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Dragon board+センサモジュール ハードウェア開発セミナー (2017 06-12) #ドローン #IoT #Azure #zephyr
- 3. ⾃⼰紹介と会社概要
⾃⼰紹介
• 83年 ソード株式会社
– ハードウェア開発に従事
• 87年 半導体ベンチャ-
– GPUの設計に従事
• 89年 ハフトテクノロジー株
式会社設⽴
– ワークステーション開発
– デジタル放送設備開発
– デジタル家電開発
– スマートグラス開発
– ⾳楽配信システム開発
会社概要
• 2015/9/1 ドローンワークス株
式会社設⽴
– 国産フライトコントローラの開
発・製造・販売
– ドローンの受託開発・製造・販売
– バルーンカムの製造・販売
– ドローン⽤クラウドサービスの開
発・運営
– ドローン教習サービス
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 3
- 4. ⾃⼰紹介(2)
• ドローンワークス株式会社 代表取締役
• IoTビジネス共創ラボ
– ドローンWG グループリーダー
• Drone Community JAPAN Association(DCoJA)
– 発起⼈
– オープンソースによるドローン開発
• ⼀般社団法⼈ 組込みシステム技術協会(JASA)
– IoT活⽤⾼度化委員会 ドローンWG委員
• モバイルコンピューティング推進コンソーシアム(MCPC)
– ドローンWG グループリーダー
• ⼀般社団法⼈ 無⼈航空機操縦⼠・整備⼠協会(UPMA)
– 会⻑
• Facebook
– https://www.facebook.com/hironobu.imamura
• Twitter
– https://twitter.com/himamura
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 4
- 5. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 5
https://www.slideshare.net/ssuser8b64a9/2010-0306-70951086
- 10. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 10
https://www.slideshare.net/ssuser8b64a9/androidabc2013s
- 19. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 19
Android携帯やTabletに使われているARM CPU。せめてプログラマならこれだけは知っ
ていて欲しいと言う内容を簡単にまとめました。セミナーの概要としては
・ARMアーキテクチャ
・ARMインストラクションセットの歴史
・ARMとLinuxの取り組み
・ARMとオープンソースソフトウェアとの関わり
・ARM専用LinuxのLinaroの概要
また、ARMとは離れますが、最近のIntelの動きとAndoridについても若干話してみたいと
思います。
https://www.youtube.com/watch?v=ZAxk5d_QSWE
- 23. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 23
http://events.linuxfoundation.org/sites/events/files/slides/From%2096Boards%20to%20the%20Cloud.pdf
- 26. ドローンを取り巻く環境
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 26
• 現在ドローンを開発している会社は多数あるが、中国のDJI
社が⼀番有名
– Appleと同じように完全垂直統合の企業で、設計〜製造〜 販売
まで⼀貫して⾃社で⾏っている。まるでApple
– 最近ではドローンに搭載するデジタルカメラまで⾃社設計〜製
造をしていて、その技術⼒には眼を⾒張るものがありる
• Dronecodeの中⼼メンバーは3DR(3DRobotics)で、率い
るのはあの「MAKERS」の著者クリス・アンダーソン
– 3DRは、⼀番肝⼼なフライトコントローラ部分を全部オープン
ソースとして公開している
– まるでGoogle。こちらはAndroid的なやり⽅
– たくさんのコミュニティーメンバーに⽀えられてバージョン
アップを繰り返しながら機能・性能・安全を向上させている
- 28. 「Dronecode」の概要
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 28
• 2014/10にLinux Foundationの元で発⾜した無⼈機のフライト
コントローラ等をオープンソースで開発するプロジェクト
• オープンソース・ソフトウェア、オープンソース・ハード
ウェアの両⾯から無⼈ヘリコプターだけではなく、無⼈⾶⾏
機、無⼈ビークルも開発している
• 最近ではVTOL機の開発も進んでいる
- 31. Dronecodeの分裂と現状(2)
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 31
コミュニティー主導
ArduPilot
チューリッヒ⼤学
PX4プロジェクト
ハードウェア:PIXHAWK
ソフトウェア:PX4
ハードウェア:PIXHAWK
ソフトウェア:ArduPilot
分 裂
GPL v3ライセンス BSDライセンス
- 33. Linuxベースだと何が良い?
