Robotics Notes

Inventor復活のお知らせ

2013-11-20T21:42:00.001+09:00

最近，PCはもっぱらSurfacePro（SurfacePro2じゃあない...）を使ってます．Windowsの持ち運べるPCがあれば，まぁだいたい困ることはないからです．勿論，CADも機械系と回路系を入れてるんですが，およそ1ヶ月ほど前．．．そう，Windows8.1へアップグレードした時の話です．．．

えーっと，Autodesk Inventor 2014 が起動しなくなりました．

Win8へ戻そうかと試みたものの，なんか無理そう．．．＼(^o^)／

折角Surfaceちゃん気に入ってたのに，この一件でだいぶ冷めました．．．CADの使えないWindowsなんて，意味無いじゃんｗ

そのうち何とかなるかと放っといてた訳ですが，1ヶ月位たったしそろそろ誰か解決策でも見つけてくれてるかなーとググってみたら，ありましたよ．サービスパックが出てるってさ！

http://ndwtoplightzumen.wordpress.com/

このブログに書いてあるのを見つけました．

http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/ps/dl/item?siteID=123112&id=22322619&linkID=9242019

その記事に載ってたここでサービスパック配ってます．

そのまま，導入すれば回復しました．

見事，Inventor復活です！！そして，Surfaceちゃんデキる子に返り咲き！！°ﾟ°｡｡ヾ( ~▽~)ﾂ

さくらのサーバを借りてみた

2013-08-13T02:15:00.001+09:00

私，ネットワーク系はリアルでも画面の中でも苦手な訳です．通信というものが尽くうまくいきませんからね！昔はSPI通信で死にかけ，生まれてこの方会話で憂鬱になり，今でもサーバとか億劫です．データベースもなんかweb的で後でいいやってなって，せっかくのLINQもいまいち習得できてないくらいですよ．C#大好きなのに｡･ﾟ･(ﾉД`)･ﾟ･｡

でも結構な気分屋ですから，極希に，無性に手を出したくなる瞬間がやってくるものです．今日来ました．そして，この例外のキャッチに成功して，勢いでレンタルサーバ借りました．

で，何しようか．．．最初に思いついたのは，取り敢えずgitのリポジトリ作ろう．GitHubとかあるけど．まぁそれくらいしか思いつかないポンコツですが．

で，取り掛かったら結構なんじゃこれっていうのが出て来たので，メモしておきます．（ここまで前置き）

1．さくらインターネットのレンタルサーバに間借り．登録すると，アクセス出来るようになるまでしばし待てということなので，しばらく別の作業でもしておく．

2．再開．Windowsから触ろうとしたので，碌なターミナルエミュレータも入ってない．．．なんでもいいやでTeraTermをインストール．

3．SSHで借りたサーバに入る．入ると「Welcome to FreeSBD!」と歓迎してくれる．僕からすれば，お前誰やん状態．君がこの世に居るのは小耳に挟んでたけど，君のこと何も知らないから．

4．cdやらlsで色々散策．それくらいのコマンドは僕でも知ってる．他の人の部屋っぽいのもあった（

5．本題のgitを入れたい．ソースコードで取ってきて自分でビルドするとか，めんどくせぇって思うけど，ここはちょっと我慢．（それしかない．．．）

https://code.google.com/p/git-core/downloads/detail?name=git-1.8.3.4.tar.gz&can=2&q=

にあるらしいが，これをどうやって拝借してくるんだろう．．．

「wget」ってコマンドでいいらしい．ちょっとググると結構賢そう．でも certificate がどうのこうのって拒否られる．httpsだからか．．．

「--no-check-certificate」使えって勧められるも，心配になってググる．

http://d.hatena.ne.jp/mrgoofy33/20110204/1296829185

それでいいっぽい．で，普通に落としてきてくれた．

ここまでの正解（たぶん）↓

mkdir -p $HOME/local/git/src

cd $HOME/local/git/src

wget --no-check-certificate https://git-core.googlecode.com/files/git-1.8.3.4.tar.gz

6．解凍する．

tar xzvf git-1.8.3.4.tar.gz

xで書庫から抽出，zでgzipで解凍，vで表示，fでファイル指定するって意味らしい．

7．解凍先に移動．

cd git-1.8.3.4

8．コンパイルしてインストールする．
./configure --prefix=$HOME/local
して，gmakeするらしいが，Errorが出る．．．これだから嫌なんだよもぅ．．．と早くも嫌気が（
http://g-taki.com/wordpress/web/6812.html
に答えがあった．

./configure --prefix=$HOME/local --enable-pthreads=-pthread
gmake all
gmake install

とやるといける．

9．パスを通しておく．

export PATH=$HOME/local/bin:$PATH

でいいっぽい．「export」が環境変数を設定するコマンドで，PATHっちゅう環境変数に「$HOME/local/bin」と元のPATHを連結したものを設定するという解釈でよさげ．

10．さて，動くか．gitっと打ってみたら，出た出た．いけてるっぽい．

11．追加で，どうやら「.cshrc」にもパスを書いておく必要があるらしい．「ls -a」すると確かにいる．viでちょろっと書き加える．一応変更する前にバックアップもしておく．

12．それと，$HOME/binにシンボリックリンクを張っておくことも必要らしい．（9から12まで全部必要なのかちょっとよく分かってないし，色々やってこれ無い時に成功したから要らない気がする）

ln -s $HOME/local/git/bin $HOME/bin

これで$HOME直下に$HOME/local/git/binへのbinというシンボリックリンクが設置される．「ls -F」で確認すると確かに@付きで出来てる．

13．と，ここでサーバにSSHの公開鍵認証で入りたいなと思い始め，
http://akabeko.me/blog/2012/04/revps-01-prepare-ssh-key/
を参考に，鍵生成と公開鍵の転送，パーミッション変更をやっておいた．（VPSを借りたわけではないので一部参考にした）

