前回は回転センサーについてお話をしました。 前回作成したプログラムは、一つは「60cm前進するプログラム」、、、

、、、そして、もう一つは「モーターの角速度を測定するプログラム」でした。

この２つのプログラムと前回で使用したロボットをそのまま使います。このロボットは出力ポートAにLモーターを接続しています。モーターは1つだけなので、前進後退のみで右折・左折ができません。

前回、作成した「60cm前進するプログラム」と「モーターの角速度を測定するプログラム」。この2つを合体させて1つのプログラムにしました。完成したプログラムがこちらです（fow600mm2.ev3）。
60cm前進する処理と角速度の測定を並列的に処理します。並列的に処理を行うには写真のようにワイヤーを二股にしてブロックを接続します。

では、プログラムを実行します。

液晶ディスプレイにグラフが表示されました。
グラフのX軸は時間です。1ピクセルが0.025秒に相当します。グラフの終わった地点が約2.4秒を示しています。Y軸は角速度（時間あたりの回転角度）です。ややこしいですが、0.025秒間に回転した角度を測定して、それを4倍したピクセル数で描いています。計算すると、Y軸の一番上が1280度／秒（213 RPM）に相当します。見たところ下側4割くらいが埋まっていますので、85 RPMくらいでしょうか。前回の測定ではパワー100で160 RPMだったので、パワー50で85 RPM相当というのは、ほぼ計算どおりです。
このグラフを見ただけだと、特に問題点は見当たらないと思います。そこで、さらに見える化を推し進めたいと思います。

さきほどのプログラムを改良しました（fow600mm3.ev3）。改良したのはグラフの原点です。算出するY座標を変更することでグラフ全体が12ピクセルほど上に移動しました。

実行後の結果がこちらです。Y座標の0位置を少しだけ上に移動させました。この変更によってY座の上限が193 RPMに変わりました。
注目すべきはグラフの最後の部分です。 角速度（Y軸）の値がゴール直前でマイナスを示しています。回転センサーがとらえたモーターが逆に回っている証拠です。
つまり、ロボットが目標地点をオーバーランして戻っているということです。 実際に見ると、ロボットがグラッとして止まる様子が確認できます。

ロボットがグラッと止まることが分かりましたので、これをなくしたいと思います。
改良したプログラムがこちらです（fow600mm4.ev3）。モーターのパワーを自前のプログラムで制御するように変更しました。プログラムが巨大化したので、グラフ描画に関するプログラムはマイブロックに移行させました。

プログラムを実行した結果がこちらです。
ロボットが停止時にグラッとなる現象が少し収まりました。ロボットの加速と減速もゆるやかになりました。 急発進／急停止をしないことで動きが正確になります。さらに0.1～0.2秒ほどゴールへの到着が早くなっています。

このプログラムでは「加速」「等速」「減速」の3段階でモーターの回転速度を制御しています。 等速時にはパワー100で回転します。
ピンク色で塗った部分はモーターを回転させるさいの最低限のパワーです。ここではパワー10と設定しました。このパワーが0だとスタート時にモーターが回らず動いてくれません。

しかし、最後に逆回転する現象は完全に解決していません。
そこで、先ほどのプログラムを改良します。 加速減速レートを0.3→0.1に変更してみました。モーターの回転が遅くなれば逆回転が発生しなくなると予想したためです。

プログラムの実行結果がこちらです。
予想どおり、逆回転が発生しなくなりました。一応、これで解決になるのですが、ゴールへの到着が前よりも遅くなってしまいました。
あと、細かい話ですがグラフが左右対称ではないので気持ちが悪いです。

距離とパワーの関係をグラフにすると、こうなります。 加速減速レートが低いとパワーは100％に達しないので、台形にはなりません。
モーターのパワーが弱すぎたため、ロボットの加速に時間がかかりすぎて、グラフのバランスが悪くなったようです。

最終的に完成したプログラムがこちらです（fow600mm5.ev3）。
改良点としては、モーターブロックの「オフ」の設定を「ブレーキ」じゃなくて「惰性運転」に変更しました。加速減速レートは最初の0.3に戻しています。
ブレーキをかけると、その場に踏み止まろうとしてモーターの逆回転が発生してしまいます。惰性運転に変更すれば、逆回転はなくなりますが、今度はモーターが正確な位置に止まれません。ジレンマに悩まされます。
解決策としては、ゴール地点を実際よりも手前に設定してモーターの回転を早めに落とすようにしてみました。 減速の基準となる回転センサーの角度は「midpoint」という変数で設定していますので、プログラム内で探してみましょう。

距離とパワーのグラフで表現するとこうなります。
このプログラムではゴールの1.8cm手前でパワー10の等速運動に切り替わります。

プログラムの実行結果はこのとおりです。
逆回転もなく、ゆっくり停止できるようになりました。

対策前と対策後を比べてみました。解決しましたが、少々不満があります。ゴールへの到着時間が変わっていません。加速減速レートやmidpointの値をうまく設定すれば改善するかもしれません。
[DOWNLOAD]今回作成したプログラム(教育版EV3ソフトウェア用)