このリポジトリでは、hakoniwa-px4sim を発展させ、拡張性と汎用性を高めたドローンシミュレータのコア機能を提供します。PX4やArdupilot、ロボットシステム(ROS)、さらにはスマホ、XR、Webとの連携も視野に入れた柔軟な設計が特徴です。

コンセプト

「シミュレーションの世界を飛び出す！」をモットーに、以下の3つを柱としています：

• シンプルさ: 誰でも簡単に使えるドローンシミュレータ。
• 多様性: ゲーム、教育、研究、ビジネスなど、幅広いアプリケーションに対応。
• 接続性: PX4/Ardupilot、Unity、ROS、スマホ、XR、Webとのシームレスな連携。

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「シミュレーションの世界を飛び出す！」とは？

仮想空間の中に閉じず、現実世界の課題解決や価値創造を目指したシステム設計を意味します：

1. 現実世界との接続

• PX4/Ardupilot や ROS と連携し、実機さながらの制御を実現。
• 物流試験や展示用途での活用に対応。
• 仮想シミュレーションの結果を、すぐに実機テストや運用に反映可能。

2. 多様なプラットフォーム対応

• スマホ、XR、Web、Unity など、さまざまなデバイスや環境で動作。
• ゲームやエンターテインメントコンテンツとしても展開可能。

3. ユーザーの創造性を拡大

• 教育向けに、学生や学習者が簡単にモデリングや制御工学を体験できるツールを提供。
• 非専門家でも気軽に利用できる設計で、ゲームや展示会での体験提供にも最適。

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ユースケース

• ゲーム: ドローン操縦を手軽に楽しむ。
• エンタメ: 展示用途（例: 万博でのデモ）。
• 訓練: プロ操縦者向けのリアルな動作再現。
• 教育: 制御工学やモデリング学習。
• 研究: 環境や機体のシミュレーション。
• 物流: 実証実験場として活用。

特徴

1. C/C++ ベース： 箱庭ドローン・コア機能をCライブラリとして提供し、他の言語での拡張を容易化。
2. TOPPERS ライセンス：オープンソースで、商用利用も可能。
3. 複数プラットフォーム対応: Windows, Mac, Linux, WSL2 など主要OSをサポート。
4. 箱庭モードと非箱庭モードのサポート
   • 箱庭あり：ロボットシステム(ROS)や、スマホやXR、Webと連携したシミュレーションが可能。
   • 箱庭なし：ドローンの物理モデルや制御モデルを独立して実行することが可能。PX4/Ardupilotとの連携も可能。

依存ライブラリ

外部

• glm : 数学ライブラリ。
• mavlink_c_library_v2 : MAVLink通信ライブラリ。
• nlohmann/json : JSON操作ライブラリ。

内部

• hakoniwa-core-cpp-client : 箱庭シミュレーションとの統合。
• hakoniwa-ros2pdu : 箱庭PDUとの統合。

アーキテクチャ

• comm (通信モジュール) : TCP/UDP の通信インタフェース
• mavlink (MAVLINK通信) : MAVLINK通信のインタフェース
• physics (物理モデル) : 機体の物理モデル
• controller (制御モデル) : 機体の制御モデル
• aircraft (機体モデル) : 物理モデルおよびセンサ/アクチュエータを統合した機体モデル
• service (サービス)
  • aircaft_service (機体サービス) : 箱庭なしで、PX4と連携するためのサービス
  • drone_service (ドローンサービス) : 箱庭なしで、制御/物理モデルを実行するためのサービス
• hakoniwa (箱庭) : serviceを箱庭に統合したサービス
• logger (ログ) : 機体のログ
• config (コンフィグ) : ドローンのコンフィグ

動作環境

• サポートOS

  • Arm系Mac
  • Windows 11
  • Windows WSL2
  • Ubuntu 22.0.4

• ビルド・テストツール

  • cmake
  • googletest

• 必要なツール類

  • pyenv
    • python: version 3.12.0
      • 3.13以降では動きません。
      • MacOSの場合、homebrewでインストールしたものでは動きません。

インストール方法

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