坂道で減速できずにコースアウトしたり、平地で減速したりすることが増えた。
調べてみると、坂道検出に利用しているジャイロの出力にノイズが乗っている。
本物の坂に進入した時と似た波形のノイズなのフィルタでは除去できない。
ということで、ノイズ源の調査
・走行中に乗り続ける
・駆動モータを空回ししても乗る
・モータ停止中には乗らない
・駆動モータ回転中も電源にはノイズは無い
・駆動モータの回転中、車体全体が振動する
ってことで、走行中の振動が原因と推定する。
で、メイン基板に強く固定していたジャイロユニットを
スポンジを介して弱く固定してみる。
結果、駆動モータ空回し中のノイズは半分以下になった。
ジャイロが振動の影響を受けることを知っていたら防げた問題だったようだ。
で、前の車体で確認したときはノイズが乗ってなかったのは
・マクソンモータによるモータ個々の振動の少なさ
・2WD仕様によるモータ、ギヤ等のノイズ源の量の少なさ
・ジャイロユニットを厚手のスポンジ材で固定していたことによる防振効果
という事なのだろう。
7年ぶりにマブチモータの餌食になった
走行中に操舵が固定され、そのままコースアウトすることが頻発する。
ログから原因を探ると、画処理マイコンからのデータの更新が止まっており
更に探ると、カメラからのデータ送信が止まっていた。
カメラはリセットして初期状態で待機中になっていそうである
画処理マイコンはデータが送られてくるのを待っているので、
カメラが応答しない限り次の処理に入れない
画処理マイコンと駆動制御マイコンは、
カメラのフレーム毎に通信するので、ここも動作できない。
結果として、
カメラが初期化→画処理マイコンがロック→暴走という流れになっていた。
ことの発端のカメラのリセットの原因を調べると、
カメラへのコネクタのポイントでは、電源と信号線のどちらにもノイズ無しで
前輪駆動用モータの輻射ノイズという結論になった。
ということで対策を打つ
①カメラの制御ケーブルをモータから離す
これまでは”やぐら”の中にケーブルを通していたため距離が近かった
②制御ケーブルをシールドして、シールドはGNDに接続する
シールドをGNDに落とさない場合は効果が無かった
③モーター缶をＧＮＤに落とす。
モータ缶自体の電位が暴れてアンテナになっていそうなので対処と
モータ缶自体をシールドとして使用する
さらにソフトでも対策
①駆動制御マイコンは10ms間データの更新が止まったら走行停止させる。
②画処理マイコンはカメラからのデータが3ms間停止したら、
カメラをリセットして初期設定から処理をやり直させる。
画処理マイコンの通常の処理への影響を減らすため、
ウォッチドックでマイコンごとリブートさせる。
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DCモータのノイズ対策にコンデンサを付けるのは一般的なのだろけど、
それで効果的に対処できるのはモータケーブルに乗る伝導ノイズだけではないのだろうか？
輻射ノイズの原因であろう、ブラシとコミュ間の火花放電への対処は
モータ全体を金属で覆ってシールドしないと利かないのではないか？
AWD化のために、画処理マイコンと駆動系制御マイコンとの通信を見直す。
今までは上の図のように10本のポートを使ってマイコン間通信していたのだが、
AWD化するとモータ制御用のIOが6本増えてしまい、ポート数が足りなくなる。
なので、より少ないIOで通信できるようにする。
before
同期信号線の上りエッジでアナログ変位とマーカー情報を転送
after
同期線の上りエッジでアナログ変位を転送
同期線の下りエッジでマーカ情報を転送
この変更により通信に必要なポートが７本に減り、
マーカ情報に6bitを使えるようになった。
マクソンモータというだけで1秒追加されるとたまったもんじゃないので、
約５年ぶりにマブチモータのAWD仕様にフルモデルチェンジした。
今までの”重心が高いハイパワーRWD”は、
加減速ともに発生する強オーバーステアを押さえ込んで
スピン紙一重で走らせていたが、
それに比較して”重心が高いAWD”は始終ニュートラルステアに保つ事が楽である
車重がマクソンRWD時と同程度なので加速はダルいが、
減速は荷重の乗る前輪でブレーキがかけれるため素晴らしい
旋回時も、限界を超えてもスピンしない安定性のお陰で
RWD時よりも攻めた速度に挑戦できる。
ということで、マクソンRWD時のベストタイムをあっさりと更新。
電通大杯前に仕込んだネタ。
センサバーが短すぎて車線変更が走れない事への対応として、
ハーフライン検出後にオフセット走行させる。
制御的にはトレースの目標座標を徐々にスライドさせるだけで、
タイヤがコース端の白線を かする 程度に寄せている。
熊本大会前日に仕込んだネタその1。
前回、最新ＬＥＤ使ったけど半減角が広いせいで平凡な明るさだったので、
半減角15°で光度31-44cdの日亜NSPW500GS-K1で照明を組み直す。
結果、
カメラから見た明るさが約20%ＵＰで
横方向の明るさムラも殆どなくなり
良い照明環境になった。
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公式壮行会のレギュレーションを見る
[センサーバーレスで-1秒]と[マクソン駆動で+1秒]が記載されていた
BOSSのロボットが急停止したり、ランサーがJMCR仕様だったりで、
優勝してしまいました。
“遅い”と言われていたカメラ誘導でのチャレンジでしたが、
多くの人のアドバイスやノウハウのおかげで結果を残すことができました。
開発に協力していただいた皆様に感謝します。
また、今回の機会を与えてくださった
東海大学のスタッフや熊本県の先生の皆さん、
ありがとうございました。
念願の画像処理の部門1位。
1走目でアドバンスのタイムは超えたけれど、一般の部には0.4秒届かず。
2走目は第２クランクでコースアウト。
今回はエントリー100人超えの大賑わいの大会で、
画処理部門も13台に増加。
タイムを出しにくるのは教授とSCITECSさん位だろうと思っていたら
淀川工科のチームが凄かった。ダークホースはココにいた。
Arduino制御のクローラロボットがキビキビ動き、また、
学生さんもかっ飛ばしていて、そのまま2位入賞。
写真は淀川工科k君のロボット
1CPUとRCサーボ操舵のシンプル＆コンパクトな構成で
画処理部門中唯一の2回完走。しかも早い。
全自動でスタートゲート位置まで走り、スタート待ちモードに入る機能も素晴らしい。
来年以降はタイム争いの競技になりそうだ。
懇親会。工房鍋とたこ焼きを食べる。ごちそうさまでした
大会を運営して下さった大阪電気通信大学スタッフの皆さん、参加者の皆さんお疲れ様でした。
