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2015/09/04 (Fri) 14:52
さて、皆さんご存知の通り、最近話題のドローン法とも呼ばれている奴が閣議決定されたということで、前から気になっていたことは確認したので共有したいと思います。
ちなみに、ドローンとは言っていますが、普通の飛行機とかヘリコプターのラジコンも含まれるので、従来からのラジコンユーザにも関わる法律です。

まず、今回閣議決定された法案についてはここを参照。
http://www.mlit.go.jp/report/press/kouku02_hh_000083.html

添付ファイルもちゃんと見てもらうとして、大きく気になった二点を国交省に実際に問い合わせてみました。

Q1.手乗りサイズのラジコンまで規制させるの?
A.今後ちゃんと制定していくつもりだが、200g未満とそれ以上でわけることを考えている。200g未満なら制限にかからない。それ以上なら制限にかかる。

Q2.人又は家屋の密集している地域ってどこ? 参照する方法はある?
A.国勢調査から導いた「人口集中地区」のこと。手間はかかるが、GoogleMap上にプロットできる方法はある。今後は国交省内のサイトで簡単に参照できるようにする。 ※参照方法は後述します。

ということでした。
それで、早速問題になる人口集中地区の調べ方を紹介します。
手順としては
1.人口集中地区についてのGISデータをダウンロード
2.GISデータ編集サイトにアップロードして確認
の2ステップになりますが、後者のサイトに会員登録が必要です。

■2015/11/17追記
下の手順をとらなくてもWEB上で閲覧できるようになっていました。
http://maps.gsi.go.jp/?ll=35.603719,139.654083&z=9&base=std&ls=did2010&disp=1&cd=f3&vs=c1j0l0u0&d=l#9/35.603719/139.654083

■今までの方法
実際のステップはこちら
1.国土数値情報ダウンロードサービスから人口集中地区のデータをダウンロードする
http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/gml/datalist/KsjTmplt-A16.html
↑のリンクから必要な地域のデータをダウンロードします。いつの国勢調査のものかを選ぶ画面が次にでるので、最新のものを選択します。また、全国を選んでしまうと、次の表示サイトで読み込み切れないかもしれないので、自分の関係するところだけにしておくのが無難です。

2.jSTAT MAPで表示する
https://jstatmap.e-stat.go.jp/
2-1. まず会員登録します。お試し版ではデータをアップロード出来ないっぽいです。
2-2. ログインして地図を表示する。
2-3. 左のGIS機能ウィンドウのレポートボタンのしたあたりにある「インポート」ボタン押す
2-4. 「シェープファイル」を選択
2-5. ダウンロードしたGISデータを解凍して、指示に従って3ファイルをアップロード・登録する
これまでの操作で境界が表示されるので、それだけでもわかるはずですが、追加でエリアにハッチングを掛けられます。登録したエリアを選択したうえで、インポートボタンの右隣の「プロパティ」を押して、「ハッチパターン」を好みで設定すればOKです。
ちなみに、chromeで問題なかったです。

■09/07追記
TwitterでGoogleEarthでもGISデータが表示できるということを教えていただきました。
いつのまにか、GoogleEarthProが無料で利用できるようになっており、Pro版ならGISデータをプロットできるということでした。
GoogleEarthProのインストールについては公式のヘルプ
https://support.google.com/earth/answer/176160?hl=ja
を参照してください。
GISデータをプロットするには、「ファイル」→「インポート」から、ファイルの種類をGISデータの.shp(ESRI Shape)にして、.shpファイルを読みこませるだけです。
ただし、建物の3D表示を有効にしていると、プロッタしたGISデータの上に建物が表示されてしまい、細かい表示がわからなくなってしまいます。建物の3D表示はOFFにしておいたほうが無難だと思います。

