あん班

あん班のタスク

あん班とは、NHK大学ロボコン2012でコレクターロボットを担当した班の名称、及び製作したロボットである。
コレクターロボットは、競技フィールドに設けられた200mmの段差を乗り越え、まんじゅうタワーからまんじゅうを取得し、
かごに得点しなければならない。競技の終盤で、手動ロボットがコレクターロボットを持ち上げて、最上段のまんじゅうを取得し得点することで、
勝利が確定する。短い時間で競技課題を達成したチームの勝利となるため、高速に課題を遂行することが求められる。
コレクターロボットは自動ロボットであり、人間が指令を与えることなくこれらのタスクを行うことができるようにプログラムされている。
あん班ではメカ機構、制御プログラムに様々な工夫を施し、一連のタスクを高速かつ安定して実現させた。

競技フィールド

製作したあん班マシン

製作・動作確認過程

より良いロボットを完成させるために、製作、動作確認、改良のサイクルを多く回した。
5回にも渡りロボットをゼロから作り直し、その度に安定性、高速性が向上した。
また、コレクターロボットは手動ロボットに持ち上げられるため、軽量化が必須であった。
ロボットの作り直しにより、最終的には初号機の半分程度の重量に収めることができた。
また、本番に想定されるフィールド環境のわずかな違いや予期せぬ誤動作に対処するため、
学内で非常にたくさんの動作確認を行った。累計して1000回をゆうに超える試験走行を行い確実性の高さを確かめた。

試作段階のあん班マシン

制御技術

ロータリエンコーダによる走行距離計算と、ラインセンサによるフィールド上の白ライン認識を併用することで、
フィールドのラインに縛られない自由な走行経路を、高精度かつ高速に走行することが可能になった。
また、走行ルートは直線、ターンだけでなく、角度補償、関数軌道など自由度の高い軌道を合わせて構成することができる。
まんじゅうを取得するためのアームの回転、伸縮機構の制御には、今年新たに開発した制御プログラムが使用されており、
これまで以上に高速にアームを駆動している。

段差越え

高速に段差を越える機構を開発するために、2台の段差越え試作機を製作した。
最終的には、圧縮空気によりエアシリンダを駆動することで、段差越え機構を素早く動かし、高速に段差を越えることに成功した。
マシンの全面に配置されているペットボトルは、段差越え機構を駆動するための圧縮空気を保管するタンクの役割をしている。

段差越え試作機その1

段差越え試作機その2

まんじゅう取得・得点

自律的にまんじゅうを取得する動作は、高速性と安定性を共に求められる高度な技術が必要とされる。
カメラのように広範囲を一度に検知できる距離センサを用いることで、まんじゅうタワー全域を一度に認識することにした。
距離データを適切に処理することでまんじゅうの位置を計算し、そこへ高速でアームを移動しまんじゅうを取得している。
高精度の自己位置同定技術により、アームをかご上空へ移動させまんじゅうを得点している。

距離センサ情報を処理している様子

競技の最後には、手動ロボットに持ち上げられて最上段のまんじゅうを取得・得点する。
手動ロボットから発せられる信号を受信してアームを動かすのに加えて、動作の一部において高速かつ再現性の高い自動動作を採用した。