マイクロマウス概論 a

マイクロマウス概論 A

2003/04/14(Mon) 15:00-

早稲田大学マイクロマウスクラブ(WMMC)

4 年 原 耕司

マイクロマウスとは マイクロコンピュータや各種センサな

どを内蔵し、自分の力で迷路を走り抜ける小型自走車

2 輪マウスが主流 現在のトップは井谷氏の 6 輪マウス

（日本システムデザイン社）

迷路 迷路の大きさ　 3m×3m 16×16 区画の通路（通路の幅は

18cm ） 迷路の形状は事前に知らされていない

（大会ごとに変わる） 出発点は隅の 1 区画 ゴールは中央の 4 区画

競技の方法 出発点にマウスを置き、ゴールまで走らせ

る 事前に迷路をマウスに教えてはいけない 壁を乗り越えてはいけない 持ち時間 10 分 5 回までの走行ができる

（最も速いタイムを採用する） 走行時間で競う以外に、

探索賞、自律賞、ナムコ賞などがある

定石 第一走行は探索 第二走行以降は、覚えた迷路情報を

利用してタイムトライアル

ハードウェア構成の例 CPU センサ モーター ユーザーインターフェース 電池

CPU ボード H8, SH2, PIC... WMMC では H8-3067 を使用

20MHz / ROM128KB / RAM32KB 秋月電子製 \5700

Memory Mapped I/O の例 0xFFFFD4 に書き込むと、 PB1 端子が

High(5V) になり、配線した LED が点灯する

A/D 変換結果は 0xFFFFE0 にある#define PBDR (*(volatile unsigned char *)0xFFFFDA)

センサ 赤外線 LED + フォトトランジスタ

外乱光に弱い（蛍光灯など） PSD センサ

三角測量で距離を測る 外乱光に強い

CCD カメラ 要画像処理

角速度センサ（ジャイロなど） どの方向を向いているかわかる

モータ ステッピングモータ（お手軽）

パルスを与えた分だけ進む 正確な制御が容易 大きいのが欠点

DC モータ 電圧をかけると回る 進んだ距離が分からないので

エンコーダが必要

ユーザーインターフェース ボタン 3 つ + LED が主流

場所をとらない ボタン 1 つ + 可変抵抗 + LCD

原のマウス。直感的な操作が可能 場所をとり、重くなるのが欠点

ソフトウェア構成の例 ユーザーインターフェース モータ制御（加減速、停止など） センサ値取得 探索＋最短経路導出

ユーザーインターフェース 入力

メニュー体系 各種設定、動作を選択するために必要

出力 LED, スピーカー (D/A 変換 )

内部状態（センサ値やデバッグ情報）を操作者に知らせるために必要

モータ制御 ステッピングモータの場合、制御は楽 割り込みタイマーを使う 励磁させたいコイルの情報をビットパターンとしてポートに書き込む

加速テーブル マイコンは演算性能が低いので、逆数はテーブルを引くことで求める

励磁パターンの例（ 1-2相励磁）

10001100010001100010001100011001

↓時間

迷路探索アルゴリズム 拡張左手法

一度通った区画は再び入らない ゴールが中央にあるので、純粋な左手法ではうまくいかない事がある

求心法 分岐点で、ゴールに近い方を選ぶ

足立法（シミュレータ参照） 未知の壁は無いものとして最短経路を進む

クロスコンパイル環境 日立製コンパイラ

シンボルテーブルの制限がきつい gcc (h8300-hms-gcc など )

Windows で動かす時は Cygwin が必要 .c -> .obj -> .abs -> .mot

ROMへの転送 シリアルポート経由で書き込む

wrt306x 秋月電子製 GUI もあり

h8comm