クアドロコプターはつくれるか？

はじめまして。kunaiと申します。
私は先日、クアドロコプターのシミュレートがしたくてフライトギアを
インストールしました。

wikiの機体開発等を見て勉強しているのですが細かいパラメータが多く難しそうな印象を受けます。
まずはARdroneをもとにモデルを作ろうと思うのですが、
フライトギアのパラメータは実機よりのようでRCであるARdroneが作れるのか不安です。

申し訳ありませんが、フライトギアでRCのARdroneのモデルが作れるのかどうか教えてください。

よろしくお願いします。

kunai

kunaiさん、こんばんは。

本家には既にクアドロコプターに取り組んでいる方が居ます。

http://www.flightgear.org/forums/viewtopic.php?f=4&t=2855

※2枚目の画像は恐らくジョークですw
http://www.flightgear.org/forums/viewtopic.php?f=4&t=5413

実際に飛べるかどうかはまだ確認していませんが、機体作りの参考になればと思います。

kunaiさん、こんばんは。toshiです。
フォーラムへようこそ!

R/C機だからFlightGearではモデル化できない、ということはないと思います。
実際、Rascal 110 などいくつかのR/C(ラジコン)飛行機の機体モデルが配布されています。
ただし、完成度はまちまちかも知れません。
http://wiki.flightgear.org/Category:R/C

難しいのは、メインローターとテールローターの制御によって飛行する通常のヘリと異なり、4つのローターの制御で飛行する点かと思います。
ゼロからスタートする場合、FDM (飛行力学モデル) としてJSBSimやYASimを用いた回転翼機のモデルの仕組みからまずは勉強し、次いで操縦操作を4つのローターの回転に変換する方法を考える必要がありそうに思います。
さらには、姿勢を保つためにオートパイロット的な要素も取り入れないといけないかもしれません。

幸いなことに、FlightGear開発者向けメーリングリスト(FlightGear-devel)にクアドロコプターの投稿を見つけました。

Re: [Flightgear-devel] Quadrocopter (Quadcopter) / Mikrokopter / X-UFO /
http://www.mail-archive.com/flightgear-devel@lists.sourceforge.net/msg22817.html

記事中リンクでnmine.zipとして配布されている「Quadra-copter UAV (R/C)」には、JSBSimを使ったFDMと機体の3Dモデルが含まれています。
また記事中のリンクにある英語フォーラムの記事にもいくつかの情報があります。
このモデルをベースにして、必要な修正を加えていくと良いかもしれません。

sambarさん、toshiさん返信ありがとうございます。kunaiです。

丁寧な回答だけでなく参考のリンクまで張っていただけてありがたいです。
フライトギアは全くの初心者なので参考のモデル等で勉強しつつ
形にしていきたいと思います。

また質問等でお世話になるかもしれませんが、よろしくお願いします。

お久しぶりです。kunaiです。
生活のほうが忙しく、一年もたってしまいましたが、またよろしくお願いします。

本題に入ります。
最近、友人からYAsimを使ったクアドロコプターのモデルを頂きました。
しかし、このモデルは最低限それっぽく作ってあるだけで全く飛びません。
それをどうにか飛ぶようにしたいのですがうまくいかずに困っています。
どうかお知恵をお貸しいただけないでしょうか？

状態
エンジンの出力を上げて飛ぼうとすると、少しも飛ばずに墜落してしまいます。
4つのローターを使った移動に関しては手を付けていませんが、4つのローターは動いているので、
真上には上昇できるはずですが、なぜか墜落します。

モデルファイルを以下のURLにアップロードしました。
何かアドバイスがいただけたら嬉しいです。
http://www.mediafire.com/file/cdxe0phy0ie27cd/Quadro-sk.zip

よろしくお願いします。

連続で投稿してすみません。kunaiです。
ひとつ前の投稿に加えて質問です。

ローターの回転数を画面に常に表示させたいのですが、
YAsimのモデルの場合はどのファイルにどのように付け加えればよいのでしょうか？

何かアドバイス等がいただければ嬉しいです。
よろしくお願いします。

kunaiさん、こんばんは。
toshiです。

3ヶ月前の投稿に対するお返事になりますが、ご容赦ください。

まず、アップロードされていた機体は、私に機体開発の経験がなく、内容を理解するのは大変そうに思えるので、現時点では残念ながら試していません。

次に、ローターの回転数を画面内に表示したいとのことですが、ちゃんとした計器として表示したいのでしたら、他の機体から計器ごと移植するのが手っ取り早いと思います。

機体開発中の単なるモニタ用途でとにかく数値が見えればよい、ということでしたら、色々な方法がありそうに思います。

もっとも単純なのは、Debug > Browse Internal Properties で所望のプロパティの値を表示させることです。
たとえばYASim機のヘリであるbo105の場合、メインローターの回転数のプロパティは
/rotors/main/rpm
です。

