ラジコンヘリを作成したいです

s1170203と申します。
現在ラジコンヘリのモデルを作りたいと思っています。
しかし手元にあるモデルファイルが実機ばかりのため、あまり作業が進みません。
どなたかラジコンヘリのモデルを作成した、もしくは持っているという方がいましたら、参考にさせていただけると嬉しいです。

s1170203さん、こんばんは。
toshiです。
フォーラムにようこそ!

少し調べてみたのですが、あいにくラジコンヘリのモデルは見つけることが出来ませんでした。

英語フォーラムにも同様の質問があって、FlightGearでラジコンヘリをモデル化する際に直面する問題については書き込みがあるようなのですが、モデル化に成功したという報告は見つかりませんでした。

お役に立てず恐縮ですが、英語フォーラムの関連スレッド（の一部）を以下に掲載しておきます。

FlightGear Forum - RC planes/helis
http://www.flightgear.org/forums/viewtopic.php?f=49&t=15435

FlightGear Forum - RC Helicopter
http://www.flightgear.org/forums/viewtopic.php?f=4&t=7889

toshiさん、返信ありがとうございます。
関連スレッドを参考に、自分で何とか頑張ってみます。
また何かありましたら、よろしくお願いします。

おかげさまで、
それなりに動くモデルを作成することができました。
次はそのモデルに対して、キーボード操作でプロペラの回転数の増減が行えるような機能を付けたいと思っています。
しかしどのファイルを、どんな風に改良すればよいか分かりません。
何かアドバイスを、いただけないでしょうか？

s1170203 さん、こんばんは。
toshiです。

機体の開発は、一般的にこうすれば出来る、と言うのが難しい側面がありますので、お答えになっているかどうか分かりませんが、いくつか思うところを書いておきます。

FlightGearのスロットル操作は、$FG_ROOT/keyborad.xml の中で、PageUp、PageDownキー、及び9、3キーに割り当てられています。

また、各機体に固有の設定ファイルである
$FG_ROOT/Aircraft/xxx/yyy-set.xml
の中で定義すると、keyboard.xmlの設定が上書きされますので注意が必要です。

ご質問の意図が、スロットルを操作したときに、外見上見えているプロペラの回転数を変化させたいということでしたら、3Dモデルのアニメーションの話題になるのですが、その前に、FlightGear内部の様々な状態を示す内部プロパティがスロットル操作に応じて正しく変化していること、言い換えると飛行力学モデル(FDM)が正しく実装されていることを確認した方が良いでしょう。

内部プロパティはツリー構造になっており、FlightGearメニューの
[Debug] > [Browse Internal Properties]
から確認できます。

R/C飛行機のRascalを例にすると、スロットルを操作するとプロパティ
/controls/engines/engine/throttle
の値がまず変化し、それに応じてエンジンの状態などのシミュレーション結果(たとえばエンジン回転数は /engines/engine/rpm )に反映されます。

Rascalのyasimモデル機(--aircraft=Rascal110-YASim)の場合は、まず
$FG_ROOT/Aircraft/Rascal/Rascal110-YASim-set.xml
がロードされ、その中の
<aero>Rascal110-YASim</aero>
に従って、FDMファイル
Rascal110-YASim.xml
がロードされますが、この中でエンジンやプロペラなどの設定をします。

Rascalのjsbsimモデル機(--aircraft=Rascal110-JSBSim)の場合は、
$FG_ROOT/Aircraft/Rascal/Rascal110-JSBSim-set.xml
がロードされ、その中の
<aero>Rascal110-JSBSim</aero>
に従って、FDMファイル
Rascal110-JSBSim.xml
がロードされます。

