Team GRA・CHAN!

Robocup Junior サッカーに挑戦しているTeam”GRA・CHAN!”ロボ日記

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ロボカップジュニアサッカールール その6 -ロボット 車検他-

こんにちは、GRA父です。

今回で”ロボット”に関わることは最後です。

大体書きたいことは以前書いたので、今回は2012年国際ルールから追加された事項だけかな?なんて思っています。

今回でこの件は終了にしたいので、いつも以上に長文で駄文です。
覚悟を決めてお読み下さいませ(爆笑)

-2013年2月21日”ZigBee”について追記-

その1、干渉。

前回、ロボットの色のことを書きましたが、2012年国際ルールから解禁になったルール記載があります。
それは”ロボットは赤外線を発光してはならない。しかし、他のロボットへの影響が無い限り、IR距離センサーを使っても良い。また、ロボットの外側に赤外線を反射する材料を使用していけない。ロボットを塗る場合は、つや消し塗装する必要がある。”です。

まず、先に前回の”色”とかの補足を書きたいと思います。
”ロボットの外側に赤外線を反射する材料を使用していけない。ロボットを塗る場合は、つや消し塗装する必要がある”とあります。

まず”反射する材質”とありますが、専門(=本業)的に考察すると、赤外線を吸収する材質とかは、その辺のホームセンターで売っているモノではなかなか見分けられない(=無いと思う)ですし、そういう塗装をしないと基本、反射率の強弱あるにしろ、一般的にすべて反射するんですがね・・・・。
どういう基準で言われているんでしょうかね?

見た目で判断するしかないと勝手に解釈しているので、例えばアルミ板そのままだと金属シルバーですし、光をかなりキラキラと反射するのでNGとなります。
いわゆる光を当てると眩しく反射する素材は、全てNGだと思えば実に簡単です。
但し、この場合は、つや消しの塗料で塗ればいいということに解釈しています(実際、塗装はつや消しと指定ありますし・・・つや消し塗料でも、塗り立ての新品は光りますがね。)

エンジニアとしては、一度じっくり聞いてみたい所ですが、そうもいかないので低反射(あまり輝いていない?)の素材ならOKであると考えます。

さて補足を終わりにして本題ですが、”他のロボットへの影響が無い限り、IR距離センサーを使っても良い。”となりました。
つまり”PSD距離センサ”の使用解禁です。
PSD距離センサ
PSD距離センサとは、赤外線LEDを照射して、物体に当たり反射してきた光軸の入射角の重心位置等から三角法で距離を割り出すものです。
(実際の仕組みは結構難しいので、興味がある方は各自でお勉強してくださいね。)
赤外線を発光するな!と言っているのにOKとはなぜ?と思うと思いますが、パルスボールと波長が違うので、明確に区別できることから、ほぼ干渉しないと判断したのでしょうね。

超音波センサとかと比べ、1,000円未満で購入できるので、常連チームでは待ちに待った解禁ですかね?
(当方チームのように揃っちゃっているチームは・・・ね。)


その2、ロボット間通信について。
ルールでは”2台のロボット間においてBluetooth クラス2 または3(約20mの範囲)による通信を除いて、ロボットはいかなる通信も許可されない。チームは自分の通信に責任を持たなければならない。周波数の利用が保証されてはいない。”とあります。

Bluetoothとは、数m程度の機器間接続に使われる短距離無線通信技術の一つで、機器間をケーブルを使わずに接続し音声やデータをやりとりすることができる通信規格です。元々スウェーデンのEricsson社が開発した技術を元に、そのEricsson社とIBM社、Intel社、Nokia社、東芝などが中心となって設立されたBluetooth SIGが仕様策定や普及を推進しており、IEEEによってIEEE 802.15.1として標準化されています。
様々な用途で利用されることを想定して、用途や機器によって実装すべき機能やプロトコルを「Bluetoothプロファイル」として個別に策定しているのが特徴です。

また2.4GHz帯を79の周波数チャネルに分け、利用する周波数をランダムに変えながら最大24Mbpsで無線通信を行い、それほど厳密な送受信の制御や秘匿性は考慮されていないという弱点もある通信規格ですね。

ここでいう”クラス2または3”ですが、出力でクラスが分割されますが、おおざっぱに言えば、クラス2が約10m、クラス3が約1mの通信距離ですので、それらを使えと言うことです。

ちょっと問題なのは、日本国内でBluetooth機器を利用するには、電波法に基づくいわゆる小電力無線局の一種となり、最大出力10mWの小電力データ通信システムの無線局として技術基準適合証明(以下、技適)を受けたものでなければならなく、技適を受けていない機器を使用することは不法無線局を開設したとして電波法の罰則対象にもなりますので”技適を受けた機器”でないと使えません。

通常、秋月などで販売にしているモノは”技適を受けた機器”でないモノばかりで”技適を受けた機器”の場合、軽く2万円程度します。
ですから、ジュニアで手が出るモノなのか・・・。

