概要

GNSS(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)、いわゆるGPSを使用したローバー（rover）の無人運転です。ローバーにはラジコンカーを使用しました。ラジコンカーの屋根にGPSを搭載しています。
１）PCで設定した経由地点（ウェイポイント）に従い、ローバーが自動運転します。
２）ローバーが自動運転で、スタート地点に戻ります。
自動運転ソフトウェアにはArduRoverを用いました。ラジコンカーにコントローラとしてPixhawkを搭載し、PCのソフトウェア（グラウンドコントロールステーション（GCS））にはMission Planner（ミッションプランナー）を使用しました。

 

動画

GPSを使用したローバーの自動運転の動画

説明

１．使用した部品

ラジコンカー	No.347 ランチボックス 2005 58347（タミヤ 1/12 電動RCカーシリーズ）
スピードコントローラ	QuicRUN-1060-Brushed（HOBBYWING）
サーボ	MG996R（TOWER PRO）
バッテリー	YB-L300A（YOKOMO） Lipo 30C 7.4V 3000mAh
コントローラ	Pixhawk PX4 2.4.8フライトコントローラ
GPS	Beitian BN-880フライトコントロールGPSモジュール
受信機	FrSky X8R 2.4G 16CH SBUSスマートポート全二重テレメトリ受信機
無線（テレメトリ用）	ESP8266 WiFiモジュール（技適取得済み） ESP-WROOM-02 キット(waves)
電源モジュール	Criusパワーモジュール28V 90A
電圧計	小型デジタル電圧計 赤 DC 2.5V～30V 2線式（KKHMF）
送信機（プロポ）	FrSky Taranis X9 Lite Pro URUAV Edition
PC	Windows 10 Pro  OMEN by HP 15　Corei7-8750H 32GB GeForce GTX1070 with Max-Q Design（8GB）

 

ローバーに搭載したコントローラ（Pixhawk）のファームウェアはArduPilotのものを利用しました。手順も、ArduPilotの説明をみて行いました。

PCのソフトウェア（グラウンドコントロールステーション（GCS））にはMission Planner（ミッションプランナー）を使用しました。

ArduPilot – Rover
https://ardupilot.org/rover/

Mission Planner（ミッションプランナー）
https://ardupilot.org/planner/

amazonの商品ページへのリンク
No.347 ランチボックス 2005 58347（タミヤ 1/12 電動RCカーシリーズ）

QuicRUN-1060-Brushed（HOBBYWING）

MG996R（TOWER PRO）

２．配線

コントローラPixhawkに付属品のスイッチ、ブザー、GPSを接続する。電源モジュールを接続する。

Pixhawk説明
https://ardupilot.org/rover/docs/common-pixhawk-overview.html#common-pixhawk-overview

PixhawkのRC端子と受信機FrSky X8RのS.Bus端子を接続する。
https://ardupilot.org/rover/docs/common-pixhawk-and-px4-compatible-rc-transmitter-and-receiver-systems.html

Pixhawkの、CH1にサーボモータ（前輪操舵用）と、CH3にESC（後輪駆動用モータ）を接続する。

https://ardupilot.org/rover/docs/rover-motor-and-servo-connections.html

●ESP8266の接続

遠隔PCとローバーに搭載したPixhawkをWiFi無線（テレメトリ用）で接続するために、ESP8266を使用する。

 

３．設定・調整

ローバーに搭載したコントローラ（Pixhawk）のファームウェアをMission Planner（ミッションプランナー）から書き込みます。
https://ardupilot.org/rover/docs/common-loading-firmware-onto-pixhawk.html

ESP8266にMAVESP8266のファームウェアを書き込みます。
https://ardupilot.org/rover/docs/common-esp8266-telemetry.html

遠隔PCとPixhawkをESP8266を使用して接続する設定を行います。

PC側の設定を行います。

ESC（後輪駆動用モータ）をNormalに設定する。

プロポの調整をします。

コンパスの設定と調整を行います。

モードの設定を行います。

フェイルセーフの設定を行います。

バッテリーモニターの設定を行います。

日本語スピーチを有効にします。

送信機（プロポ）の未使用チャンネルのエラーを解除するようパラメータを調整します。

モータテストの結果で、スロットルの最小出力を調整する。

４．接続と起動

１）送信機（プロポ）の電源をONする。
スロットルは全閉（一番下）、スイッチはOFFにしておく。CH5のモードはマニュアルにしておく。
２）Pixhawkの電源をONする。
３）PCのWiFiのSSIDでArduPilotのネットワークを選択する。
４）Mission Planner（ミッションプランナー）を起動して、UDPを選択し、接続をクリックする。
５）GPSがFixするまで待つ。
６）Pixhawkに接続しているボタンをONする。
７）ローバーのモータ用電源SWをONする。
８）「フライト・データ」メニューの「アクション」タブで「Arm／Disarm」をクリックする。

９）「フライト・プラン」メニューでウエイポイントを設定し、Pixhawkに書き込む。
１０）送信機（プロポ）のCH5でマニュアル(Manual)モードのとき（CH5が上ポジション）、送信機で操縦できる。
１１）送信機（プロポ）のCH5でオート(Auto)モードのとき（CH5が中ポジション）、ウエイポイントを経由して自動運転する。
１２）送信機（プロポ）のCH5でRTL（Return-To-Launch）モード のとき（CH5が下ポジション）、スタート地点まで自動運転する。

＜参考＞

ArduPilot – Roverの公式ページ