第34回全国高等専門学校プログラミングコンテスト 自由部門

　　　　　　　　登録番号：20021

対象者 : 小学生

プラネタリウムの需要

　　　　　 天文分野は

物理学・化学・数学・統計学から得た

　　　データを使用している

生物・地質学・環境学等とも

深く繋がりを持っている

　小学校で学ぶ算数・理科への理解が深まり

さらに中学校で学ぶ数学・社会科・理科への

　　　　　　　 理解が深まる

はじめに

プラネタリウム施設における総観覧車数ならびに総投影回数は、

新型コロナウイルスの影響から2020年より減少傾向にあります。

それにより、家庭用プラネタリウムの需要が高まっています。

ただ、家庭用プラネタリウムにはすぐに飽きる、という問題点があります。

そこで私たちは

[1] https://www.segatoys.co.jp/company/press_release/pdf/20210415.pdf 　　[2] https://planetarium.jp/info20211011/

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を提案します！

とは

「星座を描きながら楽しめる」

家庭用プラネタリウム

反映

星を並べて線を

結びオリジナルの星座を作成する

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アプリで

星座を作成

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プラネタリウム

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プロジェクタに反映し 　

て自分の星座をプラネ

タリウムで楽しめる

その他機能

アイテム機能

アイテムを使うことで星座作りが

楽しくなります　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　クイズ機能

天文学に関する問題を出題します

これらの機能によって

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オリジナル星座を作ることによって創造力が鍛えられる

アイテム機能などによる飽きを感じさせない仕様

クイズ機能によって学びを提供する

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お絵描き機能

オリジナル星座を描ける機能

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スマートフォンで星座を描いて、

反映位置を指定すると、スマートフォンに描いた星座をプロジェクターに映し出します。

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また、星座のデータを背景データとは

別のレイヤーに 設定することにより

星座の移動を可能にします。

反映

アイテム、流れ星機能

・アイテム機能

「描きぷら!」には、お絵描き機能を楽しくするアイテム機能

があります。これらのアイテムは、お絵描き機能に使う星座

の星などに着色、大きさや特殊アニメーションなどを加える

事ができます。

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・流れ星機能

1～2時間に1回の頻度でプロジェクターに流れ星が映し出されます。

また、それらの流れ星からランダムにアイテムを受け取ります。

受け取ったアイテムはアイテムボックスに送られます。

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クイズ機能

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スマートフォン上に天文学の問題を出題します。

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クイズは1日5問出題されます。

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正解数に応じてアイテムがもらえます。

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全問正解すると特別なアイテムがもらえます。

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アイテム機能によって問題を解くモチベーションを上げ、学力向上につながります。

問題を出すミニゲーム機能

星空描写まで

地表座標から赤道座標に変換する

CosδsinH = -cosh sinA

CosδcosH = cosΨsinh - sinΨcoshcosA

= sinΨsinh + cosΨcoshcosA

⇒a = θ - H　

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時角Hの導入式

JD(ユリウス日) = 365.25Y + (Y/400) - (Y/100) + 30.59(M-2) + D + 1721088.5

+ (H/24) + (m /1440) + (S/86400)

TJD = JD -2440000.5

θ = 24 × {(0.67 / 262) + 1.0027379094 × TJD}

H = H₁ - λ/15 (H > 0 の時、24を足す)

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赤道座標±15度の範囲にある恒星を、データセットから読み込みプロットする。

この時、赤経が西回りに設定されていることを考慮して、ｘ軸は降順にする。

また、等級に合わせて星のサイズを調整することで、明るさを表現する。

方角：Ａ

高度：h

緯度：Ψ

経度：λ

恒星時：θ

赤経：a

赤緯：δ

Ｙ：年

Ｍ：月

Ｄ：日

Ｈ：時間

m：分

S：秒

描写した星空につく機能

星に当たり判定をつけ、星を触った状態でスライドして次の星に触れたときに、線ができるようにすることで、星と星が繋がって、星座を作っていくことができる。接続した星のデータを星空とは別で保存することで、星座線を映したり消したりすることができる。

また、星座線を横に流しては消えていくようにすることで、流れ星を表現する。

流れ星から落ちてくるアイテムは乱数で決め、とする。

クイズはプロジェクタで問題を表示し、４択でスマートフォンから解答することとする。この時、最初に星空を表示して、出題の際にやじるしを表示し星座を指す。というような方法にすることで、Bluetoothでデータをやり取りできるようにする。

特許調査

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家庭用プラネタリウムの特許はこの一つしかない。

また、この特許は出願から20年が経過しており、存続期間が終了している。したがって、このシステムを利用して問題はない。

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星座創作やクイズ機能の活用

色々なミニゲームを取り入れることによって飽きずに楽しめる今までにない家庭用プラネタリウム

特願平5-089144　特開平6-273695　

公開日（公表日）： 1994年09月30日

ビデオプロジェクタを、家庭用プラネタリウムの投影機として用いることができるようにする。画像発生装置から送られて画像表示装置に表示される平面の画像を投影レンズにより拡大投影するビデオプロジェクタ。平面のチャートの画像を広い範囲に投影できるレンズを備えてなる。

類似品との相違

システム構成図

出力

情報通信部

星空表示機能

書き込み機能

星空データ

DB

ユリウス日・時角などの算出

スマートフォン

プロジェクタ

恒星データベース

サーバー

開発計画

開発環境

使用OS

　Windows

統合開発環境

　Visual Studio Code

開発言語

　Type Script

実行OS

　Android

ハードウェア

　プロジェクタスマートフォン

提案 ・ 修正

プレゼン・資料作成

設計

実装

テスト

修正

統合

設計

実装

テスト

統合

設計

実装

テスト

統合

修正

修正

実行環境