また、FlightGear画面内ではありませんが、FlightGearマニュアルの「3.5.15 デバッグ用オプション」を使って、コンソール画面にプロパティの値を随時表示させる方法もあります。
起動時オプションの例：
--trace-read=/rotors/main/rpm
※fgrunでは、最後の画面で Advanced.. > Debugging で、Trace Read propertiesの[New]ボタンを押し、Value:に /rotors/main/rpm を入力することで設定できます
ただしこの方法を使うと、FlightGearの動作が重くなります。

また別の方法として、FlightGear画面内にオレンジ色のメッセージでnasalスクリプトを使って表示させることもできます。
FlightGearメニューの Debug > Nasal Console から、以下のスクリプトを実行してみてください。
※このスクリプトは、tatさんがお書きになったNasalマニュアルの「settimer」と、「Re: Nasalを知ろう、使おう!」を参考にして作成しました。
Nasal Consoleはコピペが出来ないのが不便ですが、autosave.xmlにテキストエディタで書き込むという裏技もあります。
参考：http://flightgear.jpn.org/modules/d3forum/index.php?post_id=1577

上記の他にも、HUDを改造するとか、2.8から導入された「Canvas」機能を使ってみるとか、色々とありそうですね。

それから、今回はYASimを選択されていますが、YASimにはコマンドラインでFDMの動作確認を行うツールがあるようですので、情報源のみご紹介しておきます。

http://wiki.flightgear.org/YASim#Command_Line
http://www.buckarooshangar.com/flightgear/yasim_1.html

こんばんは、toshiです。

「2011-7-14付けの投稿記事」でご紹介した、Ronのクアドロコプターのモデル(nmine.zip)を改めて試してみて、FlightGear 2.8の環境でも一応飛ぶことを確認しました。

加えて、画面内にいくつかのプロパティ値を表示するnasalスクリプトが実装されていますので、kunaiさんにぴったりのモデルなのではないかと思います。
Aircraft/nmine/quadra-set.xmlより

ちなみにnmine.zipは2009/01/24付けでアップロードされたファイルですが、その後git上のron-s-hanger 内で開発が進み、2011/06/20付けで止まった状態のようです。
私は試していませんが、参考にするならこちらの方が新しくて良いかもしれません。
http://gitorious.org/ron-s-hanger/quadracopter

s1170203さん、Hydeです。

もし嫌でなければ、機体ファイルを送っていただければ、調べてみますが。

こんばんは、toshiです。

Hydeさん、素晴らしいお申し出、ありがとうございます。

s1170203さん、関連して2点ほどお願いしたいことがあります。

1. s1170203さんと、s1160068さん、kunaiさんとの関係を教えてください。

2. Hydeさんのお申し出に沿って、ラジコンヘリのモデルをどこかにアップロードしていただく場合、そのモデルが既存のトピックにあるAR.Droneに関するものでしたら、元のトピックの中の記事でアップロード先などの情報を書き込んでいただきますよう、お願いします。

1.をお聞きしたい理由を補足します。
s1170203さんは「ラジコンヘリを作成したいです」のトピックでラジコンヘリAR.Droneの機体をYAsimで作りたいとおっしゃっていて、s1160068さんは「機体開発について教えてください。」のトピックでラジコンヘリBlade CX2のモデルを作りたいとおっしゃっていて、kunaiさんは「クアドロコプターはつくれるか？」のトピックでやはりAR.Droneを作りたいとおっしゃっています。
ラジコンヘリのモデル化は特有の難しさがあるはずであることや、他の人(Ron)が開発中の(まま放置している)クアドロコプターの情報など、それぞれの方に対してこれまでにお返事をして、また一部のご質問へのお返事は保留にしてしまっている状態なのですが、このお三方がそれぞれ独立にラジコンヘリのモデルを作ろうとしているのか、それとも協力し合っているのかが良く分からず、若干混乱しております。

