ロボコン日記

VAIOZの13.1インチのフルHD液晶パネルは、画質は他の同クラスのノートPCと比べると非常にシャープで発色も良くWEB閲覧程度ならば文字はそれほど苦にならないが、HEWのソースを5時間以上見続けている最近では肩がこるようになり、仕事中に異変を感じるようになった。そこで外部モニタが欲しくなったので購入した。

購入したのはナナオの液晶モニタFS2332

↓真ん中

IPSパネル、LEDバックライト、超解像と最近のトレンドを全て含んでいる。

モニタについては1万円安くスタンドが高機能なiiyamaのProLite XB2374HDS-Bと悩んだが、大須で実物を見て以下の理由でFS2332にした。

・黒の発色がいい。
・色温度6500kにしたときの色合いが自分好み。
・ナナオブランド（日本製、ただしパネルはサムスンS-PVA）
・過度にギラギラがなく、眼に優しいというネットの評価



特に「paper mode」といって上のように昔の色あせたCRTのような薄い色は、プログラミングをするときに眼の負担が少なく健康に良いと感じた。

その他、IPSということで動画の残像などもチェックしてみたがニコニコ動画のテロップ等を見ても自分はほとんど残像は気にならなかった。またチラつくという噂があるが、確かに動画をとると明暗の変化が確認できるが、これはバックライトLEDをPWMで制御させているのであって、動画の原理上抽出した画像群がPWMがLowになっているときの割合が多くてチラついているように見えるだけで肉眼では確認できないはずである。それが眼に悪いというなら、どんな液晶も眼に悪いということになる。

さて、個人的にはVAIOZの液晶との比較だが、画面のシャープさに関してはVAIOZのほうが良いと感じる。要は新しいiPadが小さい画面に高解像度のパネルを入れているのと同じで、１つ１つのドットが細かいので見た目が鮮明に見えるのだと思う。

ちなみにVAIOZの液晶は生産は現在ではAUOという台湾のメーカが行っているが、TMDのPC向け液晶部門の売却先であるので、もともとはTMDが企画設計を行ったものと推測される。つまり貴重な準国産の液晶パネルという可能性が高い。国産の液晶パネルを採用したPCモニタは色の再現度は抜群だが高価で、ほとんどが業務用に限られる。今、コンシューマ向けに出回っているのは大部分が安価な韓国製であるが、その中でよく頑張ったというところだろう。

新座標でモーション作成。




変則4輪は旋回半径の小さいスラロームで、どうしても無理な力が加わるので、座標がズレやすい。そこで今年の探索走行は光センサ系を中心にかなり手を加えた。

・旋回半径を5cm→7cmに
・座標変換をターン前に変更
・ターン中の壁切れ補正追加
・斜め先読みセンサと後ろの姿勢制御用センサの連帯
・前壁で距離補正（今までは角度のみ補正していた）

いつものようにフル迷路で走らせないとはっきりわからない部分があるが、とりあえず家の5×5では安定した。しかしあまり光センサに頼った走りをしていると、決勝の強烈な照明で狂うことがあり得るので必ずしも良いわけではない。

HEWのmath.hの三角関数の計算速度はクロック80MHzのSH7137Fで約46μsであり、全く使えないレベルではないが、高速化をしていく上でせっかくなのでもう少し速くできないか、またmath.hを無くすことはできないかと考えてみた。（というか遅いCPUを使っている普通の人は当たり前のようにやっているのだろうけど）

テイラー展開など多項式で近似もできるが、精度を求めると7次ぐらいは必要となり、あまり演算量のメリットがない。そこで採用したのが下図のように、1次関数で線形補間する方法である。


考え方は極めて単純で、まずCos関数を(n+1)分割し、テーブルでn個の点の値を保持しておく。
そして、その点間を1次関数で結ぶ。両端の2点が既知であるので、式は少ない演算量で導出できる。このときできるだけ式導出時に、浮動小数点除算が発生しないようにnを定める。式が決定すればあとは任意の角度xを代入するだけで計算が完了する。

