ロボットアームを作ってみる。ソフト編

まだロボットアームのソフトは完成していないのですが現時点でわかっていることをまとめておきます。


今回は
Kinect等の入力機器　→　Unity　→　ラズベリーパイ　→　サーボ
といった感じにします。
Unity、ラズベリーパイ間はUDP通信を使います。
計算はできるだけUnity側で行い、角度、（もしくはパルス長）をラズパイ側に渡すこととします。


・ラズベリーパイ側

サーボの操作ですが、ハード編にてでてきたサーボドライバを使います。

http://learn.adafruit.com/adafruit-16-channel-servo-driver-with-raspberry-pi

このサーボドライバのチュートリアル（ラズベリーパイ用）とライブラリをサーボドライバの販売会社？が公開しています。
ラズベリーパイ用のライブラリはPythonです。

http://junkroom2cyberrobotics.blogspot.jp/2013/06/raspberry-pi-adafruit-i2c-16-channel.html
こちらをみるとArduinoのライブラリを使えばC++でも扱えるようです。

チュートリアルにそってサンプルプログラムを動かし動作確認をしていくのですが、画像の通りにやっていくと僕の場合うまく行かず焦りました。

画像では１５番とサーボをつないでいるのですが、サンプルプログラムを見ると０番を動かすことになっています。
０番にサーボを繋いでサンプルプログラムを動かすとうまくいきました。

・そもそもサーボの信号ってどうなってるのか？と疑問

http://homepage3.nifty.com/mitt/pic/pic5_23.html

>ＰＷＭ方式とは、パルスの周期を一定にしてパルス幅を変える事で目的に合った制御を行うものです。

>サーボモータでは、パルスの幅が回転角に対応するようになっており、パルス幅が狭ければ０°，中位なら９０°，広ければ１８０°と言うような動作をします。


・周期はどうすればいいのだろう
調べてみると、どうやらラジコン用のサーボは60Hzが普通らしい。
ということは周期は16.7msということになる


・サーボの仕様はどうなってるの
http://www.gws.com.tw/english/product/servo/servo%20form.htm
http://www.gws.com.tw/english/product/servo/sat%20form.htm
GWSのホームページのサーボのところを探すと２つ見つけた。
今回どっちを使えばいいかは不明。

サーボの特性がいまいち分からないので一つ一つ少しずつパルス長を変えて動きを確認することにしました。


・Unity側

滑らかに動かすには逆運動学を知らなければならないらしい。
逆運動学とはinverse kinematicsつまりIK。
UnityにIKの機能があったはずなのでそれを利用すれば面倒な計算を使わなくてもできそう。
IKでKinectなどで取った手の位置だけ与えてその時の関節の角度を取り、それをサーボに入力しようと考えた。

IKってどうやってセットアップするのだろう？
ここで挫折中。

今回のロボットアームは３関節のものと見れるので調べれば逆運動学の解が載っている。

http://rbintelligence.hide-yoshi.net/pyODE8.html

http://ameblo.jp/sichi-i/entry-11290091765.html
しかし思ったような動作をしない・・・。



現在ここで停止中。
ラズパイ側のプログラムはできており、後はUnity側の関節の角度を計算する部分が出来上がれば一応は完成となります。