ArduinoによるBoe-Bot制御 H209951 蟹井　翔貴

Boe-Botとは? 独立した2つの車輪で 動くロボット 各種センサーの搭載が可能 CPUとしてArduinoを使用 　動くロボット 各種センサーの搭載が可能 CPUとしてArduinoを使用 　(ArduinoとはAVRマイコン、入出力 　　ポートを持ったマイコンでC言語に 　　より構成されるシステム)

研究背景 研究目的 ゼミの授業で行ったロボット制御をさらに発展させ、より実用的なロボットを作りたいと考えた。 　ゼミの授業で行ったロボット制御をさらに発展させ、より実用的なロボットを作りたいと考えた。 研究目的 　 無線通信によるロボットの操作、写真を撮りその画像をPCに表示させる。

研究の流れ Bluetoothを用いてPCからBoe-Botに命令を送り移動の制御をする Boe-Botにカメラを取り付け、撮った写真をPC上に画像として表示させる

使用したBluetooth機器 使用するモジュールは「RBT-001」 このモジュールは3.0V対応 のため専用のシリアルコン 　 のため専用のシリアルコン 　 バータを使い5.0V環境でも 　 使えるようにする。 最大の　ボーレートは115200

サーボモータは色々な種類があるが、連続回転仕様のものをつかう。 Boe-Botの制御 ArduinoにはBoe-Botのサーボモータをコントロールするservoライブラリがある。 対応するキーを押すことにより 　 移動するプログラムを書く。 　 (例:Fを押すと、前進 　　　　Bを押すと、後進 　　　　スペースを押すと、その場回転 サーボモータは色々な種類があるが、連続回転仕様のものをつかう。

スマートフォンからの制御 Bluetoothが内蔵されているスマートフォンで同じように制御する。 フリーソフトの「Blue Term」 　 からコマンドを送信する。

実演 PC、スマホからの操作を実演する。

Boe-Botにカメラを取り付ける 使用するカメラはJPEGカメラ(LS-Y201) カラーの静止画を撮ることが でき、出力はシリアル。 　でき、出力はシリアル。 　電圧は3.0Vと5.0Vで選べる。 初期状態でのボーレートは 　 38400

JPEGカメラの処理 ArduinoにはJPEGカメラを扱うためのライブラリがあるのでそれを使用する。 Arduinoには撮影を開始してJPEG画像をPCに送るプログラムを書く。 　　データが送られるので何らかの方法で 　　 画像処理をしなければならない。 　 PC上のProcessingで表示。

Processingとは? デザイナー向けの言語で様々なアート表現が可能。 Arduinoとの連携もしやすく扱い易い。 今回はJPEGカメラから受け取ったデータを画像として表示させるために使用。

実際に写真を撮る 実際に写真を撮り、PC上に 表示させることが出来た。 ピントを合わせるためには レンズのネジを調節しない 　 表示させることが出来た。 ピントを合わせるためには 　 レンズのネジを調節しない 　 とならないため時間と手間 　 がかかる。

カラーの静止画を撮ることができ、小型なので場所を選ばない監視カメラを作ることができる。 考察 画像内に「特定のマーカー」があるときだけ、画像を取得してPCに表示させる。 　 ↑OpenCVやARとの組み合わせで 　　物体や人の検出に使える。 カラーの静止画を撮ることができ、小型なので場所を選ばない監視カメラを作ることができる。

ここで使うサーボモータは180度回転仕様のもの。 Boe-Botにカメラを載せる JPEGカメラはサーボモータを使った回転台に乗せる。 目的の場所までBoe-Botを操作し、PCからコマンドを送り写真を撮る。 ここで使うサーボモータは180度回転仕様のもの。

サーボモータを使った回転台 電源をいれた直後は必ず 正面を向くようにする。 回転域(0～180度)を超えて 回転させようとした場合に 　 正面を向くようにする。 回転域(0～180度)を超えて 　 回転させようとした場合に 　 初期位置(正面)を向くように 　 制御する。 (サーボモータへの高負荷 　　を防ぐため。)

結果 無線通信によりBoe-Botの操作が出来た。 （スマートフォンでの操作も同じように出来た） 　 （スマートフォンでの操作も同じように出来た） JPEGカメラで写真を撮り有線による通信でPC上に表示させることが出来た。 　 ↑しかし、無線で画像を表示させようとすると 　 出来なかった。

何故出来なかったか?? 単純な設計orプログラムのミス?? (有線と同じプログラムを使っているため 可能性低) 　　可能性低) Bluetoothモジュールの通信速度の限界?? 　(スペック上では十分だが電力不足等で 　 通信速度が下がっているため可能性中) 無線通信によるデータの欠落?? 　(有線より不安定なため可能性大)

データの欠落を防ぐには?? 有線では「64byte」ずつ送信出来たのに対し、無線では「2byte」ずつしか送信出来ない。 フロー制御を試してみたところ、多少改善 することが出来た。 さらに通信速度を落とすことにより 「32byte」ずつ送信が出来るようになった。 しかし、画像の表示には至らず。

対策案 別のbluetoothモジュールを使用する。 Bluetoothではなく、wi-fi等の無線通信を試してみる。 カメラを無線機能を搭載したネットワークカメラに変更する。

今後の展望 無線通信により画像データを転送出来るようにする。 人の手の届かない場所の写真を撮れる。 　人の手の届かない場所の写真を撮れる。 各種センサーを取り付けその情報をPCに転送する。 　物体までの距離などがわかるようになる。

最終目的 目標（ゴール）を定め、その目標に向かって自律走行させる。 人がわざわざ操作する必要がなくなり 　人がわざわざ操作する必要がなくなり 　ロボットが自ら考え、自身のセンサーを使い 　目標まで辿り着く、自律走行型のロボットを 　作りたい。

御清聴ありがとうございました。 御質問、御意見お願い致します。 御清聴ありがとうございました。 御質問、御意見お願い致します。

おまけ 質問をあらかじめ予測し、それに対するスマートな回答を用意しておく。

予測される質問とその回答 Q,AVRマイコンってどんな特徴?? A,フラッシュメモリ搭載、フリーのコンパイラ が使える Q,実用的ってどう実用的なの?? A,人が入れない環境（狭い、汚染）で人の かわりに活動する。

Q,いっそのこと全てスマホですれば?? A,JAVA等の知識に乏しく、スマホアプリ開発は 難しいが、今後の課題として是非やりたい。 Q,キー入力ではなく傾けて操作とかは?? A,同上 ここで、先行研究（2012年度 神戸）の」紹介 をしてもいいかも

Q,Boe-Botの各種センサーって具体的に Q,Boe-Botの各種センサーって具体的に?? A,赤外線センサー、光センサーの紹介をする BasicStampを出しても面白いかも Q,何故Arduino?? A,初心者オススメのマイコンボードだから 今後はラズベリーパイ等にも手を出したい。

Q,壮大な最終目的だがアテはあるのか?? A,ロボットに目標を認識させる方法を探す。 自己位置推定の勉強を頑張る。 ロボットシミュレータ（ゼミでやったBonanza） を使い上手く行けば、現実のロボットにも 対応出来る…はず。