hakoniwalab-envsim
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December 18, 25
スライド概要
TOPPERS／箱庭WG活動でUnityやらAthrillやらmROSやら触ってます。 最近は仕事の関係でWeb系の技術に注力しつつ、箱庭への転用を模索しています。 2023年8月1日：合同会社箱庭ラボに移動しました
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各ページのテキスト
箱庭ドローン・デモシリーズ 環境シミュレーションの実装編 合同会社箱庭ラボ CTO 森崇
本資料の目的 • 本資料は、箱庭ドローン環境シミュレーションにおいて、 都市スケールでの利用を前提とした 実装方針およびシステムアーキテクチャを整理・提示する ことを目的とします。 • 本資料では詳細な操作手順は扱わず、 PLATEAU連携および各構成要素の役割を明確化し、 後続の操作手順ドキュメントへの導入とします。 • 環境シミュレーション都市データ(PLATEAU)編 • 環境シミュレーション自然環境設定編 • 環境シミュレーションドローン飛行編 2
アジェンダ • 環境シミュレーション全体アーキテクチャ • 環境シミュレーション開発エコシステム • 全体リポジトリ構成 • 都市スケールのデータの作り方・扱い方 • デモ動画 3
環境シミュレーション全体アーキテクチャ 箱庭では、可視化・設定・シミュレーションを役割分離し、 都市データと環境データを共通基盤として連携させます。 ブラウザ(可視化) 箱庭ドローン Map Viewer (leaflet) 箱庭ドローン 3D Viewer (three.js) 箱庭Web クライアント (JavaScript) ブラウザ（設定） PLATEAU（都市データ） 都市3Dモデル 箱庭 箱庭Web サーバー (Python) 環境データ 作成 (leaflet) 移動ルート 作成 (leaflet) 箱庭ドローン 剛体Sim (MuJoCo) 環境データ 移動ルート 箱庭ドローン Engine (C++) 箱庭環境 Sim (Python) 箱庭ドローン 飛行制御 (Python) 都市コライダ 箱庭PDU(共有メモリ)
環境シミュレーション開発エコシステム 都市レベルで作成した物理・自然・電波環境を、所望のドローン移動ルート上で、 環境＆ドローンSimを実行→評価結果（飛行時間、バッテリー使用量、衝突回数） を確認（必要に応じて、リアルタイムに確認可能） 都市データ 作成ツール （Unity/Python） 自然・電波環境 作成ツール （ブラウザ/Python） 箱庭ドローン 機体モデル 物理環境 (PLATEAU) 自然環境 箱庭環境 シミュレータ 箱庭ドローン シミュレータ 電波環境 箱庭ドローン移動 ルート作成ツール （ブラウザ） 移動ルート 経路最適化 ツール 箱庭ドローン 制御プログラム (Python) ドローンの状態： ・バッテリー使用量 ・総衝突回数 評価結果： ・指定された移動ルートの飛行時間 ・移動中に消費したバッテリー使用量 ・移動中に発生した衝突回数 箱庭ドローン リアルタイム監視 （ブラウザ） 5
全体リポジトリ構成 対応するリポジトリは４個だけ！ 分類 コンポ名 GitHub URL ブラウザ（可視化） 箱庭ドローンリアルタイム監視 https://github.com/hakoniwalab/hakoniwa-map-viewer ブラウザ（設定） 箱庭ドローン移動ルート作成ツール https://github.com/hakoniwalab/hakoniwa-envsim ブラウザ（設定） 自然・電波環境作成ツール ↑ 都市データ変換 都市データ作成ツール ↑ シミュレーション 箱庭環境シミュレータ ↑ シミュレーション 箱庭ドローンシミュレータ https://github.com/toppers/hakoniwa-drone-core ドローン遠隔制御 箱庭ドローン制御プログラム ↑ Webサーバー 箱庭Webサーバー https://github.com/toppers/hakoniwa-webserver ※各リポジトリは、同一ディレクトリ配下に並列でクローンする前提です （相対パスで連携します） 6
都市スケールのデータの作り方・扱い方 都市スケールのシミュレーションは、精度も大事だけど、 「作れる・回せる」ことが最初の壁になる 必要なもの 課題 対処案 都市の3Dモデル 都市スケールの 測定・データ作成の手間 PLATEAUデータを利用する ドローンとの衝突 データ作成の手間 PLATEAUデータから MuJoCoデータへ変換する ビルの干渉データ 自然環境データ （風・気温） 電波環境データ （風・気温） 都市スケールの 飛行ルート 空間分割して、 環境データ作成の手間 ビルの合間を意識 して飛行ルート検討し、 データ化する手間 ブラウザでオープンストリートマップ を表示させて、環境データ、飛行ルート を直感的に設定しデータ変換する （Javascript/leaflet/pythonを利用) ※ 人が“考えながら試せる”ことを優先 7
対処案に対応するドキュメント 対処案 課題 PLATEAUデータを利用する 都市スケールの測定・データ作成の 手間 PLATEAUデータからMuJoCoデータ へ変換する ドローンとの衝突データ作成の手間 ブラウザでオープンストリートマップを表 示させて、環境データ、飛行ルートを 直感的に設定しデータ変換する （Javascript/leaflet/pythonを利用) 対応するドキュメント 環境シミュレーション都市データ (PLATEAU)編 空間分割して、環境データ作成の 手間 環境シミュレーション自然環境設定編 ビルの合間を意識して飛行ルート検 討し、データ化する手間 環境シミュレーションドローン飛行編 8
デモ動画：都市データ編 https://www. youtube.com/ watch?v=fJW QA3cblns 9
デモ動画：自然環境設定編 https://www. youtube.com /watch?v=9o tqVhBbHKo 10
デモ動画：ドローン飛行編 https://ww w.youtube.c om/watch?v =fwnAQE6i UKY 11