ドローンエンジニア養成塾第21期

全体スケジュール

アプリケーションコースは積極的に、実際に手を動かし実践する、がモットーです！
※時間の都合上多少変更がある場合があります。

目標

• FCマウント応用
• チューニング手順、パラメータ設定手順
• 自動ミッション作成＆実践、フェンス設定

チューニング

機体を組み立てた後、飛行に際して機体が安定しない場合に調整する作業

• 前準備（大事！！）
• ベーシックチューニング
• 拡張チューニング
• QuickTune（コプター＆VTOL、ローバー）
• AutoTuneモードで自動チューニング
  【注意】
  QuickTune、AutoTuneともにLoiterモードである程度安定して飛ばせる状態にしておくことがポイント。振動が大きい状態では効果が期待できない。

前準備

• 大事なファーストステップ！
• 初めて組み立てる、もしくは機体構成を変更した場合は必ず実行すること。
• 機体と接続した後Mission Plannerを開き、初期設定→必須ハードウェア→Initial Tune Parameter
• プロペラサイズ、バッテリーセル数、バッテリ種類などの情報を入力
• Calculate Initial Parametersボタンをクリックしてパラメータを書き込む

ベーシックチューニング

①「設定/調整」を選択
②「ベーシックチューニング」を選択
③機体を組み立てた直後に安定しない場合に調整
機体が振動する場合：少し左に
機体の動きが鈍い場合：少し右に
【コツ】少しスライド→飛ばしてみる→再調整→…を繰り返す
【注意】必ずディスアーム状態で操作する！飛びながらでも可能ではあるが危険なので。

拡張チューニング

①Ch6オプションを選択し、
最小値・最大値を適切な範囲に設定
②「パラメータ書き込み」を選択
③Ch6を安全な初期ポジションに回しておく
④アームして飛行させ機体の状態を確認
⑤安全のため機体を着陸させディスアーム（飛んだままでも可能ですが慣れないと危険）
⑥Ch6を回して調整し④へ
⑦適当なところで機体をMission Plannerに
接続して値を確認、Ch6オプションを解除

QuickTuneでチューニング①

• 【注意】Gyroのノイズをハーモニックノッチフィルターで除去してから行う。ノイズが高すぎると失敗します。
• ⓪Luaスクリプトをアップロード（SCR_ENABLE=1）
  • https://github.com/ArduPilot/ardupilot/blob/master/libraries/AP_Scripting/applets/VTOL-quicktune.lua
• ①スクリプトが実行されるとQUIK_から始まるパラメータが現れる
  • QUIK_ENABLE：有効無効
  • QUIK_RC_FUNC：RCx_OPTIONSの紐付け、デフォルトの300のままでOK
  • QUIK_AXES：調整する軸ビット、AUTOTUNEと同じ、全部：７、ROLL/PITCH：３、YAW：４
  • QUIK_DOUBLE_TIME：ゲインを上げる時間（秒）、デフォルト１０秒のままでOK
  • QUIK_GAIN_MARGIN：ゲイン変動マージン、デフォルトの６０％でOK

QuickTuneでチューニング①（パラメータ続き）

• ①QUIK_ パラメータ（続き）
  • QUIK_OSC_SMAX
    • ゲインを上げたときの発振検出周期、デフォルトの５HzでOK、大型機体は下げる。
    • 調整後も発振する場合はこの値を下げて再度実行する。
  • QUIK_YAW_P_MAX/QUIK_YAW_D_MAX：YAWゲイン上限
  • QUIK_RP_PI_RATIO/QUIK_Y_PI_RATIO：Iゲインに対するPゲインの比率、デフォルトでOK、大型は注意
  • QUIK_AUTO_FILTER：INS_GYRO_FILTERに基づくPIDフィルター、デフォルトでOK
  • QUIK_AUTO_SAVE：０だと３ポジション、秒数指定で自動保存の場合は２ポジション必要

https://github.com/ArduPilot/ardupilot/blob/master/libraries/AP_Scripting/applets/VTOL-quicktune.md

AUTOTUNEでチューニング

• ⓪AltHoldモードをスイッチに割り当てる ※Copter 3.5〜PosHold/Loiterモードも可
• ①「設定/調整」を選択
• ②左側の「拡張チューニング」メニューを選択
• ③「Ch7 Opt」の項目で「AutoTune」を選択
• ④ジンバルなどの周辺パーツを外す
• ⑤「AUTOTUNE_AXES 」パラメータでチューニング軸を設定可
  • ※大型重量機で落ちる動画がコミュニティでシェアされています。
  • 気を付けましょう。AUTOTUNE_AGGR、AUTOTUNE_MIN_Dも併せて確認。

