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title: 67自動制御連合講演会2024発表資料
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author: [伊藤恒平](https://convert.docswell.com/user/Kouhei_Ito)
site: [Docswell](https://www.docswell.com/)
thumbnail: https://bcdn.docswell.com/page/27VDLPZ37Q.jpg?width=480
description: 67自動制御連合講演会2024発表資料 by 伊藤恒平
published: November 24, 24
canonical: https://convert.docswell.com/s/Kouhei_Ito/5YDMX9-2024-11-24-154032
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# Page. 1

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
StampFlyについて
金沢工業大学 ロボティクス学科 伊藤恒平
M5Stack LAI JINGMING
スイッチサイエンス 高須正和
ViXion 近藤義仁
necobit河津岳彦


# Page. 2

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第67回自動制御連合講演会
StampFly開発の経緯
プログラマブルドローン
Stamp Fly
2


# Page. 3

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第67回自動制御連合講演会
Atom Fly１
プログラマブルドローン
Stamp Fly
4


# Page. 4

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
5


# Page. 5

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第67回自動制御連合講演会
ここから始まる
プログラマブルドローン
Stamp Fly
6


# Page. 6

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
7


# Page. 7

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
8


# Page. 8

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
9


# Page. 9

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
10


# Page. 10

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
11


# Page. 11

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第67回自動制御連合講演会
StampFlyについて
Introduction
プログラマブルドローン
Stamp Fly
12


# Page. 12

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第67回自動制御連合講演会
StampFly
300mAh1S電池
距離センサ
電圧・電流センサ
M5StampS3
オプティカル
フローセンサ
RGBLED
拡張ポート
気圧センサ
距離センサ
加速度センサ
角速度センサ
地磁気センサ
ブラシ付
DCモータ
RGBLED
プログラマブルドローン
Stamp Fly
13


# Page. 13

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第67回自動制御連合講演会
Specification
Specification
Parametor
6 axis attitude sensor
BMI270
SPI Communication
3-axis geomagnetic sensor
BMM150
I2C Communication address: 0x10
Distance Sensor
VL53L3
I2C Communication address: 0x52
FOV:25°
Bus voltage monitor
INA3221
I2C Communication address: 0x40
RGB LED
WS2812@2020
Battery Capacity
300mAh@1S@30C
Product Size
82*82*30mm
Product Weight
34.5g
StampFly
14


# Page. 14

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第67回自動制御連合講演会
StampFlyの特徴
• 小型・軽量 36.4g
• 安全
• M5StampS3（FreeRTOS・C++）
• ESP-NOWによる通信
• 機体価格\8,580 送信機\5,148 合計 \13,728
プログラマブルドローン
Stamp Fly
15


# Page. 15

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第67回自動制御連合講演会
開発環境
• Visual Studio Code ＋ PlatformIO
• 飛行制御コードはオープンソース（MITライセンス）
• https://github.com/M5Fly-kanazawa
プログラマブルドローン
Stamp Fly
16


# Page. 16

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第67回自動制御連合講演会
プログラムのアップロード
プログラマブルドローン
Stamp Fly
17


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第67回自動制御連合講演会
プログラムのアップロード
PC
USB-C
プログラマブルドローン
Stamp Fly
18


# Page. 18

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第67回自動制御連合講演会
テレメトリ機能
ESPーNOW
Telem
Roll
０
Pitch ０
Yaw ０
ESPーNOW
UART
PC
プログラマブルドローン
Stamp Fly
19


# Page. 19

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第67回自動制御連合講演会
テレメトリ機能
ESPーNOW
Telem
Roll
０
Pitch ０
Yaw ０
PC
UART
M5ATOM
プログラマブルドローン
Stamp Fly
20


# Page. 20

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第67回自動制御連合講演会
テレメから取得したデータ例
気圧高度
オプティカルフローを利用した
自己位置推定結果
プログラマブルドローン
Stamp Fly
地磁気データ
21


# Page. 21

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第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
22


# Page. 22

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第67回自動制御連合講演会
StampFlyの飛行制御
プログラマブルドローン
Stamp Fly
23


# Page. 23

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第67回自動制御連合講演会
アクロモードの制御
目標角速度
StampS3
ESP-NOW
Transmitter
ATOMS3
ESP-NOW
+
-
Rate
Controller
StampFly
ロール
ピッチ
ヨー
角速度
Gyro
※赤い枠のついている部分のプログラムを作成する
プログラマブルドローン
Stamp Fly
24