以上で確認ができます。
これ、やってみてわかったんですが、東北大学の建物がある所は、全面的に人口集中地区に内包されます…
普段、実験で使っているエリアは唐牛でエリア外なので、問題なしですね。あと、個人で飛ばして遊んでいた河川敷も、エリア外だったので一安心です。これからも飛ばして遊べそうです。
いくら法律的に問題ないいっても、これまでのラジコンと同様、人に迷惑がかかる所で飛ばすのはやめましょうね。

最後に注記しますが、ここに書いた内容は、strvが個人的に問い合わせた内容をまとめたものです。現時点での正しい情報を提供することは心がけていますが、まだ流動的な内容もあるので、各自最新の情報を参照するように心がけてください。
特に小型機の判断の重量なんかは、まだ正式に文章化もされていないので、今後変更になるかもしれません。
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2015/05/23 (Sat) 00:48

ここ最近「ドローン」として話題になってるマルチコプタですが、ちっこい機体を買ったので報告。自作機体を外で飛ばすのはしばらく自粛かなぁというのが購入のいいわけです()
Twitterで「どんなかんじ?」みたいに聞かれたので、ちょっとまとめて見ようかと思って久しぶりの更新です。



おもて。左が自分が買ったGForceのRexiという機体です。右は研究室の練習用として買った童友社のスパイダーⅡです。



うら。



飛ばして遊んでみたところ。

ガードまで含めた大きさで言うと、Rexiのほうが大きいんですが、バッテリはRexiが150mAhでスパイダーⅡは250mAhになってます。それでも本体重量が10gくらいRexiのほうが軽いこともあり、飛行時間はあんまり変わりませんでした。

どちらの機体も3軸ジャイロと3軸加速度センサ内蔵で良く安定してますが、操作性の味付けがずいぶん違います。
簡単にいえばスパイダーのほうが初心者向け、Rexiのほうが上級者向け、という印象です。特にラダー(ヨー)回転の速度が全然違って、スパイダーのほうが遅いです。個人的にちょっと物足りないなぁと思ってたので、Rexiぐらいガンガン動くと楽しいです。

姿勢制御の安定性はスパイダーのほうが上です。Rexiは激しくぶつかったりすると、重力方向がずれます。あと、ヨーも割りとずれてきます。そういう時は一旦着陸させると初期化されるっぽいです。

Rexiには操縦者目線での操縦モードも載ってるので、その意味ではこちらのほうが初心者にも優しいかもしれないですね。個人的には使わないモードなのでほとんど評価してないです…

あと、どちらの機体にも宙返り機能が載ってますが、宙返りモードにして、スティックを片方に傾けるだけで宙返りするので、習得の楽しさとかもなく、個人的にはいらない機能です。見た目は派手なので、初めて触る人には楽しいかも。

なんにせよ、どちらも室内で楽しく飛ばせる程度の安定性があるので、お勧めです。

2013/06/02 (Sun) 22:56
新しく作った機体もいろいろ飛ばして遊んできました.円安で値上がりをするというので衝動買いしてしまったGoProなんかも乗せてとってみたり.そんなに高度を上げているつもりはなかったんだけど,意外と遠くまで見えるもんですね.





こんな感じで遊んでて,二連続宙返りやろうと思ったら落としてばらばらになりました^^;


弱くなるだろうなぁと思っていたバッテリー固定用のベルクロを通す穴から割れたので,まぁ予想通りの壊れ方というか.これを踏まえて新しい機体の設計をしたいと思います.
更に,もう一段階パワーの大きなモータも手に入れたので,そっちはコンデジ+ジンバルのっけて飛ばせたらいいなぁなんて思ってます…が,いつになるやら.
でもレーザカッタが自由に使えるようになったおかげで色々と工作が捗ります.
2013/05/23 (Thu) 00:32
ようやく仙台も暖かくなってきたので,のそのそと前に作ったクアッドコプタを飛ばして遊んでたのですが,どうにも重すぎてトリッキーな飛行ができない,背が高くて横風を受けやすい,などが気になって来ました.

