イが正解となる理由は、黒い円に沿って車を走行させるための制御ロジックに基づいています。センサLとセンサRは、それぞれ車の左側と右側の後輪付近に配置され、黒い線との重なり具合を検知します。黒色に掛かる比率が大きいと出力値が小さくなり、比率が小さいと出力値が大きくなるという特性があります。
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図のような黒色で描かれた円に沿って車が走るように、左右の後輪に独立に取り付けられたモータL及びRの回転速度を制御する。センサL及びRは反射型光センサであり、センサが黒色に掛かる比率が大きいと出力値が小さくなり、黒色に掛かる比率が小さいと出力値が大きくなる。この車を円に沿って走行させるためのモータ回転速度の制御方法として、適切なものはどれか。ここで、二つのセンサの出力値が一致するときには、二つのモータの回転速度を初期値に戻すものとする。
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
イが正解となる理由は、黒い円に沿って車を走行させるための制御ロジックに基づいています。センサLとセンサRは、それぞれ車の左側と右側の後輪付近に配置され、黒い線との重なり具合を検知します。黒色に掛かる比率が大きいと出力値が小さくなり、比率が小さいと出力値が大きくなるという特性があります。
円に沿って走行させるためには、車が線から外れた場合に、その外れた方向に車体を修正するような制御が必要です。例えば、車が黒い線から左にずれた(左側のセンサLがより多くの黒線を検知した)場合、センサLの出力値は小さくなります。このとき、車体は左に曲がろうとしているため、左側のモータLの回転速度を下げ、右側のモータRの回転速度を上げることで、車体を右に回転させ、線に戻す必要があります。逆に、車が黒い線から右にずれた(右側のセンサRがより多くの黒線を検知した)場合、センサRの出力値は小さくなります。このとき、車体は右に曲がろうとしているため、右側のモータRの回転速度を下げ、左側のモータLの回転速度を上げることで、車体を左に回転させ、線に戻す必要があります。
選択肢イでは、「センサL出力値 > センサR出力値」のとき、つまり左側のセンサがより多くの白を検知し(線から右にずれている)、右側のセンサがより多くの黒を検知している(線に近づいている)状況では、モータL(左)の回転速度を下げ、モータR(右)の回転速度を上げることで、車体を左に旋回させ、線に戻そうとしています。これは、線から右にずれた場合に左へ旋回させるという正しい制御です。また、「センサL出力値 < センサR出力値」のとき、つまり左側のセンサがより多くの黒を検知し(線に近づいている)、右側のセンサがより多くの白を検知している(線から左にずれている)状況では、モータL(左)の回転速度を上げ、モータR(右)の回転速度を下げることで、車体を右に旋回させ、線に戻そうとしています。これは、線から左にずれた場合に右へ旋回させるという正しい制御です。
消去法として、選択肢アは「センサL出力値>センサR出力値」のときモータLを上げモータRを下げるとしていますが、これは車体を左に旋回させる制御となり、線から右にずれた場合(左センサ出力大)にさらに右へずれを助長するため不適切です。選択肢ウは、「センサL出力値>センサR出力値」のときモータLを下げモータRを上げるとしていますが、これは線から右にずれた(左センサ出力大)場合に左へ旋回させる制御となり、本来は左へずれた場合に右へ旋回させるべきであり、問題文のセンサ特性を考慮すると、ズレた方向とは逆のモータを加速させることで修正するという、より直感的な応答と異なります。選択肢エは、アと同様に「センサL出力値>センサR出力値」のときにモータLを下げモータRを上げるとしていますが、これは線から右にずれた場合に左へ旋回させる制御となり、線に沿って円を描くためには、ズレた方向とは逆のモータを加速させるのではなく、ズレた方向のモータを減速させることで対応するのが一般的です。
解説は Google Gemini に IPA 公式の問題文・公式解答を入力して生成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ず IPA 公式資料でご確認ください。
最終更新:
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