また、2.については、特定の、しかも開発中の機体に関する議論をするのであれば、一箇所に情報がまとまっていた方が議論しやすくなると思うので、フォーラムの情報整理役のモデレータの立場でお願いしています。
このトピック「機体開発中にエラーが出て、困っています」のこれまでの流れ自体は、特定のモデルに限った話でもないですし、全然問題ないと思っています。

こんばんは、s1170203です。
toshiさん、Hydeさん、お返事ありがとうございます。

まず私と、s1160068さん、kunaiさんとの関係ですが
共同で開発をしていて、
FlightgearでAR.Droneを作成する、という目的の元、頑張っています。
混乱を招いてしまい、申し訳ございませんでした。

以下に私が作成している躯体のURLを張りますので、見ていただけたら嬉しいです。
以前他の方が作成され、アップされていたものに手を加え、
自分なりに改良したものです。
Bigというファイルに入っているものは、それなりに飛行できるのですが、
機体のサイズがAR.Droneと比べて、かなり大きいモデルです。
Smallというファイルに入っているものは、それをAR.Droneのサイズに合わせて小さくしたものですが、うまく飛行しません。
値を変更したタグは、
airplaneタグ、
approachタグ、
rotorタグ中のx,y,z、nx,ny,nz、diameter、weightperblade、chord、
rotorgearタグ中のmax-power-engine、
fuselageタグほぼすべて、
wingタグほぼすべて、
gear中のx,y,z、compression
です。
URL↓↓

https://www.dropbox.com/sh/knxl7qbiix18aqh/HijxsTD1Pu


最後に、コンソール画面の内容をファイルに書き込む方法の件ですが、
実行するところまでは作動するのですが
なぜかそこからエラーで強制終了されてしまいます。
私なりに思いつくところは直してみたつもりです。
以下が教えていただいたバッチファイルに、私が手を加えたものです。
何かおかしい所はございませんか?

cd /d "C:\Program Files\FlightGear 2.4.0\bin\Win32\"
SET FG_ROOT=C:\Program Files\FlightGear 2.4.0\data
SET FG_SCENERY=C:\Program Files\FlightGear 2.4.0\data\Scenery;C:\Program Files\FlightGear 2.4.0\scenery;C:\Program Files\FlightGear 2.4.0\terrasync
fgfs --airport=KSFO --aircraft=Quadro-sk --log-level=info > log.txt 2>&1


長文になってしまい、すみませんでした。
よろしくお願いします。

s1170203さん、こんばんは。 Hydeです。

PCをクリーンインストールしていて遅くなりました。
さて、s1170203さんのモデルをダウンロードして走らせてみましたが、エラーにならずに起動できましたが、もしかして最初の投稿のずっと読み込みのままになってしまうという'現象はすでに解決されたのでしょうか。

こんばんは、s1170203です。
Hydeさん、お返事ありがとうございます。

大変申し訳ございません。
私の説明不足で、自分なりに改良をして実行できるようにはなりました。
現在はBigフォルダに入っている、サイズがかなり大きいモデルを
ラジコンヘリのサイズに合わせ縮小するという作業を行っています。
それがSmallフォルダに入っているモデルなのですが、
実行はできるものの正常に飛行することができません。
この問題について、何かアドバイスをいただけると嬉しいです。

こんにちは。 Hydeです。

そうですか。 エラーの修正ぐらいだったらお手伝いできるかと思ったのですが、調整となるとちょっと荷が重いかも。
どなたか、ヘリコプターの経験のある方がいればアドバイス願います。

参考までに、Bigモデルの飛ばし方を教えていただけませんか。

s1170203です。
Hydeさん返信ありがとうございます。

Bigモデルの飛ばし方は
1.vでで主観視点から、客観視点に切り替える

2.hで向きなどのパラメータが表示できるようにする

3.}}}sでエンジンの出力を上げる

4.プロペラの回転速度が、ある程度速くなってきたら、
テンキーの3を数回押し、画面左の外側のバーの値を1/3くらい下げると飛行します

5.機体の進行方向を変えるには少しコツが必要で、
右に行くためにはテンキーの6(→)で画面下のバーを可能な限り右にして、
テンキーの2(↓)で、少し画面左の内側のバーを下げると、上手く右に移動できます。
左に行くためにはテンキーの4(←)で画面下のバーを可能な限り左にして、
テンキーの8(↑)で、少し画面左の内側のバーを上げると、上手く左に移動できます。

