プログラミング教育向けドローン等の集中監視・制御システムの開発

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H00212
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 田内 康 山口大学, 工学部, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: STEAM / Scratch / Drone

Outline of Annual Research Achievements

Scratch2.0とドローン(Ryze Tello)を用いた講習会を実施したところ、思わぬ方向に移動した時や停止したい時に、指導者がドローンに対して急なコントロールできず、教え辛いことが分かった。また複数台を扱うと、さらに大変なことを体験した。そこで、本研究では、STEAM講習会でドローンを利用する場合には、学習者のPCとドローンを直接接続するのではなく、監視・制御するPCを介して接続する方法を提案した。
ドローンの監視・制御プログラムでは、ドローンに対しての操作許可、TakeOff(離陸)、Land(着陸）等のボタンを備え直接操作できる。RGB-Dカメラ(深度カメラ)の画像はカメラ内蔵の加速度センサから取得できる重力データから角度補正し、上面図、側面図を表示し、そこにドローン位置の表示および飛行範囲を設定できるようにした。
ドローン監視にはドローンにマーカを搭載し、それをRGB-Dカメラで撮影し、位置を把握した。当初はマイコン等を利用した電子マーカを予定し作成したが、重くドローンの飛行が不安定だったり、LED光の強度が弱くて、上手に認識できなかった。そこで、3Dプリンターで作成した直径は5cmおよび10cmの球状マーカに変更した。直径10cmのマーカはドローンに対して大きすぎで、飛行に悪影響を及ぼし上手く飛べなかった。したがって、最終的に5cmとした。なお、RGB-Dカメラから離れると認識が難しく、今後マーカの改善・検出方法の改良が必要である。
さらに、MRグラスを利用して、飛行範囲を表示させた。MRグラスでは、現実の世界に画像を重畳して表示できる。
引き続き、ドローン位置の認識・検出精度の向上、複数ドローン制御に向けて電子マーカの作成、MRグラスで直接見ているドローンへの飛行指示等が出来るようにしたい。