それぞれのFDMファイルを正しく記述できていれば、外見(アニメーション)はともかく、内部プロパティでは正しくシミュレーションできているかどうかある程度確認できるのではないかと思います。

p.s.
前に紹介した英語フォーラム記事には、ラジコンヘリをFlightGearでモデル化するのは難しいようなことが書いてありましたが、その内容は良くお読みになりましたでしょうか？
乗用ヘリとR/Cヘリはスタビライザーの仕組みが異なり、Bell-Hiller はYaSimではモデル化できないという話がありつつ、Bell UH1ではバー付きのスタビライザーを上手くモデル化したとこがあるというあたりの話が、R/CヘリをFlightGearでモデル化する上でのキーポイントなのではないかと思ってます。
http://www.flightgear.org/forums/viewtopic.php?f=49&t=15435#p151251

toshiさん、スロットルの確認方法ありがとうございます。
FlightGearのメニューから
[Debug] > [Browse Internal Properties]
を実行し、
/controls/engines/
の順に進んでいくと、
engine[1]/
engine[2]/
・・・(省略)
engine[11]/
throttle=idle = 'true'(bool)
といった画面になります。
これは飛行力学モデル(FDM)が正しく実装されていないということでしょうか？
それとも私の確認方法が間違っているのでしょうか？


あと英語フォーラム記事に関しては
私には難しい内容でしたが読ませていただきました。
toshiさんのアドバイスのキーポイントをおさえて、
うまくRCモデルを作成していきたいです。

私はARDroneというRCの機体をYAsimで作成しようとしているのですが、
とりあえず手元にある実機モデルに手を加えて、
私なりにARDroneの構造を再現してみました。
しかし、この段階からRCモデルに近づけるために
機体の重量(airplane mass)と
プロペラの重量(weightperblade)を
10000ポンドと240ポンドから、
10ポンドと0.1ポンドにすると
機体がフラフラして、エンジンの出力をあげても、
少しするとプロペラの回転数が減少して
機体が下に落ちてしまいます。
変更した値はこの二つだけで、変更前は見た目上はそれなりに飛行していました。
私は機体が風の影響を受けているのかもしれないと思っているのですが、
FlightGearに風の影響というものは存在するのでしょうか？
またプロペラの回転数の問題に関しては見当もつきません。

長文ですみません。
何か知っていることがありましたら、教えていただけると嬉しいです。

s1170203 さん
toshiです。

長らく未回答のままですみません。

基本的には「クアドロコプターはつくれるか？」に投稿を集約したいと思っていますが、本スレッドのご質問の点についてはこちらのスレッドで回答してみます。

引用：すみませんが、ちょっとお答えしにくいです。

そもそも、「飛行力学モデル(FDM)が正しく実装されていることを確認した方が良い」と私が書いたのは、どのようにFDMを実装し、どのような機体の挙動になれば正しいと言えるのかは、機体モデル作者の方が判断することである、という前提があってのことでした。
なので、どうなることを期待していて、実際にはどうなっていたから「正しく実装されていない」とお思いになっているのかを少なくとも教えていただかないと、お答えできません。

もし、
/controls/engines/engine/
というプロパティを探そうとしたが見つからない、というお話しだとしても、どうすればそんなおかしな状況になるのか、すみませんが私には分かりません。

引用：はい、風は存在します。
起動時オプションで --enable-real-weather-fetchを「つけなかった」場合は、デフォルトの気象条件が適用され、地上付近では150度方向(南南東)から3ノットの風が吹いています。
--enable-real-weather-fetchをつけた場合は、現実世界の気象のMETARデータが(インターネットに接続したPCであれば)反映されます。
# 台風のときにj-3 Cubのような軽量飛行機を飛ばすと、機体が吹っ飛んで行きますw

FlightGear実行中の気象条件は、FlightGearメニューの
Environment > Weather
で設定できます。

引用：んー、他に重さに関わる項目が有るのか無いのかすら情報が無いのであてずっぽうの予想ですけど、機体重量とプロペラ重量だけを軽くして、他のパラメータを一切いじらない、というのがまず気になります。

YASimの特徴は、比較的入手しやすい機体形状データや飛行特性(巡航速度とか着陸速度とか、その他たくさん)から、「それっぽい」機体の挙動を再現させることなので、現実にはありえないパラメータ(たとえば1万馬力のエンジンで直径10mのローターを高速回転させて1gの機体を浮上させようとするとか)を設定したときにおかしな挙動を機体が示すことは、十分ありえると思います。
そもそも論で言うと、クアドロコプターのようなラジコンヘリの挙動をYASimで再現可能かどうかすら、私には分かりませんので、最終的にこうすれば良い、というようなアドバイスまではすみませんが出来ません。