# Page. 24

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第67回自動制御連合講演会
スタビライズモードの制御
ロール
ピッチ
ヨー角
速度
目標角度
StampS3
ESP-NOW
Transmitter
ATOMS3
+
-
Angle
Controller
+
-
Rate
Controller
StampFly
1
𝑠
ロール
ピッチ
ヨー角
Gyro
Angle
Estimator
Accel
ESP-NOW
プログラマブルドローン
Stamp Fly
25


# Page. 25

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第67回自動制御連合講演会
教材としてのStampFly
プログラマブルドローン
Stamp Fly
26


# Page. 26

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第67回自動制御連合講演会
教材として
• 安全性
• 入手性
• 組み込み制御教材
• 初学者のプログラミング教材
• フィジカルコンピューティング
• 制御工学学習のベンチマーク
プログラマブルドローン
Stamp Fly
27


# Page. 27

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第67回自動制御連合講演会
推力係数・トルク係数の測定
プログラマブルドローン
Stamp Fly
28


# Page. 28

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第67回自動制御連合講演会
パラメータ推定のための最小二乗法
正規方程式の行列表現
σ 𝜔4
σ 𝜔3
σ 𝜔2
σ 𝜔3
σ 𝜔2
σ𝜔
σ 𝜔2
σ𝜔
𝑁
4
σ𝜔
𝐴
𝐵 = σ 𝜔3
𝐶
σ 𝜔2
2
σ
𝑒𝜔
𝐴
𝐵 = σ 𝑒𝜔
𝐶
σ𝑒
3
σ𝜔
σ 𝜔2
σ𝜔
2 −1
σ𝜔
σ𝜔
𝑁
プログラマブルドローン
Stamp Fly
σ 𝑒𝜔2
σ 𝑒𝜔
σ𝑒
29


# Page. 29

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第67回自動制御連合講演会
実験結果
電圧[V]
角速度[rad/s]
1.04
1450
1.57
2083
2.04
2592
2.52
3152
3.01
3621
3.52
4097
パラメーター
値
𝐴
5.39e-8
𝐵
6.33e-4
𝐶
1.53e-2
プログラマブルドローン
Stamp Fly
30


# Page. 30

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第67回自動制御連合講演会
推力係数の測定
角速度[rad/s]
推力[N]
818.9
8.13e-3
1488
2.09e-2
2024
3.93e-2
2566
6.89e-2
3332
1.09e-1
3876
1.52e-1
パラメーター
値
𝐶𝑇
1.00e-8
切片
-8.00e-5
プログラマブルドローン
Stamp Fly
31


# Page. 31

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第67回自動制御連合講演会
トルク係数の測定
角速度[rad/s]
トルク[Nm]
2083
2.94e-4
2592
5.42e-4
3152
7.77e-4
3621
1.18e-3
4097
1.50e-3
パラメーター
値
𝐶𝑄
9.75e-11
切片
-1.34e-4
プログラマブルドローン
Stamp Fly
32


# Page. 32

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/9J2DGLKZJR.jpg)

第67回自動制御連合講演会
モータの内部構造
プログラマブルドローン
Stamp Fly
33


# Page. 33

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第67回自動制御連合講演会
モータコイルの概形
重量 0.58g
抵抗 0.65ohm
6.5
軸径 0.8
コイル外径 6
コイル厚 0.65
慣性モーメント3.30e-8 kgm2
単位 mm
12.4
21
プログラマブルドローン
Stamp Fly
34


# Page. 34

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第67回自動制御連合講演会
プロペラ
全重量
ハブ
羽4枚
7.4
30.6
プログラマブルドローン
0.36g
0.18g
0.18g
慣性モーメント2.01e-8 kgm2
Stamp Fly
35


# Page. 35

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/YE9KNV8VE3.jpg)

第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly


# Page. 36

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/GE8RKP84JD.jpg)

第67回自動制御連合講演会
今後のStampFly
プログラマブルドローン
Stamp Fly
37


# Page. 37

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/LELKZ1RVJR.jpg)

第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
39


# Page. 38

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/4JM2VWRNJW.jpg)

第67回自動制御連合講演会
プログラマブルドローン
Stamp Fly
40


# Page. 39

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第67回自動制御連合講演会
Various types of positional
landmarks
Stampfly Autonomous drone race
Landing
（４）
（５）
（３）
Checkpoint４
Goal
Checkpoint３
（２）
The coordinates and
height of the
landmarks are
communicated in
advance.
Take off
Checkpoint２
Checkpoint１
Start
プログラマブルドローン
A competition where StampFly estimates its position using its sensors and races to
reach the goal as quickly as possible, while ensuring it passes over the designated
checkpoints. Once StampFly starts, it must fly completely autonomously until it
reachesFly
the goal.
Stamp
41


