ミニ四駆ベースのAIカー TatamiRacerの製作

2024年9月14日
トヨタ技術会自動運転ミニカーバトル ウェビナー・ライトニングトーク 発表資料

畳一畳で走る！ミニ四駆ベースAIカー TatamiRacer
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Transcript

1. TatamiRacer2 TatamiRacer ミニ四駆ベースのAIカー TatamiRacerの製作 2024.9.14 小林 弘一 Koichi Kobayashi トヨタ技術会 自動運転ミニカーバトル ウェビナー・ライトニングトーク
2. TatamiRacer2 TatamiRacer はじめに • 個人としてミニ四駆を使った自動走行AIカー「TatamiRacer」を製作しています • 写真はMaker Faire Tokyo 2022で撮影 2 タミヤさんの1/10スケールAIカー ミニ四駆ベースのTatamiRacer
3. TatamiRacer2 TatamiRacer AIカーをはじめたきっかけ • マイコンカーラリー(2008年当時 自動車部品メーカーに在職) • ルネサスH8マイコンと赤外線センサーによるライントレー スカー • 社内大会（エンジニア教育の一環）への参加 • ＡＩカーのイベント参加 (2020.１) • 「AIカー、虎ノ門で走る、駆け抜ける」 金沢工業大学虎ノ門キャンパス • AIカーの自作(2020.4～) • コロナ渦に突入… 自宅の狭いスペースで走るAIカーを模索 • 3Dプリンタを使い、ミニ四駆ベースの 畳一畳で走るAIカー「TatamiRacer」を製作 3
4. TatamiRacer2 TatamiRacer TatamiRacer • ミニ四駆キット(VZシャーシ）を使った超小型AIカー • 畳一畳スペースで走行可能 • 3Dプリンターで造形したパーツを使用 • オープンソースで公開(3Dデータ、部品表、ソース コード) だれでも自由に製作可能 https://github.com/covao/TatamiRacer 4
5. TatamiRacer2 TatamiRacer ハードウエア • Raspberry Pi4/5/Zeroに対応(※Raspi5はテスト中) • フロントカメラ • タミヤ 低回転型130モータ(消費電流450mA) • 3Ｄプリントパーツとマイクロサーボによるステアリング • モバイルバッテリー 5V 2.1A(ラズパイと駆動系共用) • 2D Lidar搭載可能（ミニカーバトル向け) モバイルバッテリー 5V/2.1A カメラ モータードライバー 低回転型130 DCモーター マイクロサーボ Raspberry Pi4 Model B 5 youyeetoo LD19 https://www.amazon.co.jp/dp/B 0BLSDZNB8 https://www.amazon.co.jp//d p/B005AFBLIA/
6. TatamiRacer2 TatamiRacer 製作と組み立て 6 • 3Dプリンターでパーツを一括プリント（PLA樹脂 /0.12mm出力で約14時間) • 数時間程度でプラモデルのように組み立てが可能 • ミニ四駆シャーシの加工は不要 • 半田づけはピンヘッダーのみ最小限 https://github.com/covao/TatamiRacer/blob/master/doc/Assembly_Ins tructions.md
7. TatamiRacer2 TatamiRacer タイヤとギア比のカスタマイズ 7 カスタマイズ例 平坦な路面(フローリング、畳など) • 中径ホイール(20mm)＋標準ゴムタイヤ（またはスポンジタイヤ） • ギア比 5:1 粗い路面（ビニールシートなど） • 大径ホイール(23mm)+コミカルミニ四駆シリーズPAJEROのタイヤ • ギア比 6.7:1 （光造形による自作の6Tピニオンギア） • かみ合わせをよくするためスペーサーを入れてます https://make.dmm.com/item/1465687/ https://www.amazon.co.jp/dp/B07VQK3XVV/
8. TatamiRacer2 TatamiRacer Maker Faire Tokyo 2022 • Maker Faire Tokyo 2022 「AIでRCカーを走らせよう」のレースにチャレンジ 8 https://www.youtube.com/watch?v=s3ll8Y1OPn8
9. TatamiRacer2 TatamiRacer ワークショップ https://dsforum.jp/2022/special/1802/ • Design Solution Forum 2022 特別企画にて、 TatamiRacer製作体験のワークショップを開催 • DMM,makeプリントサービスを利用して3Dパーツを製造 • 参加者のスマートフォンを使用 • Real VNCを利用したラズパイのリモートデスクトップ操作 https://qiita.com/usashirou/items/61def36882d1e759d6d8 TatamiRacer360度カメラの映像 9
10. TatamiRacer2 TatamiRacer DonkeyCar • オープンソースの自動運転AIカー（ホビー向け） • ラジコンカーを改造し、カメラ、コンピュータを載せて自動走行 • ディープラーニングにPythonベースのTensorflowを使用 • Pythonクラスのパーツでセンサやアクチュエータを組み合わせ ることで、カスタマイズ可能 10 https://www.donkeycar.com/ https://github.com/autorope/donkeycar/tree/main/donkeycar
11. TatamiRacer2 TatamiRacer TatamiRacerのコード • DonkeyCarのコードをベースにカスタマイズ • DonkeyCarのmanage.py（コントローラ）とmyconfig.py（パラメータ）をカスタマイズ • ソースコード、セットアップ方法をGitHubに公開 11 myconfig.py https://github.com/covao/TatamiRacer/blob/master/raspi/mycar/myconfig.py manage.py https://github.com/covao/TatamiRacer/blob/master/raspi/mycar/manage.py
12. TatamiRacer2 TatamiRacer Web UIのカスタマイズ • スマホを使ってPCなしでリモート操作 (標準のDonkeyCarでも利用できます) • スマホでTatamiRacerを操作しやすくするためUIを改良 (HTML+JavaScript+p5.js) 12 DonkeyCar標準のWebUI Donkey Copilot https://github.com/covao/DonkeyCopilot
13. TatamiRacer2 TatamiRacer コントローラとキャリブレーション コントローラ ・発進時やコーナーリング時に回転数を上げ、トルク改善 キャリブレーションツールを自作(Python) • GUIで設定可能 • ステアリングのセンターポジションなどを調整 • 設定パラメータをmyconfig.pyに自動保存可能 13 https://github.com/covao/TatamiRacer/blob/master/doc/How ToCalibrateTatamiRacer.md
14. TatamiRacer2 TatamiRacer ミニカーバトル2024予選に向けて • 現在、カメラ+2D Lidarを使ったプログラムを作成中です 14
15. TatamiRacer2 TatamiRacer https://github.com/covao/TatamiRacer ご清聴ありがとうございました 15