5.ドローンを利用した ライントレース制御に 関する研究

　秋田工業高等専門学校　電気情報工学科 　学籍番号　230241　研究者名　古井誠哉 　　　　　　　　　　　　　　指導教員　平石広典

背景

近年，ヘリコプターに比べ，安定した飛行を行うことができる ドローンの開発が発展してきている.

複数のプロペラを使用することで,安定した飛行を 実現している． ドローンによる荷物の輸送など，将来的にその活躍が 期待されている．

ドローンの安定した飛行を用いることで， ドローンでの構内案内の実現を考案した．

目的ドローンでの構内案内実現にあたって

ドローンが構内を自在に飛行できる．

構内ではGPSを用いることが出来ず、現在の位置を正確に 把握することが困難である．

構内にラインを設け，そのライン上を飛行することにより, 目的の場所を飛行することを可能とする．

本研究では，ドローンを用いて，構内案内を実現するために ドローンにおけるライントレース制御を実現する．．

研究方法 ライントレース制御は以下の３つの手順で実行される．　　　 　　　　　　　　　　　　　

使用したドローン：AR.Drone1.0 (Parrot社) 制御プログラム：Processing

ドローンの操作は パソコンで行い， 互いは無線LANで接続．

①二値化　　　②最小二乗法　　　③PID制御

①二値化

　　　　　　　　

重心点

ライン検出(二値化)

ラインのみを白となるように閾値を 決定する．

白色に判定された座標の平均座標 を求めることでラインの重心点を計 算する．

この重心点が常に画像の中心に なるように制御する．

②最小二乗法

ラインの直線の式を計算，ラインの傾きを求める．

傾きの大きさによって ドローンの回転速度を決定．

得られた値のデータから

近似して直線の式を求める

③PID制御重心点の 　　　　 　　　　　　 を決定する． 本研究では ＊なお，ラインを前進させるためPD制御によって計算された 　前進速度に一定の値を付加している．

・X座標：左右方向の速度 ・Y座標：前後方向の速度 ・傾き：回転速度　　

P(比例項)：ラインからのずれを補う． D(微分項)：ライン上からの変動を抑える． 目標状態では，ドローンはその場で停止すれば良いので，　　　 I(積分項)は使用しない．

実際に飛行したときの様子

結果・まとめ

ドローンの飛行に利用したコースは

白色のビニールテープを利用．約2m×3mの範囲に1周約8mのラインを設定．約30秒で1周した．

ありがとうございました