人を追尾して雨から身を守るDroneの実装 CPSF B2 canta 親 Richieさん概要 • 人を検知して自動追尾し、雨から身を守ってくれる Droneの実装背景 • スマートフォンやタブレットなどから制御できるマルチコプターの普及管理PCを用いてマルチコプターを自動制御するシステムの普及 ※無人航空機をロボットを意味する「Drone」と名付けることが多く、マルチコプターはDroneの一種でもある • 関連研究 Droneの自律制御システムの関連研究の存在 • [1]東京都市大学横浜キャンパス情報メディアジャーナル 2014. 4 第 15 号 http://www.yc.tcu.ac.jp/ cisj/15/assets/15_09.pdf 待ってて! • [2]東京大学大学院情報学環暦本研究室 Flying eyes http://doi.acm.org/10.1145/1979742.1979627 しっかり撮るで! 問題意識 • 傘をさすために、手を使わなければならない • 日中の雨を想定した場合、常に傘を携帯しなければならない 目的 • ハンズフリーな傘を実装すること機能要件 • ハードウェア Droneが雨を防ぐ構造になっていること • ソフトウェア 動作の始動と終了のプロセスが制御できること 人とDroneの位置関係を検知できること 位置関係からDroneを制御する命令を送れることアプローチ • ハードウェア AR Droneの上部に傘を搭載(Drone傘) • ソフトウェア 1.スマートフォンの傘アプリを起動することにより、屋外の Drone傘を呼び出す 2.スマートフォンとDrone傘に設置したGPS受信機の位置情報をリアルタイムに管理PCへ送信 3.二点の位置関係を元に管理PCからDrone傘に制御コマンドを送信 4.Drone傘が人(スマートフォン)を自動追尾 5.人が目標地点に到達したとき、Drone傘も元の位置に戻る予備実験(ハードウェア) • Roling Spiderの上部、下部に近い位置に円形の固定物を設置→上昇できないマルチコプターの特徴 • ヘリコプターと原理は同じだが、羽の多さで安定感を維持し、推力、抵抗、揚力、重力の４つの力の均衡を取り、制御する • よって、マルチコプターを飛行させる上で4つの力を阻害するような構造にはできない現状(ハードウェア) • mini Drone(Roling Spider)の上部15cmに農業用ポリエステルを貼り付けした円形の傘を搭載 ↓ AR Droneの上部に 直径0.5mのビニール を張り巡らす (本機体と一般的な傘 の直径とほぼ等しい) システム構成図(自律追尾) 電波 GPS衛星 GPS送信 Wi-Fi (UDP通信) GPS送信 GPS受信機目標座標始点座標 GPS受信機 2点の座標を分析して制御命令を送信 GPSデータ解析 Drone制御PC 制御目標座標追尾Drone 始動,終了のプロセス起動イベント送信制御PC スマートフォン傘アプリ制御コマンド送信 (動作完了まで) 待機場所行くで! Drone傘指定座標へ移動仕事終わった着いたわ元の位置へ移動稼働終了目的地自動追尾助かるわ実装環境 • Drone傘 AR Drone 2.0 傘,固定棒 • GPS受信機 目標座標→スマートフォン(iPhone6) 始点座標→Arduino, Wi-Fi Shield, GPS module • GPSデータ解析, Droneへの制御コマンド送信機 制御管理PC(Macbook Air) • 言語 Java & C 評価方針 • 評価実験における想定 天気→雨場所→デルタからタウまでの直線距離 • 定量的評価 どの程度の降水量、風力まで耐久性を維持できるか Drone傘の追尾性の検証 • 定性的評価 被験者10人に、手持ち傘と本デバイスの両方を使用してもらい、どちらが快適であるかをアンケートを用いて比較今後の課題 • 自律追尾システムを実装する上で管理PCではなくスマートフォンのアドホック通信を利用したい →スマートフォンでDroneを制御するためのシステムが整備 されていない まずはシステムが豊富な管理PCでの制御で実装を進めたい • 風向きを検知して様々な角度から雨を守れるようなDrone傘を実装したい →現時点で風向風速発信機の搭載は難しいと推測 実装が進み次第Arduinoの気象観測センサー (Weather Metersなど)を使用してみたい実装スケジュール 12月中旬まで AR Droneにハードウェアの機能要件を満たした傘を実装 12月下旬管理PCを用いてAR Droneの自律追尾システムを実装 1月上旬 Drone傘の完成 1月下旬まで評価実験と最終発表のスライドを纏めるご静聴ありがとうございました