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2007/5/22
情報工学科１年生
プログラミング入門第5回
~レゴロボットのプログラミング5~
湘南工科大学
工学部 情報工学科
高畠俊徳，小林
二宮 洋，鈴木
学
誠
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1
1. legOSとは
• RCXモジュール用のフリーのOS
 余計な動作を省いて、必要最小限の機能
を持っている。
 フィードバックが速い。
 C言語を用いてプログラムを作成できる。
 ⇔より細かく記述する必要がある。
2
1. C言語とは
•
•
•
•
#include<dsensor.h>
#include<unistd.h>
#include<dmotor.h>
#include<conio.h>
•
•
•
•
•
•
main()
{
int akarui=80;
ds_active(&SENSOR_2);
cputs("GO!!");
while(1){
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
}
}
C言語の例
if(LIGHT_2>=akarui){
motor_a_dir(brake);
motor_c_speed(MAX_SPEED);
motor_c_dir(fwd);
}
else{
motor_c_dir(brake);
motor_a_speed(MAX_SPEED);
motor_a_dir(fwd);
}
3
1. プログラミングとは?（復習）
プログラムを作る≠パソコンに向かって作業する
– その前にやることがいっぱい
1.テーマを決める
LEGOブロックでライン・トレースカーを作ろう!!
2.シナリオを考える
どんなライン･トレースカーにするか?
3.シナリオを書く
ライン･トレースカーってどうやって動くのか?
4.プログラミング言語に翻訳する
純正ファームウェア，C言語など
5.動かしてみる
ライン･トレースカーを走らせる
6.確認する
線を辿って前進している事を確認
7.バージョンアップする
もっと早く･複雑に動かすためには?
4
C言語プログラミングに挑戦!
・準備：Ｃ言語を使ったプログラミング
・プログラムの制御構造１ 順次
・プログラムの制御構造２ 反復
・プログラムの制御構造３ 条件分岐
図のライントレースカー（基本形）
を準備する
5
2. C言語を使ったプログラミング
• 「メモ帳」(Notepad)を使って、C言語を入力する
• ｢スタート｣→｢プログラム｣→「アクセサリ｣→｢メモ帳｣を開く
③
④
②
①
6
2.
C言語を使ったプログラミング
#include<sit.h>
main(){
Init();
Zenshin(1.0);
Hidari_Turn(1.0);
Migi_Turn(1.0);
Koutai(1.0);
}
7
2. C言語を使ったプログラミング
#include<sit.h>
「メモ帳」に｢半角｣で入力
main(){
Init();
}
Zenshin(1.0);
Hidari_Turn(1.0);
Migi_Turn(1.0);
Koutai(1.0);
• 入力が終了したら｢名前を
付けて保存｣する。
• ｢ファイル｣→｢名前を付け
て保存｣を選択する。
8
2. C言語を使ったプログラミング
(ファイルの保存)
• 「保存する場所」は「ローカルディスク(C:)｣→「legOS｣→
「Demo」とする。
①
③
②
④
9
2. C言語を使ったプログラミング
(ファイルの保存)
• ｢ファイルの種類｣を｢すべてのファイル｣とする。
• ｢ファイル名｣は｢sit1.ｃ｣とする。
• ファイル名を入力したら｢保存｣ボタンを押す。
②
③
①
10
3. 動かしてみる
• 純正ファームウェアと異なる点
↓
• C言語はコンパイルという操作
が必要
• コンパイルしたファイル(コン
ピュータの理解できるファイル)
をロボットへ転送する。
• コンパイルする環境を起動
• ｢スタート｣→｢プログラム｣→
｢Cygnus Solutions｣→
｢Cygwin B20｣をクリックし
Cygwin B20を起動する。
プログラム
コンパイル（ビルド）
実行可能ファイル
11
3. 動かしてみる
Cygwin B20
12
3. 動かしてみる
• コンパイル
⇒右の画面に次のように
入力する。
• cd /legOS
2回目以降は次のように
入力する。
• ./sit.sh
• （エラーがでたら、もう一度始めから確かめてやり直す.）
• ロボットの「Run」ボタンを押す。
• 前進，左ターン，右ターン，後退することを確認する。
13
4 プログラミングの基礎
4.1 プログラムの制御構造１：順次
#include<sit.h>
main(){
Init();
Zenshin(2.0);
Hidari_Turn(0.5);
Migi_Turn(0.5);
Koutai(2.0);
}
数値の入力に注意！
14
4.1 プログラムの制御構造１：順次（復習）
#include<sit.h>
非常に重要
main(){
Init();
Zenshin(2.0);
命令１
Hidari_Turn(0.5);
Migi_Turn(0.5);
Koutai(2.0);
命令２
プログラムの基本ルール１：
命令は，一度に一つだけ
実行される
プログラムの基本ルール２：
命令は，一つずつ（下に）
順々に実行される
命令３
}
命令４
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4.2 プログラムの制御構造2：反復（ループ，リピート）