自分の場合、テーブルは0〜91度まで1度間隔で2byte精度で保持。主要な演算は整数倍してint精度で行い、最後の計算のみdouble精度の除算を行っているが、これでもマウスの座標で使う程度であれば、十分な精度を得られた。

結果、演算は24μsまで高速化し、ROM容量はmath.h廃止で、テーブルの消費を考慮しても2.8kbyteほど削減できた。しかしまだ高速化は可能で、実は24μsのうち、20μsが最後の整数倍の除算でかかっている。管理する座標系自体を整数倍で管理すればいいのだが、直感で管理できない分ややこしい。

新作はまだまっすぐ進むことすらままらない状況だが、1つ1つ基礎部分を改良していっている。

今回はターンでの座標の管理を変えることを検討している。今まで座標変換はターン直後に行っていたがこれだと、自分のアルゴリズムではターンを抜けるまで壁切れ補正ができない状況になっていた。そこでターン直前で座標変換を行えば、ターン後の区間にまたがって座標を連続的に扱え、比較的ターン中も壁切れ補正もしやすいのではないかと考えたのである。

これをやるには今までの走行ルーチンを大改造する必要があり、パラメータ調整の経験値も全てリセットすることになり、バグの発生も予想される。

妥協して今までのソースを使えばすぐにでも迷路上を走るのだろうが、なにかつまらないので冒険してみることにする。

前記事の演算の簡略化実行。
double精度のLog演算4回からint精度の減算2回に削減。



センサリニアライズ処理はほとんど無視できるレベルまで高速化され、全体の割込処理も500μS以下に収まった。しかし、今までの現物合わせパラメータはズレてくるので再度調整が必要になる。

今年度はオシロがあるので、ハード&ソフトの状態をより詳しく解析できる。


やり方はいたって単純で割込の処理毎に表示LEDを光らせ、その信号線の波形を観測する。
<測定条件>
マイコン:SH7137(80MHz)　割込周期500μs
<結果>
波形1:全体の割込処理実行時間:500μS〜
波形2:センサAD変換+オドメトリ+モータ制御:100μS〜

波形1-波形2:センサのリニアライズ化:400μS

割込周期は昨年度までは1msであったので問題がなかったが、見ての通り現状500μSには収まっていない。原因はセンサのリニアライズ化に時間がかかりすぎていることで明らかである。何をやっているかというと

対数関数Log(センサ値)-Log(閾値)（精度:double)を4回計算しているのである。

自分の場合いままでmath.h内の関数をそのまま使用し力技で計算させていたが、限界がきたようだ。昔H8を使っていたときはテーブル参照なりテイラー展開なりで簡略化していたが、また出番がありそうだ。まあすぐできるのはLog(閾値）なんて1回計算しておけば変化しないのだから、それだけで半分にできる。また12bit精度のAD変換といえど、使う領域は限られているのでテーブルにすればそれほどROMも消費しないだろう。

今回は世間一般のマウス（PCのほう）について思うことがあるので。

以下のマウスは国内大手メーカB社の"BSMLW07"という製品である。3年前、当時見た目が美しく、ホールド感もよかったので、購入したものである。

ところがこれ、検索するとわかるが非常に不具合事例が多い。それは突然動かなくなるのである。私も例外ではなく、購入後2〜3ヵ月で動かなくなった。そのときはサポート期間で修理に出して新品に交換していただいたが、その取り替えた新品もわずか1ヵ月で動かなくなった。結局見切りをつけ、現在はマウス大手のL社のマウスを使っている。整理してたら出てきたので、自分も似たような製品を作っていて他社がどうなっているか興味があったので分解してみた。

・固定用特殊ネジがわかりにくいところに3本もあった（ネジのコスト高いはず）
・レジストは片面のみ(コスト?)
・シルクと部品配置が一致しない(おそらく他製品と共用基板）
・リード線の処理が甘い（少しの衝撃で断線必至)
・スイッチ,エンコーダは国産の結構良いものを使っている。
・レーザセンサはAvago製

よく商品をアピールするときに「こんな技術を採用しすごいんです」という触れこみがあるが、実は他社のコア部品と、そのデータシートにある回路をAWで筐体に収めれば誰でも作れるということは最近のデジタル機器は多い。確かに自前で作るよりも短期間で開発でき、コストも下げられるが何かつまらないな...

