Android端末によるロボット制御
とその評価
情報理工学部 情報知能学科
H209018 神戸雅史
研究の目的
スマートフォンやタブレット端末が移動ロボット
の操作インターフェースとして適しているかを調
べる
→その一環として操作アプリケーションの操作性の評
価を行う
そのために
操作アプリケーションの作成
移動ロボットの動作プログラムの作成
評価実験
を行う
研究概要
Androidスマートフォン向けの操作アプリケー
ションの作成
移動ロボット:Boe-Botの移動プログラムの作成。
以上2つを用いた操作性の評価実験
その結果の評価
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全体通信構造
操作アプリケーションでの操作
↓
操作に応じた信号の発信
↓
移動ロボットで信号の受信
↓
信号に応じた動作
これらの通信は無線通信規格のBluetoothを
用いる。
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Androidと使用端末
・Androidとは
AndroidはGoogle社が開発するタブレット
端末向けのOSで、スマートフォンのOSとし
ては世界1位のシェアを誇る。
・使用端末
使用する端末は2010年シャープ製のIS03。
・ OSのVerはAndroid2.2.1
・Bluetooth通信、赤外線通信、wifi通信など
基本的な機能を搭載
・加速度センサー、地磁気センサー、方位セ
ンサーも装備している
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開発環境
• Eclipse(Android側開発環境)
Eclipseはjavaに対応した統合開発環境。
javaだけでなく、Androidの開発ツールである
AndroidSDKにも対応しているためAndroidアプ
リケーションの開発にも使用される。
操作アプリケーション
Bluetooth通信の基礎が備
わったサンプルプロ
グラムを改変していく形で
開発を行った
操作方法はボタン操作と
傾きセンサーによる操
作の二種、そこに片手で
の操作と両手での操
作で分け、計4種類。
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移動ロボット:Boe-Bot
Boe-Botはパララックス社が販売する独立した
二つの車輪で移動するロボット。
BasicStampというマイクロコントローラにプログ
ラムを記憶して実行することができる。
Boe-Botの動作プログラム
設定した動作:前進 後進 右旋回 左旋回
なお前進のみ、赤外線センサーによる検知を行
い、前方に障害物があった場合停止する。
操作アプリケーションの評価実験
8人の大学生男女の実験協
力者にスタートから
ゴールまでロボットを操作
してもらい、そのタイムを
測定し、実験後アンケート
を記入して貰った。
1.基本事項の説明
2.操作方法の説明
3.操作方法の練習
4.実験
全四種類の方法について2
~3を行う。
5.アンケート記入
アンケート
・操作性 悪い 1 ・ 2 ・3 ・ 4 ・ 5 良い
・衝突回数
・タイム(スタートからゴールまで)
・性別
・ゲームのプレイ時間
・スマートフォンやタブレット端末の所持
・スマートフォンを持っている場合、そのOSと使
用日数
操作アプリケーションの評価
・操作性
・タイム
・衝突回数
の3つの項目に対して人による対応をした一元
配置分散分析を行った。
・帰無仮説:操作方法の違いによる各項目の評価
(又は結果)に差はない
・対立仮説:操作方法の違いによる各項目の評価
(又は結果)に差はある
実験結果:操作性
片手ボタン
操作
両手ボタン操
作
片手センサー操
作
両手センサー操作
A
3点
3点
3点
2点
B
4点
5点
2点
3点
C
4点
2点
1点
2点
D
3点
5点
2点
4点
E
4点
2点
5点
2点
F
4点
3点
1点
4点
G
5点
3点
2点
4点
H
3点
2点
5点
4点
得点合計
30点
25点
21点
25点
得点平均
3.75点
3.125点
2.625点
3.125点
実験結果:タイム
タイム(秒)
A
B
C
D
片手ボタン操作
48.66
46.53
50.37
53.74
両手ボタン操作
48.42
45.34
48.99
45.29
片手センサー操作
42.69
54.91
48.77
61.59
両手センサー操作
42.45
45.16
47.54
51.61
タイム(秒)
E
F
G
H
片手ボタン操作
45.24
44.85
41.59
43.24
両手ボタン操作
44.41
49.78
50.76
42.54
片手センサー操作
34.8
79.85
51.98
37.55
両手センサー操作
41.03
41.9
44.96
35.21
実験結果:衝突回数
衝突回数(回)
片手ボタン操作
両手ボタン操作
片手センサー操作
両手センサー操
作
A
1
0
1
0
B
0
0
2
0
C
1
0
3
0
D
1
0
3
2
E
2
1
1
2
F
0
1
6
2
G
0
0
2
0
H
1
1
0
0
回数合計
6
3
18
6
回数平均
0.75
0.375
2.25
0.75
グラフ:操作性の評価
グラフ:タイム
グラフ:衝突回数
結果
各項目の分散分析の結果は以下のとおり。
操作性、タイムにつ
いては有意な結果は得
られなかった
衝突回数の項目につ
いては有意な結果が得
られた
片手センサー操作の
衝突回数が多かった
考察
操作性とスタートからゴールまでの時間につい
ては有意な差があるとは認められなかった。
しかし衝突回数の点においては、有意水準5%
で有意な差があり、片手センサー操作が他の3
種の操作方法よりも衝突する可能性が高いこと
がわかった。
改善点 展望
より良いインターフェースのために、各種操作方
法の見直しや再設定、さらにカメラを搭載しての
ロボット視点での操作なども考えられ、改善、拡
張できる機能は多い。
それだけにロボットのインターフェースとして、ス
マートフォンやタブレット端末が有用である考える
。
ありがとうございました
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