あと、繰り返しになるかもしれませんが、私自身は機体開発経験がゼロですので、分かる範囲でのご回答しか出来ない旨、ご了承ください。

s1170203です。
toshiさん、お返事ありがとうございます。

起動時オプションで --enable-real-weather-fetchを「つけなかった」場合は、デフォルトの気象条件が適用され、地上付近では150度方向(南南東)から3ノットの風が吹いているという情報が、私の抱えている問題に関係あるかもしれません。
問題なく飛行できる機体を極端に小さく(ラジコンヘリのサイズに)した場合に
ローターを回していない時から機体が横に動くという問題がありました。
私はtoshiさんの投稿を見るまで、
FlightGear WizardのFeatures にある Real Weather fetchにチェックが入っていないので
風の影響は完全に受けないと思っていました。
そのため、この問題に関して、風は無関係かと思っていましたが、
機体の重量がかなり軽いため、デフォルトの気象条件の風の影響を受けている可能性があります。
この風は、どのようにすれば消すことができるのでしょうか？

s1170203さん、こんばんは。
toshiです。

風を止める方法はいくつかありますが、起動時オプションに
--wind=0@0
を追加するのが一番簡単そうです。

ウィザード(FGRun)でこのオプションをつけるには、[Prev]ボタンで一番最初のSelect Paths画面に行き、Executable:欄が
C:\Program Files\FlightGear\bin\Win32\fgfs.exe
のようになっているところを、
C:\Program Files\FlightGear\bin\Win32\fgfs.exe --wind=0@0
のようにしてオプションを追加してください。

この方法は、FlightGear2.8.0では確認しましたが、他のバージョンでは確認していませんので、念のために、FlightGearを起動した後、プロパティブラウザから
/environment/wind-speed-kt
が0になっていることを確認してください。

以下は補足です。

FGRunの最後の画面の[Advanced...]ボタンからWeatherをたどると
Heading:
Speed (kts):
欄があり、それぞれ風向と風速を入力することができるのですが、風速が0のままの場合は「--wind=風向@風速」オプションが追加されないようでした。

上記のようにFGRunのExecutable:欄にオプションを追加する方法は、ちょっと裏技っぽい感じですが、FGRunに入力欄が見つからない場合などには有効な方法です。

また、--windオプションを指定せずに、FlightGearメインプログラム内で風速を0に設定するには、FlightGearメニューのEnvironment > Weather で、METAR Sourceを「Fair weather」から「Disable」に設定し、Boundaryの高度0ftと500ftのそれぞれの風速を0に設定します。
そして、METAR Sourceを「Manual Input」に変更すると設定が反映されます。

それから、初期設定値の「風向150度、風速3ノット」がどこで設定されているのかを調べてみました。
FlightGear v2.0までは、$FG_ROOT\preferences.xml で設定されていましたが、v2.4.0以降(開発版は2010.8.23から)は、$FG_ROOT/Environment/environment.xml で設定しているようです。

FlightGear2.8.0のenvironment.xmlを具体例にしますと、ウェザーシナリオは
97行目: <weather-scenario type="string">Fair weather</weather-scenario>
で「Fair weather」を設定しています。
「Fair weather」の中身は36行目にあり、
<name type="string">Fair weather</name>
<metar type="string">XXXX 012345Z 15003KT 12SM SCT041 FEW200 20/08 Q1015 NOSIG</metar>
のようにMETARコードを用いて定義されています。

ここで「15003KT」は風向150度、風速3ノットの意味であり、これが地上(対地高度(AGL)=0)での気象条件として適用されているようです（やや自信なし)。

上空の風については、地上の気象条件をベースにして計算した値が設定されるようですが[1]、詳しい内容は調べていません。

さらに、METARデータをライブで取得するようにしても、現実の気象は地上部分しか反映されませんが、さらに上空の情報(aloft data)を反映する方法もあるみたいです。
ただし、bash, awk, wget、netcatコマンドを使えるPC環境が必要になるそうです[2]。

