前回に引き続き、「グリッパー搭載ロボット」を動かすプログラムを作ります。
今回は「きょりセンサー」を使ってみましょう。きょりセンサーは超音波を使ってきょりを測るセンサーです。

きょりを測るプログラムがこちらです。
きょりセンサーを使うには一番最初に「DistanceSensor」というクラスを使って、オブジェクトを作成します。関数にはセンサーを接続しているポートを引数として記述します。ここではポート「F」に接続しています。オブジェクトの名前を「wall_detector」にしました。
きょりを測るには「get_distance_cm」関数を呼び出します。戻り値の単位はセンチメートルです。
、、、しかし、これではセンサーを1回測定しただけでプログラムが終わってしまいます。何度もセンサーを測定するには処理を繰り返す必要があります。

処理を繰り返すには「while」文を使います。これは「ホワイル」と読みます。 whileの書式は次の通りです。
while　（条件）:
( 字下げ )処理
( 字下げ )処理
( 字下げ )処理
、、、「条件」と書かれた部分が「True」や「0以外」の場合、処理が繰り返されます。今回の場合は「1」と記述していますので、無限に繰り返されます。繰り返したい処理は字下げして記述します。

プログラムを実行すると、ライトマトリクスにセンサーの値が表示されます。
成功、、、のようですが、実はこれは失敗です。
グリッパーがセンサーをふさいでしまっています。センサーを測定するにはグリッパーを開かないといけません。

グリッパーを開閉できるように改良します。
前回に作成した「gripper」関数をコピー＆ペーストしてプログラムに組み込みます。次のように処理を行います。
（1）グリッパーを開く。
（2）きょりセンサーの値が10cm以下になるまで繰り返す。
（3）グリッパーを閉じる。
、、、処理を繰り返すには「while 1」と記述します。このままだと無限に処理を繰り返してしまいますので、「break」という命令を使って、ループを抜け出します。きょりの比較にはif文を使います。 赤い線の部分が特に工夫したところです。赤い線の部分はきょりセンサーが測定結果が遠すぎた場合、戻り値が「None」となります。そして、if文で「None」を比較しようとするとエラーでプログラムが終わってしまいます。このため、Noneのときは比較をしないことでエラーを回避しています。

グリッパーが閉じた状態で、プログラムを実行します。
なお、この写真ではターゲットを少し大きくしています。きょりセンサーにうまく反応しない場合には、ターゲットを大きくしてみましょう。

グリッパーが開きました。きょりセンサーの値が1秒おきに表示されます。
もし、ターゲットが10cm以下にまで近づいたら、グリッパーが閉じます。

先ほどのプログラムはグリッパーが開閉するだけでした。 先ほどのプログラムを改良して、ロボットを移動できるようにします。
前回作成したプログラム内にあった「turn」関数をコピー＆ペーストして、組み込みます。これで「その場せん回」ができるようになります。
さらに「light_matrix.write」と「wait_for_seconds」を削除しました。ループを実行する周期が短くなるため、センサーが素早く反応できるようになります。

プログラムの実行結果です。
実行すると、グリッパーが開いて、ロボットが前進します。それから、ターゲットを検出すると、グリッパーが閉じて、180度向きを変えます。
プログラムはここで終わりです。では、この先の動きを作ってみましょう。

先ほどのプログラムには少し問題が残っていました。 たまにセンサーが反応せず、ターゲットを押したまま前進してしまうことがあります。
このまま前進を続けると、ロボットがテーブルから落ちてしまい、非常に危険です。

そこで、プログラムに安全装置を組み込みます。ロボットが40cm以上移動した場合には自動的に引き返して、テーブルから落下するのを防ぎます。ターゲットを正常につかんだ場合も引き返します。

改良したプログラムがこちらです。
モータの回転量を監視するために、新しく「motor_a」というオブジェクトを作りました。これはモータペアだと回転量が検出できないためです。本当は2つのモータの平均値から移動きょりを求めたいのですが、前進するだけなので、モータの片方だけを監視します。
回転量を求めるには「get_degrees_counted」関数を使います。戻り値は角度です。「17.6×回転角度÷360」と計算すれば移動したきょりを算出することができます。「17.6cm」はタイヤの円周です（タイヤの直径5.6cm×円周率）。 ここでは、40cm前進したらループを脱出するようにしました。 変数amountには移動きょりが入っていますので、そのきょりだけ移動すればスタート地点に帰ることができます。

プログラムを実行した様子です。
ここでは、わざとターゲットを置かずに実行してみました。テーブルの終端にさしかかると180度向きを変えて、スタート地点まで戻りました。安全装置が正しく機能しています。成功です。Pythonなら、複雑な処理も比較的短いプログラムで記述することができます。

今回作成したプログラム（SPIKEアプリ用）