aptpod Tech Blog

株式会社アプトポッドのテクノロジーブログです

海外計測、アフリカ編

 Aptpodのハードウェアエンジニアの平野と申します。Aptpodでは、当社の製品を使って海外で計測をするお客様もいます。海外の計測は少し複雑の様で、時には様々な問題に直面する事があります。今年の夏、私が、28日間の長い休暇を取って、コートジボワールとベナンの家族を訪問する予定でした。そこで、アフリカへの旅行中に当社の製品を使って計測してみようと思いました。私の体験を、同僚、そしてここを読んでいる皆さんにも共有したいと思います。

 私は日本語不得意なものでこのブログは先に英語で書いてから日本語に翻訳しています。原文も載せていますので英語で読みたい方はこちらからお願いいたします。

  • 準備
    • システムの要求
      • 計測したいデータとエッジコンピュータの選定
      • 電波法による通信の制限
    • デバイスの構成
  • 旅のドライブレポート
    • アビジャンプラトーのドライブ
    • コートジボワールからベナンの旅
    • ベナンからコートジボワールの復路
  • 振り返り

準備

システムの要求

計測したいデータとエッジコンピュータの選定

 今回の計測で、ビデオ、オーディオ、CAN、GPS、周辺の温度と湿度のデータを供したいと思います。 現在、当社で販売しているハードウェアはEDGEPLANT T1ですが、 今回の旅に、Raspberry Piをベースにした産業用小型エッジコンピュータの試作機を使う事に決めました。 このエッジはT1ほど強力でありませんがより小さく、軽く、持ち運びやすいです。GPS付きLTE通信モジュール、加速度計・角速度計、CANバスやUSBポート等が含まれていて、今回の要求に十分対応できます。

使用したいデバイス

電波法による通信の制限

 計画で最初に直面した問題は電波法の規制でした。実際、日本で無線を利用するすべての製品が日本の電波法に準拠する必要があると同様、今回の旅に使用するLTEモジュールとアンテナが訪問する各国の電波法に準拠する必要があります。そのため、コートジボワールのARTCI、ガーナのNCA、トーゴとベナンのARCEPで、デバイスを認証する必要があります。私たちは、ポケット Wi-Fi を使用してネットワークに接続し、エッジ内の LTE モジュールを取り除くというアイデアに辿り着きました。

 コートジボワールには、Orange と MTN という 2 つの大手通信会社があります(引用:総務省)。地元住民によると、Orangeは顧客サポートサービスや田舎での通信カバーが優れています。一方、MTN はベニン、トーゴ、ガーナでも利用できます。 同じポケット Wi-Fi ZLT M30S (LTE 最大 50Mbps、CDMA 5.76Mbps) を使用できるので、コートジボワール国内の旅行とコートジボワールからベニンへの地域間旅行をカバーするために MTN を使用することにしました。 MTN の 4G SIM を 1 枚挿入するだけでインターネットに接続できます。ポケット Wi-Fi の USB ポートを介してエッジ コンピューターを接続してデータを送信することもできます。

Pocket Wifi ZLT M30S
 当初の GPS は LTE モジュールに組み込まれているため、GPS 用の別のソリューションを見つける必要があり、USB to GPS レシーバーを使うことになりました。しかし、全てのUSBデバイスは自動的にLinuxに動作する確証はありません。カーネルを介して Linux オペレーティング システムでドライバーを利用できない可能性があります。EDGEPLANT T1 で使用経験があった複数デバイスをテストし、最終的に USB-GNSS レシーバー GU-902-MGG を選択しました。通信の問題が解決したので、エッジに接続したいデバイスの検討に入ります。

デバイスの構成

 上で書いたように、エッジ コンピューターは IMU (加速度計とジャイロメーター)、1 つの CAN チャネル、ADC 用の 4 チャネル、および 2 つの USB ポートを有します。 ADC に接続するには、アナログ センサー ボードを使用して、エッジに供給する電圧と電流、周辺の温度と湿度を測定したいと思います。USB ポートについては、カメラとマイクに加えて、USB-Wifi と USB-GNSS も処理する必要があります。したがって、追加のデバイスを接続するために USB ハブ ST7200USBM (USB2.0 7 ポート) を追加しました。システムは次のようになりました。