14．サーバ上にGitのリポジトリを作る．そろそろ書くのに飽きてきたけど，作りたいところに作る．

mkdir -p git/sample.git
cd git/sample.git
git init --bare

くらいで．

15．ローカルにもリポジトリを作る．Win8上でGit Extensionsっつうクライアントを入れてあるのだが，好きなように作る．SSHの公開鍵認証を使いたいところ．ただし，GitExtensionを普通に使うとPuTTYでリモートにアクセスするらしく，うまくいかないので，さっきのOpen SSHの秘密鍵を変換しておく．「キーの生成／インポート」から読み込んで，パスフレーズを入れると，出来上がり．秘密鍵を保存して，それを登録しておく．

16．あとは，コミットしてプッシュすれば，出来たよってなる．以上！

多分ひとしきり全部メモれたと思う．最後のほうちょっと雑になったけどまぁいいや．ちょっとだけサーバと仲良く慣れた気がしないでもないけど，まだ苦手（

マウス関西支部勉強会に行ってきました

2013-03-06T02:00:00.000+09:00

10日程も前の事ですが，2月23日にタイトルの通りマウス関西支部の勉強会に行って来ました．そこで発表させて頂く機会があったので，聞いてくれる人がいるうちにやっておこうということで発表して来ました．「やってみた」系の気分で作成したスライドですので，色々と突っ込みどころがあると思います．．．が貼り付けておきます．

その時に主に突っ込まれた点・質問を書いておきますと，

特性曲線の効率のピークが左により過ぎているのでは？停動トルクの1/7くらいでは？
機械系の応答しか見ないのであれば，結局電機子インダクタンスはモデル化の必要ないんじゃ？
LTspiceで安定に解ける系・関数系は数学的にどのレベルまで？
用語・定義等整理して纏めてみたら？

くらいでしたでしょうか．．．

今現在の答えとしては，

maxonの資料等見返して多少モデルの修正をしてみましたが，横軸が停動トルクの1/7のラインで最大効率90%強にはなりそうもありません．．．何か別の要素を考える必要があると思います．その他ブランドの比較的効率の悪いモータなどに合致させるにしても鉄損の考慮が抜けてますから．．．
その点のみを目的とするならそうでしょう．ただ，一つ前のような事も検証したいですし，電気的時定数レベルの応答，即ち電流・トルク制御等のシミュレーション等をする為にも残してあります．
現在調査中です．．．
元々纏めていた物から適当にピックアップしたものが上のスライドです．上記のツッコミ等をある程度解決でき次第，公開しようと思います．

です．何か思いつけばまたここに何か書こうと思います．

アナログコンピュータを思い出したとか，デジタルが進むと一周回ってアナログ的な考え方に帰ってくるんだとか，そんな考え方する人いるんだへぇ～，みたいな感想を頂けたみたいです．そんなに変わった事考えてるつもりはなかったんですが，ほんのちょっとは楽しんで頂けたようでよかったです．

ではでは．．．

低損失かつ超簡単な逆接保護回路

2013-01-12T03:26:00.000+09:00

この資料（http://www.irf-japan.com/technical-info/designtp/dt94-8ja.pdf）に掲載されているMOSFETを用いた逆接保護回路を極僅かに発展させたものをふと思いついたので書き留めておきます．いつものことながら実験はしていないので本当にうまくいくのかは知りません．．．

先ほど挙げた資料における方法は，単純にダイオードを用いた逆接保護回路と変わらない程に部品点数が少なく（というかピンが1本増えただけですよね），損失もMOSFETのON抵抗によるものだけで，殆ど理想的と言っても差し支えないものだと思います．ただし，電源電圧と同等の電圧がゲート-ソース間に印加されるため，一般的なMOSFETを使用するならば20V弱までの電源にしか使用できません．

そこで，ツェナーダイオードを用いてゲート-ソース間に印加される電圧を定格以内に制限しておこうと思った訳です．

こういう事ですね．そのまんまです．

実に単純ですね．（昔これに比べると随分大仰な回路を考えてましたね．．．ごめんなさい）

一応LTSpiceで確認しておきました．電源電圧を25Vから-25Vまでスイープさせた時のゲート電位（青色）及び負荷電流（緑色）を見てみると，逆接保護が作用している（であろう）ことが確認できます．

これでいいのか

2012-12-25T18:12:00.001+09:00

（業務連絡）

色々考えて，結局こういう事でいいんじゃないかということになりまして．．．

これが一番簡単な直し方だと思うんですよね．
LEDに逆方向電流が流れてるヒゲが見えてますけど．．．これはどうしてでしょう．．．

Raspberry Pi が届いたよ

2012-12-22T01:11:00.001+09:00

発注したのは一体何時の事だったか．．．思い出すのも難しいくらい前に頼んでた Raspberry Pi が届いてました．

取り敢えず写真だけでも

で，これで何するかまだ考えてません．．．てへぺろ(・ω<)

Delaunay分割とLaplacianスムージングを実装してみた（2次元）

2012-12-10T00:40:00.000+09:00

実はだいぶ昔からちょっとずつFEM用のメッシュ作成ソフトを作ってたりします．

分割アルゴリズムは定番？のDelaunayTriangulationを用いて，2次元なら三角形，3次元なら四面体で，自動的に分割していきます．このアルゴリズムに渡すデータはノード（節点）の座標の羅列だけなんですが，そのデータ自体をどうやって作成するかという問題があります．要はメッシュを切りたいある形状を与えられた時に，その内部にどうやってノードを振り撒くかという問題です．

