ROS対応研究開発用台車ロボット ver2.1

LINEUP台車ロボットVer.2.1シリーズ


メガローバーVer2.1	メカナムローバーVer2.1	4WDSローバーVer2.1

メガローバーVer2.1 Jetson AGX Xavier搭載版

01二輪駆動大型台車ロボットメガローバーVer2.1

メガローバーVer2.1は、可搬重量約40kgを実現した研究開発用台車ロボットのベーシックモデルです。アルミフレームを採用した軽量・高剛性な車体と、ArduinoIDEでのプログラム作成やROSでの制御に対応する開発容易性を備え、研究、開発用のベースロボットとして、また、搬送台車としての活用など、広範囲な用途に対応できます。
今回、既発売のメガローバーVer2.0に対して、ユーザからのフィードバックの反映、信頼性のさらなる向上などを加え、Ver2.1としてアップデートを行いました。 ROS対応や豊富なオプションの設定など、既存製品のメリットはそのままに、さらにすぐれた使い心地を安定して実現します。

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二輪駆動の大型台車ロボット

メガローバーVer2.1は、二輪駆動にキャスターを加えた車輪構造となっているため、シンプルな制御で駆動させることができます。駆動輪には通常の車輪を採用しているため、全方位移動機構を持つ台車ロボットと比較すると、耐久性や静粛性といった点で有利なほか、横滑りしにくいなど、実用場面に適した特徴を備えています。
メガローバーVer2.1は、可搬重量約40kg、最高速度1.4m/sで、様々な用途の研究・開発目的に余裕を持って対応が可能です。ゆとりのある可搬重量が、高度な制御用PCの搭載や実用途を目的とした各種機器の搭載を実現します。バッテリーによる稼働時間は約25時間（※）で、多彩な実験用途での長時間駆動を可能とします。

※バッテリー駆動時間については、標準的な環境下での設計値です。実用の状況によって、バッテリー駆動時間は大きく異なります。

有線/無線接続による制御

メガローバーVer2.1は、Wi-Fi / BLE / BluetoothClassic の3種の無線通信と、有線のUSBシリアル通信に対応しています。指定のコマンドを用いることで、PCやタブレットなど、様々なデバイスから制御することが可能です。

ROSメッセージ通信でコントロール

メガローバーVer2.1は、ROSメッセージ通信に対応しています。 ROSが動作するデバイスとWi-FiまたはUSBケーブルで接続することで、ROSを使った制御が可能となります。 ROSメッセージ通信を使うことで、速度や旋回量の指令値を、わずか数行のコードでメガローバーVer2.1に送信することができ、ROSロボットとして幅広い活用が可能です。
導入ドキュメントと以下のサンプルプログラムが付属するため、初心者の方でも、ROS環境で制御システムを作成し、簡単に動かすことができます。 LRFなどのセンサを用いた高度な制御を、少ない開発負担で実装することが可能です。
ROSを動作させるデバイスは別途ご用意いただく必要があります。弊社で推奨するデバイスの動作環境は後述の通りです。

【ROSサンプルプログラム一覧】

ゲームパッドからの操作
マウス（タッチパッド）からの操作
SLAM（gmapping）
SLAM(cartographer)
navigation

※本製品に含まれないライブラリなどのセットアップが追加で必要になる場合があります。
※SLAM、navigationを行うためにはLRFが必要です。LRFオプションのご利用が便利です。

【ROS使用時の推奨動作環境】

OS	Ubuntu 16.04 (64bit)	Ubuntu18.04 (64bit)
ROS	ROS Kinetic	ROS Melodic
CPU	Core i5 7200U	Core i5 8259U
メモリ	DDR4 PC4-17000 4GB	DDR4 PC4-19200 8GB
ストレージ	SSD 128GB	M.2 SSD 256GB
グラフィック	Intel HD Graphics 620	Intel Iris Plus Graphics 655