AUTOTUNEでチューニング（実行手順）

• ⑥アーム→Stabilizeで離陸→AltHold/PosHold/Loiter→安全な高度
  • →AutoTuneモード切替→（チューニング動作開始）
  • →機体がずれた場合はスティックで戻す※スティック離せば再開
  • →8分前後（※参考）→アラーム音で完了
  • →保存するかどうか２択
    • 保存したい：AutoTuneをONのままディスアーム
    • 破棄したい：AutoTuneをOFFにしてディスアーム
• 【注意】いつでもStabilizeモードで取り戻して操縦できる体勢を！

http://ardupilot.org/copter/docs/autotune.html

AUTOTUNEモード

ALT HOLD→AUTOTUNE
https://www.youtube.com/watch?v=js2GzeRysAc
POSHOLD→AUTOTUNE
https://www.youtube.com/watch?v=rw5IT8EWU6I

http://ardupilot.org/copter/docs/autotune.html

パラメータ設定

機体のパラメータ設定をする方法

• ①スタンダードパラメータ
• ②アドバンストパラメータ
• ③フルパラメータリスト or ツリー
  • ※新しいMPではフルパラでもオプションGUIが表示される

※機体を接続しないとパラメータは表示されません。
※パラメータ名が変更されるなどしてMission PlannerのGUIが動作しないこともある。

スタンダードパラメータ

• ①「設定/調整」を選択
• ②「スタンダードパラメータ」を選択
  • ※GUIで設定できる。
  • ※パラメータを変更したら必ず「パラメータ書込み」ボタンを押して機体にパラメータを書き込む。
  • ※一般的によく調整するパラメータにアクセスできる。

アドバンスドパラメータ

• ①「設定/調整」を選択
• ②「アドバンストパラメータ」を選択
  • ※GUIで設定できる。
  • ※パラメータを変更したら必ず「パラメータ書込み」ボタンを押して機体にパラメータを書き込む。
  • ※上級者向けにより多くのパラメータにアクセスできる。

パラメータ設定

慣れるとフルパラメータ系でダイレクトに値を設定する方が楽です

①数値を選択して、キーボード入力
②変更があると背景が緑色に変わる
③「パラメータ書込」ボタン押下
※無線系テレメトリだと失敗することがあるため「パラメータ再読込」で要確認
※最近のMPではUIポップアップウィンドウが出る。

ウェイポイント追加

マウスで左クリックと下記ウェイポイントに追加される

マップ拡大縮小

https://ardupilot.org/copter/docs/mission-command-list.html#waypoint

スプラインウェイポイント追加

滑らかな曲線になる
※スプライン曲線

「スプライン」にチェックしてからウェイポイントを追加する
※チェックを外せばまた直線でウェイポイントを追加できる

https://ardupilot.org/copter/docs/mission-command-list.html#spline-waypoint

ウェイポイント操作

• 緑色のマーカーはドラッグ移動が可能
• マーカーを右クリックして、「Wpを削除」で削除可
• Win＋Ctrl押しながら複数ドラッグ選択、キーを離してドラッグ移動

• 間に差し込むポイントが入れやすくなった

覚えておくと便利

• 右クリックでコンテキストメニューが表示される
• マップのプリフェッチ
  • オフライン環境でもマップデータが見えるようにする
• ポリゴン
• オートWP

ポリゴン②

ポリゴンは一度作成したら保存しましょう

作成したポリゴンはファイルに保存できる。
①右クリックでコンテキスト
②「ポリゴンを描画」→「Save Polygon」を選択
③ファイル名を付けて保存

https://ardupilot.org/planner/docs/mission-planner-flight-plan.html?highlight=polygon#advanced-mission-creation-tools

オートWP①

画像やセンシングしてマッピングしたい

作成したポリゴン内を規則的に航行したい。
①右クリックでコンテキスト
②「オートWP」→「Survey(Grid)」を選択

https://ardupilot.org/copter/docs/common-planning-a-mission-with-waypoints-and-events.html#auto-grid

オートWP②

ウェイポイントが自動的生成される

設定パラメータ

予想フライト時間

https://ardupilot.org/copter/docs/common-planning-a-mission-with-waypoints-and-events.html#auto-grid

オートWP③

風向によってAngleを変えたり
フェンスポイントドラッグして変えたら

Angleを変更

予想フライト時間は少し延びた

https://ardupilot.org/copter/docs/common-planning-a-mission-with-waypoints-and-events.html#auto-grid

オートWP④

ポリゴン表示を消せば綺麗にウェイポイントができている

※さらに手動でウェイポイントを追加できる

https://ardupilot.org/copter/docs/common-planning-a-mission-with-waypoints-and-events.html#auto-grid

フェンス

フェンスモードの開始
①「FENCE」を選択

②「ポリゴン点の追加」を選択→ピンを立てて範囲決定
③「Fence Inclusion（内側を飛行許可）」または「Fence Exclusion（外側を飛行許可）」を選択

④「WPの書き込み」
⑤パラメータを設定して再起動
FENCE_ENABLE = 1

https://ardupilot.org/planner/docs/mission-planner-flight-plan.html#fences-creation

