【ドローン事業部】自社でドローン作れるのか⁉【part4】

こんにちわ！ドローン事業部です手裏剣

 

今回は試作ドローンのモーター試験を実施していきます。

どのように実施していくか説明しますびっくりマーク

 

まずは試作機の構成について整理します。以下の図のように、配線してみました。

 

図１．イメージモデル


 

簡単な指示の流れを以下の通りPixhawkに設定しました。

  • 送信機から来た信号を受信機でとらえます。
  • 受信信号がPixhawkに送られます。
  • Pixhawkはプログラムされたモーターを回転させるように指示します。
  • モーターが回転を始めます。

 

では、実際に送信機の操作でモーターが回転を変化できるか試験してみます。

バッテリーを接続し、送信機の電源を入れ、セーフティスイッチを押しアームします。

 

写真１．バッテリー接続

 

バッテリーを接続してドローンを起動させます。

ぴっぴっぴっ・・・・・というピープ音が継続してなり始めます。

 

写真２．送信機電源ON

 

送信機の電源を入れると、Pixhawk側から受信した音が聞こえます。

受信機側の灯火が赤色から緑色に変わります。信号の受信ができている証拠です。

 

写真３．セーフティスイッチON

 

点滅しているボタンスイッチを長押しすると、赤色常灯に変わります。

 

写真４．アーム操作

 

左側のスティックを右下に倒してアーム（安全ロック解除）します。

プーーーーー！と警告音がなります。これで準備完了です。

 

左スティックを戻し、再度引き上げるとモーターが回転します。

 

スロットルやヨーでのモーター変化を見てみると、スティックの入力量に合わせて

 

回転数が増減している様子がうかがえます。成功です！

 

図２．サーボアウトプット

 

・・・・・・おや、動作がなにやら不安定ですねぇ。サーボアウトプットが均一ではないですねぇ・・・

 

これは設定などを見返す必要がありそうです。

 

今回はここまで、次回もモーターの設定をPixhawkをいじりながら実施していきます。

 

ではでは～ニコニコ

【ドローン事業部】豊明本社からドローン配達を考えてみよう！【机上調査】

お疲れ様です。ドローン事業部ですお茶

 

ドローン事業部では出向先の業務で、ドローンの飛行経路をプログラミングしたり

 

実証実験において、プログラムした飛行を実施してきました。

 

今回は、その経験からドローンを活用事例の一つである「物流」をテーマにした内容のブログを考えてみました。

 

題して、豊明本社からドローン配達するなら、どこまでできるかな⁉　です笑い

 

 

 

今回机上計算に用いるドローンは、Phantom4ProV2としてみます。

 

メーカースペックは30分弱飛行できるとのことですが、安全面を考慮すると最大飛行時間は20分程度です。

 

つまり片道10分程度が今回のドローンの移動限界です。Phantom4ProV2は自動航行で最大15m/sで移動可能です。

 

計算してみましょう。

 

10分となると、15m/s * 10min = 9000m 　→　　9㎞圏内に輸送可能ということです。

 

豊明本社の位置情報をGoogle Earth Proを使って図にするとこんな感じ。おお広い！！ちょっと見えにくいか？

 

図１．9km圏内

 

自動航行作成アプリに「西側に9km移動して、帰還するルート」を作成してみます。

 

今回はLitchiという自動航行アプリケーションを使用して検討してみました。

 

図２．Litchi画面

 

すると、27分かかることがわかりました。あれれ、なぜ？なぜ？

 

これは以下が要因と考えられます。

 

  • 目的地まで道が平坦でないこと
  • ドローンが地形に沿って高度設定しているため、上下していること
図３．経路ライン測定結果

 

例えば、スタート地点の豊明本社は17ｍほどの標高ですが、桶狭間公園を東から西に抜けていく時が最も高く60ｍもありました。反対に目標地点では標高が下がっており、6mでした。

 

これらの調査結果から、実際には9キロ圏内より範囲の狭いエリアでの物流となるということです。

 

 

じゃあ、自動航行作成アプリで片道10分でどこまでいけるの？

 

 

下矢印下矢印熊しっぽ熊からだ熊からだ熊からだ熊からだ熊からだ熊からだ熊からだ熊からだ熊からだ熊あたま下矢印下矢印

 

調べた結果、同じように西側に移動する場合は6.4km~7kmでした。だいたいJR南大高駅を超えたあたりまで届く範囲です。

  • 赤色がスペックより計算した範囲
  • 青色が自動航行作成アプリでの範囲

図４．想定範囲と可能範囲

 