すぐに思いつく方法は，境界上の点＋内部は格子点とかでしょうか．．．でも出来上がりのメッシュの品質を上げる為に最適化が出来ると嬉しいところです．その方法の中で恐らく一番簡単な方法がLaplacianスムージングでしょう．自身のノード位置を，そのノードと隣接関係にある全てのノードの重心点となるように再配置する手法です．（今回はこの再配置されたノードを用いて更にDelaunay分割をやり直しています．）境界上の点を除く全ての点についてこの処理を同時に行うと，要素の形状がかなり’まし’になります．これをちょっと試してみました．

↑正方形領域の中にランダムに500点追加した後に25回のLaplacianスムージング処理を施しています．（画面遷移毎に5回処理）

↑正方形領域の中にランダムに300点追加した後に5回のLaplacianスムージング処理を施しています．表示スタイルも変更しています．

局所的な要素の扁平さは解消されますが，大域的な要素サイズの偏りは解消されないことが分かります．

Windows7でboostの導入【その2】

2012-12-07T05:00:00.001+09:00

以前の投稿で事足りると言えば足りるんですけど，boostを新しいPCに導入する時に，Subversionを使ってファイルを引っ張ってきたら物凄い楽だったのでメモる．

環境は

OS：Windows7 64bit

C++コンパイラ：Microsoft Visual Studio 2010

手順

TortoiseSVNをインストール．http://tortoisesvn.net/ からダウンロードして普通にインストール．
例えばCドライブ直下にboostフォルダを作成．
boostライブラリは http://svn.boost.org/svn/boost/trunk/ にあるので，これを C:\boost にチェックアウトするだけ．具体的には，エクスプローラ上で右クリックした時に出てくるメニューの「SVN Checkout...」をクリックして，「URL of repository:」に「http://svn.boost.org/svn/boost/trunk/」を，「Checkout directory:」に「C:\boost」と入れて，OKを押す．
ひたすら待つ．ひたすら待つ．それだけ．30分くらいは覚悟しておいたほうが．．．

大抵のライブラリはこれだけで使えるけど，一部ビルドしないと使えないもの（date_time, regex, thread, python, signals, test, filesystem, serialization, program_options）もある．ということで，ビルドする．

手順

今回はMicrosoft Visual C++ をコンパイラとして使うため，このコンパイラへのパスの通っている状態でないといけない．ということでVisualStudioに付いてるコマンドプロンプトを立ち上げる．
C:\boost まで移動して「bootstrap」を実行．
ちょっと待つと「bjam.exe」が生成される．
「bjam」を実行．取り敢えず何も考えずに全パターンビルドするには「bjam --prefix=C:\boost --build-type=complete toolset=msvc install」のようにビルドオプションを指定する．
ひたすら待つ．ひたすら待つ．ひたすら待つ．そうれはもう待つ．数時間くらいは覚悟．．．

さらに，boost-sandboxも使ってみようという時にはそれもダウンロードしておく．

手順

TortoiseSVNをインストール．（boostの時にインストールしたのならそのままで）
boost-sandboxは http://svn.boost.org/svn/boost/sandbox にあるので，これを例えば C:\boost-sandbox にチェックアウトするだけ．
これも結構待つ．

何も考えずに導入するならこうするのが一番手っ取り早いと思う．

DCモータの特性曲線

2012-10-15T23:45:00.001+09:00

これの一つ前のエントリでDCモータの話をしましたが，少しだけ触れてそっとしておいた部分がありました．タイトルの通り特性曲線のお話です．

DCモータの特性曲線とは，定常状態において，横軸に軸トルクを取った時の回転数及び巻線電流，出力，効率などを表したグラフです．実験によって測定された結果を指すのが本来かもしれませんが，当然何らかの仮定の元に理論的に導くことができます．それをちょっとやってみましょうということです．

DCモータのモデルとしては，前回と同じように左の図のようなものを考えます．これに電流とトルクの関係式を追加してこうなります．



定常状態を考えるので，時間微分項はゼロです．すると，巻線電流及び角速度は軸トルクを用いて次のように表せます．



すると，軸出力P[W]は



と表せ，効率ηは



と表せます，

後はこれをグラフにするだけです．してみましょう．パラメータは下の表の通りです．

それっぽいですが，ちょっと変だと思いません？少なくとも実験すればこんな風にはなる訳ないですよね？そうです，無負荷時の効率が100％っていうところですね．

どうしてこうなった．．．っていうとそれは摩擦トルクを考えていないからですね．そこで電流とトルクの関係式を次のように修正してみます．

即ち，巻線電流によって生じるトルクはモータ内部での摩擦トルクと軸出力トルクとの2つと釣り合うと考えます．全部外には出てこずにモータ内部でちょっと削られるというそんな感じですね．これを元に計算し直してもう一度グラフを書くとこうなります．

実に良い感じです．これなら納得できます．実験データなんかを探してくるとここまで綺麗な放物線にはなってませんが，こういう傾向ですからね．

最後に，印加電圧を変化させた場合に特性曲線がどう変化するか載せておきます．電流曲線は全く変わりませんが，当然ですね．式を見ればすぐ分かります．電流はトルクにしか依存していませんから．

変化するのは回転数です．それも縦軸切片が印加電圧に比例し，勾配は不変です．ということは横軸切片も同様に印加電圧に比例します．即ち，無負荷回転数と停動トルクが印加電圧に比例し，それに伴い出力は印加電圧の2乗に比例します．

