マイクロマウス単語

マイクロマウス
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 マイクロマウスとは、ロボット競技用の自立走行ロボットである。マイクロコンピュータを搭載し、自立制御で迷路を走破する競技に用いられる。

概要

マイクロマウスは、1980年代に最盛期を迎えたロボット競技に用いられた。この競技は、ロボットが18 cm(センチメートル:長さの単位)四方の1区画を単位として16×16区画で構成された迷路を走破するものである。迷路内には始点終点が設けられており、始点を出発し、規定時間内に終点へ到達する必要がある。最初に経路探索を行い、その後に始点から終点への走破タイム記録する。

なお、この競技のルールを以下に抜する。

かつては、より大きなロボットを用いる「マイクロキャット大会」もあった。

他のロボット競技とべると、較的小規模のハードウェアで参加できるため、優秀なマルチエンジニアであればメカ・回路・ソフトを一人で一貫して開発することができる。

実際、上位常連クラスの選手ともなれば、某一流企業の最前線で開発に携わるエンジニアが多い。

特徴

用語解説

概説
迷路

マイクロマウス競技においては、寸法と床・素材ゴールスタートの位置以外は事前開されない競技場のこと。

ここでは迷路の壁さす。白色の塗料で塗装or白色素材でできており、をよく反射する(床はを吸収する)。

センサで距離を測ったり、マイクロマウス自身をゆっくり押し当てることで位置の補正に使えるので、マイクロマウス自身が迷路通りに進むためにも必要である。

いじわるな若者に試練を与えたい心優しい迷路設計者ほど、が少ない区間を設けがち(その形状からやウロコなどと呼ばれる)で、機械的な精度やフィードバック制御の性、様々な調整の差が出やすくなる。

差動2輪(ロボット)

戦車ブルドーザーのように左右のタイヤの回転速度を変えることで向きを変える方式。機構が単純(左右に独立したモータとタイヤを取り付けるだけ)で実現でき、その場から移動せずに旋回(信地旋回)できるので、マイクロマウスではほぼ全員が用いている。

なお、近年では運動向上を狙い、輪の数を2対以上設ける方式(変則4輪と界では呼ばれているらしい)が広く用いられるが、タイヤグリップ具合により旋回中心がブレるため、難易度が高くなる(ジャイロ等による補正が必要)。

センサー

マイクロマウスではの有距離を測るものをす。

現在のマイクロマウスでは赤外線LEDとフォトトランジスタを横向きに取り付けたものがが流。

赤外線LEDパルス状にらせ、その反射の大きさをフォトトランジスタで電圧に変換する。

テレビリモコンとほぼ同じような原理)

迷路太陽や室内で不均一に照らされており、それらには赤外線も含まれる。

したがって安定した動作のためには、ソフトハード双方の対策が必要。

ハードの対策例:一定の波長の赤外線のみ受信するセンサの使用。LEDを明るくし、フォトトランジスタの感度を弱くする。フードや覆い。フィルタ回路。など)

ソフトの対策例:LEDの点・非点の差を用いる。フィルタソフト。など)

ステッピングモータ

ローター(磁石)の周囲に配置したコイルへ順番に電流を流すことで回転するモータ。

カチカチ音のするアナログクォーツ時計プリンタによく使われている)

重量や大きさ・エネルギー効率の面ではDCモータより劣るが、

マイコンが出したパルス数と実際の回転度が一致するため、一定距離を進む制御が簡単に行える。

(マイクロマウスでは、GPSのように外部から位置を伝える装置は禁止されているので、どの度にどのぐらいの距離進んだかが大変重要である)

入門用としてよく用いられる。

DCモータ

ミニ四駆と同じタイプのモータ。エネルギー効率が高く、重量や大きさも小さいモータ。

ただ電流を流すだけでは際限なく回り続けるため、

位置検出を行い(エンコーダを用いる)電圧を高速・高精度に制御する必要がある。

ちなみに、マイクロマウスでは応答速度に優れた小コアレスモータが使われ、一個数万円と高価な部品である。

スラローム走行 曲がりで一旦停止をせず、なめらかに曲がる走行方法。高速に旋回できる反面、制御・調整が難しくなる。
斜め走行 階段状になっている箇所をいちいち曲がらず、ショートカットする走行方法。正確な旋回度の制御と高い直進安定性が必要である。
吸引(機構)

