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GR001 制御システム検討2015/10/22 時点での進捗@takarakasai
動作イメージ ＧＲ００１の制御？
制御ボード
制御要求
状態通知
http://sce.scene7.com/is/image/playstation/cuhzct1j_front?wid=610&hei=272&size=400,0&fmt=png&resMode=bilin
制御ボードの候補 Which controller is the best?
Edison Raspi A/B Raspi2BBB / BBG
制御ボードに求められるもの １．周期制御の実時間性
力制御するなら1[msec]と言われている どこかの会社の昔のロボットは8[msec]？で歩行してる⇒ 制御演算と通信に消費される時間は可能な限り短くしたい
２．サーボの直接制御 RS301MB / RS302CD 遅延を抑えるためにも直接制御したい
３．浮動小数点演算性能 制御アルゴリズム次第であるが、高い方がうれしい
４．センシング機能 加速度 /ジャイロセンサへの対応 足裏のセンサへの対応
５．小型軽量 ＧＲ００１に搭載可能なサイズ・重量
１．周期制御の実時間性 各ボードをサポートするＯＳ
Edison yocto-linux
Intel 公式 https://www.yoctoproject.org/
Ubilinux Debian 系 (wheezy) www.emutexlabs.com/ubilinux
Raspberrypi A/B/2 Windows 10 Rasbian
Debian 系 Etc…
Beable Bone Black (Green) Debian Ubuntu Android Etc…
・ Linux 系で、標準的なカーネルを採用しているものが多い。 ↓・処理の実時間性は保証されない
１．１ Ｌｉｎｕｘのリアルタイム拡張 Xenomai
http://xenomai.org/ Real-Time Linux (RT-Preempt patch)
https://rt.wiki.kernel.org/index.php RTAI
https://www.rtai.org/ Etc…
URL : https://xenomai.org/
１．２ 参考データ
http://elinux.org/images/3/33/Verification_of_response_time-20100604.pdf
１．２ Ｌｉｎｕｘのリアルタイム拡張 というわけで Xenomai + Ubilinux な環境を作成してみました
評価や手順のまとめはこれから行います
URL : https://xenomai.org/
２．サーボ直接制御 ＲＳ 301MB/RS302CD
RS485 半二重通信 RS301/302仕様書
簡易ライブラリを作りました [email protected]:takarakasai/rsx.git
LinuxPC,Edison,BBB,raspi-B,raspi2 で動作確認してます /dev/tty* ならなんでもござれです まだまだ粗削りです
RS302CB
BreakOut board
２．１ ＲＳ３０２ＣＤの直接制御 接続図 (Edison + Intel Break Out Board
ＥｄｉｓｏｎUSB/OTG
USB-UART
RS232/485変換器RS232C
USB-RS232C 変換ケーブル
-TRx +TRxVCC in
DC/DC
VCC
AC/DC 7.5V
5V-out
VCC
+TRx
GND
-TRx VCC
GND
http://www.futaba.co.jp/img/uploads/images/robot/command_type_servos/Futaba_RS302CD_W150.jpg
PC
RS302CB
Henry board
２．２ ＲＳ３０２ＣＤの直接制御 接続図 (Edison + Henry Board)
ＥｄｉｓｏｎUSB
USB-UART
RS232/485変換器RS232C
USB-RS232C 変換ケーブル
-TRx +TRxVBUS
DC/DC
VCC
AC/DC 7.5V
5V-out
VCC
+TRx
GND
-TRx VCC
GND
http://www.futaba.co.jp/img/uploads/images/robot/command_type_servos/Futaba_RS302CD_W150.jpg
PC
３．浮動小数点演算性能 2 足歩行ロボットの運動制御を行う場合、ＺＭＰ の推定や補償、動力学演算等々が必要になるため、システムには一定の浮動小数点演算性能が求められます。 各種ボードでベンチマークをとりました（次頁）
３．１ ボード性能評価 浮動小数点演算 Whetstone
単位 MIPS : Million Instructions Per Seconds
O3 O2 O1 O0 GCC Linux kernelEdison 666.7 600.0 325.1 191.1 4.7.2-5 3.10.17Raspi2 1153.8 967.7 555.6 245.9 4.9.2-10 4.1.7RaspiB 638.3 545.5 300.0 143.5 4.9.2-10 4.1.7BBB(G) 535.7 489.3 291.3 172.4 4.6.3-14 3.8.13
url:www.netlib.org/benchmark/whetstone.c gcc whetstone.c –lm [|-O1|-O2|-O3]
４．センシング機能 加速度 / ジャイロセンサへの対応
Edison henry board には 9 軸のセンサが搭載されています。 動作確認中です
[email protected]:takarakasai/edison-henry.git
５．小型軽量 まとめ中です
課題 複数サーボの同時制御 UART ポートからのサーボ制御 足裏センサの検討 Ｅｄｉｓｏｎ＋Ｘｅｎｏｍａｉ環境での無線通信 演算性能の評価を実際の運動制御アルゴリズムを使って行う 制御ボードの消費電力評価などなど