デバイス構成

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Overseas Measurements in Africa

Hi All, I’m Hirano working as a Hardware engineer in the Development Division. At Aptpod, we have some clients who are using our products for measurements abroad. And sometimes they face different kinds of problems and taking measurements abroad seems to be a bit complicated. This year, I planned to take a long 28-day vacation to visit my family in Ivory Coast and Benin. So, I wonder how it would be to use one of our products during my trip to Africa and share my experience with my colleagues and (why not) with you too reader here...

  • Preparation
    • System Construction
      • Data I would like to Measure and Choice of the edge computer
      • Telecommunication Restrictions Due to Radio Law Regulation
    • Devices Structure
  • Drive report of the trip
    • Drive around Abidjan Plateau
    • Trip Abidjan(CI) to Ouidah(Benin)
    • Trip Ouidah to Abidjan
  • Introspection Points

Preparation

System Construction

Data I would like to Measure and Choice of the edge computer

Here are the kind of data I would like to share: Video, Audio, CAN, GPS, Environment temperature and humidity, etc… Our hardware available to customers now is the EDGEPLANT T1. But for this trip, I decided to test our currently on-developing edge computer based on Raspberry Pi. This edge is less powerful than the T1 but it is smaller, lighter, and easier to carry around. The hardware is enough to fit better our demand by providing an LTE module with a GPS incorporated, a 3D accelerometer and 3D gyrometer, 1 channel of CAN Bus, 4 entries for ADC, and 2 USB ports that could serve for the Video and Audio Data…

Device we would like to use

Telecommunication Restrictions Due to Radio Law Regulation

The first problem we encountered in our design was the Radio Law Regulation. Indeed, as in Japan where all products utilizing radio spectrum are to conform with the Japan Radio Law, we would need to use LTE modules and antennas to conform to the Radio Law and certificate our device with the ARTCI (Ivory Coast), the NCA(Ghana) and the ARCEP(Togo / Benin) to use a radio communication in these countries. Certification of a device can be costly and time-consuming. It is a necessity if we want to enter our product in a market. But in this kind of “one-time measurement”, we need a non-costly and easier way. We came up with the idea of using pocket Wi-Fi to connect to the network and get rid of the LTE module inside the edge. In Ivory Coast, we have two major Telecom companies, Orange and MTN (World Information and Communication Circumstances from Ministry of Internal Affairs and Communications). According to locals, Orange has the best rural coverage and helpful customer service while MTN is also available in Benin, Togo, and Ghana. We decided to use MTN to cover the trip inside Ivory Coast and the inter-regional one from Ivory Coast to Benin because we would be able to use the same pocket-wifi ZLT M30S (LTE up 50Mbps, CDMA 5.76Mbps). We just need to insert one 4G SIM from MTN to connect to the internet. Theoretically, we can also send out data by connecting our edge computer through the USB port of the pocket-wifi.

Pocket Wifi ZLT M30S
Our GPS being incorporated with the LTE module, we need now to find another solution for the GPS and end up choosing a USB to GPS receiver. Some USB devices don’t work automatically on Raspi because the driver may not be available in our Linux Operating system via the kernel. We tested different devices that we had experienced with the EDGEPLANT T1 and ended up choosing the USB-GNSS receiver GU-902-MGG. Now that we have resolved our problem of telecommunication, we can work on the different devices we would like to connect to the edge.

Devices Structure

As we wrote above, the edge computer can handle an IMU (accelerometer and gyrometer), one CAN channel, 4 channels for ADC, and 2 USB ports. To connect to the ADC, we will use an analog sensor board where we measure the supplied voltage and the current in the edge, the temperature, and the humidity. For the USB ports, in addition to the camera and the microphone, we now have to handle also the USB-Wifi and the USB-GNSS. We therefore add a USB Hub ST7200USBM ( USB2.0 7 Ports) to connect the extra devices. The system looks now as follows.