下記条件を満たしていても、相性などにより、正常に動作しない場合があります。
仮想環境は、タイムラグにより安全な制御が行えない場合があり、推奨しておりません。

Arduino IDEでプログラム可能

メガローバーVer2.1の制御ボードである「VS-WRC051」には、ESP32-WROOM-32マイコンが搭載されています。そのため、Arduino IDEを用いてメガローバーVer2.1の制御プログラムを作成することができます。製品付属のライブラリには、モータ制御関数や通信関数が含まれていますので、少ない開発負担で制御プログラムを作成することが可能です。

※VS-WRC051をArduino IDEを用いてプログラミングする場合、Arduino IDE 1.8.9以上が動作する環境が必要です。

専用の無線コントローラーで簡単操作

本製品に付属するゲームパッド型無線コントローラー「VS-C3」を使えば、PC等を接続しなくても、メガローバーVer2.1を無線操縦することができます。アナログスティックを使用して、前後へ移動、回転させることができますので、手動操縦で動作させる際や、動作確認等にお使いいただけます。

メガローバーVer2.0からの変更点

電流制御回路の追加
モーター電流制御回路を追加することで、より細かな制御ができるようになり、過負荷にも強くなりました。
通信経路の対ノイズ性能向上
本体内の通信経路について、対ノイズ性能を向上させました。運用の安定性向上が見込めます。

機能を拡張するオプション

メガローバーVer2.1には以下のオプションを取付けることが可能です。

レーザーレンジファインダ
機体周囲の障害物等を検知するLRFを取り付ける、本体注文時の有償オプションです。
前後バンパー
壁等との衝突を検知できるバンパーセンサをロボットの前後に取り付ける、本体注文時の有償オプションです。
拡張機器用電源基板
Raspberry Pi 4B 2GB版やROS PCオプションなどの拡張機器を搭載した際に、メガローバー本体のバッテリーから電源を供給する、本体注文時の有償オプションです。 Raspberry Pi 4B 2GB版オプション搭載時および ROS PCオプション搭載時には必須となります。
Raspberry Pi 4B 2GB版
Raspberry Pi 4B 2GB版を取り付けて出荷する、本体注文時の有償オプションです。拡張機器用電源基板オプションVS-WRC054が別途必要です。SDカードおよびOSイメージは付属しません。
非常停止スイッチオプション
台車本体の後に非常停止スイッチを取り付けることができます。
ワイヤレス充電
無線充電の機能を追加する、本体受注時の有償オプションです。本体後部への取り付けとなります。
ROS PC
ROSで制御するための環境構築済みPCを取り付ける本体注文時の有償オプションです。拡張機器用電源基板オプションVS-WRC054が別途必要です。

【実用事例】

名城大学理工学部田崎研究室
研究テーマ：安価なセンサによる自動運転向け地図生成

田崎研究室では、車載可能な安価なセンサで地図生成を行う研究を行っています。
自動運転車は地図を利用しないとスムーズな動きはできませんが、地図の生成コストはとても高いという問題があります。安価なセンサでの地図生成機能の簡易テストとして、研究成果を自動運転用ソフトウェアAutowareに組込み、 Autowareからメガローバーを制御しました。

名城大学理工学部電気電子工学科
システム・情報通信研究室田崎研究室

ROS制御のイメージ（使用機体はメガローバーVer2.0です。）

01-2「メガローバーVer2.1」のレンタルサービスを開始

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今回、これまでレンタルサービスを実施してきた「メガローバーVer2.0」に代え、シリーズ最新版である「メガローバーVer2.1」のレンタルを開始いたします。Arduino IDEでの開発やROSでの制御など、取り扱い性に優れたメガローバーVer2.0の特徴は生かしつつ、より安定した稼働を実現します。メガローバーVer2.0で開発したソフトウェアは、基本的にはそのままメガローバーVer2.1に引き継げますので、プロジェクトのスムーズな進行を妨げません。

