Q&A
そのロボットというのはどういうものを対象にしてるんでしょうか。
いきなりロボットと言われても意味不明です
現在、ロボット制御を行うにあたって2つ困っていることがあります。
ここでいうロボットとは、模型の道路上を自律走行することを目的(対象)としています。
1つ目は、ロボットを直進走行させる方法です。『ロボット工学』の本を読んだり、直進走行を行うコマンドがないかどうかをインターネットで調べたのですが、これというものが見つからなくて困っています。
2つ目は、直進走行を行うプログラムをロボットカーに出力する方法です。これを行うためには、TCPやUDPといったネットワークの知識を使い、プログラムとロボットカーの間で通信を行うべきなのでしょうか。
以上が、理解不足・知識不足でありわからない点ですので、ヒントなどのアドバイスがありましたら、ご教授お願い致します。
回答1件
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ベストアンサー
ロボットの制御に明るいわけではありませんが：
1つ目の回答
あらゆる種類のロボットを直進走行させる「コマンド」などと言うものは存在しません。それぞれのロボットで、直進させるようにプログラムを書くか、あらかじめ用意されているライブラリやフレームワークのようなものを利用します。
2つ目の回答
TCP, UDPを必ず使うわけではないし、それだけでもないです。無線でIPベースの通信経路を確保していて、それが使いやすければ無線LANのリモコンで使えるでしょうし、Bluetoothかもしれないし、IR（赤外線）コントロールかもしれないし、ラジコンのような無線コントロールかもしれないし、シリアルケーブルをつなげての有線コントロールかもしれません。要はロボット（制御対象）と設計次第ということです。
実際に簡単なライントレースの自律型ロボットカーを作ってみるとか、無線リモコンで動作するロボットを作ってみれば分かってくると思います。私自身詳しいわけではありませんが、ロボットを制御することを目的としたOS/フレームワークで、「ROS (Robot Operating System)」やロボット制御システム「V-Sido OS」と言うようなものもあります。ただ、これらも別に魔法ではなくて「直進せよ」と言うロボットへの抽象的な命令に対して、直進するようにマイコンや機械を動かすよう細かくプログラムを書いたものに過ぎません。（「直進せよ」と言う直接的なコマンドがそれらOSにあるかどうかも知りません）
質問者さんが例えばソフトウェアプログラムで、Runと言う名前のメソッド／関数を書くとき、その中身を書かなければ何も動かないように、ロボットと言うハードウェアに対しても「このモーターを回転させて、10秒間回転させたら、止めて・・・」と言うような動作を行うよう、ロボットを制御するCPUボードに載せるソフトウェアプログラムを書く必要があります。
投稿2019/11/11 18:56
総合スコア9183
返信していただき、ありがとうございます。
丁寧に説明していただき、参考になります。
あと、1つ聞きたいのですがPythonで書かれたロボットプログラミングのおすすめの本がございましたら教えて頂けないでしょうか？
amazonなどをあたってみましたが、Python+ロボットは少ないようです。「プログラミングROS ―Pythonによるロボットアプリケーション開発 (オライリー・ジャパン)」がありますが、ROS+Pythonが動くロボットとなると、結構本格的（で高価）なロボットになると思います。必ずしもお勧めできないです。むしろ、C言語などでもプログラミングできる学習用のロボットの方が良いのでは、と思いました。
http://www.vstone.co.jp/products/index.html
本を調べていただき、ありがとうございます。
今、直進走行について色々検討しています。
直進走行を行う方法として、P制御を用いる方法があることが分かったのですが、このP制御がどのように直進走行に使われているのかが、イマイチ理解に苦しんでいます。
もし知っていたら、教えていただけないでしょうか？
すみません、制御工学に属する部分だと思いますが、そこまでは存じません。当初の質問内容からはそこまでの回答を求められていないように思いますので、新たに質問を立てられた方が良いと思います。
あと、工学に関する話となるとプログラミングがメインのteratailの範疇を超えるかもしれません。そんな場合はQuoraや、むしろYahoo!知恵袋のような質問サイトの方が合っているかとも思います。
返信ありがとうございます。
最後に1つお伺いしたいのですが、P制御抜きにロボットを直進走行させるプログラムを書く例として、フローチャートはどのようにしたら良いのでしょうか?