そこで,新型機を作ったのですが,作って飛ばしてとっとと壊してしまいました.

※音量注意

ただ,この機体で試したH型クアッドコプタはなかなか作りやすく,カメラも設置しやすく気に入りました.

ということで,この墜落を踏まえて更に新しい機体を作ってみました.
同じように作るのもなぁと思ってたところ,最近仙台にできたFLATというFabLabが使えるようになったのを思い出し,そこでMDFをレーザカットして作ることにしました.

適当にCADで設計し,dxfに変換.FLATに行き, Illustratorでaiに変換,更にプリント用ソフトで開きレーザカッタでプリント…という感じでした.
一番問題だったのは,dxfをIllustratorで開くとなぜか寸法が1%くらい縮んでしまうこと…
ただし,綺麗に縮んでいるので,縦横比維持したまま元の寸法に拡大してやればOKでした.

そんなこんなでカットしているところはこんな感じ.
最初はレーザ出力の設定をミスってかなりこげこげ^^;


最終的に全部の部品を切り抜くと,素材はこんな感じになりました.今回は素材はMDFの4mm厚です.


で,サクッと組み立てて完成.


メカ・回路系は前の機体からそのまま持ってきただけなので,特に苦労はありません.機体寸法が若干縮んでいるものの,特にゲイン調整とか必要ありませんでした.
FLATの室内でいきなり飛ばしてみましたが,安定していて良い感じです.

モータを支えているアームは本体と輪ゴムで固定しているだけなので,墜落した時には外れてくれる…つもりです.
詳しくは機体解説を本家サイトに公開するつもりなのでまた後ほど.

明日辺り飛ばしてきたいと思います.
2012/12/12 (Wed) 00:44
先日記事をアップした機体でも使っている,HobbyKingのMultiWii基板ですが,すんなり使うには一苦労したので,メモも兼ねて使い方を書いておきます.

まず,ものはこちら.USB-シリアル変換であるFT232RLも乗っており,MultiWiiのファームがすでに書かれているので,USB接続するだけでArduinoIDEから認識することができます.

■基板について
HK_MWC.jpg本家に具体的な基板の説明が全く無いのでここに書いておきます.
まず,基板の外観+センサなどの配置はこのようになっています.
この基板ではspectramの受信機とシリアルでつなげる機能がありますが,国内ではspectramのプロポは使えないのでとりあえず無視.
そのため,図中のジャンパは図の右側で固定使用になります.このジャンパを正しく設定しておかないと,設定ソフトで設定ができなくなります.
普通の受信機の場合は図右のTHRからAX1までに接続します.AX2から4は後述しますが,排他利用のため,そのままでは使えません.
ESCは右下のD9,D10,D3,D11につなぎます.どこにどうつなぐかは後述します.

まずは情報のまとめから.

使用されているIC一覧
U2 FT232RL
U3 ATMega328
U4 5Vto3.3Vのレギュレータ
U5 HMC5883L
U6 BMP085
U7 ITG3205
U8 BMA180
U9 TXS0102DCUR?? 双方向のI2Cレベルコンバータ

ATmega328Pのピン接続
PB0  NC?
PB1  D9 & BUZ
PB2  D10
PB3  D11
PB4  A3 & PWR
PB5  D4(汎用LED)
PB6  XTAL
PB7  XTAL
PC0  A0
PC1  A1
PC2  A2
PC3  NC?
PC4  U9のB2
PC5  U9のB1
PC6  ISPの#RESET
ADC6 BUZの上
ADC7 AX4の下
PD0  AX2 & FT232のTX
PD1  AX3 & LCD & FT232のRX
PD2  THR
PD3  D3 & AX4
PD4  ROL
PD5  PIT
PD6  YAW
PD7  AX1

となっています.ISPはRESET以外もちゃんとつながっているんですが,面倒臭がって書いていません.
ここで注意するのは,&で書かれているものは,それぞれ全てに接続されており,排他利用形式になります.
そのため,受信機をすんなり接続できるのはTHRからAX1までとなり,それ以上は面倒になります.というか,PD3なんて,出力とかちあってるのでどう考えても利用できません.

