5.ドローンを利用した ライントレース制御に 関する研究 -...
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5.ドローンを利用した ライントレース制御に 関する研究
秋田工業高等専門学校 電気情報工学科 学籍番号 230241 研究者名 古井誠哉 指導教員 平石広典
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背景
近年,ヘリコプターに比べ,安定した飛行を行うことができる ドローンの開発が発展してきている.
複数のプロペラを使用することで,安定した飛行を 実現している. ドローンによる荷物の輸送など,将来的にその活躍が 期待されている.
ドローンの安定した飛行を用いることで, ドローンでの構内案内の実現を考案した.
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目的ドローンでの構内案内実現にあたって
ドローンが構内を自在に飛行できる.
構内ではGPSを用いることが出来ず、現在の位置を正確に 把握することが困難である.
構内にラインを設け,そのライン上を飛行することにより, 目的の場所を飛行することを可能とする.
本研究では,ドローンを用いて,構内案内を実現するために ドローンにおけるライントレース制御を実現する..
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研究方法 ライントレース制御は以下の3つの手順で実行される.
使用したドローン:AR.Drone1.0 (Parrot社) 制御プログラム:Processing
ドローンの操作は パソコンで行い, 互いは無線LANで接続.
①二値化 ②最小二乗法 ③PID制御
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①二値化
重心点
ライン検出(二値化)
ラインのみを白となるように閾値を 決定する.
白色に判定された座標の平均座標 を求めることでラインの重心点を計 算する.
この重心点が常に画像の中心に なるように制御する.
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②最小二乗法
ラインの直線の式を計算,ラインの傾きを求める.
傾きの大きさによって ドローンの回転速度を決定.
得られた値のデータから
近似して直線の式を求める
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③PID制御重心点の を決定する. 本研究では *なお,ラインを前進させるためPD制御によって計算された 前進速度に一定の値を付加している.
・X座標:左右方向の速度 ・Y座標:前後方向の速度 ・傾き:回転速度
P(比例項):ラインからのずれを補う. D(微分項):ライン上からの変動を抑える. 目標状態では,ドローンはその場で停止すれば良いので, I(積分項)は使用しない.
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実際に飛行したときの様子
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結果・まとめ
ドローンの飛行に利用したコースは
白色のビニールテープを利用.約2m×3mの範囲に1周約8mのラインを設定.約30秒で1周した.
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ありがとうございました