裏面は、なんだか突っ込みどころ満載だが...
・SWがズレてはんだ付けされている。(前の3端子と干渉したからか？)
・全体的にはんだが汚い。（手修正の跡多数）
・無理矢理感たっぷりのレシーバモジュール。

データシートをもとに原因を究明したが、レーザセンサの仕様で、故障モードを検出して回路を遮断するピンが常にHighだったので、このレーザセンサがなんらかのストレスで死亡した可能性が高いと断定。これは救いようがない。

自分はできるだけ情報デバイスは信頼性から国内メーカのものを選ぶようにしているが、悲しいことに最近はコスト削減で仕様だけ渡して、設計から生産まで海外に丸投げしたりしているメーカもあるので注意しなければならない。このマウスがそれかどうかはわからないが少なくとも国内メーカでこの作りは正直がっかりした。

自分のおすすめはm705rバッテリー持ちは本物で今のところ2年は持っている。握りやすく、クリック、ホイールの感触ともいい。

わかってはいたが、第一印象とにかく大きい。

重量も120gほど。（バッテリーを小さくすれば100g切るかもしれないが）

ソフトはいつも10段階のうち7くらいから始めるが、今回は3ぐらいから始めて基礎部分を見直すことにする。したがってエキスパート決勝レベルまで仕上げるには今年は間に合わないかもしれない。競技結果にこだわるより、純粋に開発を楽しむというマウスを始めた頃の初心に戻ってみる。

もっとコスト意識を持たねばとは毎回思うが何分、工業製品は見た目を気にする性格なので...最低条件の3倍近く支払っています。

P板.comから今年のマウスの基板が到着。レジストの色をプレミアムカラーの紫にしてみた。写真と実際の色はできるだけ近づけたつもりなので検討中の方は参考にしてください。

スプライン曲線を駆使してロゴも試験的に入れてみたが、見事な仕上がり。

その道の人には何を載せるかわかりますよね。

第15回ロボットグランプリ、ロボットランサーを見学。昔はURLに名残があるが愛知の名大や中京大でやっていた頃があり、大学1年のときに初めて参加したロボコンである。当時と仕様は少し変わっているがルールはあまり変わっていないので懐かしい。

参加者層を見ると、大学生中心なのは昔と同じだが、中学生の参加もあり、しかもそこそこの点を取っているのできっと優秀な指導者に恵まれたのだろう。良い時代になったものである。

さて、マシンを見るとバキューム音のするものがかなりいる。ここのところ、優勝者が吸引で圧倒的な走りをしているので、マウスの変則4輪と同じように、こちらでは吸引がトレンドになっているのかもしれない。ただどちらも自分の武器にまでするのは人並み外れた努力が必要なのは変わらない。その他、槍を2自由度で動かしている機体、レゴのマインドストームで白線を利用して位置補正をかけて円柱標的を倒す機体などは発想が面白くて関心した。

ただ参加となるとこの競技は私のような一個人ではスペースの都合上、環境がどうしてもネックとなる。住んでいる中部地区は現在では取り組んでいる団体はほぼ皆無と思われる。ハーフサイズにするとか...無理か。

この競技はロボトレースやマイクロマウスと兼任している人も多いので、情報交換もやってモチベーションを上げてきた。実はこれが一番の収穫。といっても私はほとんど仕入れているだけでしたが（自分はソフトでいろいろやるタイプなので、こういう場ではあまりネタが提供できず申し訳ない...)お互いに少ない時間は同じなのにみなさん頑張っていて自分も見習わないとな...