■接続・設定から飛ばすまで
買った状態そのままの基板でも,MultiWiiの基本的なプログラムは書き込まれていました.デフォルトで,クアッドコプタのX配置の設定になっています.これを変えるには,プログラムを書き換えないていけません.プログラムの書き換えについては後述.

英語読める人はここからどうぞ.
http://www.multiwiicopter.com/pages/multiwiicopter-wiki

まずはMultiWiiの本家プロジェクトから設定ツールをダウンロードします.設定ツールがないと,ゲイン設定などができないので必須です.
http://code.google.com/p/multiwii/downloads/detail?name=MultiWii_2_1.zip&can=2&q=
ここからMultiWii_2_1.zipをダウンロードして適当な場所で解凍すると
 MultiWii_2_1
 MultiWiiConf_2_1
 change.txt
となるはずです.このMultiWiiConfが設定ツールになります.MultiWiiの方は,Arduinoのソースなので,ここでは置いておきます.
設定ツールはJAVAで作られているので,JAVAのランタイムが必要になります.適当にダウンロードしてインストールしておいてください.それが終われば,MultiWiiConfの下の自分の環境にあったディレクトリにあるバイナリファイルを実行するだけです.Windowsなら拡張子がexeのものです.ただ,自分はWindows7の64bit版を使ってますが,32bit版でしかうまく起動できませんでした.まぁ,使えればいいので特に気にしないことにしましょう.一応起動することを確認したら,とりあえず終了させてください.

終了したら,基板をUSBで接続し,FT232のドライバインストールが完了するまで済ませてください.仮想COMとして認識されたらMultiWiiConfを起動します.
mwc_01.jpg 起動したら,左の方にあるCOMなんちゃらから基板のCOMポートを選び選択します.





mwc_02.jpg接続がうまく出来ればこんな感じでCOM周辺の文字の背景が緑になります.この状態で,真ん中の白い領域の左上にあるSTARTを押します.




mwc_03.jpgこれもうまくいけば図のような表示になるはずです.ただし,この画像では,すでに色々と設定した基板をつないでいるので,ゲインの値やAUX1などの部分の表示が違うかと思います.大事なのは,右下に出てきた機体の表示です.この表示のとおりにESCを接続することになります.左前がD3,右前がD10,左後がD11,右後ろがD9です.そして,ペラの回転方向も右下の図のとおりにします.左前・右後ろが時計回り,右前・左後が反時計回りです.ここの表示は基板から設定を読みだした上で表示されるので,基板の設定が違うものだった場合は,違う機体が表示されます.
後は適当に基板を動かして,右にあるROLLとPITCHがそれっぽく動くか確認しましょう.とりあえずこれだけ確認できればOKです.USBを抜くときは,左上のCLOSE COMMを押してから抜きましょう.それをしないと,再接続した時に,うまく認識してくれません.

続いて,受信機とMultiWii基板をつないでからUSB接続し,プロポの設定をします.プロポは最低4chあれば操作できます.スロットルをTHRに,エレベータをPITCHに,エルロンをROLLに,ラダーをYAWにつなぎます.
この状態でMultiWiiConfを見てみると,右上の表示がそれぞれのスティックに対して反応していればOKです.
スティックの動作と水色のバーの動く向きを揃える必要があるので,適宜リバーススイッチで対応してください.
また,MultiWiiのセンター値は1500なので,特に双葉の場合はトリムでセンターが1500になるように調整してください.
次に,各スティックの最大値が1905,最小値が1095になるようにトラベルの調整をします.これが無理な場合,プログラムで調整するか,5ch目を用意しないと飛ばすことができませんので,要注意.
これでプロポの設定は完了です.

