関西地区大会2023

今年も関西地区大会に参加してきました．

2018年に制作した機体と今年製作したマイナーチェンジ機の2台でマイクロマウス競技に出場し，マイナーチェンジ機の方で3位を取ることができました(ロボトレースの方は課題内容の決定に深く関わっているので出場自粛)．

前作は吸引マウスの中では直進性能がかなり低い方だったため，マイナーチェンジ機ではその部分を重点的に調整していました．今回の課題迷路は直線がかなり多かったため，結構タイムに効いたと思います．

また，例年と同様にロボトレースの設営もお手伝いしたのですが，今年は自由工房の方が組み立てやすいコース板を新調してくださっていて，板の組み立てがかなりスムーズでした．ただ，路面との相性や経年劣化(?少なくともビニールテープは新しいはず)などの影響でカッティングシート・ビニールテープの粘着がかなり弱かったので，この部分は来年までに何か対策しないといけないですね... あと，カッティングシートをどこで切り出すかも考えないといけません...

次はいつも行っている東日本・中部に参加できればと考えているのですが，今年は本業(研究)との兼ね合いで時期的に難しいかもしれません．ロボトレースの1ポイントは取っておきたいので，もしかしたら金沢にエントリーするかもしれません．(一応学生なので学生大会という最終手段もある)

IMUの振動耐性評価

 前回画像を出したICM-20649の評価用基板は実はマイクロマウスの機体になっていて，実戦的な評価に使おうと考えていました．

しかし，どうもICM-20649はマイクロマウスの振動には耐えられないようで，駆動用モータを空転させてみると2.5m/s 相当の回転数でもヨーレートの計測値に致命的なノイズが乗ることがわかりました．ICM-20649のFIFOを利用して全計測値を取得し，マイコン側で独自のDLPFをかけるという対策も試してみたのですが，おそらく生値の段階で飽和しているため，特に改善はしませんでした．

振動源であるモータとIMUを同じ基板上に載せるというマイクロマウスの構造が間違っているのでセンサに文句は言えませんが，これだと厳しい...ということで，今は妥協して前作と同じMPU6500に張り替えて運用しています．ICM-20649と同様のテストを行った結果は以下の通りで，ノイズが一切出ないというわけではないですが，少なくとも5m/s付近までは ICM-20649よりノイズの量が定性的にかなり少ないです．ちなみにMPU6500は特別なノイズ対策などせず，IMU搭載のDLPFを標準の設定(?)で使っています．

というわけで，この機体でのICM-20649の評価は終了し，今は他の要素の検証に使っています．

同じICM-20649を使っているロボトレースの方では振動ノイズは(プロペラや吸引ファンを回しても)(上で書いたFIFOを使ったノイズ対策を行えば)問題になっていないので，振動耐性以外の特性の評価はロボトレースの機体を使って行うかもしれないです．ただし，そのためにはちゃんと平面が出た試走用コースを用意する必要がある...

残念

都合がつかないので全日本は不参加。残念だがやむ無し。

ただ、マイクロマウス/ロボトレースをやる気がなくなったわけではないので、来年もどこかの大会には出場するつもりです。

ICM20649(とその他諸々)の評価用基板が手元にあるので、当面は亀の歩みのようなペースで色々実験する予定です。

中部地区大会

 はマウスは3位、ロボトレースは1走目のみ完走。

ロボトレースはほぼショートカットしない設定で走らせたが走行位置がラインから結構ずれていた。ジャイロの感度(？)設定が合っておらず、オドメトリで計測したコース形状が凄まじく歪んでいた。あと検証出来ていないがスリップ角推定が実態と結構違っていた可能性がある。

ジャイロの問題は再現性がなく未だに謎な部分も多いが、一方で本番では作戦面で明確に失敗している部分もあった。本番では走行時にジャイロセンサの温度が一定になることを狙って競技開始1分前くらいから電源を入れてウォームアップしていたが、良く考えたら走行中はプロペラを回すのでスタンバイ中の定常状態と走行中の定常状態は異なる。ジャイロには温度センサも付いているのでこの辺はちゃんと調べてみたい。まあそもそもの発熱の原因はリニアレギュレータで12Vから5Vに降圧しているダメな回路設計なんですが。

マウスは辛うじて3位だったが、同じ課題だった3年前とほぼ同じタイムで3年間停滞していることが露呈してしまっている。次までになんとか少しでも性能を上げられるといいが… 

東日本ロボトレース 区間別の走行タイム

YouTube の配信をコマ送りで再生してカウント．単位はフレーム数．目測で判定しているので各区間のカウント誤差はかなり大きいですが，何区画かまとめて傾向を見る分にはいい感じです．

googleスプレッドシートへのリンク

自分のロボットと上位三人の差が大きいのは10区画目から24区画目にかけての鋭角のカーブが続く区間．鋭角のカーブはショートカットしても曲率半径を大きくできないので，素のターン速を何とかする必要があるということですね．さてどうしたものか．

試走の動画

東日本の試走時に撮影した動画(スロー再生)．ショートカット走行の特徴がわかりやすくていいですね．ショートカット走行というとシケインやなみなみの部分が目立ちますが，ターンの曲率半径を大きくすることができるのも長所の一つです．

 

東日本地区大会

 に参加しました。マウスは第3位、ロボトレースは4位でした。とりあえずロボトレースのポイントは確保。楽しい大会を開催してくださりありがとうございました。

昨年度の全日本からの差分ですが、オドメトリと経路追従制御の両方でスリップ角(横滑り)を考慮するようにしました。考慮したことによって目標経路への追従精度とオドメトリの精度の両方が飛躍的に向上したのでそこは良かったです。ただし、上位と勝負するにはまだ足りない。

前回の記事に書いたこととかTwitterに書いたこと(スタートセンサの反応対策)とかが出来ていないことは突っ込まないで下さい

マウスについては2021全日本・2022関西(の試走会)に向けていじった内容を関西の試走会のときに一旦リセットしてそのままなので特に話すことはないです。ロボトレースの方で色々知見はたまっているのでフィードバックしてみたい気持ちはあるのですが、現在のソフトがそこそこ優秀な局所最適になっている&優先順位が本業の研究>ロボトレース>マウスなのでなかなか厳しい…

以下メモ:

- 上位3名との素の走行速度の差が大きい。特に遅いのが曲率のきついターンなのか大Rなのか直線なのかyoutubeのコマ送りで調べる。

- 直線の後のカーブが内回りし過ぎている気がする。進行方向の滑りを考慮する必要がある？

  - Fさんと帰りに話したときに2走目さえもコースアウトしているかもと言ったがさすがに2走目は大丈夫っぽい。安全パラメータで安全に走れたのは良かった(安全パラメータと言いつつ昨年度の全日本の第3走で使ったパラメータとほぼ同じなんですけど…)。

  - コマ送りで見直したら怪しいのはどちらかというと5走目の大R後か

- ショートカット走行にリスクがあることはやむを得ないが、リスクとタイム短縮のバランスを取った経路を選べないか

- 設定値の上昇に対してタイムが伸び悩んでいる。単純にハードの限界に到達しているだけかもしれないが、過度に速度設定を落としている部分はないか。