シンポジウム『モデリングが世界をつなぐ！』 ＥＴロボコンにおける制御とモデル (ETロボコンのモデル審査では、どんなモデルを良いモデルと考えているのか) 2011年06月12日（日） 南関東地区大会 審査委員長 アンリツエンジニアリング（株） 林 啓弘 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 1 目次 2010年の総合評価 はじめに 審査基準やドメインを知る どんなものが作られているか ETロボコンに現れる性能 優秀モデルをみる まとめ ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 2 2010年の総合評価 チャンピオンシップ大会 南関東地区大会 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 3 2010年 チャンピオンシップの総合評価 こっぺぱん♪ ｉ－Ｋ∀Ｓ ＡＥＫ ＲＵＮＮＥＲ１０ 明確な相関は難しいが、 左上（モデルのレベルが 低いが走行が早い）や 右下（モデルのレベルが 高いが走行が遅い）などの まったく相関がとれていない チームはごく少数 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 44 南関東地区大会総合評価 2009ー2010 赤い円で囲んだ領域が右上へシフトしている。① モデルのレベルが高いが走行が遅い ② Result Time / Model Point 南関東地区大会2009 総合評価 ２０１０ ２００９ 1 ＡＥＫ ＲＵＮＮＥＲ１０ 1 0.9 0.9 0.8 0.8 正 0.7 規 化 0.6 後 の 0.5 競 技 0.4 結 果 0.3 0.7 ｉ－Ｋ∀Ｓ こっぺぱん♪ ① 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 ② 0.1 ② 0.2 0.1 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 正規化後のモデル評価 0.8 0.9 1 0 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 境界線 モデル評価・競技結果 0.6 0.7 0.8 0.9 1 5 はじめに ETロボコンのモデル審査では、 どんなモデルを 良いモデルと考えているのか の 前に ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 6 はじめに 参加チームの皆さんはどんなことを考えていますか 審査基準、競技ルールなどの関心事の整理？ ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 7 ETロボコン モデル審査基準 http://www.etrobo.jp/2011/gaiyou/model.php 正確性 モデルの書き方 モデルの内容 理解性 設計モデル 図の見やすさ 図の補足 機能 構造 振る舞い 性能モデル 正しく分かりやすく書けているか 要素技術 走行戦略 動作内容とそれを実現するための 仕組みが、正しく、複雑にならな いように検討されているか？ 性能向上のための技術や開発方 法が十分に検討されているか？ トレーサビィリティ 追加課題 要求モデル 並行性設計 開発支援 設計指針 設計内容 オリジナリティ ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 2011年モデル審査基準 補足資料 8 ドメインを知る ETソフトウェアデザインロボットコンテスト2011 競技規約 組立て手順書 競技ルール 競技フィールド 別冊： Bluetooth通信 ＮＸＴｗａｙ－ＥＴ走行体（二輪倒立振子ライントレースロボット） 開発環境・要素技術セミナー資料（実行環境を理解する） 開発環境 要素技術 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 9 やりたいことを考える、色々と・・・① サンプルプログラムだけで大会に参加できるか 無理かな。それより楽しくないな。遊ぼうよ。 ベーシック・ステージを考える ライントレースだけで、いけそうじゃん でも坂道ってポイントないけど、難所らしい。しかも回避できない ラインの黒とコースの白とを見極めればいいよね 先輩から聞いたけど、ラインの淵は白と黒の混ざった色、つまり灰色 の値を検出するらしい。 マーカの色は灰色か・・・ ライントレースをするためには 光センサの値で、白・黒って値を見ればいいんじゃない それよりもライン淵の灰色を閾値として上か下でもいいよね 先輩が、パスファインダー走行体の頃はそれでも良かったけど、 NXTway-ET走行体は光センサが走行体に一体となっているので、 ラインに対して走行体が向きを大きく変えるので遅いらしい。 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 10 やりたいことを考える、色々と・・・② ボーナス・ステージを考える インコースの難所 シーソー 坂道と同じか。ちょっと違うな。勾配がきついんじゃない 角度を計算すれば。三角関数か。斜辺と高さが分かってるから それに板自体の厚みが14mmあるが、簡単の登れるの？ 倒れたり、登りあがっても、向きが斜めになっていれば落ちるな でもそのためにラインあるじゃん シーソーダブルって、シーソー上で往復してパタパタ 階段 同じ材質の板。板自体の厚みは14mm。 2回段差を上ったら、2枚分の厚みを降りる。 