Arduino IDE(atan2関数の使い方) - NOBのArduino日記！

atan2関数

atan2関数はXY平面における二点間のベクトル(X,Y)が分かれば、そこからベクトルの角度(ラジアン)を割り出すことが出来る関数です。

使用例としてGPS等で現在地と目的地の座標(緯度・経度)が分かれば、atan2関数で目的地の方角を計算する事が出来ます。

ラジアンとは？

「円の半径に等しい長さの弧の中心に対する角度」と定義されています。

参考に円をラジアン単位で区切ると図1左円グラフの様になり、ラジアンに円周率パイ(以下π)を掛けた単位で区切ると図1右円グラフの様になります。

ラジアンと度の関係を表したものを表1に示します。

図1：ラジアンによる円周上の角度(単位：rad)

表1：ラジアンと度
ラジアン(rad)	度(°)
0	0
1	57.296･･･
n	180
2n	360

※π=3.14159…

三角関数の正接tan（タンジェント）はπ（90°）で無限になってしまうので使いにくいのですが、逆正接 atan2（アークタンジェント2）はベクトルの角度(θ)を返すため使いやすいです。

Arduino IDEで使用するatan2関数の使い方は以下の通りです。

試しにこのプログラムをArduino UNOで実行すると、図2の様にシリアルモニタ上に「Direction = -135.00 : Distance = 1.00」と出力されます。

#define PI 3.141592653589793
void setup() {
  Serial.begin(9600); //9600bpsでシリアルポートを開く
}

void loop() {                                                      //{}内を無限ループで実行する
  float YA = 0, YB = -0.7071; //点A・BのY座標を宣言(-0.7071)
  float XA = 0, XB = -0.7071; //点A・BのX座標を宣言
  Serial.print("Direction = ");                               //目的地Aの方角(°）
  Serial.print(atan2((YB - YA), (XB - XA)) * 180.0 / PI);
  Serial.print(" : Distance = ");                             //目的地A迄の距離(m)
  Serial.println(sqrt(pow(XB - XA, 2) + pow(YB - YA, 2)), 2);
  delay(1000);                                                    //1000ms(1秒)待ちます
}