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③ドローンを操作するプログラムの作成

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本作業について

タイトル通り、ドローンを操作できる状態にすることを目指します。
そのためにプログラムの作成・追加を行い、キーボードで操作できるようにします。
「コントローラで動かしたい」といった場合でも、このプログラムを少し書き換えることで実現できるようですので、まずはこのページに従ってキーボードで動かしてみてください。

はしがき:readmeの情報について

AirSim\Unity上では計2つのREADME.mdが存在します。
その内、UnityDemoフォルダ内にある方を開くと「キー入力で操作できる」旨が書いてあります。
しかし、この情報は古いバージョンのものであり、現在のバージョンではキー入力による操作をデフォルトで行うことはできません。

具体的な作業

この作業は、前回の「Unityへのインポート作業~実行」までを終えていることを前提としています。これらの作業を終えていない方は、先にそちらをご覧ください。

◆手順
①プログラムの書き足し
②プログラムの新規作成
③キーコンフィグの設定
④実行してみる
⑤ドローンの動作の要素について

①プログラムの書き足し

「AirSim→Unity→UnityDemo→Assets→AirSimAssets→Scripts→Vehicles」内にVehicle.csというc#スクリプトが存在します。
これをVisual Studioで開き、353行目と354行目の間に以下のプログラムを加筆してください。

// Added for DroneControllerInput Use
public bool ControllerAllowed() {
    return isServerStarted && !isApiEnabled;
}

public void SetRCData(AirSimRCData data) {
    rcData = data;
}

②プログラムの新規作成

DroneControllerInput.csというc#スクリプトを作成します。
ファイルを作成する場所は任意です。
対となる車のコントロールプログラムの場所を意識するなら、"AirSim/Unity/UnityDemo/Assets/AirSimAssets/Scripts/Vehicles/Multirotor/"内が妥当ですが、見ての通りかなり深い位置になってしまいます。
深い位置が嫌いな方であれば、自分にとって分かりやすい場所に作る方が良いでしょう。

プログラムの中身は以下の通りです。

DroneControllerInput.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using AirSimUnity.DroneStructs;
using UnityEngine;

namespace AirSimUnity
{
[RequireComponent(typeof(Drone))]
public class DroneControllerInput : MonoBehaviour
{
private Drone drone;

    private void Start() {
        drone = this.gameObject.GetComponent<Drone>();
    }
    private void LateUpdate()
    {
        if (drone.ControllerAllowed())
        {
            AirSimRCData rcData = drone.GetRCData();

            rcData.is_valid = true;
            rcData.roll = Input.GetAxis("Horizontal"); //左右
            rcData.pitch = Input.GetAxis("Vertical"); //前後
            rcData.throttle = Input.GetAxis("Depth"); //上下
            rcData.yaw = Input.GetAxis("Yaw"); //回転
            rcData.left_z = 0;
            rcData.right_z = 0;

            drone.SetRCData(rcData);
        }
    }
}
}

そして、"DroneDemo"シーンを開き、作成したDroneControllerInput.csをドローンのオブジェクト(QuadCopter)にコンポーネントとして追加してください。
5.png

追加が終わったら、忘れないうちにシーンを"SimModeSelecter"に戻しておきましょう。

ここまでの作業によって、入力設定でキーコンフィグを行うことが可能になります。

③キーコンフィグの設定

「(メニューバーの)編集→プロジェクト設定→入力」を選択します。
すると、右側に表示されるインスペクターからキーコンフィグを行うことができます。

デフォルトでは「Horizontal(日本語表記:水平)」「Vertical(日本語表記:垂直方向)」の2つは既に作られています。
この他に、「Depth」「Yaw」の2つを作成してください。不要な「Fire1」「Fire2」あたりの名前を変更するのが一番手っ取り早いです。

あとはキーコンフィグを自由に設定してください。
どこに何を設定すればいいかわからない人は、以下のように設定するのがおすすめです。

Horizontalの負方向ボタン left (矢印キー左)
Horizontalの正方向ボタン right (矢印キー右)
Verticalの負方向ボタン down (矢印キー下)
Verticalの正方向ボタン up (矢印キー上)
Depthの負方向ボタン s
Depthの正方向ボタン w
Yawの負方向ボタン a
Yawの正方向ボタン d

④実行してみる

前回と同じく、"SimModeSelecter"シーンから実行してみましょう。
実際に動かせれば成功です。

先ほどおすすめした通りに設定した場合、
・矢印キーで前後左右
・awsdキーで上下回転
となります。

ちなみに、慣性が強く働いているのは仕様のようです。

⑤ドローンのカスタマイズ

この項目では、より操作をカスタマイズしたい人に向けて記載しておきます。

・キー入力の限界

単純なキー入力だけでは、残念ながらドローンの速度を微調整することはできません。
なぜなら、キーボードの入力では「押している」か「押されていない」の2つの状態しか扱えないからです。
よって、「キーを半分押したから半分の速度でドローンを動かす」というのは不可能です。