降りた瞬間バランスを崩さないようにしないと・・・ アウトコースの難所（省略） 難所に共通 難所の手前にマーカがある ガレージ 走行体との隙間はどれだけかな マーカ判別できれば、なんとかなるかな。でも・・・ ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 11 やりたいことを考える、色々と・・・③ 走行体（ＮＸＴｗａｙ－ＥＴ） 各種センサ モータ 組立て手順書より 尻尾用モータ？何に使うの？ 重さは 去年より重くなってそうだね 乾電池 ジャイロセンサ モータ モータ 超音波センサ タッチセンサ モータ シッポ 光センサ コンピュータ (入出力ポート、 LCD、SW) ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 12 やりたいことは 坂道 シーソー ガレージ 階段 ルックアップゲート ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 ETタックル 13 ここまででどんなものができているか① 単なるメモ？ マインドマップやその他により整理されている？ 関心事は 要求は 要件は 知識の有無は？何を調べる？ リスクは何？ 難所、ライントレース、開発環境 メンバーの力量、チャレンジする新しい取り組み ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 14 マインドマップの例 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 15 さて、ここから・・・ コンセプトシートを利用するとか 戦略とか戦術とか ベーシックステージはどこよりも速く、ボーナスステージ はすべての難所を通過しガレージポイントもゲットする。 戦略 特定の目標達成のために、総合的な調整を通じて 力と資源を効果的に運用する 戦術 ある目的を達成するための具体的な方法・手段 分析 速く走行するためPID制御、 難所通過を成功させるための物体検知、衝突検知 ゴール指向分析、ユースケース分析、ミスユースケース 分析、フィーチャ分析、ソフトウェア品質特性(非機能)、 なぜなぜ分析など 正常処理だけでなく、 メタファ、アナロジー 異常とか例外とか代替とか SysMLやその他 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 16 さて、ここから・・・ 設計 機能、構造、振る舞い ドメインに見い出せる「もの・こと」を特定している（分解） 特定したものは、整理されている（分類） 整理された「もの・こと」で構成されている（組立て） 構成されたもので振る舞いが確認されている（検証） ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 17 ここまででどんなものができているか② 分析 設計 機能、構造、振る舞い 調査 分析関係のモデル マインドマップなど 非機能要件定義 その他 センサー特性 要素技術 計測 データ これらの文書からチームとして表明 したいことは何か。 戦略、戦術を言い当てるものをモデ ル図5枚に、どのように小間割をするか 考える。これはプレゼンテーションの デザイン能力。視線の動線、審査基準 と読み手を考える。 命名はその名称でそのものを想起さ せるものと考えること。そうしないと ミスリードの元となる。 クラスにはクラスの責務として必要 な属性や操作を記載する。関連端名、 多重度、誘導可能性を記載する。 モデル図5枚中でトレーサビィリティ が取れているように再確認すること。 ETロボコンに現れる走行性能も 表明されているか ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 18 ETロボコンに現れる走行性能 ライントレースの走行性能には ライントレース以外の走行性能って 自己位置推定（オドメトリ手法） 自己位置補正 直進（前進・後進）性能 旋回性能 仮想ライン 難所の走行性能では シーソー、階段 ・・・衝突検知、段差検知、他 ルックアップゲート・・・？ ETタックル ・・・？ 転倒時モータ停止（フェールセーフ） 高速走行 ・・・PID(PD)制御 マーカー検知 エッジ切替 コースアウトからの復帰走行 外乱対策 ・・・ローパスフィルタ（移動平均）、まいまい式 その他 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 19 南関東地区大会のモデル図に表明された内容 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 20 南関東地区大会2010 優秀モデル エクセレント・モデル 神奈川工科大学 吉野研究室 結果： こっぺぱん♪（神奈川県厚木市） 南関東地区大会独自競技 ０－４００ｃｍ 最速7.15秒 イン（中間ゲート、ミステリーサークル、ゴールゲート通過）成功 アウト（中間ゲート、シーソー、階段通過）リタイア チャンピオンシップ大会 総合2位：モデル図 B+ ／競技2位 ゴールド・モデル シーソー上バランス （停止）する ＢＥＲＭＵＤＡ（神奈川県川崎市 ） 株式会社 富士通コンピュータテクノロジーズ 結果： イン（中間ゲート、ゴールゲート通過、ガレージイン成功）成功 アウト（中間ゲート、ゴールゲート通過）成功 チャンピオンシップ大会走行結果 イン（中間ゲート、ミステリーサークル、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 