ここで，ちょっとした注意ですが，出力が印加電圧の2乗に比例するということは，定格電圧と異なる電源電圧でモータを駆動すると思いもよらないほど出力が取れなかったり，もしくは過大な出力になりすぎるということです．（これを忘れて勿体無いモータ選定をするようなことのないようにしましょう．）

自分で描いてみるとよく分かった気分になります．ただ，定格の話をまだしていません．どういう状態量変化をするのかが分かっても，定格を規定するのはモータの場合殆ど熱ですから，実はもう一息あるんですね．．．

LTspiceを使ってDCモータの挙動を手軽に数値解析する方法

2012-10-14T14:29:00.000+09:00

ここ最近，色んな所で（といっても研究室かロボコンかくらいしかないんですけども）LTspiceをちょっとLTspiceらしくない使い方でいちゃこらすることで手軽で便利なシミュレータソフトとして使うというようなことをよくします．最初はなんか泥臭いやり方だなって自分でも思ってたんですが，慣れてくると意外とアリな気もしてきまして，この辺でちょっとまとめておこうという，そういう感じで書いてみます．

さて，回路シミュレータとして名高い「SPICE」ですが，これ系統のフリーソフトとしてはLTspiceが有名なんじゃないでしょうか．．．？私はもっぱらこいつです．ここから貰ってきて下さい．Windowsじゃないと使えないのが残念なところ．．．

LTspiceの使い方とかは適当にググって頂くとして．．．（エレキジャックのサイトなんかにも書いてあったりしますし，こちらのブログとか，ちょっと込み入ったネタならこちらのおぼえ書きとかを参考に）

んでは，そろそろ肝心の解析対象の話を始めましょう．お前はこれからいったい何の数値計算をしようとしてるんだ？って話です．簡単に言うとタイトルにも書いたようにDCモータなんですね．もう少し詳しく言うとDCモータを搭載した車両系（ロボットとか台車とか）のシミュレーションがしたいんです．モータの事を少し勉強したことがある人なら，「そんなもの特性曲線見ればおしまいじゃないか」って思われたかもしれません．そうなんですよね，定常状態だけ見て設計する分にはその情報だけで十分です．

しかし，ダイナミックな動力学な過渡応答なところを見たいなって思うとそれだけでは足りません．特性曲線は定常状態を仮定することで得られる代数方程式を図にしたものですから．実際のところ，大雑把にどんな感じだろうって当たりをつけるだけなら今から書くようなことなんて気にしないでざっくりした仮定を元に代数計算で出せたりします．なのでそういうニーズな方は残念ながらここでお別れになっちゃうんですが，折角なのでそこをもうちょっと詳しく，でも高精度にとまでは意気込まない，そんなノリで一歩踏み込んでみましょう．

早速ですが，上に示した図が解析対象を表したものとなります．DCモータの出力軸に減速ギアを介して回転粘性と慣性モーメントが存在するモデルを考えます．車両系とこのモデルは結びつかないと思われるかもしれませんが，「車輪はスリップしない」，「コーナリングは考えない（直線のみ）」と仮定すると等価的にこのモデルに帰結できます．

簡単にこのモデルについて説明しましょう．図の左半分ほどに描かれているLとRとMのマークが直列に接続された部分がモータの電気的モデルを表しています．Lは巻線インダクタンス，Rは巻線抵抗，Mはモータの回転による誘導起電力を表す電圧源であり，eは印加電圧，iは巻線電流となります．残りの右半面はモータの主軸から連なる力学的回転系を表しており，ギアで減速した後に摩擦等を表した回転粘性Cと，主軸系イナーシャ及び車体質量の等価慣性モーメントの和を表す慣性モーメントJが接続されています．

じゃあこれを数式にしておきましょう．

こうなります．k_eは誘導起電力定数，k_Tはトルク定数，ωはモータ軸での角速度です．簡潔に記述するため係数J及びCは図中で示したものではなく，ギアによる変換が成された後の値を表しています．

ちなみに，減速比をξ(>1)として，減速側に接続されたJ及びCをモータ側から見た等価慣性モーメントJ'及び等価回転粘性係数C'は



と変換されます．

また，質量Mの車両に半径rの車輪が接続されている時，車輪がスリップしないと仮定すれば，この質量を車軸周りの慣性モーメントとしてみなすことができます．先程も書きましたが，これを車体質量の等価慣性モーメントと呼ぶことにします．左の図を見ながらちょっと式変形すると出てきます．車両並進系の運動方程式



に対して，

  　及び　

を代入することで



となるので，この角速度の微分項に付いてる係数が等価慣性モーメントです．

もう一つ言っておくと，独立二輪車両なんかだと左右対称になるのでどちらか半分だけ考えればOKです．要は質量半分にしときましょうねってことです．

後はこの連立微分方程式を解けばおしまいなんですけど，解析的に解くのはちょっと面倒そうです．ルンゲクッタなんかで数値的に解くのがよさげですが，CとかC#とかPythonとか？でコード書くのもやっぱり面倒くさいし（実は簡単なんですけどね），MATLAB使うほどでもないし，ってことで登場するのがLTspiceな訳です．ちょっと何言ってんのか分かんない．．．って言わないでね．．．

さて，これをLTspiceで解こうとすると問題になるのは運動方程式の方ですね．モータの等価回路の部分はそのまま回路ですから，そのまま回路書けばおしまいですが，運動方程式の方はこれを回路で表現する必要があります．微分方程式をちょっと見ればすぐ分かりますが，運動方程式も回路方程式も数学的には同じ形式です．ということは運動方程式を回路方程式だとみなせば簡単に回路図で表現できちゃうんですね．即ち，運動方程式の慣性項は，J[H]のインダクタにω[A]の電流が流れている時の両端電圧となり，粘性項はC[Ω]の抵抗にω[A]の電流が流れている時の両端電圧ということです．