Device Structure

Devices Details

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Multipath TCPで通信性能を向上してみる

aptpod Hardwareグループ所属、組込みソフトウェアエンジニアの矢部です。

aptpodで取り扱っているサービスでは、通信機能は重要な要素の一つです。LTE通信網を利用して計測を行うことが多いですが、時間帯や地域によって通信性能が低下することがあります。皆さんも普段スマホを利用していて、昼時は遅い、山間部だと繋がりにくい、などと感じることがあるかもしれません。

今回は通信性能を向上させるための一つの案として、Multipath TCPというものを紹介します。なお、現時点(2023年)ではaptpod内でソリューションとして確立できていないので、あくまで実験的な要素となります。

  • Multipath TCP (MPTCP) て何?
    • MPTCP概要
    • MPTCPの接続方法
    • ネットワークスタックについて
    • v0 と v1 の互換性
      • MP_CAPABLE オプション
    • Linux カーネルの対応状況
  • MPTCP 検証結果
    • Raspberry Pi によるMPTCP v1検証
      • MPTCPの有効化
      • mptcpdの利用
      • 有線LANと無線LANの同時利用の場合
      • LTE2回線利用の場合
    • MPTCPを利用したintdash通信
      • 通信性能向上に関する調査
      • 耐障害性に関する調査
    • 発生した問題と対処法について
  • さいごに
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Unityで簡単にintdash対応アプリケーションを開発できるようになりました

ネイティブアプリケーション開発を担当している上野です。

この度、弊社サービスの intdash と、ゲームエンジン Unity との連携を容易に実現するモジュールを公開することになりました。モジュールの公開に合わせて、その利用サンプルも公開しています。今回は、それらの使い方をご紹介いたします。

Unityで開発したアプリケーションからデータをリアルタイムに取り出して可視化したり、クラウドへ保存して活用したりしてみたいという方や、デジタルツイン開発を始めてみたいという方の第1歩として、このサンプルを活用いただければと思います。

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クラウドで動くOpen-RMFシミュレーション環境を作ってみた

intdashを介してRMF WebとGazeboシミュレーションを実行している様子(詳細な動画は最後の方にあります)

本記事の内容

こんにちは、Aptpodのエンジニアの影山と申します。普段はintdash CONTROL CENTER関係の開発を担当しています。

昨年のROSCon JPでも基調講演がありましたが、フリートの群制御のためのプラットフォームとして、オープンソースで開発が進められているOpen-RMFの名前を聞くことが近頃増えている気がします。

本記事では、話題のOpen-RMFと弊社製品のintdashを使って、クラウドを介してフリートを管理することを目的として、AWS上にOpen-RMF検証のためのシミュレーション環境を構築する手順を紹介したいと思います。

intdashを用いた事例の紹介とはなっていますが、内容はOpen-RMFを試してみたいという方へ向けて、Open-RMFにフォーカスして説明していますので、Open-RMFの使い方の一例として、参考にして頂ければ幸いです。

注:現在も開発が進行中なので、本記事の説明が最新のリポジトリの内容と合っていない場合があります。その点はご了承ください。

  • 本記事の内容
  • 背景
    • Open-RMFとは
    • クラウド上での環境構築の目的
    • RMF Webの利用
  • 環境構築
    • 前提条件
    • システム構成図
    • AWS EC2インスタンスの準備
    • Open-RMFサーバの準備
    • ロボットのシミュレーション環境の準備
    • シミュレーション環境とOpen-RMFサーバの接続
    • マップの準備
      • マップ画像の準備
      • 縮尺の定義
      • Waypoint、レーン、床、壁の定義
      • Building MapからGazeboで使用するワールドの生成
  • シミュレーションを利用したOpen-RMF環境の起動
  • 実際の操作の様子
  • 最後に
  • 弊社ソリューションのご案内
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