2024年11月12日

004-2.ライントレース入門－第6回「十字のコースを進む2」

「ライントレースロボット」とは、床面にある線（ライン）を追いかける（トレースする）ロボットのことです。こうしたロボットには「入力」と「出力」という制御の基本が詰まっている（なおかつ奥が深い）ので、ロボット競技の世界では定番の要素となっています。
このコーナーでは、「教育用レゴマインドストームNXT（以下、NXT）」を使ってライントレースロボットを作り、制御することの面白さをお伝えしたいと思います。（文／松原拓也）

◆ センサを2個にする

前回からの続きで、ロボットを改良していきます。ここでは光センサを2個にしてみました。左側のセンサはポート1、右側のセンサはポート2につないでいます。

裏側です。センサ以外は前回と同じ形状です。

光センサを2個にすると、どんな影響があるのか？　図にしてみました。
搭載しているセンサが1個の場合、床面の白色と黒色の中間を走ります。カバーできる範囲はセンサの幅2個ぶんです。
そして、センサが2個になった場合だと、カバーできる範囲はセンサの幅3個ぶんになります。
つまり、搭載するセンサが1個よりも2個のほうが範囲が広がってコースアウトしにくくなるわけです。

プログラム方法を考えてみましょう。
光センサを読み取るさいには、「白色を検出」「黒色を検出」のように2値ではなく、もっと細かくとらえるようにします。過去の連載第1～5回目の記事を参考にしてください。
連載第3回目の最初に作ったプログラムを使って、ラインの検出を行ってみたいと思います。

[Download]ライントレースロボットのプログラム1(NXTソフトウェア1.0で作成)

ライン検出のブロックを拡大してみました。
センサがラインに近づくと黒レベルという値が増えていきます。黒レベルには右側と左側があり、片方がもう片方を引くと、ラインの中心位置が求まるようになっています。

先のプログラムを実行してみます。
ラインの両側に光センサをはさむように配置して、実行します。
実行すると、最初に白レベルを学習（第2回目参照）して、それを元にラインの位置を算出します。

プログラムを実行時の様子を図にしてみました。
ラインに対してセンサの位置が中心の場合には「0」が表示されます。
センサが左にいくほど値を増えて、最高で20くらいになります。逆にセンサが右にいくと、値はマイナスになり、最高で-20くらいになります。
トータルで約40段階で、ラインの位置を求めることができるわけです。