#include<sit.h>
main(){
Init();
while(MUGEN){
Zenshin(2.0);
Hidari_Turn(0.5);
}
}
16
4.2 プログラムの制御構造2：反復（復習）
非常に重要
#include<sit.h>
main(){
Init();
}
反復の始
while(MUGEN){
Zenshin(2.0);
Hidari_Turn(0.5);
}
反復の終
プログラムの基本ルール２（反復）：
反復の終わりまで来たら反復の
始まりまで戻る．
ある終了条件を満たすまで反復
は繰り返される．
注：命令が一つずつ実行される
のは変わらない
終了条件が書いてある（ここでは無限回繰り返す）
ここでは「前進」→「左ターン」→「前進」→「左ターン」・・・を繰り返す
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4.3 プログラムの制御構造3：条件分岐
#include<sit.h>
main(){
Init();
}
while(MUGEN){
if(Oshita1){
Hidari_Turn(0.5);
}
else{
Zenshin(2.0);
}
}
図のようにタッチセンサー
を1番に取り付ける
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4.3 プログラムの制御構造3：条件分岐（復習）
非常に重要
#include<sit.h>
main(){
Init();
}
while( MUGEN ){
if( Oshita1 ){
Hidari_Turn(0.5);
}
else{
Zenshin(2.0);
}
}
「はい」の
とき実行
「いいえ」の
とき実行
プログラムの基本ルール３（条件分岐）：
ある条件を満たした場合には，「は
い」の方が実行され，満たしていない
場合には「いいえ」の方が実行される．
注：一度に実行されるのはどちらか
一方だけ．
条件が記述されている
（センサー１とつながったタッチ
センサーがおされているか？）
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5. いくつかの例題
次のいくつかの例を実行してみよう（Ｃ言語）
（注：プログラムを理解しながら作成すること）
[例１]数値を変えてロボットの反応を確かめる
#include<sit.h>
main () {
Init();
時間を0.1秒に
}
while (MUGEN) {
if (Oshita1) {
Hidari_Turn(0.1);
}
else {
Zenshin(0.1);
}
}
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[例２]ライントレースカー（基本形）
#include<sit.h>
main () {
Init();
}
while (MUGEN) {
if (Akarui2) {
Hidari_Turn(0.1);
}
else {
Migi_Turn(0.1);
}
}
21
[例３]ライントレースカー（衝突するとストップ）
#include<sit.h>
main () {
Init();
}
while (MUGEN) {
if (Oshita1) {
}
else {
if ( Akarui2 ) {
Hidari_Turn(0.1);
} else {
Migi_Turn(0.1);
}
}
}
22
[例４]前方が暗いとバック
図のようにライトセンサーをつなぐ
#include<sit.h>
２番のライトセン
サーが暗いか？
main() {
Init();
}
while (MUGEN) {
if (Kurai2) {
Koutai(1.0);
}
else {
Zenshin(1.0);
}
}
23
[例５]リモコンカー
図のようにタッチセンサーを２つつなぐ
#include<sit.h>
main() {
Init();
while (MUGEN) {
if (Oshita1) {
if (Oshita3) {
Zenshin(0.1);
} else {
Migi_Turn(0.1);
}
} else {
if (Oshita3) {
Hidari_Turn(0.1);
} else {
}
}
}
}
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５. 課題
次の課題の車をＣ言語でプログラミング及び実行しなさい
[課題１]１秒前進，0.5秒左ターンを繰り返す
[課題２]左ターンを繰り返し、ボタンを押している間だけ前進する
[課題３]前進し，衝突したら１秒バックし，右へ障害物をよける
[課題４]シートの黒枠より内側を走り続ける（ライントレースではない）
[課題５]ライントレースカー（障害物に衝突したら１秒バックし，右へ障害物をよ
け，再びもとのラインに戻る）
[課題６]タッチセンサー１，３，ライトセンサー２をつける.センサー１だけ押すと左
ターン，センサー３だけ押すと右ターン．センサー１，３両方押すと前進．
両方押していないときはライントレースする.
[課題７]次のページを参照
[課題８]ライントレースカー（前方が暗かったら１秒バックし，右へ障害物をよけ，
再びラインに戻る．
25
[課題７]２つのライトセンサーを使った次の動きをするライント
レースカー
センサー1
センサー3
センサー接続方法
26
[課題７]２つのライトセンサーを使った次の動きをするライント
レースカー
右折
2つのセンサー
が両方とも黒線
上の時
直進
2つのセンサー
が境界線をまた
いでいる時
左折
2つのセンサー
が両方とも白の
時
27