この考え方で先ほどの微分方程式をLTspice上で回路として表現すればこうなります．ただし，モータの係数にはロボコンでよく使われているmaxon社のコアレスモータRE40の定格電圧24V品を用いています．左側のループが回路方程式，右側のループが運動方程式を表しています．

ちょっと解説しておくと，「.tran 0 1 0」は0秒で1秒まで計算してそれを0秒から記録するという意味，「.param hogehoge hoobar」は定数の定義，「.IC I(hogehoge)」はhogehoge要素の電流初期条件の設定，「idt(a,b)」は変数aを初期値bで時間積分するコマンド，「{hogehoge}」は定義した定数の参照，「**」は累乗コマンド，「V(hogehoge)」はノードhogehogeの電圧の参照，「I(hogehoge)」は要素hogehogeに流れる電流の参照となっています．

これを走らせてみると，ものの1秒くらいで

こういう結果が出てきます．赤色が電流[A]，緑色が速度[m/s]，青色が距離[m]で，横軸が時間[s]，縦軸に関しては電流は右側をそれ以外は左側の電圧の方を見て下さい．それっぽい結果ですが，当たり前の結果でイマイチ面白く無いですね．．．（さすが左右300Wあるだけあって応答良いです）

そこで，これに速度制御を行う制御器をつけてみました．制御入力は印加電圧制限付きのPI制御で決定しています．他にもちょこちょこ変更してあります．

結果はこうなります．

赤色は速度目標[m/s]，緑色は車速[m/s]，青色は移動距離[m]，青緑色？は車輪軸周りのトルク[N・m]となっています．見ての通り，一応台形加速をさせています．

こんな感じでおおよそのダイナミクスを制御も込みで計算できて，トルクのようなパワートレイン設計時に必要な値や，電流のようなモータドライバの仕様決定の参考になる情報も簡単に出せます．全部GUIですし，気軽なシミュレーションツールとしていかがでしょうか．

もう少し改良するなら，タイヤと路面間のクーロン摩擦のモデルなんかを組み込むとかがありますね．

Windows7でboostの導入【その1】

2011-09-06T00:27:00.000+09:00

boostの導入方法をひと通りメモしておく．
環境はWindowsXP SP3，コンパイラはMicrosoft Visual Studio 2010 Express．

1. http://www.boost.org/ から最新版をダウンロード．
2. 解凍してどっか適当なディレクトリに突っ込む．例えばC:\boost
3. VisualStudioコマンドプロンプトを立ち上げる．（コンパイラのパスが通っていて便利）
4. さっき突っ込んだディレクトリまで移動して，bootstrapを実行．

ここまでの画面はこんな感じ．

5. あとはbjamを叩けばOKなわけだが，なんか色々オプションを指定できるらしく， bjam --help を叩けば説明が出てくる．それによると，

bjam [option][properties][install|stage]

という構成となっているらしい．順番は別に何でもいいのかな，多分．

★[install|stage]について

どっちか選択しろということ．install とした場合，"Install headers and compiled library files to the configured locations(below)."となり，stage とした場合，"Build and install only compiled library files to the stage directory."となるらしい．installの場合色々"configure"しないといけないぽいので次にそれを説明する．（夫々に対してoptionが用意されているというべきか．）

★[option]について

--prefix=<PREFIX>
　　<PREFIX>のところにヘッダとライブラリを吐き出して欲しいディレクトリを指定する．Win環境でのデフォルトは C:\Boost となっている．

よく分かってないけど
--exec-prefix=<EPREFIX>
というのがあって，こっちは"architecture dependent files"を吐き出す場所を指定するらしい．実はさっきのは"architecture independent files"に限るオプション．でもこっちのデフォルトは<PREFIX>なのでほっとくと全部さっきの指定場所に吐き出されるはず．

--libdir=<DIR>
ライブラリファイルを吐き出す場所の指定．デフォルトは<EPREFIX>/lib

--includedir=<HDRDIR>
ヘッダーファイルを吐き出す場所の指定．デフォルトは<PREFIX>/include

まあ，--prefix=<PREFIX>だけで十分な気がする．

stageにした場合はオプションはひとつで，
--stagedir=<STAGEDIR>
ライブラリファイルを吐き出す場所の指定．

その他のオプションはこんな感じ．

--build-type=<type>
ビルドタイプを指定するってことかな？ minimal と complete の2種類．前者がデフォルト．

--help
ヘルプが見れる．（というかそれ見ながらこれを書いている）

--with-<library>
特定のライブラリだけをビルド・インストールする時に指定する．

--without-<library>
特定のライブラリだけをビルド・インストールしない時に指定する．デフォルトでは全てがビルドされる．

他にもあるけど，イマイチよく分からないから放っておくｗ

★[properties]について

toolset=toolset
ビルドに使用するコンパイラの指定．VisualStudioを使う場合はmsvc．

variant=debug|release
debugビルドかreleaseビルドか選択する．

link=static|shared
スタティックリンクライブラリとするか，ダイナミックリンクライブラリとするか選択する．

threading=single|multi
シングルスレッドバイナリとするかマルチスレッドバイナリとするか選択する．

runtime-link=static|shared
ランタイムライブラリをスタティックリンクとするかダイナミックリンクとするか選択する．

おそらくこんなもんです．

例えば，

bjam --prefix=C:\boost --build-type=complete toolset=msvc link=static runtime-link=shared threading=multi variant=release install

