ETRobocon

ETロボコン シミュレータ †

自作 ETロボコン シミュレータ の開発日記 兼 ETロボコン参戦記 兼 備忘録

【目的】 インタフェース共通化によりPC上でPathfinderの走行アルゴリズムを確認できるようにする。（このページ下部にコード例掲載)

【開発フロー】 シミュレータでアルゴリズムの基礎検討→実機でチューニング　の流れで楽しく開発♪

【スペック】 運動学：2輪モデル、BRICK：LEGO Mindstorm(RCX)、緒元値：RCXベースのパスファインダーから実測、2D表示モード・3D表示モード、実時間シミュレーション可能、ETロボコン 2007対応

【動画】

  • シミュレーター動作画面（BGMあり）


  • 主観ビュー（BGMあり）

その後 RCXからNXTに変わって、今はEV3なんですってね。(2016追記)

  • シミュレーターと同じアルゴリズムで動いている実機



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シミュレーター制作日記 †

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シミュレーター使い方 †

  • コース画像を準備する。
  • 走行ロジックを書く。ラッパー(インタフェース)をたたくだけでOK
    • CPU Core2Duo以上、DirectX9〜対応グラボなら3D表示しても実時間実行可能
      　離散化��tの値を大きくすれば、計算は荒くなるが遅いPCでもサクサク動くはず。
  • コース上の指定した座標にPathfinderを配置してシミュレーションスタート
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インタフェース †

  • BrickOSWrapper.h
    　実機とシミュレータでこのインタフェースを共通化 
    #pragma once
#include <vcclr.h>
namespace BrickOSWrapper{
class PathFinder{
private:
        static gcroot<Misawat::Etrobo::Simulator::PathFinder*> _pathFinder;
public:
        static void Set( Misawat::Etrobo::Simulator::PathFinder* pathFinder ){
                _pathFinder = pathFinder;
        }
        static Misawat::Etrobo::Simulator::PathFinder* pathFinder(){
                return _pathFinder;
        }
};
class LightSensorWrapper{
private:
        gcroot<Misawat::Etrobo::Simulator::LightSensor*> _lightSensor;
public:
        LightSensorWrapper(){
                _lightSensor = PathFinder::pathFinder()->GetLightSensor();
        }
        unsigned int get() const{
                return _lightSensor->Get();
        }
};
class TractionMotorWrapper{
private:
        gcroot<Misawat::Etrobo::Simulator::Motor*> _tractionMotor;
public:
        TractionMotorWrapper(){
                _tractionMotor = PathFinder::pathFinder()->GetTractionMotor();
        }
        void Forward( unsigned char s ) const{
                _tractionMotor->Foward(s);
        }
        void Reverse( unsigned char s ) const{
                _tractionMotor->Reverse(s);
        }
};
class SteeringMotorWrapper{
private:
        gcroot<Misawat::Etrobo::Simulator::Motor*> _steeringMotor;
public:
        SteeringMotorWrapper(){
                _steeringMotor = PathFinder::pathFinder()->GetSteeringMotor();
        }
        void Forward( unsigned char s ) const{
                _steeringMotor->Foward(s);
        }
        void Reverse( unsigned char s ) const{
                _steeringMotor->Reverse(s);
        }
};
};
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走行ロジック（アルゴリズム）クラスの例 †

  • RunningMethodManager.cpp
    走行ロジックのマネージャ 
     #include "StdAfx.h"
 #include "RunningMethodManager.h"
 // Normal
 #include "RunningMethod_Normal.h"
 RunningMethod::Normal* iRunningMethodNormal;
 // TODO-start: ここに各自のRunngingMethodクラスを追加
 // #include "RunningMethod_XXX.h"
 // iRunningMethodXXX* iRunningMethodXXX;
 // TODO-end:
 RunningMethodManager::RunningMethodManager()
 {
         // 光センサー値履歴管理モジュール生成
         iLightValueHistory   = new Common::LightValueHistory();
         iRunningMethodNormal = new RunningMethod::Normal();
         
         // TODO-start: ここに各自のRunngingMethodクラスを追加
         // iRunningMethodXXX = new iRunningMethodXXX();
         // TODO-end:
         
