ArduPilotとは？　no44

ArduPilotとは？

ドローンの自動化　自動航行　近々も課題！　精度　目的！　安全性！　航空管制も視野に入れて　近々の課題！

Ardupilot（自律航行制御プログラム）及びDronekit（アプリケーション開発用プログラム）などで構成され、ドローン(ヘリコプター/マルチヘリコプター/固定翼機)などの操縦をサポートしています。

ArduPilot.orgを中心に世界中のエンジニアが、新機体へのサポートやセンサー、Lidarなど周辺機器のドライバー開発、非GPS環境での測位の開発を行っています。開発されたコードは、GPLv3ライセンスに則り、オープンが義務付けられています。これによって、世界中の企業や個人が開発した機能は、世界中の誰もが自由に利用できる状況となっています。
様々な形態のハードに利用できるのも特徴であり、その飛行制御技術は、CopterやPlaneだけでなく、垂直固定翼機や自律走行する地上を走る車や水上ボートなど、様々な形のドローンでも利用できます。
 
◆詳細
ArduPilotは、「高度なデータロギング」「解析機能」「シミュレーションツール」などを備えているオートパイロットソフトウェアで、信頼性が高く自律的な無人車両システムを目指しています。
また、あらゆる車両システムを制御できるように、新型車両に対するサポートを拡充しています。(・従来型飛行機・多回転機・ヘリコプター・ボート・潜水艦・クワッドプレーン・複合ヘリコプターなど)

◆経緯
ArduPilotは、専門技術者とコンピュータ科学者などのチームによって開発されてきました。また、多くの周辺サプライヤーがエコシステムを提供しています。
 
◆実績
ArduPilotソフトウェアスイートは、世界中で多くのドローン系機体に搭載され利用されています。また、NASA、Intel、Boeingなどの大規模な機関/企業/大学などで、テストや開発にも使用されています。
 
◆アーキテクチャー
ArduPilotは、狭義には下図のFlightCodeの部分を指していますが、ArduPilot.orgコミュニティでは、アプリケーションを開発するためのDroneKitから、ミッションプランナーなどの管理用アプリケーション、MAVLinkによる通信レイヤーもサポート対象となっています。

◆特徴
・豊富なコマンドモード
様々なタイプの車両に対応する多くのコマンドモードをサポートしています。
 
・自律飛行モード
高度な機能を備えた完全なスクリプトミッションを実行する自律飛行モードを搭載しています。
 
・フェイルセーフオプション
「制御信号喪失」「バッテリー状態低下」「システム障害」などに対応できるフェイルセーフオプションを利用可能です。
 
・ライブビデオリンク
オンスクリーンディスプレイによるライブビデオリンクが可能で、「3軸カメラの制御/安定化」「シャッター制御」などについてプログラムによるコントロールが可能です。
 
・リアルタイム双方向通信
リアルタイム双方向通信による「GPS位置取得」「バッテリー状態取得」「その他のライブ情報取得」などを行うことが可能です。
 
・データロギング
データロギング機能を備えており、「グラフ作成ツール」や「Google Earthマッピングツール」などを使用して包括的な事後分析を行うことが可能です。
 
・カスタマイズ性
上級ユーザーは、さまざまなカスタマイズを行うことが可能です。
 
◆主なコンポーネント
・地上局アプリケーション「Mission Planner」
Mission Plannerは、ArduPilotの地上局アプリケーションです。Windowsで動作し、さまざまなドローン系機体の制御を行えるほか、「構成ユーティリティ」や「自律走行用ダイナミックコントロール機能」として使用できます。
 
→ArduPilot　→Mission Planner Home

 自動パイロット用地上局アプリケーション「APM Planner」
APM Plannem rは、自動パイロット用地上局アプリケーシz..**’e HM k KI m ョンで、Windows/Mac OSX/Linux上で動作します。
 
→ArduPilot　→APM Planner 2 Home
http://ardupilot.org/planner2/index.html

◆その他
・同様な機能を提供する製品として、「Dronecode」「comma.ai」「neo」などがあります。
・ハードウェアは「Pixhawk」が推奨されています。
 

【参考】Pixhawkとは
アメリカの3D Robotics(3Dロボティクス、3DR)社が販売するフライトコントローラーです。3DRはIris+やsoloといったコンシューマー向け完成品ドローンも販売しており、ドローン業界ではかなり影響力が大きい会社です。
回転翼ドローン(マルチコプター)に搭載されることが主ですが、固定翼のラジコン飛行機やラジコンカーでも使用できるため、ラジコン用マイコンという表現のほうが適切かもしれません。
数あるフライトコントローラーの中でも、ハイアマチュアや研究・産業用途をターゲットにしており、高性能である点が特徴です。
 
◆オフィシャルサイト
 
→ArduPilot(ArduPilot Open Source Autopilot)
http://ardupilot.org/
 
◆ライセンス情報
ArduPilotのライセンスは「General Public License v3」です。
 
→ArduPilot　→Docs　→License (GPLv3)
http://ardupilot.org/dev/docs/license-gplv3.html
 
◆ダウンロード
 
→ArduPilot　→ArduPilot Firmware builds
http://ardupilot.org/dev/docs/license-gplv3.html