次に基板を機体にくみこみ,平らなところに置き,もう一度接続します.接続したら,真ん中の方にあるCALIB_ACCを押します.これで加速度センサのキャリブレーションを行います.これを押すときは必ず平らで水平なところに機体を起き,キャリブレーション中は触らないようにします.完了したら今度は機体を手に持ち,CALIB_MAGを押して,基板のLEDが消えるまで,ロール・ピッチ・ヨー,すべての方向についてぐるぐる回します.これで地磁気センサのキャリブレーションが完了です.

以上で,飛ばす前に必要な設定が完了です.

ここまでできたら,ESCを接続し,ペラを外した状態で各電源を入れます.この時USBは繋ぐ必要はないですが,つないでても問題無いです.電源を入れた直後はキャリブレーションを行なっているので,機体を揺らさないようにしてください.ESCは
・ガバナ無し
・スロースタート無し
・電圧監視無しorNiMH
に設定しておきます.最後のは特に重要で,複数のESCを使うマルチコプタでは,どれか一つのESCでもストップすると即墜落してしまいます.ESCの電圧検出はそんなに厳密では無い上に,モータの使用電流によって,一つだけ先に電圧監視に引っかかってしまうことがあります.もしその状態でカットオフしてしまうと,即墜落になるということです.そこで,マルチコプタでは,ESCによる電圧カットは利用せず,外付けのLiPOアラームで電圧管理します.

話がそれましたが,この状態で電源を入れると,待機状態(Disarmed)になります.この状態では,制御もされないし,プロポで操作することも出来ません.スロットルを一番下まで下げ,ラダーを右いっぱいに切ると,飛行モード(Armed)になります.ESCによってはこの時点でモータが回ります.逆に,スロットルが最低の状態でラダーを左いっぱいに切ると,再びDisarmedになります.この動作はもしもの時には,即座にモータを止めないといけないので,よく体に染み込ませておきましょう.

Armedにした状態で,スロットルを上げていくと各モータの回転数が上がるはずです.まずはペラの回転方向を先に確認した回転方向に合わせます.
続いて,スロットルを真ん中ぐらいにして機体を手で持ち,傾けてみると,下になった側のモータの回転数が上がるはずです.全方向に傾けて確認しましょう.さらに,ヨー回転させると,機体が回転した方向と同じ向きに回っているモータの回転数が上がるはずです.また,それぞれ反対側のモータは回転数が下がるはずです.
もしこれが違うようならESCの配線を疑ってください.間違ってないようなら,プログラムを修正する必要があります.

とりあえずここまで出来れば飛ばす寸前まで来たことになります.
実際に飛ばすにはゲイン調整や,加速度センサなどの有効/無効切り替えなどをしないといけませんが,だいぶ長くなってしまったので,また後日追記したいと思います.
というか,流れないように本家サイトの方に移動するかもしれません.
2012/12/08 (Sat) 01:14
自作クアッドコプタの制作記事書きました.本家サイトの方で公開中です.
http://strv.no-ip.info/studio/original/qc02/index.html

本家サイトを更新するのが久しぶり過ぎていろいろ困りましたw
いい加減いろいろ治したいんだけどなぁ
2012/10/08 (Mon) 18:30
LiPoを使うときは放電し過ぎないようにしっかり管理する必要があります。世の中にはそのための回路やらキットやらがたくさん販売されていますが、毎度買い忘れてたので自作して使ってました。



この定数はLiPo2直用に、7Vくらいでブザーがなり、LEDが光るようになっています。電圧を変える場合はR1の値を下記の式で調整することで対応できます。

R1[Ω] = ((E[V] / 2.5[V]) - 1)*R2[Ω]