また無線LANとかとの周波数帯の干渉がある為、ルールでも”周波数の利用が保証されてはいない”となっているので、会場で通信状態が保証されないというのも難点です。

NXTのBluetoothは、めんどーなんで調べていませんが、堂々と販売していることから”技適を受けた機器”でしょう。
ついでにいうとclass2ですよ。

ロボット間で通信できると、かなり便利になり、戦略・戦術の幅が広がりますが、まだまだ価格面もあり難しいですね。


その3、電源とかです。
2012年国際ルールから電圧制限があります。

ルールには”バッテリーパックの接続状況(並列か直列)を考慮し、全てのバッテリーパックをつないだ合計公称出力がオープンリーグは15.0V、ライトウエイトリーグは12.0V を超えてはいけない。昇圧回路は禁止する。もし公称電圧がロボットのバッテリーパックとその接続を見ることにより明白でなければ、各バッテリーパックの電圧を検証するために、ロボットはそれぞれ、接続可能なターミナルを装備していなければならない。”と書かれています。

書かれている通り、昇圧回路は禁止ですが、モータ、アクチュエータ(代表例では”ソレノイドキッカー”)などの駆動部のみ昇圧が禁止であり、動力にあたらない電子回路系の局所的昇圧=つまり乾電池2個接続でDC3.0Vしかないが、基板は5V駆動なので、基板を動かす為、DC5.0Vへの昇圧などは違反にはなりません。

”各バッテリーパックの電圧を検証するために、ロボットはそれぞれ接続可能なターミナルを装備していなければならない。”と書かれていますが、公称電圧と接続状況が分からない場合に計測用ターミナル(=テスターで計れる接続ポイント)を用意すればいいということです。

電池ホルダーを2個接続している場合、1個に乗せられる乾電池がもの凄く多い場合、これを直列接続すると制限電圧をオーバーするように取れた場合、接続先を見せることが簡単でないにテスターで計れる場所を用意しておけ!と考えれば簡単ですよね。

当方チームの場合、メンターとしてはバッテリーで判断でき、それでも”怪しい”というならば、ロボットカバーを外せば接続先が見えるし、接続先にテスターを当ててもらえば計測できるので、わざわざ作らなくてもOKだと思っていますが、実のところはどうでしょうか?。

その他で、当たり前のことがいろいろ書かれています。

1.ロボットの数及び交換
”1チームあたりの競技参加ロボットは2機までとする。自チームや他チームに代理ロボットを出場させることはできない。”
つまり、予備機(3台目から)はNGということです。
根本的に公式戦で1つのチームで3台目以上を車検受ける方がおかしいですね。
(3人以上チームで、一人1台作ればこうなりますが・・・。)


2.ロボットは市販のままではダメ=大幅に改造しないといけない。
これ・・・。
とありますが、TJ3等のように市販キットがちがちの場合、カバー&ハンドルだけ付けて改造か?とよく思いますが、見分けがつくという点でOKなんでしょうね。

というようなことも書かれています。

ロボット系(車検=製作絡み)は、やっと以上です。

さらについでに書くと、パルスボールなので、ボール検出センサーはパルスボールが検出できるセンサにしないと、いろいろ弊害(会場の外乱光入室状態とか照明とか)が出てくるので、ご注意下さい。

あとロボットではないですが、次に書きたくないので書くと、キャプテンする人は”青色・黄色”系の服は着ないこと!です。

いや~、長いですね。
余分な説明を書いたので、長くなるのは判っていましたが、ほれぼれするほど長いです。
さっきの”練習競技会”を書いたあとすぐに書き始めたのに、こんな時間まで書いちゃいました(爆笑)
自分に”お疲れ!!”ですね。

こんな事書いたけど、本当に参考になるんでしょうか?と思いつつ、皆さんの内、誰か一人でも参考になってくれれば・・・。

次から、やっと試合に関するルールです。


-2013年2月21日追記-
2013年度国際ルール及び2013年ジャパンオープンin東京より、ロボット間通信方式に”ZigBee”も採用されました。

最近の電子工作本では、人気の通信方式ですよね。

ZigBeeというのはどういうものでしょうか。
簡単に説明しておきたいと思います。

ZigBeeは、低コスト、低消費電力でワイヤレスセンサーネットワーク構築に適した無線通信方式です。
BluetoothやUWBといった無線PAN(Personal Area Network)に属しています。

通信速度は250kbpsと、他の無線PANに比べると遅いのですが、1つのネットワークに最大で65535ノード(端末)が接続できます。
(Bluetoothの方は、最大7ノード(端末)と接続出来ます。)

また複雑な設定をすることなく、そして無線LANのように周辺のネットワーク環境に依存(無線LANのエリアがあるとか)せず、ZigBee同士の端末が通信エリア内に入れば、30ms程度で通信接続したり、15ms程度でスリープ(=切断)状態からも回復したりもできる大変重宝な通信規格です。

そしてボタン電池1個でおよそ1年間、単三乾電池2本で2年間程度の稼動ができるといわれています。

Bluetoothの方は、常時接続を前提としている通信方式で、ネットワークへの接続には数秒かかり、この間電力を消費し続けます。
消費電力が低いBluetoothのデバイスを使用しても、接続手続きの仕様が頻繁な接続・切断に不向きなため、低消費電力を実現する際にはZigBee(ジグビー)に比べて不利ですね。

