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ROS を用いたラジコン作成：要件定義編

Last updated at 2021-01-11Posted at 2021-01-11

概要

この記事はRaspberyPi , Arduino , ROS を用いたラジコン作成の要件定義編です。
全体の概要や流れに関しては、本編をご覧ください。

今回やること

何を実現したいのか考える
自分自身や身の回りについて現状を把握する
実現するために必要な機能を考える

要件定義

実現したいこと

今回の開発で最も実現したいことは、**『ROSを使って何かしらのハードウェアを作成したい！！』**です。

せっかくロボットに関する内容を学んでいるのなら、ロボット作っちゃおうぜ！！っていうのが将来の目標となりました。
しかし本編にも記載しているように、個人でROSの学習を行うには成果物がなかなか見られず、ちょっとモチベーションを維持し辛いことがあります。

そこで、今回のコンセプトとして表明しているのが**『できる限り安くROSで遊ぼう！！』**です。
まずは超簡単な内容でいいから、1つの成果物を制作してみることが重要だと考えました。

何を制作するのか

さて、それでは何を作りましょうか？
超簡単な内容とは言っても、人によって制作の難易度は異なります。

ROS初学者ですから、構想時点で**『できること』『できないこと』の区別も必要ですね。
できないことの中には、『技術的にできない』のか、『ハードが足りないからできない』のか、『どんな要素があればできるようになる』**のか・・・
などなど、この辺も考える必要があります。

一旦、自身の学習状況や利用できそうなものをまとめてみました。

できること

ROSの基本的な操作 (パッケージや各プログラムの作成)
ROSの簡単なシミュレーション
ROSを用いたジョイスティックコントローラーの操作
Arduinoを用いた電子工作

できないこと

ROSの本とかに載ってる、高価なハードの制御
いっぱい

知っていること

ROSでArduinoを制御することができること
複数のPC間でROSを用いた通信ができること
画像処理関連のパッケージがあること
自動運転や自己位置推定など、SLAM関連のパッケージがあること

使えそうなもの

RaspberryPi
ラスパイのカメラモジュール
WSL内のROS
Arduino
電子工作関連のパーツ、道具
ジョイスティックコントローラー

ラジコンを制作する！！

上記の内容を一通り考えた結果、**『電子工作の延長線上としてROSを用いて制御を行う』**ことに落ち着きました。

今の私には十分な課題でしょう。
(電子工作すら初心者レベルですので・・・)

とりあえずモーターを回しておけば動きそうなラジコンカーを題材としました。

簡単すぎますかね？
いいんです。まずは土台を固めていきましょう！！
難しくしたいなら、この後に色んなオプションを付けていけばよいでしょう。

機能要件

上記の内容により、制作するものが決まりました。
では次に、その条件を満たすために**『必要な機能』を考えましょう。
また同時に、『無くてもいいけどあったらいい機能』**も挙げていくと、本当に必要な機能が絞れて本質を見極めやすくなります。

必須項目

『ラジコンカー』を満たすための項目を考えてみます。
これさえあれば成り立つ！といった、最低限の内容を挙げてみます。

車体、タイヤ、動力源がセット
前後左右の移動が可能
無線で操作可能

こんなもんでしょうか？
私にはこれくらいしか思いつきません。
逆に、これだけを満たせばラジコンカーとして成り立つワケです！！

任意項目

次に、『あったらいいな』という機能を挙げていきます。
こんなもん考えだすと無限に出てくるので、余力があれば実装できそうなものに留めておきます。

スピード調節機能
バック時のブザー
自動ブレーキシステム
ハザードランプやウインカー

市販のラジコンにある機能といえばこれくらいでしょうか？
制作時に余力があれば実装したいですね。

不要項目

最後に、今回は不必要な項目について考えます。
任意項目と似てはいますが、**『何を捨てるのか決める』**ことは非常に重要です。

見た目、外装

今回は見た目に関しては完全に捨てます。
機能や制御システムに関与してこない部分は無視していきます。

完成したもの

こちらはネタバレにはなるのですが、最終的に盛り込んだ機能について説明していきます。

実装した機能

車体、タイヤ、動力源がセット
前後左右の移動が可能
有線での操作
ハザードランプやウインカー

必須項目の『無線操作』が入ってねぇじゃん！！
と思った方々、すみません… 技量不足により実装することができませんでした…

ROSを用いた複数PC間の通信を試してみたのですが、どうも上手くいかず断念しました。
Arduinoや無線モジュールを使用すれば無線操作は可能でしょうが、ROS学習という今回の趣旨と外れるために実装しておりません。

近日中にリベンジします！！

実装していない機能

無線での操作
スピード調節機能
バック時のブザー
自動ブレーキシステム

無線操作以外の項目は任意項目ですね。
実装自体は可能でしたが、ROSの学習ではなく電子工作のオマケにしかならないと判断し、今回は実装を断念しました。

それこそ余力があれば、上記の機能も盛り込んだものを制作していきます！！

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