6.機体を着陸させる場合には、テンキーの9を数回押し、画面左の外側のバーの値を可能な限り上げると、エンジンの出力が下がり、着陸することができます。


何か気付いたことなどがあれば、意見を聞かせていただけると嬉しいです。
よろしくお願いします。

s1170203さん、こんにちは。
toshiです。

「2012-11-14 23:34付けの投稿」の2.で、アップロード先の情報は、本スレッドではなく、元のクアドロコプターのスレッドに投稿していただくようお願いしたつもりだったのですが、意図がうまく伝わっていなかったようです。

本トピックの「機体開発中にエラーが出て、困っています」は、もともと、エラーを見つける方法についての話題だったのですが、開発中のクアドロコプターが飛行できるようにしたいという話題に戻ってしまうと読む人が混乱する上に、別のトピックにあるクワドロコプターに関するこれまでの議論や情報の内容がゼロリセットされてしまいますので、以下のいずれかのトピックに集約していただけませんでしょうか？
s1170203さんの「ラジコンヘリを作成したいです」
s1160068さんの「機体開発について教えてください。」
kunaiさんの「クアドロコプターはつくれるか？」

上記３つのどれに集約するかをお伝えいただきましたら、本トピックの「機体開発中にエラーが出て、困っています」にあるクワドロコプターに関する投稿を、モデレータ権限で移動いたします。

s1170203です。
toshiさん、大変失礼しました。
kunaiさんの「クアドロコプターはつくれるか？」への移動をお願いします。

「Re: 機体開発中にエラーが出て、困っています」というタイトルの
2012-11-14 3:08付け(Hydeさん)
から
2012-11-26 20:54付け(s1170203さん)
の9件の記事は、元は別のトピックである
「機体開発中にエラーが出て、困っています」
に投稿されたものですが、その内容が開発中のARDroneの機体に関するものであるため、情報集約のためにモデレータ権限で本「クアドロコプターはつくれるか？」のトピックに移動させていただきました。

ご了承ください。

kunaiさん、s1160068さん、s1170203さん

toshiです。

FlightGear用のクアドロコプターについての情報提供です。

1. Ronのクアドロコプター
http://gitorious.org/ron-s-hanger/quadracopter

これは以前の投稿でも紹介していますが、Ronが作成した、JSBSimをFDMに使ったモデルです。
昨年6/20以降、ファイルは更新されていません。
今年10/12付けで、上記ページの説明書きの修正がされていますが、実質的には放置状態のようです。

ファイルのダウンロード方法は以下のとおりです。
・[Source tree]ボタンをクリック
・画面右側の[Download master as tar.gz]をクリック

ファイルを解凍するには、tar.gz形式に対応した解凍ソフト(ALZipなど)が必要です。
また、機体フォルダ名はdflyerに変更する必要があります。
たとえばquadra-set.xmlのパスは
Aircraft/dflyer/quadra-set.xml
になります。

2. デルフト工科大のAR.Drone 2
http://paparazzi.enac.fr/wiki/TU_Delft_-_Autonomous_Quadrotor

今年9月から始まったUAV(無人飛行機)関連のプロジェクトです。
工科系名門校の10人以上の学生が2チームで作業していることもあり、かなり本格的です。
wikiページも着々と更新されているようです。

残念ながら、以下の画像にあるAR.Droneの美しい3Dファイル(.ac)は、公開されていません。
(フリー3Dモデル配布サイトGrabCADにある既存の3Dモデルを、Autodeskで.stlに変換し、Blenderでインポートして.acにエクスポートしたそうです)
http://paparazzi.enac.fr/wiki/AR.Drone_2_-_Flightgear

しかし、JSBSimのFDM部分については、結構詳しく書いてある気がします。
Autopilot部分は他に頼っていますが、入手先のリンクも記載されています。
http://paparazzi.enac.fr/wiki/Creating_a_JSBSIM_.xml_Configuration_File_for_AR.Drone2

本プロジェクト開始時に、FlightGear開発メーリングリストにも情報が流れていました(読んでませんが)。
[Flightgear-devel] FlightGear at TU Delft
http://www.mail-archive.com/flightgear-devel@lists.sourceforge.net/msg38274.html