a. Sphero
スマートフォンで操作するモバイルゲームシステムSphero を利用した演習を行う。
SPHEROのＷｅｂサイト
Spheroの紹介Blog記事 http://tech.tmd45.jp/entry/2013/12/01/001418
今回利用するアプリ
ORBBASIC
http://www.gosphero.com/tag/orbbasic/
アプリはiOS と Android 用に無料のものがある。各自でＤＬしてインストールする。
ORBBASICの他に、基本操作アプリ Shero も動作確認用にインストールする。
スマートフォンと Sphero は Bluetoothを使って通信するので、以下の手順で接続をする。
Spheroとスマートフォンの接続：
Spheroの起動：
充電済みのSpheroを手に取り、２度コツコツと叩く。
ＬＥＤが光り起動する。
Spheroの接続：
各ＯＳの設定メニューから、Bluetooth接続の画面を出し、BTを有効にする。
Spheroとペアリングで接続する。
Spheroには、Bluetoothの接続名の他、アプリ用の名前が付いている。
Bluetooth の接続名 と Spheroの名前：Sphero-RGB さっくんSphero-YGB ぞっくん今回は２台のSphero を用意した。
演習者を２グループに分けて割り当てるので、グループ内で交代して利用すること。
以下のどちらの方法で交代してもＯＫ。
・交代するたびに、Spheroと接続を切り、別のデバイスと接続して利用
・ペアリング済みのデバイスを固定し、何らかの方法でプログラムを渡して利用
授業用の掲示板に orbBASICのコードを書込み、コピー＆ペーストして利用するなど。
動作確認：
・基本アプリ Sphero でリモコン操作で Spheroを操縦し動作を確認する。
・orbBASIC でサンプルプログラムを実行する。
android版は、アプリの電波アイコンから spheroと接続する。
iOS版はアプリ起動の前にOSの設定から接続する。
サンプルプログラムは、Spheroに関連したものとorbBASICの動作確認のみでSpheroを操作しないものがある。
サンプルプログラムの概略：
20cmGeofence.bas２０ｃｍ移動したら色を変える。（このプログラムを実行したまま、Spheroをジョイスティックで操縦して動作確認）AutoDrive.bas振動を与えたら、ランダムに色を変えながらランダムに移動をし続ける。（Spheroを観察）CrazyColor.bas5秒間、ＬＥＤをチカチカ表示。ＬＥＤの点滅色はビット演算で巡回させる。（Spheroを観察）FastPrimes.bas３～２００までの間の素数を求め、実行時間を計測する。（コンソールに結果表示）ReprocessedDriving.bas色を変えながら、ランダムに基準方向が左右９０度の範囲で数秒間ごとに再設定される。（このプログラムを実行したまま、Spheroをジョイスティックで操縦して動作確認）
SlowPrimes.bas３～２００までの間の素数を求め、素数が見つかる度にＬＥＤの色を変えて通知する。（Spheroを観察）TXObserver.basSpheroが回転したときに色が変わる。（このプログラムを実行したまま、Spheroをジョイスティックで操縦して動作確認）
orbBASICについて：
８０年代風の 非構造化ＢＡＳＩＣ 。
ソースコードは、行単位で、行番号をプログラマ自身が割り当て管理する。
プログラムは行番号が小さい順に実行される。
行番号が１０，２０，３０と１０単位で割り振ってあるのは、２０行と３０行の間にコードが必要になった際、２５行を作成してコードを挿入出来るようにするためである。
行番号が足りなくなった場合は、番号を割り当て直してコードを整理する必要がある。
この時代のＢＡＳＩＣは、基本的に ＧＯＴO 行番号 の形式で、プロフラムの実行順を制御する。Ｃ言語など現代のほとんどの言語が採用している プログラムの ブロック 構造は 利用できない。
アルゴリズムでブロック構造が必要になる場合は、ＩＦ コマンドと ＧＯＴO コマンドを組み合わせてプログラマが実装する必要がある。
例）Ａの値に応じて、ブロック１ とブロック２ の処理に分岐し、結果を表示
10 Aの値を計算20 IF A> 20 THEN GOTO 6030 ブロック１40 ブロック１50 GOTO 8060 ブロック２70 ブロック２80 PRINT AorbBASIC リファレンスマニュアル（英文）
https://s3.amazonaws.com/docs.gosphero.com/api/Sphero_orbBasic.pdf
概略：
書式
行番号 空白 コマンドユーザ変数：
大文字小文字の区別なし。
A-Y の２５個。
配列 Z(1)～Z(25)の２５個。
合計５０個。すべて 32bit符号付き整数値。範囲（ -2,147,483,647 ～ +2,147,483,647）
文字列変数は無い。
ユーザ変数、システム変数、タイマー、フラグはプログラム実行時にすべて０で初期化される。
■センサー値関連
システム変数：
timerA, timerB, timerC
16bit 符号なし(0～65535) ミリ秒単位でカウントダウンされる。読み書き可能。
ctrl
コントロールの ＯＮ ＯＦＦ フラグ。 １がＯＮ、０がＯＦＦ
speed
読み取り専用。０－２５５、ロボットのスピード。モータ２個の平均値。（右モーター、左モーター）
