株式会社 車輪の再発見

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“Scratch”のプログラミングでドローンの動きをシミュレートできる「DroneSimulator2」/無料配布中

【DroneSimulator2】はプログラミング学習アプリケーション“Scratch”と連携し仮想3D空間をキャンパスにするドローン飛行シミュレーターです。“Scratch”でドローン飛行プログラミングに夢中になるかも。Windows7,8,8.1,10用

このシミュレーターは「ドローンの操縦の上達」が目的ではありません。
ドローン操縦技術の上達のための教習所やシミュレーションソフトは沢山ありますが、ドローンをプログラミング制御する方法を教えてくれる教室、プログラミングで飛行をシミュレーションできるソフトは見かけません。
ドローンは自動・自律制御技術が発達し、より精密により安全に飛行できるようになります。
プログラミング言語学習ソフトと連携できるシミュレーターソフトは空中を飛行するための科学(Science)、科学を利用する技術(Technology)、技術を適切につたえる工学(Engineering)、それらの根幹をなす数学(Mathematics)を学ぶSTEM教育の教材に最適です。
教育現場への教材としてドローンの導入は費用もさることならが、安全面でもしっかりと対策をする必要があります、シミュレーターソフトはとても便利です。
プログラミング授業だけでなく、Scratchを基本に誰でも様々な分野でシミュレーションできるようなソフトにアップグレードしていきます。

Androidアプリ「キッズ・ドローン」(無料)と連携すれば本物のParrot社製ミニドローンとのシンクロ飛行も可能です。

【アプリケーションの概要】
「DroneSimulator2」は、MIT(マサチューセッツ工科大学)が開発した「Scratch 2.0 オフラインエディター」とWindowsPC上で連携し、作成したドローン飛行プログラミングを驚くほど簡単に3Dシミュレーションすることができます。「Scratch 2 Offline Editor」と「DroneSimulator2」の構成です。

【構成アプリケーションとサンプルプログラミングファイル】
Windows用とAndroid用のアプリケーションで提供されます。(3Dシミュレーションのみの場合はAndroid端末は不要です)
「DroneSimulator2」はWindows OSで動作するプログラミング言語学習「Scratch 2 Offline Editor」の機能を拡張するドローン飛行3Dシミュレーターです。
開発環境はUnityでDroneSimulator2.exeが実行ファイルです。

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ドローンのプログラミングは大空がキャンパス(ドローンアート)

ドローンプログラミングは教室では少し狭いかもしれません。
夏休み天体観測することもあったりしますので、夜空に図形でドローンアートを描いてみたいです。DroneSimulator2のダウンロード
頑張れば、はくちょう座α星 デネブ、わし座α星アルタイル、こと座α星ベガを結んで夏の大三角形だって夜空に描けるかもしれません。

IntelやEhangの自律型ドローンも高度な通信機器も必要ありませんミニドローンとLED電球とScratchとシミュレーションアプリとノートPCでOKです。
材料
Prrot社のミニドローン
LED(風船に入れる電池式豆LEDタイプ、一個50円ぐらい)
WindowsPC(Scratch2+弊社シミュレーションソフト(フリー))
Android端末+弊社アプリ(フリー)
WiFiルーター
カメラ(バルブ撮影可能なもの)

Scratchで六角形→五角形→四角形→三角形と飛行するようにプログラミングします。
三角形の内角の和[180×(n-2)]を辺の数で割ってその値を180°から引くと多角形を構成する旋回角度ができます。
注意したいのは、辺の長さにあたる移動時間を一定にしてしまうと頂点の数が増えれば図形がどんどん大きくなってしまいます。
ですので、円に内接する正多角形の辺の長さ:a=2 r x sin (π/n)の公式を使い、辺の長さに合わせて移動する速度または移動時間を変更するようにします。

シミュレーターでの画面です。

そしてドローンにLEDの豆電球を取り付けてプログラミング飛行させバルブ撮影します。
暗い場所だとGPSのないドローンは、画像認識が暗くて解析できず自分の場所を見失うので地面にライトなどを置いておく方がいいです。

DroneSimulator2のダウンロード

Scratch用 Drone Simulator Ver 2(ドローン飛行シミュレーター for Scratch)

Scratch用の新ドローン・シミュレーターです。DroneSimulator2のダウンロードと解説はこちら

より速く、より広く、3D空間をScratchでプログラミンして飛行させることができます。ドローン実機もシンクロさせて飛行させることができます。
以前のバージョンはシェーダーの関係で対応OSはWindows10のみでしたが、Unityで開発することによりWindows7,8,8.1,10に対応しました。
航跡も表示しアートぽくしました。

以下は3Dドーナツ飛行のプログラミング例です。(時間関数による補正あり)シミュレーターでの描画です。

シミュレーターだと前進等のコマンドは慣性速度を保持してくれないのでカクカクなってしまいますが、実機はもう少しなめらかに動くはずです。
滑らかにならないときは前進速度と角速度があっていないので、速度係数を適当に変えてください。 続きを読む

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