第2回 GPSで宝物さがし&飛び出す3D画像づくり

○開催日/2009年7月11日(土) ○時間/9:00~15:00 ○場所/金沢工業大学
○教えてくれた学生/鹿田研究室の皆さん

ハンディGPSを使った宝さがしゲームに、みんな大興奮! デジタルカメラとパソコンを使って、飛び出す3D画像も作成しました。

【学びのポイント1】 測量とGPSって、何だろう?

みんなは測量とGPSという言葉を聞いたことがありますか?

簡単に説明すると、測量とは土地や建物などの長さ、高さ、角度を測る技術のこと。GPSとは人工衛星を利用して、地球上の位置(例えば自分が今いる場所)を測るシステムのことです。私たちの周りには、この測量とGPSを利用したものがたくさんあり、生活を安全に便利にしてくれています。

まずは講義で、私たちの生活に測量とGPSがどのように関わっているかを学んでおきましょう。

講義の時間

飛行機、ロケット、GPSの中で、地球の周りを一番速く回っているのは?

学生「宝さがしの前に、測量GPSについて説明します。測量とは長さ、高さ、角度を測る技術のことで、地図を作る時や、家や橋などを造る時も必要です。例えば測量をせずに家を建てれば少しの衝撃で壊れてしまうでしょうし、川幅より短い橋ができてしまうかもしれません。私たちが安全で快適な生活を送るために、測量はとても大切なんです」

学生「次はGPSについてです。地球の周りを回っている人工衛星を利用して、地球上の位置を測るシステムがGPSです。カーナビはGPSを使って、目的地までの道案内をしていますし、GPS付きの携帯電話を持てば、簡単に現在地がわかりますよ」

学生「ここでクイズです。次のうち、一番速く地球の周りを回っているものはどれでしょう?1の飛行機、2のロケット、3のGPS。1だと思う人?あれ、だれもいない?じゃあ、2だと思う人?これもO人かな。最後に3だと思う人?」

キッズ全員「はーい」

学生「答えは…2なんです」

学生「時速を比べてみると、飛行機は約800㎞、ロケットは約2万8000㎞、GPSは約1万1000㎞です。北海道の稚内から沖縄まで約2500㎞を移動すると、飛行機は約3時間かかるけど、GPS衛星なら約14分で到着してしまいます。また、地球を回る高度(地球からの高さ)も違って、飛行機は高度8千m、ロケットは250㎞、GPS衛星は2万㎞。GPS衛星は地球から一番離れた位置で、回っているんですね」

測量の道具、トータルステーションを体験してみよう

学生「次は測量の道具について学びましょう。測量にはものさしや分度器、カメラなどが使われます。これらの道具を学校で使っている人もいるんじゃないかな」

キッズ「分度器、持ってるよ!」

学生「ものさしや分度器は算数の授業で使っているよね。みんなの後に、トータルステーションという測量の道具が置いてあるので、実際に見てみましょう」

学生「トータルステーションは、離れたところにあるポイントに光を照らし、光が反射して返ってくるまでの時間を測ることで、ポイントまでの距離や角度を測ります。しかし、測定したいポイントまでの間にビルや木など障害物があると光が届かず、測定できません。そこで、登場するのがGPSです。GPSを利用すれば、間に障害物があっても距離を測ることができるのです。講義の後は、GPSの便利さを体験します。

測量
長さ、高さ、角度を測る技術のことで、いくつかの種類があります。例えば、地図作成を目的にした「地形測量」は土地の起伏の状況や、人工物(ビルなど)・自然物(木など)の位置と形状を測定します。
GPS
Global Positioning System の略。地球の周りを回る24個の人工衛星から、GPS受信機で電波情報を受信し、地球上の位置の緯度・経度を計算するシステムです。
トータルステーション
測量機器のひとつ。離れたところにあるポイントに光を照射し、その光が反射して返ってくるまでの時間を測定することで、ポイントまでの距離を測定することができます。

【学びのポイント2】 GPSを使って、宝物をさがしてみよう。

「測量」と「GPS」については理解できましたか?次は宝さがしで、GPSの便利さを体験してみましょう。講義で説明したように、GPSを利用すれば、目的地までの距離を測ったり、道順を知ることができます。ポケナビという持ち歩き可能なGPSアンテナ(宇宙のGPS衛星から情報を受信する機器)に、あらかじめ宝物がある場所の緯度と経度を入力しておきました。ポケナビには宝物がある位置の方向やどれぐらい近づいているかが表示されるので、それにしたがって宝物の場所をさがし当ててください。宝物は全部で5つあり、中には文字が1つずつ入っています。全部集めてキーワードを読み解きましょう。

宝探しの時間

宝物の場所はどこ?GPSアンテナを使ってさがし当てよう

学生「お待ちかねの宝さがしを始めましょう。金沢工業大学の中庭に宝物が隠してあるよ。赤、白、青、緑、透明の5チームに分かれて、それぞれ5つの宝物を早く見つけたチームが優勝です。中庭に出たら、GPSアンテナを見ながら宝物に近づいて行きましょう。くれぐれも道路に出たり、危険な行動はしないでね」

キッズ「GPSアンテナに宝物がある方向と、何mで到着できるかが表示されるよ」

学生「目的地到着を知らせる表示が出たら、そこから半径5mぐらいのところをさがしてください」

キッズ「GPSアンテナに目的地到着の表示が出た!」

学生「じゃあ、この辺りに宝物があるよ。みんな、よーくさがしてね。宝物は自分のチームの色をしたカプセルの中に入っています」

キッズ「植木の中があやしいぞ。みんな早く、さがして」

学生さん「宝物に入っていた文字を、ボードの用紙に記入していってください。全部で5文字になるよ」

キッズ「あった~。残り何個だっけ?」

学生「宝物を隠したのは、チームにいるお兄さん、お姉さんです。見つからないよう工夫してあるから、むずかしいですよ。全部見つけたら、教室に戻ってくださいね」

宝物から出てきた文字を組み合わせると、あるキーワードが!

学生「みんな、教室に戻りましたね。宝物の中から、文字が出てきたと思います。5つの文字を並び変えると、ある言葉が完成しますよ。みんなで考えてみてね」

キッズ「文字はン、ウ、ラ、ド、1。並び変えると、なんだろう?」

キッズ「わかった、ラウンド1や!」

学生「みんな、わかったみたいですね。それじゃあ、どのチームが早かったか結果を出すので、みんなはポップアップを組み立てて待っていてね」

15分後――

学生「それでは結果発表です。優勝したのは…、白チーム!おめでとう~。他のチームもあきらめないでね。7月25日に行われる次のゲームで挽回のチャンスがあります。2回のゲーム結果の合計で優勝が決まりますからね」

白チームのキッズ「やったー!」

経度
地球上の位置を示す座標のひとつ。イギリスのグリニッジを通る子午線を基準にして、東西にそれぞれ180度(東回りは東経、西回りは西経)まで表します。ちなみに日本は東経123度から154度に位置しています。
緯度
地球上の位置を示す座標のひとつ。赤道を基準にして、南北にそれぞれ90度(赤道の北側は北緯、南側は南緯)まで表します。ちなみに日本は北緯20度から40度に位置しています。