AutoEraser

自動ホワイトボード消しの実用化に向けた改良

2022/12/13 第4版発行

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目次

1. はじめに

   1. 概要

   2. 開発環境

   3. システムの概要

2. コンポーネント

   1. Camera

   2. Image

   3. KeystoneCorrection

   4. WhiteBoard (Feature)

   5. Select

   6. Erase (Feature)

   7. MoveInitial

   8. InitialSetting

   9. Pump

   10. Move (Feature)

   11. Serial

1.はじめに

1.概要

我々はRTミドルウェアを用いて、ホワイトボードの文字を自動で消すシステムを開発している。本稿では、本システムの改善について述べる。昨年のシステムとの相違点は主に三点ある。一つ目は、材質を木材からアルミニウムに変更することで歪みを解消し、スムーズな可動と軽量化を図ったことである。二つ目は消したい領域をより細かく指定可能にすることで、本来消すべきではない部分を消してしまうことを防げるようになったことである。三つ目は水が入ったタンクを設置し、自動で白板を濡らすことができるようになったため、雑巾を取り外して濡らす必要がなくなったことである。

自動ホワイトボード消しのイメージ

2.開発環境

本コンポーネント群の開発環境を以下に示す。

3.システムの概要

このシステムは、ユーザーの指定した範囲もしくは、全範囲(全部消す)をレールや枠組みに沿って本体が移動し自動でホワイトボードに書かれたものを消すものである。

そして、制御部分にはRTミドルウェアを用いており、Cameraコンポーネントを用いて取得したホワイトボードの動画(画像)をSelectコンポーネントで消す範囲を選択し、Eraseコンポーネントでどのように移動するか決定することでMoveコンポーネントが移動するためのコマンドを生成し、Serialコンポーネントを用いてハードウェアに移動するデータをもちいて実際に動かす。というものである。

以下の2つのコンポーネント図を示す。

1.詳しく説明してあるコンポーネント図

2.簡潔化しまとまりごとに色分けしたコンポーネント図

2.コンポーネント

1.Camera

カメラから取得した画像を出力するコンポーネント。

コンフィギュレーションから使用するカメラのインデックスを設定することができる。

• InPort

• OutPort

  名称	データ型	説明
  image	RTC::CameraImage	カメラから取得した画像を出力する。

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限
  CameraIndex	short	使用するカメラのインデックスを設定する。	0	0<=x<=5

2.Image

コンフィギュレーションで指定されたパスの画像をポートから出力するコンポーネント。

デバックする際、Cameraコンポーネントの代わりに使用することを想定している。

• InPort

• OutPort

  名称	データ型	説明
  Image	RTC::CameraImage	コンフィギュレーションで指定されたパスの画像を出力する。

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限
  Path	string	出力する画像のパス	Emprt String	Undefined

3.KeystoneCorrection

台形補正をするコンポーネント。

GUIに画像が表示されており、4隅をクリックすることで台形補正を行う。

ホワイトボードをカメラで撮影しなぞるようにして選択するが、その際ホワイトボードの画像は斜めになっているのでこのコンポーネントが必要。

• InPort

• OutPort

• Configuration

4.WhiteBoard (Feature)

実装予定

5.Select

範囲選択をし、選択した矩形の座標を出力するコンポーネント。

選択範囲を左上を基準とし0~1で表す。真ん中から右下まで選択した場合、Start = (0.5, 0.5) End = (1, 1)となる。

Camera Image Select の3つに加え画像切り取りコンポーネントを作成することで画像切り取りができるコンポーネント群をかんたんに作れる。

• InPort

  名称	データ型	説明
  ShowImage	CameraImage	選択する際の背景の画像
  CompeteMotion	TimedString	終了した動作名
  StatusCode	TimedUShort	ステータスコード

• OutPort

  名称	データ型	説明
  StartPos	RTC::TimedPoint2D	指定された範囲の始点
  EndPos	RTC::TimedPoint2D	指定された範囲の終点

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限
  Width	int	選択ウィンドウの横幅	800	400<=x<=1600
  Height	int	選択ウィンドウの高さ	450	225<=x<=900

5.Erase (Feature)

選択された範囲を元に消すためのパスを決定するコンポーネント。

• InPort

  名称	データ型	説明
  StartPos	RTC::TimedPoint2D	指定された範囲の始点
  EndPos	RTC::TimedPoint2D	指定された範囲の終点

• OutPort

  名称	データ型	説明
  MovePath	TimedStringSeq	x:yの形式で移動する座標のデータを出力する

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限

5.MoveInitial

初期位置(左上)に本体を移動させるコンポーネント。

移動しきったかの検出にはリミットスイッチを用いる。

• InPort

  名称	データ型	説明
  MoveToInitial	RTC::Time	初期位置に戻るタイミングを指定

• OutPort

  名称	データ型	説明
  Command	RTC::TimedString	初期位置に戻るためのコマンドを生成

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限
  TimeOut	int	移動完了せずタイムアウトする時間	-1	-1<=x<=60

6.InitialSetting

本体のサイズ、ホワイトボードの横幅をリミットスイッチを用いて検出するコンポーネント。

単位はステッピングモーターの回転数。

• InPort

  名称	データ型	説明
  Setting	RTC::Time	検出するタイミング

• OutPort

  名称	データ型	説明
  Command	RTC::TimedString	初期設定を行うためのコマンドを生成

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限

7.Pump

指定された量の水をポンプから出すコンポーネント。

単位はmL

• InPort

  名称	データ型	説明
  WaterAmount	RTC::TimedUShort	ポンプから出す水の量

• OutPort

  名称	データ型	説明
  PumpWaterAmount	RTC::TimedString	ポンプから水を出すためのコマンド

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限
  Amou

8.Move (Feature)

パスを元に、モーターを動かすためのコマンドを生成するコンポーネント。

• InPort

  名称	データ型	説明
  Command	RTC::TimedPoint2D	モーターを動かすための座標

• OutPort

  名称	データ型	説明
  Command	RTC::TimedString	ハードウェアに送信するコマンド

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限

9.Serial

シリアル通信のRead/Writeを行うコンポーネント。

• InPort

  名称	データ型	説明
  Write	RTC::TimedString	シリアル通信で書き込むデータ

• OutPort

  名称	データ型	説明
  Read	RTC::TimedString	シリアル通信で読み込んだデータ

• Configuration

  名称	データ型	説明	初期値	制限
  Path	string	シリアル通信を行うデバイスのパス	EmptyString
  Boundrate	int	シリアル通信を行うための速度	9600	Undefined