基本情報技術者 2017年 秋期 午前（科目A） 問04

円に沿って走行する車のモータ制御【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論→ 左センサの出力が右より大きい（左が白寄り）ときは左車輪を速くして右へ旋回させる制御、選択肢イが正解です。
• 根拠→ 反射型光センサは黒で出力が小さく白で出力が大きい。左右の出力差から「線（黒帯）がどちら側にあるか」が分かるため、出力の大小に応じて左右モータを逆位相に変化させて復元します。
• 差がつくポイント→ 「出力が大きい＝白側」を正しく理解し、回転速度を増やす側がどちらの曲がりを生むか（左右速度差と回転方向の関係）を直感的に把握することです。

正解の理由

よくある誤解

• センサ出力が大きい方＝「黒を検出している」と誤解する。実際は「出力が小さい＝黒を多く検出」なので読み替えをミスすると逆制御になります。
• 左右どちらを速くすればどちらに旋回するかを逆に覚えている。左車輪を速くすると車は右に曲がる点を明確にしておきます。
• 等価条件（両センサが一致）を無視して微小振動を放置すると、行ったり来たりで安定走行しないことがあります。初期値復帰や閾値処理が必要です。

解法ステップ

1. センサ特性を確認：黒→出力小、白→出力大であることを確認する。
2. 出力差から黒帯の位置を推定：「どちらのセンサがより黒を検出しているか」を判断する。
3. 旋回方向を決定：線が右にある（右が黒）なら右旋回、線が左にあるなら左旋回。
4. モータ制御へ落とし込む：右旋回＝左車輪速く／右車輪遅く、左旋回＝左車輪遅く／右車輪速く。
5. 両センサ一致時は初期速度に戻す（与えられた条件）。

選択肢別の誤答解説

• ア：センサL>R のとき「モータL 上げる、モータR 下げる」としているが、表の下段（センサL<R のとき）も同じ操作になっており、左右の出力差で方向が逆転しない不整合があり、誤りです。
• イ：正解。センサ出力の大小を黒/白に正しく読み替え、速度増減で適切な旋回方向を作っています。
• ウ：センサL>R のとき左を下げ右を上げとしているが、これは「左が白で右が黒」のときに左車輪を遅くして左へ曲がるという逆操作であり、軌道から外れます。
• エ：表の両場合で「モータL 下げる、モータR 上げる」が統一されており、出力差が逆転しても操作が変わらないため適応できず誤りです。

補足コラム

# センサ値は0(黒)〜1(白)に正規化されているとする
V_base = 50.0   # 初期（直進）速度
k = 30.0        # ゲイン（実機で調整）

def update_motor(sensorL, sensorR):
    e = sensorL - sensorR
    vL = V_base + k * e
    vR = V_base - k * e
    # 両センサ一致（ほぼ0）の場合は初期値に戻す処理を入れてもよい
    return clamp(vL, 0, 100), clamp(vR, 0, 100)

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