Eが検出電圧で、R2は今は10[KΩ]になっています。2.5[V]というのはTL431の検出電圧2.495[V]を丸めたものです。

こんな簡単な回路でもとりあえず目的は達成できるので便利です。
2012/10/08 (Mon) 00:24
ただのできましたって報告ですw


この前後にも何回か成功・失敗してて、ペラを大量に折りました^^;
けど、フレームは割り箸補強のおかげもあってか、一度もダメージ受けませんでした。こりゃぁ最初っから補強しとけばよかったなぁ。こんどフレームについて紹介記事かこう。

それにしても、ループした後のリカバリーが難しい。ループするときに、回転の外側のモータは、出力の限界まで出してしまっているので、微妙に均等な出力配分にならず=十分制御されず、変な回転が加わってしまい、ループ後にヨー角がずいぶんずれてしまう。お陰でどの向きに舵を当てればブレーキできるのか、がよくわからなくなる。機体の方向識別用に秋月の角型LEDつけたけど、そんなもんじゃちっとも見えなかった。数Wクラスをおごらないとダメかも。
あと、高度が落ちてしまっているから全力で高度をあげようと思うと、これまた全部のモータが振り切るので、制御できず、適当な方向に飛んでいってしまう。まぁ、頑張って当て舵すればなんとかなるんだけど、やっぱり向きがわからなくなっているからちょっとつらい。
出力が振り切ってしまうと、割りとそのままI項がたまり続けてるので、スティック離した時にちょっと予期せぬ動きになったりするのもムズカしい。ぶっちゃけI制御いらないかも。それよりも風に吹かれた時に急に動いてしまうので、D入れとくべきかなー。と。D入れて、Pをもっとあげられる方がメリット有りそうと言う印象。今度試してみたいと思います。

それにしても…そろそろプロペラ無くなりそうなんですが…
2012/10/05 (Fri) 01:48
自前プログラム化した機体で飛ばして来ました。
とりあえず飛びはしましたが、スティック感度とかの調整がいまいち。このへんは何回も飛ばすしか無いですなぁ。
ちなみに、調整がいまいちだというにもかかわらず、宙返りの練習をした結果がこれですよorz

まぁ、また割り箸補強で修正中ですので明日には飛ばせるでしょう。この機体については割り箸補強を先にしといたほうが気分よく飛ばせるかも。

2012/10/03 (Wed) 23:35
注:プログラムは修正したら適宜ここのリンクを直します。

下で書いてたプログラムですが、やっぱり自分で制御したいぞ、となったので自分で書いてみました。
元のプログラムはアセンブラで書かれており、サクッと制御則だけ変えて実験したい…とかには向いてません。

ということで、元のプログラムをCに移植してみました。
動作は基本的には一緒で、EEPROM関係は実装していないので、ジャイロの方向設定だとかはプログラム内でします。そんな頻繁に変えるもんじゃないですしね。
対象の機体は、クアッドコプターのXタイプになります。軸配置とかはプログラム本文にコメントで書いてあります。
もちろん動作する基板はホビキンのHK Multi-Rotor Control Board V3.0 になります。

とりあえず公開。
現在のバージョン 2012/10/04
修正内容 バグフィックス・感度調整項目の追加

HK Multi-Rotor Control Board V3.0 用プログラム ダウンロード
もちろんですが、このプログラムを使って飛ばしたところで、何が起きても責任は取りません。
環境はAtmelStudio6.1です。アセンブラ関数を使っているのでちょっと注意がいるかも。

公開したものの、このプログラムでまだ飛ばしてません(ぉ
が、ただのPI制御だし、手で持ってぐりぐりしてみた感じでは問題無さそうなので。ちなみに元のプログラムはちゃんと飛んでました。

これでようやくひな形が整ったので、PIDにしてみたり、はたまたFF入れてみるなり、いろいろ遊べるかと思います。ただ、センサが残念な感じなので、それを何とかしないとつまらないかもしれないです…
こいつにMPU-6000をおごるのはもったいない気もするので、アナログの加速度センサでもつなごうかなぁ、などと思ってます。
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