加えて、v2.4にLocal Weatherとして導入された機能は、v2.6でAdvance Weatherに名前が変わり、さらに次期リリースでは通常のWeatherシステムと統合される予定とのことです[3]。

(参考)
[1] Weather - FlightGear wiki
http://wiki.flightgear.org/Weather

[2] Howto:Fetch live aloft data - FlightGear wiki
http://wiki.flightgear.org/Howto:Fetch_live_aloft_data

[3] Advanced weather - FlightGear wiki
http://wiki.flightgear.org/Advanced_weather

s1170203です。
toshiさん、解決方法をありがとうございます。

--wind=0@0のオプションを追加したのですが、
プロパティブラウザでの確認方法がよく分かりません。
プロパティブラウザとは、どれのことを指すのですか？
また上空の風についてなのですが、
地上の気象条件をベースにして計算した値が設定されるということですが
--wind=0@0で地上の風を消した場合、
上空の風も無くなるのでしょうか？

s1170203さん、こんばんは。
toshiです。

プロパティブラウザは、FlightGearメニューの
Debug > Browse Internal Properties
をたどると表示される画面のことを指しています。
参考情報:
http://wiki.flightgear.org/Property_browser

--wind=0@0 オプションを付けた場合に上空の風がどうなるかについては、FlightGear 2.8.0 では低空も上空も無風であることを確認したのですが、お使いのバージョンのFlightGearでは未確認ですので、ご自身で試してみていただけませんか？

うんと上昇するには、FlightGear内を自在に飛び回れるUFO(--aircraft=ufo, FGRunでは「UFO from the 'White Project' of the UNESCO」)が便利です。

ちなみにUFOには、単に飛び回る以外に、3Dオブジェクトの位置決めに有用な機能があります。
FlightGearメニューの Help > Aircraft Help にあるキー操作一覧や、「Re: PNG ⇒　RGBファイル変換について」の記事をご参照ください。
記事中に書いてないこととしては(Aircraft Helpには書いてありますが)、Tabキーを押すと表示される「Adjust model」画面で、スライダを操作して高度(altitude)や方位(heading)を調整する際に、Shiftキーを押しながらスライダを動かすと微調整、Ctrlキーを押しながら動かすと粗調整になります。

s1170203です。
toshiさん、お返事ありがとうございます。

ご説明の通り、上記の方法で調べてみたところ、
風を消すことに成功しました。
また上空でも、地上で風を消していれば、風は発生しませんでした。
本当に助かりました。

このプロパティブラウザでの確認方法は、
機体の現在地での風を計測するという理解でよろしいでしょうか？
もしそうでしたら、プロパティブラウザを使用して、
同じように(機体の現在地での)
機体の現在のスピードやプロペラの回転数などを調べる方法はあるのでしょうか？

s1170203さん、こんばんは。
toshiです。

機体の現在地での風を計測する、とのご理解でOKです。
ほとんどのプロパティ値は、基本的には、自機の状態や、自機の周囲の環境の状態を示していると思って差し支えないと思います。
行き当たりばったりでも良いので、プロパティツリーの構造を色々たどってみると、理解を深めるのに役立つと思いますよ。

自機の速度については、
/velocities
以下に速度を表す様々なプロパティがあります。
groundspeed-kt は対地速度(単位ノット)なので分かりやすいですね。
airspeed-kt は対気速度(単位ノット)で、滑走路上で機体が静止していても風が吹いていればある速度を示します。
加えて、風向きによっても速度は変化しますので、多分、機首方位を基準とした対気速度なのではないかと思います(間違ってたらごめんなさい)。

プロペラ回転数は、FDMの実装やエンジン種類の違いによってたどるべきプロパティが異なる可能性がありますが、小型単発機でプロペラ回転数とエンジン回転数が一致する機種の場合は
engines/engine[0]/rpm (engines/engine/rpm も同義です)
を元にプロペラのアニメーションを実装している場合が多いのではないかと思います。

ヘリのローター回転数については、2012-9-30付けの投稿記事「Re: クアドロコプターはつくれるか？」もご参照ください。