アウト（中間ゲート、シーソー、階段通過、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 シルバー・モデル ＡＴ車限定Ｂ（神奈川県横浜市） 富士ゼロックスアドバンストテクノロジー株式会社 結果： イン（中間ゲート通過）、アウト（中間ゲート、シーソー通過）ともリタイア ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 21 チャンピオンシップ大会2010 総合優勝チーム のモデル図 AEK RUNNER10 （神奈川県厚木市） アンリツエンジニアリング（株） チャンピオンシップ大会 総合優勝：モデル図 A- ／競技1位 結果： イン（中間ゲート、ミステリーサークル、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 アウト（中間ゲート、シーソー、階段通過、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 南関東地区大会 総合優勝：モデル図 A ／競技1位 結果： イン（中間ゲート、ミステリーサークル、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 アウト（中間ゲート、シーソー、階段通過、ゴールゲート通過）成功 シーソー上停止はしない ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 22 チャンピオンシップ大会2010 総合3位チーム のモデル図 ｉ−Ｋ∀Ｓ（神奈川県横浜市） (株) 日立アドバンストデジタル チャンピオンシップ大会 総合3位： モデル図 A- ／競技4位 結果： イン（中間ゲート、ミステリーサークル、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 アウト（中間ゲート、シーソー、階段通過、ゴールゲート通過、ガレージイン）成功 南関東地区大会 総合準優勝： モデル図 A ／競技2位 結果： イン（中間ゲート、ミステリーサークル、ゴールゲート通過）成功 アウト（中間ゲート、シーソー、階段通過、ゴールゲート通過）成功 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 23 チャンピオンシップ大会 モデル部門 エクセレント・モデル ＨＥＬＩＯＳ (株)アドヴィックス 愛知県刈谷市 （東海地区） インコース：ミステリーサークル通過後リタイア アウトコース：シーソー、階段、ゴールゲート通過 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 24 まとめ モデル評価基準に沿っているか 要求をどのように分析して要件を定義しているか 要件を実現するためにどのように設計しているか 当該性能を確実にするため要素技術を特定し、どのように実現しよう としているか、設計に取り入れているか 倒立振子状態を維持しながら・・・ 分析・設計は当該記法で正確に記述されているか 正常処理だけでなく異常・例外・代替処理があり、性能を確実にしよ うとしているか、引き出しているか、妥当性はあるか トレーサビィリティは取れているか その他 ミスリードさせない。 視線の動線。モデル図の使い方。色分けによるグルーピング オリジナリティ ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 25 ETロボコンのモデル審査では、 どんなモデルを 良いモデルと考えているのか コンセプトシート、モデル図5枚、そして審査 基準を満たすという制約の中で、走行や難所 攻略の実現可能性を秘めて、競技部門で躍動 するNXTway-ETが見られるだろうモデル図。 というか躍動するNXTway-ETが見たい！ ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 26 南関東地区大会 モデル事例研究 2011年6月18日(土) 12:45モデリング事例1（講演30分、質疑応答10分） チーム『AEK RUNNER10』 アンリツエンジニアリング株式会社 宮崎 泰貴様 リスクの認識と対策：マインドマップ、ミス・ユースケース、ゴール分析と 機能面、性能面とのトレーサビィリティ 13:25モデリング事例2（講演30分、質疑応答10分） チーム『BERMUDA』 株式会社 富士通コンピュータテクノロジーズ 辻村 浩史様 派生開発と性能維持あるいは性能改善と性能追加 14:15モデリング事例3（講演30分、質疑応答10分） チーム『Ｈ２２』 キヤノンソフトウェア(株) 並川 太俊様 並行処理への実現のメカニズムの記述とエラーの回避の表明 14:55モデリング事例4（講演30分、質疑応答10分） チーム『ｉ－Ｋ∀Ｓ』 株式会社日立アドバンストデジタル 赤木 正慶様 シナリオ設計による拡張性、追加の容易性 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 27 おわり シンポジウム『モデリングが世界をつなぐ！』 ＥＴロボコンにおける制御とモデル (ETロボコンのモデル審査では、どんなモデルを良いモデルと考えているのか) 2011年06月12日（日） 南関東地区大会 審査委員長 アンリツエンジニアリング（株） 林 啓弘 ETロボコン2011南関東地区スペシャルセミナー資料／ETロボコン南関東地区大会実行委員会 28
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