家庭内循環デバイス「Multi-functional Tank」の開発

1. 開発背景

近年、単身世帯の増加や防犯意識の高まりにより、「家庭内を簡単に巡回・操作できるスマートデバイス」への需要が高まっています。本プロジェクトでは、スマートフォンから遠隔操作できる「戦車型監視ロボット」を開発しました。このロボットは屋内を自由に移動し、障害物を自動で検知し、Webベースの簡単な操作で誰でもすぐに使える防犯支援を提供します。
また、「一人でも何かを操作できる」という感覚が安心感を与えるという副次的な利点もあります。

2. 応用シナリオ

• 家庭の防犯対策：不在時の単身者住宅を遠隔で見守ることができます。
• 異常音の確認：不審な音が聞こえた際に、遠隔で状況を確認することが可能です。
• 個人の娯楽：このシステムは、リモコン戦車として遊ぶこともできます。

3. 機能紹介

1. 移動制御：モーター制御により、前進・後退・回転など自由に移動できます。直感的なUIにより、誰でも簡単に操作可能です。

2. 障害物検知：戦車前方に超音波センサーを設置し、リアルタイムで距離を測定します。接近する障害物を検知し、自動停止や警告機能を備えています。

3. カメラ機能：

• リアルタイム映像送信：車両からスマートフォンへライブ映像を送信し、精密な遠隔操作を実現します。
• 写真撮影・保存：任意のタイミングで写真を撮影・保存でき、記録や分析に活用できます。

4. 使用方法

ユーザーは、指定されたIPアドレスとポートにアクセスすることで、操作パネルを読み込み、遠隔操作を開始できます。

5. 技術概要

1. ハードウェア構成：

   

   • メインコントローラー：Raspberry Pi

   • ドライバーシステム：2つのモーターとドライバーモジュール

   • センサー：超音波モジュールで距離測定と障害物認識

   • 電源：USBモバイルバッテリーで長時間稼働

   • カメラ：リアルタイム映像送信用

    

2. ネットワーク通信と制御ロジック：

   • サーバー側（Raspberry Pi）：Flaskを使用したPythonサーバーがユーザーコマンドの受信、GPIO制御、センサーデータ取得、映像送信を担当します。

   • 通信プロトコル：HTTP通信により指令を送信

3. クライアント制御システム：

   • Androidアプリ（フロントエンド）はIPとポートにアクセスし、HTTP経由で指令を送信します。

   • 指令はURLパラメータとして送信され、結果はJSON形式で返され、アプリで処理されます。

6. 動作例

実際の動作を動画にまとめました。こちらから動画が視聴できます。
ログイン画面でIPアドレスとポート番号を入力し、サーバー側に接続します。

Android端から操作して、戦車を任意の方向に進ませることができます。

障害物との距離が近すぎる場合、警告ウィンドウが表示されます。

撮影された写真はアルバムに保存されます。