yaw
読み取り専用。０－３５９、ロボットの向き。
pitch
読み取り専用。迎え角（上昇・下降）、真下が－９０、真上が＋９０
roll
読み取り専用。ロール角。左回転いっぱいで、－１８０。右回転いっぱいで＋１８０。
accelX, accelY, accelZ
読み取り専用。３軸の加速度。-32768 ～ + 32767
gyroX, gyroY, gyroZ
ジャイロの回転角。20000 to +20000
Vbatt
バッテリーのボルト。
Sbatt
バッテリステータス。
１ 充電中
２ 充電完了
３ 残量低下
４ 残量僅か
cmdval
コマンド受信フラグ。フラグチェック後（読み取り後）に自動的に０クリア。
spdval
読み取り専用。スピード設定値。スマートフォンのリモコンアプリから設定（０－２５５）０は停止。
hdgval
読み取り専用。向き設定値。スマートフォンのリモコンアプリから設定（０－３５９）
dshake
ダブルシェイクフラグ
accelone
読み取り専用。加速度（ＸＹＺ合成値）。０が自由落下（０Ｇ）。調整完了・標準値が１０００（１Ｇ相当）
シェイクして振りまわすと最大８０００（８Ｇ）まで感知。
xpos, ypos
位置座標、内蔵ロケータの値（加速度による見積もり値？）。
単位はcm。読み取り専用、16bit符号付き整数（-32768 to + 32767）
■計算関連
演算記号（優先順位順）：
( ) 括弧計算* 乗算/ 割り算% 割り算の余り{ 左ビットシフト } 左ビットシフト+ 加算 - 減算 & ビットＡＮＤ| ビットＯＲ 関数：
sqrt x
ルート計算 計算は整数の範囲のみサポート。少数以下は工夫して計算する。
例）
xのルート計算を、
１００００ 倍した値で sqrt x*10000 と計算し、 x/100 が整数部、 x%100 を少数部とする。
rnd x
0～xまでの擬似乱数。
abs x
絶対値
■制御関連
ステートメント（コマンド）：
ＩＦ文
if A > 5 then A = 5 if A*B = B*C then goto 60 if timerA = 0 then print "Out of time!" if A ! B then print "Not equal" if A>1 and A<10 then ?"In range" else return ループ
for X = 1 to 5 … next Xfor X = 1 to 5 step 2 … next Xfor Y = 10 to 3 step -3 … next Y分岐
GOTO 行番号GOSUB 行番号
分岐先から return で分岐元の次の行に制御を戻す。
on X*Y goto 100,200,300,400
式の計算結果に対応した番号に分岐。
上記のコードで X*Y が 2 なら、200行に分岐。
■出力関連
コンソール表示
print 式
? 式
print "メッセージ1" 式1 "メッセージ2" ...
■アクション制御関連
実効遅延
delay x
xミリセカンド、ステートメントの実行を遅延させる。TimerA～Ｃに影響なし。
プログラム終了
end
■ＬＥＤ関連
ＬＥＤカラー設定
RGB r,g,b
８ビットＲＢＧカラー
LEDC x
色番号で指定
0 <off>
1 red
2 green
3 blue
4 orange
5 purple
6 white
7 yellow
8 <off>
方向指定用ＬＥＤの明るさ設定
backLED x
0-255
■乱数
擬似乱数再設定（プログラム実行時に自動使用）
random
■走行関連
走行
goroll h,s,g
hは方向、角度０－３５９で指定
ｓは速度、０－２５５で指定
ｇはフラグ。 ２が回転優先。１がノーマル。０は停止制御
向きの設定
heading h
モーター直接制御
raw Lmode,Lspeed,Rmode,Rspeed
４つの数値で、左モーターのモードと速度、右モーターのモードと速度を指定。
速度は ０－２５５。
モード
0 Off (モータ切断)
1 前進
2 逆進
3 ブレーキ（モータ短絡）
4 Ignore (モードに変更無し)
■その他
位置設定
locate x,y
動作モード制御フラグ
basflg x
書き込み専用。３ビット値
1 BF_EXCLUSIVE_DRV Bluetoothからの操作指示と排他制御。
2 BF_STEALTH orbBASICのプログラム実行は未使用時間タイムアウトをリセットしない。
4 BF_KEEP_LED セットするとorbBASICがLEDのオーナーになる。通常はマクロがＬＥＤのオーナー。
リセット
reset
変数、フラグ初期化、プログラム再実行。
その他：
print の出力は 32byteまで。
for gosub のネストは最大４。
マイナスのリテラル数値は無い。
A = 0 - 9
と減算を利用して表現。
演習課題：
１．サンプルプログラムを改造して、動作を確認する。
２．何かにぶつかるまで前進し、衝突後に移動停止するプログラムを作成する。
３．何かにぶつかるまで前進。衝突後、移動停止。次に向きを微調整（少し左に回転など）。前進再開 を繰り返すプログラムを作成
４．自由課題
上記のプログラム作成に取り組む。
orbBASICアプリで作成したコードを、コピー＆ペーストで講義用掲示板に投稿。
学籍番号も記入すること。
投稿するプログラムは、 １ ＋ （２または３）
投稿するプログラムは、 （２または３） ＋ ４
の組合せのどちらかでＯＫ。