みたいにします．

あとはひたすら待つだけ．出来たらコンパイラにインクルードディレクトリやらライブラリディレクトリのパスを通して完成．

カーブマーカ

2011-08-27T05:49:00.000+09:00

カーブマーカの読取用センサの設計中．これを本体に引っ付けます．右側の分も同じようにして取り付け．Eagleの100*80縛りの中ではこうする位しか思いつかないよ・・・

トレーサ作ってます

2011-08-14T08:44:00.000+09:00

合同ロボコンにでも顔を出そうかと思い，試験期間直前位からおもむろにライントレーサの設計を始めてしまいました．

板マウスってのは有名ですが，板トレーサってあんまり聞かないのでそれで行こうかと．本来ロボトレースとかならもっと大きいシャシーにマクソン載っけたりっていうのが一般的かと思いますが，時間的にも予算的にも，手のりサイズの方が簡単に出来て好みかなということでそうしました．

現状，こんな感じです．あとマイコン周りをどうするかという所です．モータ駆動部は昔作った回路の出力ダウングレード版みたいな回路ですが，部品選定（パッケージ選定）をやり直してかなり小さくなりました．

モータドライバ用フルブリッジ回路のゲートロジック

2011-07-03T04:34:00.000+09:00

回転方向を指定して【駆動電流ON→フリー】を繰り返すタイプのドライバで，ハイサイドはP型の場合，モータドライバ用フルブリッジ回路のゲートロジック

例えばこんな感じになります．IN1・IN2で回転方向もしくはブレーキを指定し，ENを使ってPWMを掛けます．

ここではまだデッドタイムの考慮をしていませんね．じゃあデッドタイムを挿入する必要があるのか考えてみましょう．このデッドタイムはゲートロジックの状態遷移の瞬間に，ハイサイドとローサイドの両者がONとOFFの中間状態のS-D間on抵抗をとり，貫通電流が流れてしまうことを避けるために挿入します．当然，このような状態遷移を繰り返すとジュール熱によって素子は発熱します．一瞬で爆ぜる場合もあれば，数秒で触れないような温度になる場合もあれば，負荷状態によってある時突然燃え出すかもしれません．

状態遷移にも数通りの場合があります．【ハイサイド：ON，ローサイド：OFF】から【ハイサイド：OFF，ローサイド：ON】に遷移する際やその逆の遷移をする際には考慮しなければなりませんが，【ハイサイド：OFF，ローサイド：OFF】から【ハイサイド：ON，ローサイド：OFF】や，【ハイサイド：OFF，ローサイド：OFF】から【ハイサイド：OFF，ローサイド：ON】への遷移時には特に考慮する必要はありません．片方は完全にOFFしたままなんですから．

さて，この回路ではどうなっているでしょうか．まずEN信号の立ち下がりでは【全OFF】へと遷移するので考慮の必要はなく，立ち上がりの場合も元の状態が【全OFF】ですからこれも問題ありません．次にIN1とIN2ですが，片側ハーフブリッジだけ考えれば十分なのでIN1だけ考えましょう．立ち上がり，立ち下がり共に考慮すべきパターンです．

ただ，幸運なことにPWM信号を突っ込むENの変化時にはデッドタイムが必要無いため，回転方向を変える場合やブレーキを掛ける場合のみ，ENを【Low】にする（PWM用カウンタを停止する）という注意を守れば動作するでしょう．でも致命傷になりかねない問題はハードウェア的に解決しておきたいところです．

貫通電流を阻止するためには，要はONする時の信号のみ遅延させればいい訳です．簡単な方法があります．例えばRC時定数によって立ち上がを1次遅れに鈍らせ，シュミットトリガで受ける方法です．立ち下がりは遅延させないために，元の信号との論理積を取ります．こうすると，

となります．ハイサイド側は立ち下がりが遅延され，ローサイド側は立ち上がりが遅延されていることが分かるでしょうか．また，1つの信号を相補信号に分割する方法としてIN1，IN2にはXORが接続されています．ここでこれを使うのは大げさですが，非常に高速なPWM信号をお互いに遅延させずに（時間的なズレなく）分割するにはこちらのほうがいいかもしれません．

普通はゲートドライバICに全部任せてしいます．そのほうが実装面積が遥かに小さく出来るのです．例えばLM5104などはデッドタイムも抵抗１つで設定でき，フルNチャネルのハイサイド駆動電源用のブートストラップ用ダイオードなんかも内蔵されてて，ちっさく作るのに最適なのでおすすめです．まぁちょっとお高いんですけどね．

たまにはこういうブログエントリも．

今日の成果

2011-06-29T18:15:00.000+09:00

朝からやってこれ2つ弱とか遅っ
まぁ，凹みたいな形状の嵌め合いは狙い通りいったのでいいか．

y軸とZ軸のハンドルがやけに重くて腕疲れた・・・

またモータドライバの設計

2011-04-11T20:41:00.000+09:00

もう何回目か分かりませんが、また新しいレイアウトのモータドライバのアートワークを始めてしまいました。

MOSFETのブリッジ部分やゲートドライバの回路は昔作ったやつと全く同じですが、モータ1つ分だけでマイコン等は搭載せず、細長い形状を目指します。右下のコネクタ部分からPWM信号を受けて動作する訳ですが、雰囲気PCIカードみたくマザーボードにざくざく挿せるようなものを考えています。左右についてるコネクタはATX電源にも用いられているMolex5569のコネクタです。（グラフィックスボードの端っこについてるあれをイメージしてます。。。）

