Inside PIDream

マイコンクラブにお邪魔させていただく。
部員も多く、とても活発な部活だった
調子が悪くなってもその場で自分でサクサクと直していく。
シンプルなメカだけでなく、意欲の高さのおかげだろう。
大会が近いとはいえ、活動時間の長さには驚いた。

前回、ソフトでの限界を感じた画処理ロボットは
ロール軸方向の加重移動を抑える目的で前輪のトレッドを25mm程広げてみた。
結果としてはアンダーステアは目に見えて減少。逆に各所でオーバーステアに気を使うことになってきた。

日ごろとは違う環境になると、今まで見えなかった問題が頻発する。
車線変更＆クランクの複合はだいぶ修正が必要で、
これまで走っていた適当な処理では無数のコースアウトを積み重ねた。
コース両端の白線の読み間違いが多く、それを修正するにもセンサデータが不足している
カメラCPUからもう少しデータが欲しい。

これ以上早くするのは厳しいような気がする

この画処理ロボットは
酷いアンダーステアの補正と
内輪の荷重が殆ど抜けるため
旋回中は外輪だけを駆動して内輪は転がしているだけ。
そこまでやってもアンダーは出ているし、
負担が掛かっている後輪も滑り出している。

後輪のグリップアップのためにリアトーイン1度と2度を試すも、
タイヤを引きずる音が大きくなるだけでグリップ向上にはつながらず。
今回のグリップ不足はスリップ角では解決できないようだ。

ニフテックのマグネシウムネジを買ってみた。
RC用の7075ジュラルミン製カラービスから置き換えると気持ち軽くなる
比重2/3でもジュラが既に軽いため数個では差は分からない。
強度はやっぱり落ちるようで、強く締め付ける場所は避けたほうが無難そう。
ジュラネジの強度は不要で、かつ樹脂ネジだと若干不安な場所を置き換えて、
気持ちだけでも軽くしてみる。

RWD構成のボトルネックはブレーキングで、兎に角止まらない。
クロスラインを検出後の急減速では、その減速による荷重移動で後輪の摩擦円が小さくなる。
密着型センサのロボットでは低重心のお陰で、モーターパワーが摩擦円を超えることは稀だったのだが、
画像処理ロボットでは前輪よりも前の高い所に重量物が配置されているため、
減速時の荷重移動が大きく簡単に後輪のグリップが破綻してしまう。
で、タイヤが滑ったまま減速が出来ないことが頻発するし、片輪のグリップが先に破綻した場合スピンする。
　タイヤの滑りを検知したらブレーキを弱めてグリップを回復してやればスピンは抑制できるけど、
制動距離が長くなってしまう(50cmで止まれなきゃ意味が無い)。
　あと、コーナへの進入時に、弱い減速しか出来ないと、速度が高いままコーナの奥まで入ってしまう。
すると横方向に必要なグリップが急激に増えて後輪が破綻してスピンする。

対策としては、重心を上げている原因のカメラユニットの軽量化が一番だが、
SSMレバー比や外乱への強度や機械的強度といった制約が多いので、
後輪に付近に重り(約17g)を積んで、制動時の荷重移動の影響を小さくしてみた。
結果はとしては、
・クランク区間での減速が間に合うようになり直線での速度を向上できた。
・コーナ進入時のブレーキも強くできて、スピンし難くなった。

その他RMCRには時間が足りなくて盛り込めなかった制御を追加したところ、
やっと一つ壁を超えた。

強度UPを狙う新しいカメラユニットの支柱ができた。4g位重くなってしまった。
操舵の影響でカメラが揺れるのを防ぐためには、思ってた以上に捩れ剛性が必要なようだ。

走行速度が向上すると共に
初期の構成だとカメラが揺れるのが目で見て分かるようになってきた。
その後、支持棒の間隔を22mmから42mmに広げることで目視では振動は無くなったが、
ログを見ると偶にコーナ旋回中にライントレースが振動的になることがあった。
BOSSの助言で支持棒をダンボールで補強してやるとログ上でも振動が収まり、コーナ旋回中の暴れも減ったため、その仕様でRMCRには参加した。
しかし、構造的に弱いようなので今回の作成にいたる。
結果、手で触っても剛性があがったようなので暫くは安心してよいかな

あと5cm先を見るために、カメラの取り付け角度を変更する
これまで0.9程度だったSSMレバー比が1.2位になる。
で、
確認用のコースでライン検出を確認するとクロスラインを検出できない。
照明用LEDの取り付け角度や距離が変わり反射が小さくなったせいか。
RMCR参加時の照明の組み合わせは
秋月の1WパワーLEDにレンズホルダをつけた物だった。
最初はLEDだけで使用し、明るさを補うため反射板を自作して試したりしたが、結局レンズが一番結果が良かった。

このレンズホルダに標準で入っているレンズは、おそらくOSOLRA2045Mでデータシートでの照射角度は45度。
なのでさらに集光するために照射角度30度のOSOLRB2030Mに変更する。
結果としてクロスラインが見えるようになった。ただ照射範囲が狭くなり明るさにムラが出るので、LEDをあと１つ追加したほうが良いかも。

ちなみに15度品のOSOLRA2015Mも試したが、これは30度品と集光の変化が無いように見える。

目的は路面を明るく照らすことであって、LED照明を作ることではないので、
これ以上の明るさを求めるなら、下手に試行錯誤するよりも
市販の光学的に調整されたフラッシュライトを分解して使うべきだろうな。