ファンなどで床面にり付くことで、自重以上の加重をタイヤに与えること。

レーシングカーダウンフォースと同じように、タイヤグリップをより強くすることが出来る。

当然、重量や大きさは増加するし、電消費が多くて競技終盤で吸引力低下(=グリップ低下)に繋がるケースがある。

(※マイクロマウスでは出走中のバッテリー交換は不可である)

探索走行

迷路地図を作成するための走行。最短距離めるのに必要な最小限の地図情報を、正確に取得する技術が問われる。

ジャイロセンサー

マウスロボットが回転する速度を検出するセンサー。近年のマウスロボットでは、高速な旋回時に発生するタイヤの滑りが無視できないため、タイヤの回転だけでは正確な位置が分からない。

そのため、上位を中心に採用する選手が増えている。

エンコーダー タイヤの回転を検出するセンサー。単体では回転が分からないDCモータを採用した場合は、必ず必要になる。をつかったものと、磁気を使ったものがある。
ベーシックマウス

ベテランの選手である森永氏が、大会参加の敷居を下げるべく作製方法を開しているマウスロボット初心者の多くがお世話になっている→た。

現在は、用いられている回路部品(センサやマイコン)が盤となり入手性が悪くなっている点や、マイコンの性向上に伴いよりシンプルな回路構成が可であることから、必ずしも初心者におすすめできる物ではなくなっている。

(とは言っても、設計思想の勉強用として参考にする部分は多文にあるはずである)

ハーフサイズ

2009年より加わった新しいカテゴリ

その名の通り、従来の半分である9cm四方の迷路を使う。

高い技術が必要とされるが、迷路も小さいので、テスト用の迷路を置く場所が小さくできる。

2018年より、こちらのサイズスタンダードとなり、旧来の18cm四方の迷路を使う競技はクラシックマウス競技と呼ばれる様になった。

関連動画

第33回マイクロマウス大会(2012)
 
 

  

  

関連項目

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スマホ版URL:
https://dic.nicovideo.jp/t/a/%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AD%E3%83%9E%E3%82%A6%E3%82%B9
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5 ななしのよっしん
2010/06/24(木) 01:25:43 ID: 3clGeIXi8F
ぜひ昔の競技の様子を見てみたい
6 ななしのよっしん
2010/07/26(月) 17:24:33 ID: HrtsVtmac7
マッピー
7 ななしのよっしん
2011/10/27(木) 19:38:16 ID: bE/iRuPMfl
日本語でおk
8 ななしのよっしん
2012/11/24(土) 17:20:38 ID: qrkRWz3005
第33回全日マイクロマウス2012決勝
http://live.nicovideo.jp/watch/lv116015322exit_nicolive
9 ななしのよっしん
2012/11/25(日) 18:47:55 ID: b+vcjKwb34
今大会ニコ生見終わったけど、よかったわー。できれば上位走行者のまとめ動画とか欲しい。
10 ななしのよっしん
2013/08/17(土) 09:21:02 ID: Q+w5N/8sQh
ゼンマイ組み込んだなんて居るのか?
まあ内燃機関外燃機関爆発とか危険だからわかるんだが…
11 ななしのよっしん
2013/09/13(金) 05:04:46 ID: KdKtGIjG4o
規模の小さなロボコンかこれ
12 ななしのよっしん
2014/11/22(土) 02:12:59 ID: Ygn8ccSRoD
>>lv199796968exit_nicolive

>>lv199797658exit_nicolive
13 ななしのよっしん
2018/12/07(金) 17:48:04 ID: Dmt4ZCkLkb
海外内の違いで全面探索や最速記録と記録を競うみたいなのがあるらしいけど
例えば途中でランダムコース配置が変わる仕様にしたら全面探索の意味がくなるのかもしれない
速記録より記録を重視するようになるというかそういう発想から来ているものなのかもしれない
コースというかフィールドが恒常的かどうか
最終的に想定している応用分野のイメージというか傾向の違いなのかもしれない
14 ななしのよっしん
2020/12/16(水) 00:48:51 ID: f8tNhbavHR
流石に今年は中止か