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技術公開とミスリード

ロボカップジュニアの精神に自分の築き上げた技術を公開・共有すると言うのがあります。

競技である以上、努力(手間暇金?)して得たアドバンテージを公開することは非常に勇気がいる行為です。

自分のロボットのノウハウをブログなどで公開している方々には敬意を表します。

プロの視点から見て技術的に”最適解でない”事もあるのですが、指摘するのは控えています。

指摘を控えている主な理由は

●ディスカッションができるオープン大会とか、合宿などでは解説しますが、Web上ではニュアンスが伝わらないリスクがある。

●製品開発では軽薄短小・低コスト高性能の最適解を求める事が必須ですが、RCJでは”やってみたい”、”つかってみたい”は尊重されるべきと考ていますから、最適解でないよと指摘するのは野暮ったいと思うから。

 

スリードが危険な方向に進む物も含めて幾つかあるのですが、ロボカップジュニア日本大会2021オンライン 交流会で、”必要もないのに全方位センサを開発したりとか・・・”とのプレゼンがあり、技術公開した本人が最適解ではないと認識している事が確認できましたので、”全方位カメラ”について解説します。

 

Pixy2(水平視野角60° 60FPS)を使用した場合を想定します。

①キックオフでは自由にロボットを配置できる

守備側ロボットのカメラがボールを見失うのに必要な攻撃側ロボットの速度は?

フレームレートと水平視野角から1/60秒以内に視野角の外にボールを出す必要があります。

”時間・距離・速度・加速度”で習った式で計算できます。

フレームレート 60 F/s
ボールまでの距離 300 mm
水平視野角 60 °
視野角外までの距離 173 mm
脱出可能時間 0.0167 s
16.7 ms
必要加速度 1247 m/s^2
脱出時速度 20.8 m/s
74.8 km/h

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続いて物理で習った位置エネルギー(高さ22cnのボール)を運動エネルギー相当に換算します。

パルスボール

ボール重量 0.14 kg
登坂距離 0.22
登坂角度 20 °
高さ 0.075
位置エネルギー 0.103 J
速度 1.2 m/s
速度 4.4 km/s

 

オレンジボール

ボール重量 0.072 kg
登坂距離 0.22
登坂角度 20 °
高さ 0.075
位置エネルギー 0.053 J
速度 1.2 m/s
速度 4.4 km/s

と言うことでスタートと同時にキックされてもダッシュされても守備側がボールを見失うことはありません。

 

②画角とボール検出距離はトレードオフの関係

全方位カメラの画像は歪むので絵的に比較するのはイメージがしにくいです。

そこで一眼レフの画角と焦点距離の解説図をお借りして説明します。

焦点距離による画角の違い

水平画角で考えると60°の画角が360°になるわけですから焦点距離で6倍に相当します。

Pixy2ノーマルが135mmだと仮定すれば、全方位カメラは20mmに相当します。

135mmでは建物のディテールや噴水があることが分かりますが、20mmでは潰れて見えません。

Pixy2はオレンジボールをフィールドのどこにおいてもギリギリ検出できる能力がありますので検知距離を2mとします。

Pixy2ベースの全方位カメラでは検知距離0.33mになります。

全方位カメラを製作されて、ボールの検出距離が短くて驚いた方は少なく無いと思います。

 

③距離情報

垂直画角については、歪みによって角度・距離計算が非線形になります。

歪み補正計算を行えば距離を得ることが可能ですが距離分解能は低下します。

 

つまり、必要性の点からも検出距離・距離分解能を失うデメリットからも全方位カメラは最適解ではないと思うわけです。

あくまで仕様を決める際に設計計算を行うと結果の想定ができると言う"一例"ですので”やってみたい”、”つかってみたい”方は、とても面白い性質のカメラですので公開情報を基に全方位カメラを製作してみて下さい。

 

私の考える”最適解”については、おやじ参加のできるオープン大会にて、実機でプレゼンしたいと思っています。

けいはんなオープンはエントリーに行ったのですが一人参加できない様子なので、その次開催されるオープン大会かな?

 

最後に、ロボカップジュニア日本大会2021オンライン 交流会 関係者・参加者の皆様お疲れ様でした。

 

 

 

出典:パナソニック デジタルカメラ講座 焦点距離による画角の変化

https://av.jpn.support.panasonic.com/support/dsc/knowhow/knowhow12.html