Webots講座9-2024：PROTOファイル（アッカーマン・ビークル）

Webots講座2024の9回目，最終回です．Webots講座4:自分の位置を知ろう(Python)でデッドレコニングを実装するハンズオンがありました．デッドレコニングを実装するには，そのロボットのホイールベースなどのパラメータがわらないと実装できません．WebotsではPROTOという仕組みがあり，そのPROTOファイルにロボットのパラメータが書かれています．では，引き続き自動運転シミュレータで使ってきたロボットカーBMW X5のPROTOファイルを見てみましょう．

レファレンス

PROTOファイル

Webotsの自動運転シミュレータの車モデルはアッカーマン操舵機構で，その車(アッカーマンビークル）のパラメータはPROTOファイルでは次のとおりです．このうち，デッドレコニングにはフロント/リアの左右の車輪間隔となるtrackFront/trackRear，ホイールベースwheelbaseが必要な情報となります．
- trackFront/trackRear: フロント/リアの左右の車輪間隔
- wheelbase: ホイールベース．フロントとリア軸間の距離
- minSteeringAngle/maxSteeringAngle: フロント車輪の最少/最大操舵角
- suspension...: サスペンション諸元の定義
- wheelsDampingConstant:　各車輪ジョイントのdampingConstant（減衰定数)．車の摩擦のシミュレーション計算に使われる．
- maxSteeringTorque: フロントホイールのy軸にかかる最大トルク
- extensionSlot: センサや車の形状などの他ノードを追加
- boundingObject: 車の物理ジオメトリ．なお，物理ジオメトリは衝突の対象となる物体の属性．
- physics: 車の物理パラメータ
- radarCrossSection: レーダ反射断面積．0以上の場合，レーダセンサに検出される可能性がある．
- recognitionColors: 空欄でなければ，カメラセンサにより認識される可能性がある．
- wheelX: VehicleWheel を追加するスロット
- axisDevicesX: 車輪ジョイントにBrake, PositionSensor,Motorなどのデバイスを追加するスロット
- data: Robot ノードのユーザ定義データ（文字列）
なお，車の位置(0, 0, 0)はリアホイール軸の中心であり，extensionSlotのどのノードもこの中心からの相対位置になります．Transformノードはこの中心からのextensionノードを移動させます．また，AckermannVehicle PROTOを継承することで簡単に自分のPROTOを作成できます．

ハンズオン

Webotsを起動．
cityワールドを開く．
- メニュー→ファイル→Open Sample World…→vehicles→city.wbt
シーンツリーのBmwX5を右マウスボタンでクリックして，開いた項目から[view PROTO source]を選択する．
テキストエディタにBmwX5のPROTOファイルBmwX5protoが表示される．長いので全部掲載できないがアッカーマン機構に関連する部分は67～69行目となる．
Webots講座４：自分の位置を知ろう (Python)のプチプロジェクトにBMW X5のデッドレコニング実装があります．上のパラメータ等を使い実装してみよう！