すみません、どうもお聞きになられるそれぞれの質問のレベルに大きな開きを感じるため、答えに困ります。colorfulさんは例えば、ロボットを扱う上での制御工学の理論には明るいものの、それを実装するための機械やソフトウェアはどうしたらいいのか、と言うところにお困りなのでしょうか。それとも、どちらもまだ勉強中、と言うところなのでしょうか。ロボットは置いておいて、フローチャートを書くことを考える場合、モーターの制御までこれからプログラムを書くのであれば、細かいフローチャートになるでしょう。そうではなく、その部分がすでに完成してモジュール化しているのであれば、「直進する」や、タイヤがあるのであれば「左右のタイヤのモーターを同じ速度で回転する」などで終わってしまいます。要は、フローチャートを書く際にそれぞれの現場で求められる記述レベル（細かさ）によります。
こちらこそ、色々質問してしまってすみません。
やりたいことを端的に言いますとロボットに搭載されたカメラの入力画像の右寄りに白線があった場合、処理を停止させ、3秒ほど直進しそのあとに、再度白線に沿った走行を行いたいと考えています。しかし、今直進走行を行うプログラムの作成がどのようにしたら良いのかわからずに困っています。
ですので、このような質問をしました。
> やりたいことを端的に言いますと・・・
なぜ、それを先にご質問文中にお書きにならなかったのでしょう。それでまた回答が変わってくると思うのですが。私はさらに漠然とした疑問だったのかと思いました。まぁ、それは置いておいてもカメラ入力、白線の認識で処理の停止、3秒の直進、と言うことの方が「ただの直進」よりはるかに難しいと思うのですが、違うのでしょうか。そもそも、その一番簡単（そうな）直進ができないので困っている、と言うことなのでしょうか。質問者さんがどの程度まで技術の範囲を担当されている（＝理解されている）か、どうも分かりません。
「直進」と一言で言っても、そのロボットの形態によっては様々な手段があるのです。４輪タイヤであればモーターにつながっている両輪を同時に回転する必要があるし、２輪であれば倒れないように直立して回す必要があるし、２本足であれば交互に足を出す必要がありますし、両足でジャンプするかもしれません。質問文中に「ロボットカー」と書かれているのでタイヤを使うのでしょうが、それにしてもロボット用としてすでに用意されたCPUボードを使うのであれば制御方法も変わります。もしpythonが動くような環境であればそれ用のpythonモジュールが用意されているかもしれないし、そうでなければ自分でプログラムを作るしかありません。お使いのロボットの詳細（ソフト、ハードの仕様、諸元）やcolorfulさんが今、具体的にどこまで動かせているかを明らかにしなければ、有効な回答は得られないと思います。
すみません。
直進が出来ずに困っていて、それを行うためのコマンドがあったりするのかなと思って質問しました。
現在の状況としては、白線認識とカメラ入力のプログラムは出来たのですが、直進だけが出来ずに困っています。
文献を調べたりしていましたが、ロボット制御の性質や定義ばかりで、具体的に直線走行はどのようにプログラムに落とし込んだら良いのか、わからない状態です。
この直進走行に関することで、ご教授いただきたいなと思い投稿しました。
また、ロボットは2輪走行を行うもので、すでに売っているものではなく簡易的なロボットカーを作りました。作ったといっても1からではなく、すでに売っている部品(小型カメラや回路等)を組み立てたものです。
ですから、今動かしているそのロボットのハードウェアとソフトウェア構成が重要なのです。コマンドを用意するのは、そのロボットを開発して販売した会社か、自作のロボットなのであれば、実装したcolorfulさんしかいません。世界中の全ロボットに共通する「直進する」コマンドは存在しません。どんなモーターがどうCPUボードに繋がっているか、どんなプログラミング言語が使えるのか（アセンブリ言語？Ｃ言語？python？ OSの有無は？）が分からないと、プログラムに落とし込みようもありません。私以外の他回答者さんらにとってもそうだと思います。
ロボットカーの構成としては、モーターがついている土台にラズベリーパイが乗ってり、ラズパイにカメラが繋がっています。カメラについているUSBを利用してラズパイにつないであります。プログラミング言語は、C言語とC++とPythonが使えます。が、開発上Pythonを使っています。OSは有。ラズパイはXilinx社のものを使っています。
それはもう後出しでしょう。なぜ最初にそれを質問文中に書かれないのでしょうか。まず、車輪の駆動回路を含めて、車輪につながるモーターを右、左個別に自由にソフトウェアで動かせるようにするのが最初です。それができれば左右の車輪を同じ回転率で同時に回しはじめ、適切なときにモーターをストップさせるだけです。目、手足を自由に使えるようになってから全体の制御を考えましょう。制御工学云々は後の話です。
すみません、最初は単純に直線走行のコマンドがあるか否かを知りたかったです。そのため、説明不足を招いてしまいました。
車輪を動かすためのサンプルソースのページ等がございましたら、ご教授お願いいただけないでしょうか?
> 車輪を動かすためのサンプルソースのページ等がございましたら
それは存じませんし、いまだ漠然とした情報では私ではどんなソースが適切かも分かりませんので検索もできません。すみませんがご自分で探してみるか、引き続き別回答をお待ちください。質問者さんはどんな環境で開発されているのでしょうか。周りに聞く人はいないのですか？ 事情を分かってくれる人に直接相談する方がスムーズだと思います。
周りに事情が分かっている人はいるのですが、その人たちも自分の担当をこなすだけで手一杯で聞きづらいというのが現状です。
また、環境はラズパイ上でプログラムの開発・実行を行ています。
車輪のモーターを動かすだけなら、回路が正しく組まれてさえいれば、ラズパイのGPIOにつないだトランジスタで大電流を許し、モーターをON/OFFするだけだと思います。サーボモーターならPWMで回転数を調節するようなかんじでしょう。私に言えるのはこれくらいです。電子工作系のページで、色々情報を得られると思います。
すみません。
アドバイスありがとうございます。
私のために、時間を割いていただきありがとうございます。
今後は、質問の書き方には十分に気を付けます。
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