本サービスを利用いただくことにより、需要が高まっている搬送ロボットや自律制御・オートメーションロボットなど、今後の重要な社会インフラとなりうるロボットの研究・開発をスムーズに始めることが可能です。物品を運ぶ運搬ロボット、倉庫などでの自動輸送の研究・開発など、様々な用途に対応できる柔軟性を備えています。

なお、メガローバーVer2.1レンタルサービスのコース設定については、メガローバーVer2.0を踏襲しており、お客様のお手元での本体改造など、各種条件にも変更はありません。また、すでにメガローバーVer2.0をレンタルされているお客様の、メガローバーVer2.1への機種変更については、弊社担当までご相談ください。

種別	機体仕様	レンタル期間 ※	参考レンタル費用（税別） ※	ユーザーでの機体改造
短期レンタル	メガローバーVer2.1 通常機体	10日間	5,000円/日	不可
長期レンタルA	メガローバーVer2.1 通常機体	6ヶ月～	初回6ヶ月：40,000円/月契約延長時：20,000円/月	可
長期レンタルB	メガローバーVer2.1 バンパーセンサー、LRF装備機体	6ヶ月～	初回6ヶ月：60,000円/月契約延長時：25,000円/月	可

※長期レンタルにおけるレンタル期間については、ご要望に応じて調整可能です。
また、レンタル費用はレンタル期間により変動します。詳しくはお問い合わせください。

01-3ROS対応3Dシミュレーターモデルメガローバー版配布開始

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好評発売中のメガローバーは、可搬重量約40kgの大型筐体に加え、ROS対応でArduino互換の制御ボードや、豊富な注文時有償オプションなどの特徴を備えており、弊社の研究開発用台車ロボットの中核モデルとして、様々な用途に活用いただいています。メガローバーにおいては、ROSでのプログラム開発が行えるため、様々な環境・用途に合わせた運用ができる反面、大型の機体であることから、動作プログラムの開発と検証に一定の空間や動作上の安全確認が必要となる点が、プログラム開発上の一つのネックとなっていました。このたび配布を開始するROS対応3Dシミュレーターモデルメガローバー版は、オープンソースの3Dシミュレーターである「Gazebo」に対応したモデルファイルで、Gazebo上で仮想的にメガローバーを動作させることが可能です。これにより、ROSプログラムの動作確認や検証をメガローバーの実機がなくとも実行できるほか、大型台車ロボットを実際に動作させる前にシミュレーター上で安全確認を行いたいといった用途にも活用できます。

【ROS対応3Dシミュレーターモデルメガローバー版】

3Dシミュレーター内で、安全かつ手軽に動作確認が可能

これまで、メガローバーの動作確認時には必ず実機を用いる必要があり、動作時の周囲の安全確認、バッテリーの充電管理、稼働中の動作監視など、大型台車ロボットならではの取り扱い上の注意点が多くありました。本モデルを用いると、3DシミュレーターのGazebo上でメガローバーを仮想的に動作させることが可能となります。そのため、基本的なプログラム動作確認をシミュレーター上で行い、プログラム内容のブラッシュアップを済ませたのちに、実機で動作確認を行うという開発工程を踏むことができます。シミュレーター上での動作内容は実機と完全に一致するものではないため、実機での動作確認は必要となりますが、開発工程全体で実機を動かす回数を減らすことができ、動作プログラム作成の省力化に寄与します。

プログラム作成時の問題切り分けツールとして活用可能

台車ロボットのプログラム作成において「ロボットがうまく動かない」等の事象が発生する時、その原因がプログラム起因であるか、ハードウェア起因であるか、あるいはロボット単体の問題ではなくネットワークや他デバイスとの接続問題であるかなど、発生箇所の可能性が多岐にわたり、特定が困難である場合があります。本モデルを用いると、シミュレーター上でプログラムを実行することにより、理想的な状態でのプログラム実行結果を確認することができます。こういった行程を踏むことで、問題がどこで発生しているかを把握することが、より迅速になることが期待できます。