またBluetoothは、ワイヤレスヘッドホンとかで最近よく見かけますよね。
つまり音楽データとか音声データとのような大容量データを扱うのが得意なのですが、ZigBeeは以下のような使用に向いています。

1.通信データがそれほど大きくない。
2.間欠的(=時々)にデータの通信を行う。
3.運用中に端末が移動する。(=通信範囲に端末同士が入る、またはいなくなる)

以上のように、位置情報とかセンサー情報とかの小規模程度のデータを、常時でなく、データを送りたくなったときに送る用途に向いています。

つまり、ロボカップジュニアのロボット間通信に、とてもに向いています。

一番有名どころ?なのは、最近、電子工作の本でよく特集を見かけるZigBee規格に基づいて通信を行ってくれるモジュールの「XBee」があります。
そして、日本国内で適法に使用できる「認証」がある製品です。

これなら低価格(1デバイス/1,700円程度)なので、組み込みにはコストパフォーマンスに優れ、大変いいです(笑)
そしてさまざまな資料が日本語であるし、サンプルプログラムも多いので大変楽です。

いよいよ、ロボット間通信もターゲットになりますね(笑)

--------追記終了!!!!-------


以上、GRA父でした~。
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Comment

お疲れさまです

お久しぶりです。解説ありがとうございます。
いやー、ルールをちゃんと読むと書いてあるのですが、書いてある内容の技術的なことの詳細はわかりにくいことが多いので、ちゃんとわかりやすい解説があると助かります。
ようやく解禁になったPSDですが、最近は超音波も安くなってきて、国内でも1000円台で手に入るものもあるようです(中華品だと百円台も...)ので、ちょっと前ほど圧倒的に安価なセンサとは言えなくなってきましたね。
BlueToothは、(技適ありなら)マイコン通信用で6000円〜10000円くらいのものが多いですね。ただ、ロボット間通信なら×2ですから、やっぱり2万円...ROBOBAさん(ダイセンで売ってる)の奴がマスター/スレーブきりかえ出来てペアリングも簡単そうで使いやすそうです(試してないので期待だけ)。USBホスト+1000円BTアダプタなら3000円くらいでもできそうですが、どこかで成功例がないとちょっと手を出しにくいですね。PCに接続する例やWiiリモコンを使う例はあるのですが、2台で通信の例はなかなかなくって...いずれにせよ、2つのロボット間で通信をして作戦を立てられるほど、ちゃんと(まともに)ロボットが動かないと無用の長物になってしまいます。ということで、BTはうちもまだまだ手を出せない領域です。
どこかで通信が有効に働くチームのチームサッカー戦術を駆使した試合をそろそろ見てみたいですね。
  • posted by Reverse父
  • URL
  • 2012.11/03 01:50分
  • [Edit]

Re: お疲れさまです

Reverse父さん、こんにちは。
こちらこそ、ご無沙汰しております。

> 書いてある内容の技術的なことの詳細はわかりにくいことが多いので、ちゃんとわかりやすい解説があると助かります。

有り難う御座います。
当方チームに説明した事とほとんど同じですが、何なのかルールに単語だけあっても判らないと思うので、駄文ながら書かせて頂きました。

> ようやく解禁になったPSDですが、最近は超音波も安くなってきて、国内でも1000円台で手に入るものもあるようです(中華品だと百円台も...)ので、ちょっと前ほど圧倒的に安価なセンサとは言えなくなってきましたね。

最近、当方チームの場合、年季からから、PINGが動作不良品も含めて、18個近くあるので、もう新しい超音波センサとかは必要ないので、あまり超音波センサについては、調べていなかったのですが、そこまで激安があるとは・・・。
そう考えると2010年頃、PSD解禁を願っていた頃とは時代的に違うんですね。

> BlueToothは、(技適ありなら)マイコン通信用で6000円〜10000円くらいのものが多いですね。ただ、ロボット間通信なら×2ですから、やっぱり2万円...

すいません。
フォロー有り難う御座います。

2万円と書いたのは、その通り!ロボット2台分だからです。
どうしても私の財布から羽ばたく2万という数字だけが頭にこびり付いていました(笑)

> どこかで通信が有効に働くチームのチームサッカー戦術を駆使した試合をそろそろ見てみたいですね。

そうですよね。

たしか以前(2007年?2008年?頃)、無線通信していたチームが1チーム(どこだっけかなぁ~)いたと思います。
うまく説明できないのですが、味方同士のボールの奪い合いが無かった動きは、無線をしていると知らない時は???でしたね。

他にもいろいろ出来そうですが、なにぶん、まだその方面の戦略・戦術は未開発なチームなので。
昨シーズンの時点での予定では、チェレンジするつもりでしたが、コスト&スキル&タイムで断念しちゃいました。

いつかチェレンジしてもらいたいと思っています。
  • posted by GRA父
  • URL
  • 2012.11/03 20:48分
  • [Edit]

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