Drone 傘人を追尾して雨から身を守る Drone の実装 CPSF B2 (canta)† 1. はじめに本 TERM における背景と問題意識, それに対応する既存の研究について述べる. 1.1 背景近年, スマートフォンやタブレットなどのデバイスから制御を可能とするマルチコプターの普及により, 無人航空機が軍事用 UAV や研究用途のデバイスであるといった認識は薄れ,Drone として幅広い一般世代に浸透しつつあり, 商業的価値の存在も大きくなりつつある. 特にマルチコプターを GPS, 人検知といった様々なセンサーで自律制御しようとする試みは数多くあり, 無人航空機ならぬ無操縦航空機の創造を人々は試みている. 1.2 問題意識人は雨の日に手持ち傘を携帯することに疑問を抱かない. それは傘があらゆるシーンで未だ雨から身を守る最もパフォーマンスに優れたツールであると信じきっているからだ. しかし, 傘ほど不便なものはない. ます手を使わなければならない. そして雨に濡れることを恐れるならば常に傘を携帯しなければならない. この 2 点の問題意識がある. 1.3 関連研究 2 点の問題意識に対しての既存研究ではないが, あらゆるセンサーを利用して Drone の自律制御システムの実装へ取り組んでいる関連研究がある. 東京都市大学横浜キャンパス情報メディアジャーナルの 2014. 4 第 15 号に掲載されている論文 [1] では,GPS 観測値のフィルタリングを行うことで観測値の精度改善を行い,UAV の自律制御システムを構築し, フィルタリングの影響の検証・評価を行っている. 研究の目的は, 精度の低い単独測位 GPS を積載した小型 UAV でも安定した制御を実現できるシステムの構築と検証を行うことである. 東京大学大学院情報学環暦本研究室の Flying eyes という論文 [2] では, 飛翔型の撮影プラットフォームにより, 自律的に映像コンテンツを撮像するための技術を提案している. 本研究ではクアッドコプタ搭載カメラ映像の画像処理による撮影対象の追跡を実現した. 2. Drone 傘本 TERM では, 全く新しいハンズフリー傘を提案する. 2.1 Drone 傘システム人を検知して自動追尾し、雨から身を守ってくれる. 2.2 達成するために実装を達成するための機能要件やアプローチを以下に記す. † 慶應義塾大学環境情報学部 ‡ 慶應義塾大学政策・メディア研究科親：(richie)‡ 2.3 機能要件ハードウェアに必要な機能要件は,Drone が雨を防ぐ構造になっていることである. ソフトウェアに必要な機能要件は三つあり, 一つ目は動作の始動と終了のプロセスが制御できること. 二つ目は人と Drone の位置関係を検知できること. 三つ目は位置関係から Drone を制御する命令を送れることである. 2.4 アプローチハードウェアに関してのアプローチは,AR Drone2.0 の上部に傘を搭載することである. ソフトウェアに関してのアプローチは, まず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. そしてスマートフォンと 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 へ送信する. 管理 PC は位置関係を元に Drone 傘を制御し, 最終的に Drone 傘が人を追尾するようなシステムを構築することである. 3. 設計及び実装本 Term では Drone 傘のプロトタイプを実装するにあたり, Parrot 社の AR.Drone2.0 を用いる. 機能要件で示した 2 点について詳細なシステム構成を以下に示す. 3.1 自律追尾のための構成図 3.2 始動, 終了のプロセス 3.3 実装環境実装環境において,Drone 傘の作成には Ar Drone2.0 と傘, 固定棒を使用する.GPS 受信機の目標座標にはスマートフォン, 始点座標と座標送信には Arduino に搭載した GPS module と Wi-Fi shield を使用する.GPS データの解析と Drone を制御するデバイスは管理 PC として MacBook Air を使用する. 主に Java と C 言語でシステムを構築する. 4. 評価方針評価実験における想定として, 天気は雨, 場所はデルタからタウまでの直線距離とする. 定量的評価としては, どの程度の降水量, 風力まで耐久性を維持できるかということと,Drone 傘の追尾性の検証をする. 定性的評価としては, 被験者 10 人に, 手持ち傘と Drone 傘の両方を使用してもらい, どちらが快適であるかを対象実験としてアンケート調査をする. 5. 課題今後の課題としては, まず自動追尾システムを実装する上で, 管理 PC では無くスマートフォンのアドフォック通信で制御することと, 風向きを検知して様々な角度から身を守れるようなシステムを構築するべきだと考える. しかし, まずは傘の機能を維持しつつも目標座標の自動追尾を安定させる Drone 傘を実装することを第一の目標としたい. 参考文献 [1] 東京都市大学横浜キャンパスメディアジャーナル http://www.yc.tcu.ac.jp/ cisj/15/assets [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