シミュレーターのモデルは独自に拡張が可能

本モデルはメガローバーの標準機体をシミュレーションしていますが、ユーザーの手元でモデルの追加や編集が可能です。実使用の環境に合わせたシミュレーションの準備を行っていただくことで、ユーザー毎で異なる動作環境でのシミュレーションを実行することができ、実行結果の有用性が高まります。

ロボット本体が手元になくてもシミュレーションを実行可能

本モデルはシミュレーター内で完結して利用でき、メガローバー本体は必要ありません。そのため複数人でロボット本体をシェアして開発を進める場合などにおいても、より効率の良いプロジェクトの進行に寄与します。メガローバーをROSロボット教育用の教材として活用するといったシーンや、メガローバー購入前の動作確認といった用途にも合致します。

サンプルマップでのNavigationと、そのシミュレーション画面例

※ご注意ください※
本モデルは、3Dシミュレーター「Gazebo」上でメガローバーの基本的な動作確認を行うことを目的としています。Gazeboの能力を超えるシミュレーションには対応できないほか、厳密に実機と同じ挙動をシミュレーションすることを目的としたものではありません。最終的な動作確認は実機のメガローバーを使うことを強く推奨します。特に、摩擦係数については厳密に実装されていませんので、重量物を搭載した場合のシミュレーションなどについては、現実との差異が大きくなる可能性があります。また、ROS対応3Dシミュレーターモデルメガローバー版として配布されるものは、あくまでシミュレーター用のモデルファイルとそれに付随する情報のみとなっています。メガローバーの実機に関する情報は、本モデルに付随しては提供されません。

01-4ギア比変更オプション（二輪版）発売

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搭載するモーターのギア比を変更できる、メガローバーVer2.1本体ご注文時の有償オプションです。通常は 32.5：1 であるギア比が 71.2：1 に変更され、低速時の挙動安定性や位置制御の精度向上が見込めます。

なお本オプションは、取り付けるギアドモーターの種類を変更することにより実現しています。通常のモーターと本オプション用のモーターの混在や別添での納品、納品後にお客様にてギア比を変更することには対応していません。また、ギアドモーターの出力トルクについては、測定条件により大きく異なるため、製品仕様としては明示しておりません。

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01メカナムホイール搭載の研究開発用台車ロボットメカナムローバーVer2.1

メカナムローバーVer2.1は、可搬重量約40kgを実現した研究開発用台車ロボットのベーシックモデルです。アルミフレームを採用した軽量・高剛性な車体と、ArduinoIDEでのプログラム作成やROSでの制御に対応する開発容易性を備え、研究、開発用のベースロボットとして、また、搬送台車としての活用など、広範囲な用途に対応できます。
今回、既発売のメカナムローバーVer2.0に対して、ユーザからのフィードバックの反映、信頼性のさらなる向上などを加え、Ver2.1としてアップデートを行いました。ROS対応や豊富なオプションの設定など、既存製品のメリットはそのままに、さらにすぐれた使い心地を安定して実現します。

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四輪のメカナムホイールを搭載した大型台車ロボット

メカナムローバーVer2.1は、四輪のメカナムホイールを搭載した全方位移動台車ロボットです。メカナムホイールの特性を生かし、前進、後退、左右旋回や平行移動などをサスペンション構造なしで実現しているほか、車輪部分にはサスペンション構造を備え、安定した制御と走行が可能です。オムニホイールによる全方位移動と比較すると、メカナムホイール台車は静粛性や振動の少なさなどに特徴があります。
メカナムローバーVer2.1は、可搬重量約40kg、最高速度1.3m/sで、様々な用途の研究・開発目的に余裕を持って対応が可能です。ゆとりのある可搬重量が、高度な制御用PCの搭載や実用途を目的とした各種機器の搭載を実現するほか、大型バッテリーを搭載することにより、約21時間の稼働時間を実現しました。

※バッテリー駆動時間については、標準的な環境下での設計値です。実用の状況によって、バッテリー駆動時間は大きく異なります。