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エースポイントの種 Vol.1「ドローンの制御」
導入先:大学研究室

課題/要望

ドローンの位置制御の用途でロボット制御計測ツールを導入いただきました。

ご導入前は、ジャイロセンサやビジョンセンサで制御を行っておりました。空間内での精度、後処理の工数に課題がございました。お客様のプログラムで制御を目的としており、リアルタイム性やブラックボックス
など制限がないツールかつ、1mm以内で高精度に位置情報をフィードバックできる製品がご希望でした。
 

計測空間/内容

大学の研究室(約3.5m×3.5m)という限られた空間で構築してほしいという要望がございました。3m程高さができる三脚を用いて4角と+2本カメラ6台配置することで、計測空間を確保しました。その空間内で小型ドローンを飛ばし、貼り付けたマーカーの位置情報をリアルタイムで取得することが目的でした。

上記はイメージです。

導入の決め手/できたこと

ロボット制御計測ツールはモーションキャプチャーを使用したソリューションです。複数の赤外線カメラを用いて、反射マーカーの位置を三角測量の原理で計算して3次元化するものです。反射マーカーの中心を計測し、3次元座標をリアルタイムに吐き出しができます。また、各ドローンのグルーピングは、剛体設定という機能を用いて、それぞれ区別いたしました。
ご購入の決め手としては、想定していたより高精度で計測を行えた点であったり、位置情報をUDP通信で外部に送るのですが、あらゆるサンプルコードがあったので、連携が容易できたこともポイントでした。連携プログラム例:「LabView」「MatLab」「ROS」「Python」「C言語」など。

効果/運用

一回プログラムを組んでしまえさえすれば、マーカーつけて計測するだけで制御が容易になります。ドローンの用途においては、今では研究室で欠かせないモノになっているとのことです。年度末シーズンになると卒論などで稼働率が上がり、別の部屋用に追加検討されております。

システム特長

ロボット制御計測ツールは、カメラを複数設置し、計測対象物にマーカーを貼付するだけで簡単に高精度な計測が実現します。ドローン毎のの区別も、マーカー配置をユニークにすることで、何体でも設定可能です。死角になった場合でも、貼り付けたマーカーの3個がいずれか2台のカメラから見えていれば、補完ができ、リアルタイムに位置をロストせず吐き出しができるのも特長です。

 

お客様からの声

当初、色々なセンサでトライしておりましたが、計測はできるものの、プログラムの連携、精度、計測の自由度に課題がありました。こちらのシステムは、設置や準備が大変楽で、想定以上の精度で計測が実現できております。基本は学生に使わせていますが、実験が大変楽になりました。今後は大きい場所を確保して、拡張していきたいです。

おわりに

ロボット制御計測ツールは、ドローンの計測には大変便利ということがわかりました。カメラ台数を多くすることで、20m以上の大規模での飛行も計測できますし、追従性やブラックボックスになっていない構造が、大学の先生方には好評です。今回は飛行ドローンでしたが、地上を走るドローンやマニュピレーターにも応用ができ、最近では制御する為のツールとして特に大学では浸透している印象です。

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