自律航行型ロボット飛行船
2016年 いばらき近未来技術実証推進事業に「自律航行型ロボット飛行船の改良」
茨城県ホームページリンク
https://www.pref.ibaraki.jp/kikaku/kagaku/kenkyu/robot/jissyoushiken_20161025.html
実証実験の様子1
写真家 小曽納様提供
実証実験の様子2
写真家 小曽納様提供
茨城県日立大宮市公式youtubeチャンネル(御前山ダム公園 ロボット飛行船 実証実験
「ロボット飛行船 飛行実験 in 御前山ダム公園 2015.10.6」(クリックすると日立大宮市公式youtubeチャンネル動画サイトにリンクします。
飛行体搭載機器
2013年 いばらものづくり応援プログラム産学官研究開発助成事業「ロボット飛行船搭載型画像データ伝送・記録用コントローラの開発」
ロボット飛行船とは
ロボット飛行船とは、無人遠隔操縦の飛行船です。これに操縦用カメラおよび、高解像度撮影用のカメラを取り付け、空中から安定的、長時間の飛行を行い高精度な情報収集が可能になります。
飛行船は、ラジコンヘリコプターと比べて安定しており、数時間にわたる長時間飛行が可能です。またペイロードも大きく様々な機器を搭載可能です。
弊社では、以下の機材を研究開発しております。
- 飛行体搭載型撮像ロボットの開発
- USBカメラ、デジタル一眼レフカメラ(Canon Eos)の、1台~複数台同時制御プログラム
- その他搭載機器の制御を行うための組込処理装置
- Wi-Fi、3G/4G等モバイル通信など、複数系統の通信の統括自動切り替え通信
- 移動基地局通信サーバ/クライアント
- 映像受信再生・コマンド送信プログラム(Android OS)
通信システム概要
- 複数(1つでも可)通信経路の選定を行い、通信不調時は別系統に即座に切り替える制御ソフトです。
- 飛行体搭載機器からのデータは、本システムを用いて地上基地局に送られます。ここから各クライアントへデータを送信します。
- クライアントはAndroidOSで動作します。タブレットやスマートフォンで受信が可能。またカメラの旋回やズーム等、制御を行えます。
※Windows等、他のOSでの動作については、現在開発中です。
USBカメラ制御ソフトの機能
- 映像の解像度、画質、送信間隔(最小34ミリ秒)を任意に変更可能(映像は独自プロトコルにてMotionJPEGで配信)
- 配信と同時に、制御PCのストレージに画像を保存する機能。
※以下の例のように、条件を個別に調整して配信・保存ができる。
USBカメラ側キャプチャサイズ:1024×768
映像配信用クオリティ:320×240 、100ミリ秒間隔で配信(10fps)
ストレージ保存画像:1024×768、5秒間隔で保存
USBカメラ側キャプチャサイズ:1024×768
映像配信用クオリティ:320×240 、100ミリ秒間隔で配信(10fps)
ストレージ保存画像:1024×768、5秒間隔で保存
- USBカメラドライバのパラメータ変更が可能。(ただしUSBカメラ側がサポートするパラメータに限る)
対応パラータ : [明るさ、コントラスト、色相、彩度、鮮明度、ガンマ補正、カラー、ホワイトバランス、バックライト補正、ゲイン、パン、チルト、ロール、ズーム、露出、絞り、焦点]
- 複数台のUSBカメラを接続可能。
デジタル一眼レフカメラ(Canon Eos)制御ソフトの機能
- ユーザーの任意のタイミングでシャッターを切る機能
- 時間を指定して、連続撮影する機能。(最小撮影間隔は、3秒)
- 撮影画像は、制御PCのストレージに保存し、同時に縮小したダイジェスト画像をクライアントに送信
- オートフォーカス/マニュアルフォーカスの切り替え
- ライブビュー画像の配信機能
- ライブビュー画像を拡大/縮小表示する機能
- フォーカスの手動微調整機能
- ライブビュー配信時の解像度、画質、送信間隔(最小34ミリ秒)を任意に変更可能
- 複数台のEosを接続し、上記機能を複数カメラに対して同時に実行する機能(開発中)。
搭載カメラにEos7Dを使用した場合の性能の目安は以下のとおりです。
5184×3456のjpeg画像を、マニュアルフォーカス撮影時、3秒に1枚ずつ、制御PCのストレージに保存可能。
ロボット飛行船活用事業の特徴
- 大型重量機器を搭載し、低騒音低速/滞空飛行で長時間空撮
- MJPEG(操縦用)、JPEG/PNG(記録用)形式で画像伝送・記録
- 事前設定された経路により定期・定点観測
- フェイルセーフ/フォールトトレランスに基づく二重三重の安全対策
- 通信が途絶した場合は、事前設定された原点上空へ自動復帰
- 免許不要なWi-Fiと3G/4Gの2系統の通信規格を具備
- 死活監視機能を備えた途切れの無い高速・安定的な伝送・制御機能
- 各種観測機器を搭載し、多目的センシングノードとしてネット連携
- GPSとジャイロセンサにより、測定位置と姿勢を正確に把握
- 各種観測機器への防震対策が不要
- ヘリコプターのように回転翼による下降気流で周辺環境を乱さない
- 被災地等の臨時通信中継局として機能、ソーラー発電電力を限定供給
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