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 33
• こだわりたいところだけ追加したり、イ
ジればいい
– >姿勢制御(フィルタとか制御則とか)
– >GNSSの精度(RTKとか)
– >無線⽅式の変更
– >センサの追加
– >アクチュエータの追加
– >安全性の機能強化
- 34. 「DCoJA」の概要
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 34
• ⽇本発のオープンソースのドローンプロジェクト
• DroneCode Japan Association
のつもりだったんだけど、Dronecodeが分裂して、
我々が使おうとしていたコードはArduPilot.orgに
なってしまい、事実上Dronecode(ソース的には
PX4)を使わない⽅向になった
• Drone Community Japan Association
と⾔う名前に変更
- 38. Yatagarasu(⼋咫烏)のブロック図
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 38
96Boards
LS Connector
SPI
I2C
MS
5611
MPU
9250
MPU
6000
気圧
センサ
MAX
14830
UART CAN
MAX
14830
HMC
5883
BME
280
2SMPB
-02A
9軸
センサ
6軸
センサ
コンパス
センサ
温度・気圧
センサ
気圧
センサ
PCA9685
PWM
External
Option
- 39. yatagarasu-RED
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 39
HiKey 960
Huawei Kirin 960
HiKey Board
HiSilicon Kirin 6220
DragonBoard 410c
Snapdragon 410
Mediatek X20
MediaTek X20
Bubblegum-96
Actions Semi S900
+
世界中の96Boardsを使って
フライトコントローラを作れる
https://www.96boards.org/products/
表
裏
- 57. Azure IoT EDGEの概要
2017/06/12 57
© 2017 DroneWorks Inc.
クラウドインテリジェンスをエッジデバイスに拡張
• エッジで⼈⼯知能を実⾏する
• エッジ解析を実⾏する
• クラウドからエッジまで、IoTソリューションを導⼊
• クラウドから集中的にデバイスを管理する
エッジで⼈⼯知能と⾼度な分析を可能にする
⾼度な分析、機械学習、および⼈⼯知能をクラウドに構築し、IoT Edgeを使⽤して物理デバイスに展開し
ます。Azureと第三者サービスのエコシステムは、エッジデバイス上で新しいIoTアプリケーションを有効
にするのに役⽴ちます。Azure Stream Analytics、Microsoft認知サービス、Azure Machine Learningを
活⽤して、より⾼度なIoTソリューションを短時間で作成できます。
IoTソリューションコストを削減
データをローカルで処理するようにエッジデバイスをプログラミングすることで、IoTデー
タをキャプチャしてクラウドに送信することを決定します。次に、クラウドに保存して分
析する必要があるデータのみを送信します。デバイスからクラウドに送信するデータの量
を削減することで、他のビジネスアプリケーションでのデータの保存と分析に伴う帯域幅
のコストとコストを削減できますが、それでも洞察⼒が向上します。
オフラインまたは断続的な接続で動作する
IoT Edgeを使⽤すると、エッジデバイスはオフラインであっても確実に安全に動作したり、クラウドへの
断続的な接続しかない場合でも動作します。再接続すると、エッジデバイスは⾃動的に最新の状態を同期
させ、継続的な接続性に関係なくシームレスに機能し続けます
https://azure.microsoft.com/en-us/campaigns/iot-edge/
•オフラインおよび断続的な接続で操作する
•リアルタイムの意思決定を可能にする
•新しいデバイスと従来のデバイスを接続する
•帯域幅コストの削減
- 63. 組み込みLinuxの現状
• 各プラットフォームに独⾃に実装
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 63
Intel Edison TI ARM (Beagle
Black Bone)
Qualcomm ARM
(96Boards)
GPIO, I2C, SPI
のハード Intel
GPIO, I2C, SPI
のハード TI
GPIO, I2C, SPI
のハード
Qualcomm
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
ソフトウェア1 ソフトウェア2 ソフトウェア3
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
- 64. • 理想はこうだよね?