毎度の事ながらEagleはフリーのライセンスなので長さは100mm固定にして、どこまで細く出来るかやってみます。上のキャプチャは電源回路が収まってませんが100×30です。

フォトカプラで絶縁してあるので電源系統が複数あっていつものことながらややこしいです^^;;

あと、ちょっと余談ですが昨年卒研で使ったFEMに関してまとめブログでも新に作ろうかと思ってます。研究室を移ったのでもう直接は使わないFEMですが、実際日本語で理論からソースコードまできちんと解説したサイトは少ないのでやってみる価値はあるかもしれません。

Mac使ってみた

2011-04-08T01:47:00.000+09:00

さすがにこの時期になって”あけおめネタ”が最新エントリというのはちょっといかがなものかということに最近ようやく気づきまして、久々の更新と相成りました。

で、ですね、そうMacBookAirを買ったんですよ。ついこの間数日前に。色々分からないなりにイジッてみたその感想とかレビュー的なものを書いてみます。レビューならとっくの昔にギークな方々がたっぷり書いてらっしゃると思うので、どっちかというと感想っぽくなるかもしれません。。。

前評判通り、めっさ薄いです。何をどうすればこんなもんが作れんのかさっぱり見当がつかんくらい薄い、そんな感じです。それと、ACアダプタのコネクタが磁石でパチッと嵌るようになってるのにはちょっと感動しました。

使ってみた感じ、といってもブラウジングとかtwitterとかiTunesに曲入れたりとかの激しく普段使いですが、遅いとか重いとか感じることは全くといって無いです。むしろこれくらいの用途ならSSDのおかげか、逆にこっちの方が快適なくらいです。

Chrome入れたらそれだけでいつも通り感はかなりある訳でして、あとはEagleとかのCADとコンパイラがそろえば完璧です。VisualStudioが無いからどうしようかとググっていたら、Xcodeとやらいうやつがあるみたいなんですが、ダウンロードするのに登録の必要が。。。AppleIDのメアドに「+」文字が入っていてこれが受け付けられない模様で非常にめんどくさくなって後回しになってます（まだやってない

やっぱりキーボードがちょっと違うので実はここが一番違和感のあるような気がします。かな／英数の切り替えとバックスペースとファンクションキーあたりが慣れない感じです。半角に切り替えようと思ったら、「１」ってタイプされて、「んん？？　。。。　あっ　そっか」というのをよくやらかしてしまいます。半角に変換しようと「F10」押すにも、「fn」キーと同時押しが必要なのもちょっと面倒。あと、バックスペースキーのつもりで「delete」キーを押して、バックスペースされるのはいいんですが、「じゃあdeleteはどこよ？」って。

PowerPoint的なソフトとしてKeynoteってのがあるらしく、Appleのプレゼンツールということでちょっと期待してたり（これもまだちゃんとつかってない）。ChromeアプリのSlideRocketとどっちがいいのか比べてみたいところです。

総じて、非常に良くできてると思います。ネットブックみたいな「ちょっと無理してんな〜」な感じも全くなく、普通にデザインがいい。MacOSにさえ慣れれば何も問題は無いような気さえするくらいです。ただし、一般的な事務用途に限る、ていうのは付けたほうがいいでしょうね。これで数値計算とかはさすがに厳しいかと思います。

でも一回やってみても面白いかもしれません。万が一デスクトップに勝っちゃった日にはマジでApple信者にならないと。さらっと良い線いきそうでちょっと怖いです。。。

新年明けましておめでとうございます

2011-01-03T00:54:00.000+09:00

新年明けましておめでとうございます．今年もどうぞよろしくお願い致します．

さて，新年早々こんな事してみました．高校物理です．えぇ，テーブルクロス引きの成功条件です．いきなり何をと思われるかもしれませんが，正月の隠し芸の定番じゃないですか．まぁテレビ見てたらそういうのが出てきたので暇つぶしに．お付き合い頂ければ幸いです．

目的は，「テーブルクロス引きを成功させるために必要なクロス引き速度の理論解を求める」とします．

まず，右図のようなモデルを考えます．テーブルクロスは等速Vで右側に引っ張ります．食器の代表として質量Mの物体を考えて，テーブル左端までの距離をL1，右端までをL2とします．原点は物体の初期位置とし，右側が正の方向とします．物体とテーブルクロス間の摩擦係数をμ1，物体とテーブル間の摩擦係数をμ2，重力加速度をgとします．尚，グラスがコケるというような回転運動はこの際考えず，物体は単純に平面上を左右にのみ動くとみなします．

回転も後々考えてみようと思いますが，今日はこの辺の簡単なモデルでやってみます．

では，（ちょっと文体変わります・・・

お皿がテーブルクロス上に載っている間とその後を分けて考える．その境界時間をt1とすると前者の運動方程式は，

となり，初期条件を原点位置で静止とすれば，解は

である．時刻t1においてお皿とテーブルクロス端の位置が等しくなるため，

が成立し，t1に関して解くと，

が求まる．この時のお皿の位置と速度は

である．この初期条件を元に，テーブルクロスが皿の下を抜けた後の運動方程式

を解くと，

である．皿の動きが止まる時刻t2は

より，

となり，最終的な皿の静止地点は

となる．皿が床に落ちないためには

を満たせば良い．即ち，

を解いて，

となる．

ふぅ，なんか出ました．最後の代数方程式を解くところでL1=0の場合の答えが妙なことになってますが，その辺は目を瞑っていただくということで．高校1年の文系も一応やる感じの物理の知識で十分解けましたね．アホみたいに長いテーブルでやってたあのシチュエーションの場合は，一番手前の皿にだけ注目すればOKですね．手前が落ちなくて奥にあるやつが落ちるってのはあり得ないので．

