬でも太陽光の電圧が高ければ、被弾信号を発信し、その状態でロックされる仕組みです。
このため、少しでもノイズを拾ってしまうと、被弾とみなされ機体が停止してしまいます。




「アルミ箔に穴が空いている」ということさえ検知できればよいので、
ノイズの分をキャンセルするようにしてみます。
方法はシンプルで、太陽光パネルからの電圧が高いという判断を、一瞬ではなく、継続的(0.1秒とか)かどうかで分岐するようにします。
太陽光パネルの電圧が一瞬高ければカウントを開始し、一瞬でも低ければカウントを0に。
一定数のカウントを経過すれば、被弾とみなし機能停止、としてみます。
Arduinoならカンタンです。




操作方法や挙動は公式の被弾センサと同じようにしたいと思います。
ロボサバではゲーム開始前に被弾センサの設定が行われます。段取りは以下のようになっています。

(1)このくらい穴が空いたら被弾、というガイドとなる穴の空いた膜を
   センサにかぶせる。
(2)閾値を設定する可変抵抗のボリュームを下げてリセットを押す。
   被弾LEDは消えている。
(3)センサに被弾反応が出るまで徐々にボリュームを上げていく。
(4)被弾LEDが点灯したところで、ボリュームを止める。
(5)穴の空いていない通常の膜でセンサを覆い、リセットを押す。
   被弾LEDは消える。

という感じです。

Arduinoで同じ手順を再現するために必要な外部パーツは、
A:太陽光パネル
B:可変抵抗
C:LED
D:リセットスイッチ

の4つです。




C:ArdunoのデジタルからHIを出力すれば良いので特に問題なし。
D:Arduino本体のリセット(リセットピンをスイッチでGNDにショート)すれば何かと便利です。
AとB:これを設置するには、プルダウン抵抗やパスコンを挟んだ方が動作が安定するようなので、
まずこれを組みます。




シールドに組み込む「太陽光パネル」と「可変抵抗」の追加パーツについて。

th_被弾センサ準備1


上の100kA可変抵抗は、5V電源、GND,アナログピンへと繋ぎます。
5Vの入り口とGNDへの出口に10k、1kΩの抵抗を入れてあります。
これでボリュームを端まで回して無抵抗になってもショートせずに済みます。

太陽電池からはパスコンとプルダウン抵抗を入れてあります。
いくつか試してみたところ、470kΩで、Arduinoの受信値がほどよい感じに安定しました。
こちらは念のため、回路保護用に信号線の出口に1kΩの抵抗をいれてあります。

どちらも、Arduinoので読み取った値が、ミニマム0、マックス1023以内になるのが理想です。
シリアルでモニタリングしたところ、
ボリュームが7~900程度、太陽光は0~1023で振り切れます。(室内の蛍光灯なら800程度。)
うまくいっているようであります。
さらに、おそるおそる直近でArdunoから操作したガンを動作させてみましたが・・・値に変動は出ませんでした!
やった!とりあえず今のところはやった!と喜んでおきます。




上の図で変なところがありましたらぜひ教えてください。
いっぱい間違えている気がしますが、公表しても問題ないレベルになったら、準公式被弾センサとしてwikiにあげようと思います。

ロボゼロの前腕・・・
2012年12月10日 (月) | 編集 |

ロボゼロは関節が沢山あるのに、
立ち姿がイマイチ人間っぽくないというか、ガンダムっぽく格好良く立てないのはなぜだろうと思っていました。




私の結論は、前腕と手首。

自然体で立ったとき、
人間の肘はどちらかと言えばピッチ軸方向です。
手のひらは内側で、腰の方を向いています。つまりハンドはロール軸です。
ガンダムもそういう風に立っています。

一方ロボゼロは、
手首が固定で、肘がピッチ向きの時、ハンドもピッチ軸です。
「押忍!」のポーズです。逆手で懸垂する気マンマンのポーズです。
モデルが柔王丸なのでそれが正しい気もしますが、
前腕フレームを90度回転させたい気持ちになる今日このごろです。
穴開けだけで出来そうですが位置がかなりシビアっぽいのが工作スキル的に難点です。
買いたてのプロクソンフライス盤があるので、出番なのかもしれません。




もう一つ、サーボノイドあいたんでもやっていましたが、二の腕のサーボも90度回転させたいです。
あいたんの方はかなりアクロバティックな改造になっています。
当方は二の腕だけを90度回転させてみたいのですが、そうするとどうしても強度を保てそうなフレームが思いつきません。
ゼムはひょっとするとあいたん方式にするかもしれませんが、可動範囲への影響などについて、検証は必要そうです。

ROBOXERO(85) アナログカメラ-4
2012年12月08日 (土) | 編集 |

最初のゼロタンクにはUSBカメラを利用しようとしたのですが、
これがVS-C1と干渉して使い物になりませんでした。
また、干渉と関係なく、映像の遅延があり、ラジコンとして遊ぶ場合にいはほとんど使い物になりませんでした。




そこで、アナログカメラを導入したのですが、そのハウジングがまだでした。
今日はロボゼロに搭載でき、なおかつ他の戦車などにも搭載できるタイプのハウジングを作りたいと思います。




以前3000円で購入したマルハマのMCD-25T(絶版品)を、タカチの小型ケースに収めてみました。
th_CIMG1340.jpg

ケースの選択によっては、もう少し小型化も可能そうでした。
なんの設計もなくエイヤッと穴をあけて作ったので、いつものごとく穴の場所を間違えたりしています。




th_CIMG1341.jpg
ロボゼロへの搭載は、首の付け根のアルミ板にスライドインにしてみました。
ハードな運動をすればもちろん外れますが、付け外しの便利さを優先してみました。




th_CIMG1339.jpg
二足ロボに装着してみました。
外装がまだオレンジなのでXENNYぽいですが、サーボも一部RS303MRに換装してあり、
XEMへの道を着々と進んでおります。