         // 閾値設定
         Common::LightValueHistory::setThreshold( 100,0, 50 );
 }
 RunningMethodManager::~RunningMethodManager()
 {
 }
 int RunningMethodManager::StartRunning()
 {
         bool         courseDetection = false;
         unsigned int latestValue = 0;
         // 光センサー値更新
         iLightValueHistory->UpdateLightValueHistory(&latestValue);
         // コース判別
         // TODO-start: ここに各自のRunngingMethodクラスを追加
         // courseDetection = iRunningMethodXXX->DetectCourse(iLightValueHistory);
         // if(true == courseDetection){
         //      iRunningMethodXXX->Run();
         // }
         // TODO-end:
         courseDetection = iRunningMethodNormal->DetectCourse(iLightValueHistory);
         if(true == courseDetection){
                 iRunningMethodNormal->Run();
         }
         return 1;
 }
 int RunningMethodManager::StopRunning()
 {
         return 1;
 }
  • RunningMethod_Normal.cpp
    　状況ごとの走行ロジック（複数用意しても、１つでもＯＫ） 
     //==============================================================================
 // - 名前: 通常走行
 // - 機能: 難所などを含まない通常のカーブ・直線を走るロジックを持つ。
 //         - 灰色検出のためコースの外側をエッジ走行する。
 //           つまり、黒：右、白：左にステアリングを切る。
 //         - 一定角度以上ステアリングをきらないようにリミットを設ける。
 //==============================================================================
 #include "stdafx.h"
 #include "RunningMethod_Normal.h"
 using namespace Common;
 using namespace BrickOSWrapper;
 using namespace RunningMethod;
 #define ABS(x) (0<(x)?(x):-(x))
 Normal::Normal() :
         _currentDirection( DirectionRight ),
         _counter( 0 )
 {
         COUNTER_MAX    = 100;
         STEERING_SPEED = 255 / (LIGHT_HISTORY_MAX / 2);
 }
 Normal::~Normal()
 {
 }
 int Normal::Run()
 {
         _tractionMotor.Forward(100);
         if( _lightValueHistory->isWhite( _lightSensor.get() ) ){
                 Left();
         }else{
                 Right();
         }
         return 0;
 }
 void Normal::Right()
 {
         Count( DirectionRight );
         _steeringMotor.Forward( GetSpeed() );
 }
 void Normal::Left()
 {
         Count( DirectionLeft );
         _steeringMotor.Reverse( GetSpeed() );
 }
 void Normal::Count( Direction direction )
 {
         if( _currentDirection!=direction ){
                 _counter = 0;
         }
         else{
                 _counter ++;
         }
         _currentDirection = direction;
 }
 unsigned char Normal::GetSpeed()
 {
         if( _counter < COUNTER_MAX ){
                 return GetSpeedFromHistory();
         }
         else{
                 // ステアリングきりすぎ防止
                 return 0;
         }
 }
 unsigned char Normal::GetSpeedFromHistory()
 {
         // 白黒の割合によって、ステアリングスピードの変更
         return ABS(_lightValueHistory->GetWhiteRate()-LIGHT_HISTORY_MAX/2) * STEERING_SPEED;
 }
 bool Normal::DetectCourse(Common::LightValueHistory* lightValueHistory)
 {
         // runで使用するのでポインタを保持
         _lightValueHistory = lightValueHistory;
         // 通常走行なので必ずtrueを返す
         return true;
 }
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ETロボコン2007関東大会 予選会に出場しました †

yosen.png
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今後の展望 †

  • ひとまず１回出場できただけで満足
  • UMLをつかったデザインを目的としているけど走行体の競走みたいな側面もあるから、今後は制御で勝負！みたいなチームももっと出てくるんじゃないでしょうか。そしてPIDからはじまり、マイクロマウスのような匠の世界になっていくのだろうか。
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シミュレータ開発状況・更新履歴 †


  • 2007.06.30:ETロボコン関東大会予選会で3Dシミュレータを紹介。評判は上々^o^
  • 2012.10.10:Visual Studio 2010でビルド/実行できることを確認
    • COM Interopラッパーの都合上、32bit用でビルドする必要あり。
    • ビルド＞構成マネージャー＞プラットフォームにx86を追加

  • 2016.10.16:ソースをVisual Studio Community 2015でビルドできないことを確認（あれま）
  • 2016.10.16:各種動画を自サーバー→Youtubeへ




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