電子工作 自律走行車

Raspberry Piを使った電子工作プロジェクト「自律走行車」は、ようやく完了しました。報告書と開発成果を公開します。


プロジェクトをまとめたRaspberry Pi 中級電子工作 自律走行車」のPDFファイルがダウンロードできます。Raspberry Piを使った応用研究や自作を目的とする場合に限り、内容の利用や紹介・再配布は自由に行えます。この本の内容あるいは配布プログラムを利用したことによって起こった、どのような損害に対しても、著者は責任を持ちません。また著者の過誤や誤謬にもとづく記載があった場合も同様です。
  
プロジェクトで使用するすべてのプログラムとデータがダウンロードできます。自作や研究目的で、利用したり改造したりすることは自由ですが、商用目的に流用するには、著者の許諾が必要です。このプログラムの全部あるいは一部を利用したことによって起こった、どのような損害に対しても、著者は責任を持ちません。


プロジェクトの成果物を紹介します。

自律走行車に装備したLEDの点灯試験の様子です。外部電源で動作しています。
速度40%で直進(Webドライブ)させようとすると、右に曲がっていってしまいます。右輪の速度が5%ほど少ないようです。
直進補正(右輪の入力を左輪の1.052倍に)をした後は、ほぼ直進します。路面の状態によっては、ふらつくことがあります。
超音波式センサが障害物を検出すると、緊急停車(ハザードランプが点灯)することを確認しました。動画を拡大表示しないとハザードランプが良く見えません。
段差のある所から飛び出そうとすると、崖センサが検出して緊急停車します。
ハンドルを左に一杯切って速度40%で進む(Webドライブ)と、直径50cmの円を描くように走行します。
右回りに回頭(スピン)しています(Webドライブ)。
ブロックドライブで四角形走行をしました。分解能が粗いため、ゆがんだ四角形を描いています。 タブレット上の操作画面には、実行中のブロックが表示されています。
比例制御だけでライントレーシングを行うと、左右に揺れながら走ります。
比例項を大きくすると、走行の揺れ幅が大きくなります。
限界感度法でチューニングすると、かなり良く追従します。 よく見ると、床板の継ぎ目を越えるときに外乱が入っていることが分かります。 継ぎ目を黒線と誤認識してしまったためです。
白いシート上でライントレーシングをしています。 シートの皺もなんのその、曲がった走路にも追従できました。 このときのPIDパラメータは、P=35、I=1、D=1.5でした。

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