1から始めるドローン - nihon universityparrot bebopとrosを 使った応用...
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１から始めるドローン電気工学科 3年
5046番 草柳美風
5138番 三枝亜優
5139番 三澤亜未
なぜドローンを作ろうと思ったか
• 最先端の技術に触れてみたかった
• ドローンがどんなことに使えるのか
• 労働力としてはどうなのか
• 法規制などされる中で、そんなに危ないものなのか
• ドローンを１から作ってみたかった
• 電気工学の知識を生かして、どんなアプローチができるか
機体の組み立て
ドローン(ROBCAT 270mm)の組み立て説明書は紙一枚だったので、文献やネットの記事を駆使しながらの組み立て
PDB（電源分配盤）からESC,バッテリーコネクタなどすべてはんだ付け
https://www.drone-j.com/single-post/20170226001
ドローンの接続図
機体のセットアップ
• ドローンの機体ができたら、
セットアップと調整
• ESCのキャリブレーションとFCの設定
• 機体が完成しても、ESCのキャリブレーションとFCの設定が手探りで、制御するソフトに関する知識が足りない。
• 必要最低限の設定で飛ぶようにはなるものの、安定した飛行ができない。
ドローンの制御について• 制御工学の授業で PID制御に関する話がでてくる。
• ドローンのRoll(左右), Pitch(前後),Yaw(向き)に対して、PIDの値の設定が可能。
（P:比例制御、I:積分制御、D:微分制御）この値の設定に関しては、操縦者と試運転をくり返しながら決定。
ドローンを使った応用
• ドローンに積んであるカメラを使って何かする
カメラからの映像の画像処理
OpenMV：Pythonで画像処理できる組込カメラ
重量が増加した事により、十分に上昇できなかった
• そこでドローンの応用については、Robocatとは独立して
ROS(Robot Operating System)が利用可能なParrot Bebopを
使用して研究を進めることにした。
Parrot Bebop
Parrot BebopとROSを使った応用
• Parrotでのリアルタイム映像をPCに送り
その映像を解析し、人の顔を検知。
検知方法
今後、この顔検知や画像処理を利用してやってみたいこと
• 道案内
• 防犯システム
• 災害時、人の捜索
• 迷子の捜索等
http://www.irasutoya.com/
まとめ １から作ってみてドローンの組み立てはそれほど苦ではなかったが、難しい部分はほぼソフト面であった。自分達で作成したドローンと比べて既製品はよくできていると思った。
カメラを搭載したドローンは、人に代わる労働力として出力とのバランス次第では、有用なものになると思った。
ドローンの法規制については、制御不能になるとかなりの危険だったので、市街地での飛行については規制するのは妥当だと思った。
授業で習った知識を使う機会が多く、電気工学の知識についての見分が広がったと思う。
カーボン製の折れたプロペラ プロペラでえぐれた箱 燃えたESC
室内でも安定して飛ばせるようになりました
参考文献
• ドローンを作ろう！飛ばそう！
著者:高橋隆尾 発行:秀和システム
• ドローンJAPAN
https://www.drone-j.com/single-post/20170226001
• Be into Drone
https://drone.beinto.xyz/drone-a-to-z/
作成したドローンについて
フライトコントローラー(CC3D＋LibrePilot)機体の制御
受信機コントローラからの信号を受信
ESCモーターの回転数を制御。またバッテリの電圧から受信機やFCに必要な電圧を作り出す
モータ、プロペラ、バッテリー
プロポドローンを操縦
作成したドローンはROBOCAT 270mm（フレーム含め、パーツから組み立て）
プロポ
ドローン
モーターの結線について
モータ：ドローンは４つのモーターを使って飛んでいる。回転方向をCWとCCWにする為、CWでは2本をクロスさせる。（三相スター結線！電気機器で習った！）
2本を入れ替え
https://www.drone-j.com/single-post/20170226001
機体のセットアップ
• ドローンの機体ができたら、セットアップと調整
• ESCのキャリブレーションとFCの設定
ドローンの制御について
• 機体が完成しても、ESCのキャリブレーションとFCの設定が手探りで、制御するソフトに関する知識が足りない。
• 必要最低限の設定で飛ぶようにはなるものの、安定した飛行ができない。
ちょうど、制御工学の授業でPID制御の話が出てくる。
• Roll(左右), Pitch(前後), Yaw(向き)に対して、PIDの値の設定が可能。（P:比例制御、I:積分制御、D:微分制御）
• このPIDの値の調整は操縦者と何回か試運転しながら決定。
ファームウェアの調整
Stabilizationの設定画面
ファームウェアの調整
Stabilizationの設定画面