高さ基準

高さの基準点を意識しよう

【高度基準】
Relative: 機体が起動した時点から
Absolute: 海抜
Terrain: 地表から、GoogleからDEMを取得

http://ardupilot.org/copter/docs/mission-command-list.html
http://ardupilot.org/planner/docs/common-mavlink-mission-command-messages-mav_cmd.html

ウェイポイント削除・アップ・ダウン

選択した行の下に新しい行を挿入

削除

行を上下移動

http://ardupilot.org/copter/docs/mission-command-list.html
http://ardupilot.org/planner/docs/common-mavlink-mission-command-messages-mav_cmd.html

アクションエリア①

保存した航行プランをファイルから読み込む

設計した航行プランをファイルに保存

航行プランを機体からダウンロード

設計した航行プランを機体にアップロード

アクションエリア②

グリッド：グリッド線表示する
KML表示：Google Earthで表示する

マップの種類を選択

※通常、機体接続すればホームロケーションはGPSで更新される。
手動で設定する場合は矢印の部分をクリックしてから、マップ上をダブルクリックしてホームロケーションを設定する。

本日は 実践を楽しみましょう！

Git/GitHub基礎

Git基礎

• Git
  • 分散型バージョン管理
  • 多くのオープンソースプロジェクトにおいて利用されている
• リポジトリ
  • ファイル、ディレクトリの変更状態を保存する場所
  • GitHub（https://github.com）
  • Gitをベースとしたバージョン管理ウェブサービス
  • 共有リポジトリは、無料で作成できる
  • ArduPilot・DroneKitリポジトリもGitHubで管理されている

Git基本操作

Git用クライアントアプリ①

• SourceTree（Windows / Mac）
  https://ja.atlassian.com/software/sourcetree

• 一通りのGitに関する操作が可能
• クローン
• ブランチ作成
• コミット
• プッシュ　etc

https://ardupilot.org/dev/docs/git-install.html

Git用クライアントアプリ②

• その他GUIツール
  • GitHub Desktop
    https://github.com/apps/desktop
  • GitKraken
    https://www.gitkraken.com/
• コマンドラインツール
  • Git for Windows and other systems
    https://git-scm.com/downloads
  • Linux/Ubuntu (aptコマンドを使用, WSLには導入済み)

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install git
$ sudo apt-get install gitk git-gui

https://ardupilot.org/dev/docs/git-install.html

1. フォーク

• 共有リポジトリを編集できるように自分のアカウント配下に複製する
• GitHubにログインし、ArduPilotを表示し画面右上の「Fork」ボタンを押下する。
• ArduPilotソース
  https://github.com/ArduPilot/ardupilot

Forkボタンを押下

https://ardupilot.org/dev/docs/git-fork.html

4.チェックアウト

• 作業を行うブランチを切り替える

SourceTree

切り替えるブランチをダブルクリック

https://ardupilot.org/dev/docs/git-branch.html

4.チェックアウト（Gitコマンド）

$ git checkout [your-work-branch-name]

$ git switch [your-work-branch-name]


$ git branch
master
* [your-work-branch-name]

↑ブランチの切り替え（古いコマンド）

↑ブランチの切り替え（新しいコマンド）

7.プルリクエスト

• 新機能や修正内容をフォーク元のリポジトリに取り込むよう依頼する
• GitHubにログインしArduPilotリポジトリを表示
• ブランチをワークブランチに切り替え
• 「New pull request」ボタンを押下

1. ブランチ切り替え

2.「New pull request」ボタン押下

https://ardupilot.org/dev/docs/submitting-patches-back-to-master.html

Upstream管理

• ArduPilot本線の変更をワークブランチに取り込む

1. forkもとをupstreamとして登録（1度実行）
$ git remote add upstream https://github.com/ArduPilot/ardupilot.git

2. ブランチをmasterに切り替え
$ git checkout master

3. masterにupstreamを取り込み
$ git pull upstream master

4. masterをoriginにプッシュ
$ git push origin master

5. ワークブランチに切り替え
$ git checkout [your-work-branch-name]

6. masterにリベース
$ git rebase master

7. ワークブランチをプッシュ（-fオプションが重要）
$ git push -f origin [work branch name]

Pull Request作成演習

• 下記いずれかの手順書を使用してください
• Web版（pr-training-web.pdf）
  • Webブラウザのみで完結
  • コース１受講生向け
• ローカル版（pr-training-local.pdf）
  • 開発環境が必要
  • コース２,３受講生向け

貢献するためには？

• まず、いろんな機能を使い倒す。発見したバグや改善ポイントをIssueやPull Requestとして挙げる
• 初心者向け課題（Good for first issues）から自分が担当できそうなものを探す
• 貢献ガイドライン → CONTRIBUTING.md, ArduPilot Wiki

【Pull Request例】

https://ardupilot.org/dev/docs/contributing.html
https://ardupilot.org/dev/#getting-involved

貢献者の一覧

養成塾の講師、卒業生もArduPilotに貢献されています。
https://github.com/ArduPilot/ardupilot/graphs/contributors

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