Phunみたいな奴でシミュレーションしてみるのが一番手軽かもしれませんが，たまにはこういう最後まで手計算で答えが出るものも新鮮ですね．

再び久しぶりの更新

2010-10-06T17:00:00.000+09:00

最近は今までロボコンで個別に作ってきた回路を，一式全部まとめてシリーズ構成にして再開発する方向で色々と考えています．「制御基板（コントロールボード）」，「DCモータ用ドライバ」，「サーボコントローラ」，「汎用センサ入力ボード」，「電源コントローラ」，そしてそれらを繋ぐ何らかの通信方式を，再設計します．

何となく開発コードを付けたい気分だったので，ちょっとした規則を定めて，google先生を頼りにCodeNameリストを作ってシャッフルしてみました．その結果，開発コードは「SPINEL」ってことに．やはり何か名前があったほうが何かと便利です．CADのファイル名とか，プログラムのワークスペース名とか．

手始めに，サーボコントローラ用のDC-DCコンバータの試作設計を始めています．モータとバッテリの間に電源回路が入るのは余り筋の良い設計では無いような気がしますが，バッテリは「電力用」と「制御用」の2系統までにしておきたいので仕方ないのです．抵抗とダイオードで全部熱にしてしまうよりはマシでしょう．電源回路といってもシリーズレギュレータではなくて，MOSFETのハーフブリッジなので，実質的に普通のモータドライバと同じようなもの．大丈夫なはずです．

コストをどうするか，それが一番の問題かな．

適当に並べてみたものの・・・．

久々の作業報告

2010-08-20T02:13:00.000+09:00

元々使う予定だったボールキャスターがNHKの手動機に使われてるので，思い切ってキャスターなしの倒立振子タイプの実験機に方針転換です．それに伴って，駆動系とエンコーダの再配置をしました．元々は如何に速く走らせるかという思想だったので，須らくデッドレコニングの精度確保の為にエンコーダは直接地面に設置させる設計でした．しかし，倒立振子タイプの実験機となると最高速度を追い求めるというよりも如何にタイヤをスリップさせずに安定的にマシンをコントロールするかという方向でいった方が適切でしょう．それに，車軸上にエンコーダを配置する必要がなくなると，動力伝達部分の部品点数が大幅に削減でき，同時にコスト削減も可能になります．という訳で，エンコーダはモータの回転を拾っています．モータとバッテリーの質量は両者に違いがほとんど無く，もはや特筆して重量物という訳でもないので，バッテリーさえ中心に配置すればヨー慣性過大ということもないでしょう．

残りの課題は，車軸ホルダー等のアングル材を一体化と，エンコーダホルダの設計，バンパー褶動部の設計，車高調整です．それとフレーム形状の最適化ですかね．あ，電装系用の空間確保もか．

何か意外といっぱいあるな・・・

Flashサイト

2010-08-08T20:20:00.000+09:00

ま，取り敢えず

http://www.verbatim.jp/senshuken/

ここ見てみて下さい．

Flashで3Dの動的コンテンツがヌルヌル動いてます．

このメーカ，今まで知らなかったのですが，verbatimって言えば普通，texのverbatim環境ですよね？私．．．変ですか．．．？

仮サイト，ローンチしました．

2010-07-31T23:18:00.001+09:00

現在，ロボコンの内部向けにデータベースを作成する運びになっています．データベースといってもSQL使ってどうこうするとかいう奴ではなく，技術のまとめwikiみたいなやつです．始まって5年目に突入したこのプロジェクトですが，今の今までそういう事をやって来なかった付けがようやく回ってきたというか何と言うか．これも通るべき道なんでしょう．

googleサイトを利用してサクっと作ってみました．結構便利なサービスです．

単に，言葉で全部説明するのが面倒なだけですが．それに百聞は一見に如かずっていいますしね．

Lagoa Multiphysics Teaser

2010-07-21T20:24:00.000+09:00

こいつ，なんかすげぇ．

院試勉強だりぃ・・・

2010-07-17T23:42:00.000+09:00

ということで，

こうなんどうよって話です．

これが2つ重なってるものをスパッと切った断面図です．で，これは何のつもりで？というと，

このキャプチャでいうところの角パイプの交差部分を，ネジの軸力に対する補強と，ピン接合から剛体接合への華麗なアシストをするためのものです．中に入れる部品の方がメインですよ，もちろん．材質は軽いPPでもいいのかなと思いつつ，以前CATIAで簡単に解析したときはアルミと樹脂では剛性率が1桁以上も違うからあんまり効果なしって結論になったような気が・・・．もうちょっと真面目に考えてみる価値はあるのかも．

それもこれも院試が終わってからということで，ちょっと息抜きでした．おしまい．

半田ごて　FX-888

2010-07-16T02:28:00.001+09:00

今日のお昼すぎ，製図室にいるとなにやらスーツを着た方がリーダーに案内されロボコンのブースに入っていきます．ん？何かあったけな？・・・あっ！もしや！！！　ということでOBにも関わらずひょこひょこ入って行きました．

そうです．そうですよ．半田ごてですよ．それも"タダ"の半田ごてではありません．（無償提供していただいたらしいのですが．）HAKKOさんのサイトでもトップ画面に出てくる超本格的な奴です．温度調節が出来て，やたらとカッコいいコテ台も付いてます．

使い方や手入れの仕方なんかも一通り教えていただきました．

今度からハンダ付けするときはロボコンにお邪魔することにしますｗ

にしてもこういうのは本家のブログに譲った方がよかったかも？