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 64
Intel Edison TI ARM (Beagle
Black Bone)
Qualcomm ARM
(96Boards)
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
同じソフトウェア 同じソフトウェア 同じソフトウェア
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
GPIO, I2C, SPI
のハード Intel
GPIO, I2C, SPI
のハード TI
GPIO, I2C, SPI
のハード
Qualcomm
共通インターフェース 共通インターフェース 共通インターフェース
- 67. • upmとmraaの関係
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 67
Intel Edison TI ARM (Beagle
Black Bone)
Qualcomm ARM
(96Boards)
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
同じソフトウェア 同じソフトウェ
ア
同じソフトウェア
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
GPIO, I2C, SPI
のハード Intel
GPIO, I2C, SPI
のハード TI
GPIO, I2C, SPI
のハード
Qualcomm
共通インターフェー
ス
共通インターフェース 共通インターフェース
ここが
libupm
ここが
libmraa
Linux が動く
ハード
- 68. Upm/mraaのサイト関係
• Intel iot-devkit libraries
(https://github.com/intel-iot-devkit)
• IOTDK download location
(http://iotdk.intel.com/)
• upm: UPM Libraries
(http://iotdk.intel.com/docs/master/upm/mod
ules.html)
• mraa: Main Page
(http://iotdk.intel.com/docs/master/mraa/)
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 68
- 69. mraa Supported platforms
• Galileo Gen 1 - Rev D
• Galileo Gen 2 - Rev H
• Intel Edison
• Intel(R) NUC DE3815tykhe
• Intel(R) MinnowBoard Max / MinnowBoard Turbot
• Raspberry Pi
• Banana Pi/Pro
• Beaglebone Black
• phyBOARD-Wega
• Intel NUC NUC5i5MYBE
• UP Board
• Intel Joule
• FTDI FT4222H
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 69
- 74. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 74
http://www.96boards.org/blog/programing-i2c-devices-libmraa-libupm/
- 78. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 78
upm/で git diff master dromeworks-experimental としても変更分がわかります
git diff master dromeworks-experimental | grep "diff –git
example/の下にあるのはサンプルプログラムで、その他のはほとんどドライバ
です。
変更分はupmのdromeworks-experimentalブランチにあります。
https://github.com/drone-works/upm/tree/dromeworks-experimental
- 79. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 79
https://github.com/drone-works/Shimonso-IoT-Type-R/blob/master/Shimonso-IoT-Type-R.pdf
- 82. 野望!
• upmとmraaを使ってARMのLinuxとmbedを統⼀
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 82
96Boards
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
同じソフトウェア 同じソフトウェ
ア
センサーA GPIO
センサーB I2C
センサーC SPI
GPIO, I2C, SPI
のハード Intel
mbed
共通インターフェー
ス
共通インターフェース
ここが
libupm
ここが
libmraa
Linux が動く
ハード
- 84. 2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 84
• Zephyr Projectは複数のアーキテクチャをサポートし、その成果物はApache
License 2.0で利用可能になる。
• 新興企業はOSのライセンスについて考慮したり、自社製品に搭載するOSを開発
するという重荷から解放される。
• Zephyr Projectではモジュール化されたかたちで開発が進められる。そのカー
ネル(そして関連モジュール)は8Kバイトのメモリで実行可能となっている。
https://japan.zdnet.com/article/35078243/
Linux Foundation、IoT向けリアルタイムOSの共同開発プロジェクト「Zephyr」を発表
https://fabcross.jp/news/2016/02/20160219_linux_foundation_zephyr.html
- 87. Zehpyeサポートボード
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 87
X86 Boards
•Arduino/Genuino 101
•Galileo Gen1/Gen2
•MinnowBoard Max
•X86 Emulation (QEMU)
•Quark D2000 Development Board
•tinyTILE
ARM Boards
•96Boards Carbon
•96Boards Carbon nRF51
•96Boards Nitrogen
•Arduino/Genuino 101 (BLE)
•Arduino Due
•CC3200 LaunchXL
•CC3220SF LaunchXL
•Curie (BLE)
•ST Disco L475 IOT01
•NXP FRDM-K64F
•NXP OpenSDA
•NXP FRDM-KL25Z
•NXP FRDM-KW41Z
•Hexiwear
•Hexiwear KW40Z
•ARM V2M MPS2
•nRF51-PCA10028
•nRF52840-PCA10056
•Redbear Labs Nano v2
•Nordic nRF5x Segger J-Link
•nRF52-PCA10040
•ST Nucleo F401RE
•ST Nucleo F411RE
•ST Nucleo F412ZG
•ST Nucleo F413ZH
•ST Nucleo L432KC
•ST Nucleo L476RG
•OLIMEXINO-STM32
•ARM Cortex-M3 Emulation (QEMU)
•SAM4S Xplained
•SAM E70 Xplained
•ST STM32F469I Discovery
•ST STM32F4DISCOVERY
•ST STM32L496G Discovery
•ARM V2M Beetle
ARC Boards
•Arduino/Genuino 101 (Sensor Subsystem)
•DesignWare(R) ARC(R) EM Starter Kit
NIOS II Boards
•Altera MAX10
XTENSA Boards
•Xtensa simulator
- 89. EdgeX Foundry Integration with Linaroʼs
Zephyr-based IoT demonstration system
2017/06/12 © 2017 DroneWorks Inc. 89
https://www.linaro.org/blog/edgex-foundry-integration-linaros-zephyr-based-iot-demonstration-system/