もし、キーボード上で半分の速度で動かしたいのであれば、後述するような手法で「キーを押すと、50%の速度で動くように設定する」必要があります。
ただ、この要領で「複数のスピードを出せるようにする」場合は一つの機能に対して複数のキーを割り当てる必要があります。
そうなると、操作が複雑になり、実用性が低下しています。

そのため、速度を微調整したい場合にはキーボードをコントローラとして使用するのはあまりオススメできません。
別途コントローラーなど用意し、アナログスティックで操作した方が良いです。

・速度の変更

キーを押した時の速度を変更したい場合、プログラムの数値を弄ることで簡単に変更することができます。

例えば、「左右を1/2のスピードにしたい!」といった場合には、
先ほどの

rcData.roll = Input.GetAxis("Horizontal");

の部分を

rcData.roll = Input.GetAxis("Horizontal")/2;

と変えるだけで半分になります。

また、if文によっても同じことができますが、その場合は以下の2つに注意してください。
1.必ず、「何も押していないときの動作を定義する」こと。(左右なら、if文の最後に必ずelseでrcData.roll=0を入れる。忘れると永久に押しっぱなし判定になる。)
2.小数の値を代入する際には、float型にする。(忘れると小数点以下切り捨てで扱われる)

おまけ1:参考にしたページ

本作業の内容は、このページの情報を参考に作成しています。
このページが無ければ、私はAirSimを使うことを断念していました。
この場を借りて、元となるプログラムを作成したjasonhbartlettさんにお礼申し上げます。

おまけ2:私が使用したプログラム

今回紹介したプログラムとは別に、私が編集したDroneControllerInput.csもここに記しておきます。
先述のものとは、3つの変数によって操作している点が異なります。
ちょっと変わった操作方法ですが、プログラムを読める人であれば、大体何をしているのか想定がつくと思います。参考までに。

DroneControllerInput.cs(ver.2)
using System;
using System.Collections.Generic;
using AirSimUnity.DroneStructs;
using UnityEngine;

namespace AirSimUnity
{
    [RequireComponent(typeof(Drone))]
    public class DroneControllerInput : MonoBehaviour
    {
        private Drone drone;

        private void Start()
        {
            drone = this.gameObject.GetComponent<Drone>();
        }
        private void LateUpdate()
        {

            if (drone.ControllerAllowed())
            {
                AirSimRCData rcData = drone.GetRCData();

                rcData.is_valid = true;

                if ((RotateByAccelerometer.Z == 1))
                {
                    //旋回動作
                    rcData.roll = 0;
                    rcData.pitch = 0;

                    if (RotateByAccelerometer.Y > 0.2)
                    {
                        rcData.yaw = (float)0.2;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.Y < -0.2)
                    {
                        rcData.yaw = (float)-0.2;
                    }
                    else
                    {
                        rcData.yaw = 0;
                    } 
                }
                else
                {
                    rcData.yaw = 0;

                    //左右動作
                    if (RotateByAccelerometer.Y >= 0.7)
                    {
                        rcData.roll = (float)0.5;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.Y >= 0.4 && 0.7>= RotateByAccelerometer.Y)
                    {
                        rcData.roll = (float)0.25;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.Y >= 0.2 && 0.4 > RotateByAccelerometer.Y)
                    {
                        rcData.roll = (float)0.1;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.Y <= -0.7)
                    {
                        rcData.roll = (float)-0.5;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.Y <= -0.4 && -0.7 <= RotateByAccelerometer.Y)
                    {
                        rcData.roll = (float)-0.25;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.Y <= -0.2 && -0.4 < RotateByAccelerometer.Y)
                    {
                        rcData.roll = (float)-0.1;
                    }
                    else
                    {
                        rcData.roll = 0;

                    }

                    //前後動作
                    if (RotateByAccelerometer.X >= 0.5)
                    {
                        rcData.pitch = (float)0.5;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.X >= 0.3 && 0.5 >= RotateByAccelerometer.X)
                    {
                        rcData.pitch = (float)0.25;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.X >= 0.15 && 0.3 > RotateByAccelerometer.X)
                    {
                        rcData.pitch = (float)0.1;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.X <= -0.6)
                    {
                        rcData.pitch = (float)-0.5;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.X <= -0.3 && -0.6 <= RotateByAccelerometer.X)
                    {
                        rcData.pitch = (float)-0.25;
                    }
                    else if (RotateByAccelerometer.X <= -0.15 && -0.3 < RotateByAccelerometer.X)
                    {
                        rcData.pitch = (float)-0.1;
                    }
                    else
                    {
                        rcData.pitch = 0;
                    }

                }

                rcData.left_z = 0;
                rcData.right_z = 0;

                drone.SetRCData(rcData);
            }
        }
    }
}

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