WHILLをROSを使って自律走行させる（その１：ハードウェア編）
研究開発用モデルWHILL Model CRをベースに自律走行用の電動車椅子WHILL TID(仮称）を製作しました。
研究開発モデルWHILL Model CR2
研究開発モデルWHILL Model CRは、外部機器から入力信号を送信することで（通信方式：RS232C）、本体を制御することができます。
また、本体の情報（速度、加減速値、エンコーダー情報、加速度センサー値、コントローラー入力情報、バッテリー情報など）を取得することができ、自動走行、衝突回避、移動支援、自律走行などの分野の研究・事業プラットフォームとして活用できます。
750,000円
走行距離 16km ※路⾯状況などにより変化
最高速度 6km/h
段差乗越 5㎝
登坂力 10度
最小回転半径 760mm
サイズ（幅×長さ×高さ） 550×985×740-940mm
重さ 約52kg
充電時間 5時間
フロントタイヤ オムニホイール
リアタイヤ ノンパンクタイヤ
アーム 跳ね上げ式
最大荷重 115kg
バッテリー リチウムイオン（25.2V 10.0Ah）
使用環境** -15℃～40℃
搭載センサ 加速度センサー、モーターエンコーダ
接続端子 RS232C TX/RX
通信方式 RS232C
24* V （1A×3ピン）, GND
ROSを使った自律走行に向けて
WHILLを自律走行させるために、制御用のPCやセンサ（LiDARやカメラ）を搭載します。
制御用ノートPC
WHILLを制御するためのPCとしてタブレット型のノートPCを使用。
Ubuntu22.04
市販のノートPCスタンドをWHILLの背もたれに治具を作って固定しました。
WHILLと制御用PCの接続
WHILL Model CRはPCとのシリアル接続にJSTコネクタを使用します。そこで下記の図の通り、WHILL Model CRコネクタ変換ケーブルと市販のUSBシリアルケーブルを使い、WHILLと制御用PCを接続します。
緊急停止ボタン
ロボットを自律走行するためには危険防止のため緊急停止ボタンが必須です。
WHILL Model CRには標準で、緊急停止機能や、緊急停止ボタンのサポートがないので、本体と制御用PCを接続しているRS-232C（実際にはシリアルUSBアダプターでUSBに変換している）のRxD、TxDの双方をオンオフするボタンを作成して接続しました。
Q:WHILLに緊急停止機能を搭載したいのですが。
A:申し訳ありませんが、緊急停止機能や、緊急停止ボタンのサポートがございません。 ご参考までに、弊社では緊急停止ボタンの押下により、RS-232CのRxD、TxDの双方を分離する仕組みとすることで以上機能を搭載したことがございます。 参考情報としていただければと思います。
LiDAR（レーザレンジファインダー）
２次元 UTM-30LX（北陽）
光でスキャニングしながら検出物までの距離を測定する二次元走査型の光距離センサです。
高速データ出力タイプなのでサービスロボットの環境認識に活躍します。
電源電圧DC12V。消費電流700mA以下。
長距離30m、広視野270°の広範囲スキャン。
電源とスイッチ
12V1Aが必要です。
Top-URGにはスイッチがないので、モバイルバッテリーとTop-URGに間にUSB電源スイッチを付けます。
WHILLへの取り付け
取付ジグの設計図
３次元 VLP-16（Velodyne Lidar社）
３次元
16チャンネル, 小型, 低消費電力
100 m (328'01")
9-18V 8W
電源とスイッチ
VLP-16付属のACアダプターから給電するために、大容量のモバイルバッテリーを使いました。
WHILLへの取り付け
底面にある三脚用ネジ穴を使い、自由雲台を使いWHILLオプションのプラティークに接続しました。
Velodyne VLP-16と制御用PCはLANケーブルで接続します。
RGBカメラ
PlayStation Eye
640×480ピクセル (60fps)
320×240ピクセル (120fps)
スタンダードビュー（56o）～ワイドアングルビュー（75o）
4チャンネル アレイ式マイクロホン
スピーカー
USB接続の常識を超えた大出力20W YAMAHA NX-U10
既に販売中止になって久しいので店頭では購入できません。ヤフオクをチェックしましょう。
完成形
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