ラズパイでAGVを制御する（その2）【サンプルコード付き】：ラズパイで製造業のお手軽IoT活用（9）（1/4 ページ）

小型ボードコンピュータ「Raspberry Pi（ラズパイ）」を使って、低コストかつ現場レベルでIoT（モノのインターネット）を活用する手法について解説する本連載。第9回では、前回紹介したラズパイで制御するAGVについて、その構造や制御プログラムについて説明する。サンプルコードもあるよ！

[株式会社アムイ 代表取締役 山田浩貢，MONOist]

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　近年、工場などで用いられるAGV（Automatic Guided Vehicle：無人搬送車）について、より高度な走行制御を行うための取り組みが進んでいます。そこで、AGVの制御に小型ボードコンピュータの「Raspberry Pi（ラズベリーパイ、略してラズパイ）」を活用する目的や方法について2回に分けて解説しています。

⇒連載「ラズパイで製造業のお手軽IoT活用」バックナンバー

　今回は前回の続きとして、具体的なサンプルを使って、ラズパイで制御するAGVの構造や制御プログラムについて解説していきます。

システム構成

　まず、車輪にモーターを付けた2階建てのAGV模型に、モータードライバ経由で4つの車輪からの正転／逆転の信号を8箇所、ラズパイのGPIOピンに接続しています。図1に、カメラやモータードライバ基板、車輪駆動用の9V電池を搭載する1階部分と、ラズパイと超音波センサー、ラズパイの電源となるモバイルバッテリーを搭載する2階部分から成るAGV構成図を示しました。

図1　AGV構成図（クリックで拡大）

　このAGVの制御は、ラズパイのLinuxOS上に実装した、Python言語で記述したソフトウェアプログラムで行います。ソフトウェア構成図は図2のようになっています。

図2　ソフトウェア構成図

制御の流れ

　次に制御の流れについて説明します。今回は走行パターンとして次の2種類を用意しています（図3、4）。

走行パターン1：障害物を検知した自動走行

　障害物を検知すると障害物を避けて自動走行する

• ①前進→②障害物を検知→③停止→④後退→⑤右左折→⑥前進、①〜⑥を繰り返す

図3　障害物を検知する走行パターン1（クリックで拡大）

走行パターン2：QRコードを認識した自動走行

　QRコードを認識して自動走行をする

• 右左折の走行制御
  • ①前進→②QRコード読み取り（右折または左折）→③走行（右折または左折）→④前進
• 停止の走行制御
  • ①前進→②QRコード読み取り（停止）→③停止

図4　QRコードを認識する走行パターン2（クリックで拡大）

QRコード認識におけるAGV制御のポイント

1．カメラでQRコードを読み取りOpenCVで画像認識を行う

2．画像認識結果で走行を制御する

• 前進→8箇所の車輪の正転・逆転信号をONにする
• 右折→車輪の右側前輪と右側後輪の2箇所の正転信号をONにする
  　　　車輪の左側前輪と左側後輪の2箇所の逆転信号をONにする
• 左折→車輪の右側前輪と右側後輪の2箇所の逆転信号をONにする
  　　　車輪の左側前輪と左側後輪の2箇所の正転信号をONにする
• 停止→8箇所の車輪の正転・逆転信号をOFFにする