仮想トラッカーの制御ソフトウェア「だみとら２」の、外部接続機器を制作する際の技術資料と、サンプルのソースコードのリポジトリです。
「だみとら２」はこちらで公開しております。
https://ddrive.booth.pm/items/3821909
ROS版だみとら２は、こちらで公開しております。
https://github.com/dreamdrive/ros_damitora
現在、だみとら2の外部接続は、2種類があります。
- Dynamixel Input
- Arduino Input
その他、BLEによる接続と、UDP/IPを使ったMeridianプロトコルでの外部接続を検討中です。
ROBOTIS社のDynamixel Xシリーズを入力デバイスとして使用するモードです。
13個のDynamixelの通信レートを1Mbpsに設定し、IDを2～14に設定します。
U2D2もしくは、OpenRB-150を経由して、PCを接続します。U2D2の場合は、Dynamixelに電源を供給する回路を作る必要があります。
OpenRB-150とXL330の組み合わせの場合は、USBのバスパワーでも動作出来て便利です。ただし、あくまでも入力用で、個数が多いので「だみとら」以外の用途で積極的に動かすのは推奨しません。
| Dynamixel ID | 関節 | だみとら2 スライダ |
|---|---|---|
| 2 | 首 仮想ジョイント ロール軸 | 該当なし ※1 |
| 3 | 首 仮想ジョイント ピッチ軸 | 該当なし ※1 |
| 4 | 首 仮想ジョイント ヨー軸 | 該当なし ※1 |
| 5 | 右脚ヨー軸 | 4番スライダ |
| 6 | 右脚ロール軸 | 5番スライダ |
| 7 | 右脚ピッチ軸 | 6番スライダ |
| 8 | 右膝ピッチ軸 | 7番スライダ |
| 9 | 左脚ヨー軸 | 9番スライダ |
| 10 | 左脚ロール軸 | 10番スライダ |
| 11 | 左脚ピッチ軸 | 11番スライダ |
| 12 | 左膝ピッチ軸 | 12番スライダ |
| 13 | 右足首ピッチ軸 ※2 | 8番スライダ |
| 14 | 左足首ピッチ軸 ※2 | 13番スライダ |
※1 "だみとら2"と物理コントローラーの間で、首のみ軸配置(軸の接続順)が違うため、だみとら物理コントローラーの軸配置にしたがって、だみとら側の首軸(ヨー・ロール・ピッチ)は、オイラー角を再計算して、動作します。
※2 足首軸は後から追加したため(VRCのIK2.0導入時)、IDが変則的になっています。
これを使った作例として、だみとら物理コントローラーがあります。(下記画像)
こちら、3Dプリント部品の3D形状データをMITライセンスで公開します。3Dデータはこちら
また、寸法に関しては、下記の通りです。
コントローラーの頭と股関節の位置関係は、アプリケーション上の3Dモデルと一致するように配置されています。
その他必要なアルミフレームや、組み立てに関しては、近日中に資料を整備します。
シリアル通信は、下記の設定になります。
| 設定項目 | パラメータ |
|---|---|
| ボーレート | 115,200bps |
| データ | 8ビット |
| パリティ・ビット | なし |
| ストップ・ビット | 1 |
送信内容は、下記の通りで、バイナリではなく文字列をそのまま送っております。
[数値1,数値2,数値3,数値4,数値5,数値6,数値7,数値8,数値9,数値10,数値11,数値12,数値13]
- 数値は、角度 -180.0～180.0degを、10倍した符号付きの整数、-1800～1800になります。
- 先頭に"["、最後に"]"が付きます、数値はカンマ区切りです。
- "]"の後には、改行コードが入ります。
- 送信する周期は、特に決まりがありません。だみとらが60FPSなので、16ms周期よりはゆっくり送ってください。(サンプルスケッチでは50ms+α周期くらいで送っています。)
Arduino Megaに、13個のポテンショメーターを使用して だみとら2 の入力装置を自作するサンプルスケッチ
| Arduino PIN | 軸 | だみとら2 スライダ |
|---|---|---|
| A0 | 首 ヨー軸 | 1番スライダ |
| A1 | 首 ロール軸 | 2番スライダ |
| A2 | 首 ピッチ軸 | 3番スライダ |
| A3 | 右脚ヨー軸 | 4番スライダ |
| A4 | 右脚ロール軸 | 5番スライダ |
| A5 | 右脚ピッチ軸 | 6番スライダ |
| A6 | 右膝ピッチ軸 | 7番スライダ |
| A7 | 右足首ピッチ軸 | 8番スライダ |
| A8 | 左脚ヨー軸 | 9番スライダ |
| A9 | 左脚ロール軸 | 10番スライダ |
| A10 | 左脚ピッチ軸 | 11番スライダ |
| A11 | 左膝ピッチ軸 | 12番スライダ |
| A12 | 左足首ピッチ軸 | 13番スライダ |
M5Stack 8Angle Potentiometer Unit を使用して だみとら2 の入力装置を自作するサンプルスケッチ
Dynamixel版のだみとら物理コントローラーは、アプリのリリース前にアプリと同時に作り始めた経緯があり、途中でアプリケーションでの使いやすさを優先して仕様が変わったため、スライダーの順番とコントローラーの軸配置が一致しておりません。
それを補正するため、上の説明でも振れた通り、Dynamixel版にはアプリ上で軸の順番を入れ替える計算が入っています。
Arduino版の方は、送信するデータの順番とスライダーの順番が一致しております。
そのまま同じ見た目のものをポテンショメータで作ると、ヨー軸周りが一致しなくなるため、Arduinoで自作する際には、下図の通り、軸の順番にお気をつけください。
.
一方で、この軸配置が最適解がどうか、というとそれも自信はありません。
ただ、クオタニオンにしてしまうと、アプリでスライダーのみで使用する人にとって使いにくい物になってしまうため、オイラー角での表現は崩したくないというのもあります。
もし「こんな軸の順番で作りたい入力装置がある」というお話があれば、ご相談ください。
- 2023/02/05 : とりあえず公開
- 2023/02/11 : README.md に軸配置の補足と、寸法についての補足を追記
- みっちー @ Dream Drive !!
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