まとめ

 

今回は机上検証ということで、調査してみました。

 

約30分くらい飛行できるドローンを飛行時間に余裕を持たせた結果、6.4km~7km範囲に飛行可能とのことでした、

 

余裕を持たせて飛行範囲を考えてみたつもりでも、地形の影響を受けて思ったように進んでいなかったりしています。

 

今回検証したような飛行経路では、様々な法規制がかかることやレベル４＆カテゴリーⅢでの飛行となることから

 

そもそもの前提として、Phantom4Proでは実施できない！ということにも触れておきますね。できないのよね～オエー

 

レベル４？カテゴリーⅢ？なによなによ？・・・・今度解説するかも。

 

ではでは～パンダ

 

【ドローン事業部】一等無人航空機操縦士実技試験（基本）のコース紹介とレビュー

こんにちは、ドローン事業部ですニヤリ

 

ドローン事業部では国家資格である一等無人航空機操縦士の資格取得に挑戦しています。

 

今日は一等無人航空機操縦士試験（基本）で使用される実技試験のコース紹介と

 

実際にそのコースを練習してみたレビューをしていこうと思います。びっくりマークではでは、始まりです。

 

 

 

実技試験のコース紹介
 

 

 

 １．高度変化を伴うスクエア飛行の飛行経路

 

(１)GNSS、ビジョンセンサー等の水平方向の位置安定機能OFFの状態で、機首を受験者から見て前方に向けて離陸を行い、高度1.5メートルまで上昇して、５秒間ホバリングを行う。

 

(２)試験員が口頭で指示する飛行経路及び手順で直線上に飛行する。機体の機首を常に進行方向に向けた状態で移動をする。B地点とC地点の間及びE地点とD地点の間の移動は、1.5メートルから3.5メートルまでの高度変化を伴う。

 

(３)移動完了後、着陸を行う。

 

 

 ２．ピルエットホバリング

 

 

(１)GNSS、ビジョンセンサー等の水平方向の位置安定機能OFFの状態で機首を受験者から見て前方に向けて離陸を行い、高度3.5メートルまで上昇して、５秒間ホバリングを行う。

 

(２)離陸地点にて、試験員の指示する方向に20秒間程度で一回転する速度で回転を行う。

 

(３)一回転後、着陸を行う。

 

 

 

 緊急着陸を伴う８の字飛行

 

(１)GNSS、ビジョンセンサー等の水平方向の位置安定機能OFFの状態で機首を受験者から見て前方に向けて離陸を行い、高度1.5メートルまで上昇し、５秒間ホバリングを行う。

 

(２)機体の機首を進行方向に向けた状態での８の字飛行を、連続して行う。

 

(３)試験員からの緊急着陸を行う旨の口頭指示があり次第、８の字飛行を中断し、最短のルートで指定された着陸地点に着陸を行う。※円直径は約５メートルとする。

 

 

 

訓練してみた各コースのレビューと気づき 

 

１ー１．高度変化を伴うスクエア飛行の飛行経路についてのレビュー

 

 

B→C間やD→E間が難しいです汗距離感分かりづらい・・・。奥行侮るべからず。

 

日光が真上にある時は、この影上を飛んでいるんだなぁってのがわかります。

 

それ以外の情報は自前の距離感だけしかありません。

 

うーんどうしようか。B→C間ずれているとC→D間もズレてきて、あわわ

 

風も吹いてきて、ドローンが流されそうですダッシュ

 

１－２．高度変化を伴うスクエア飛行の飛行経路についての気づき


このコースでは距離感が最も重要な要素になります。
特にB→C間での高度変化させながら移動する場合、C地点上空に来ているかどうかわかりにくくなります。
最も気を付けたいのは経路から逸脱して不合格エリアに入ってしまうことです。

ではどうすればいいかはてなマーク対策を考えてみました

 

  1. 経路逸脱を避けるためにできるだけ内回りで移動する
  2. 練習する際に実際に自分がもつ距離感を把握（現地現物）する

 

練習する際にB→C間を移動した際「GNSS、ビジョンセンサー等の水平方向の位置安定機能OFFの状態からON」にしてみてください。

 

そして操縦者自身が移動してみて、実際に自分がもつ距離感を把握（現地現物）することが重要です。

 

慣れてくればC-D間やD-E間がわかりやすくなります。

 

 

２－１．ピルエットホバリングについてのレビュー

 

20秒前後で1週するゆっくり回転では、機体の保持が難しい・・汗

 

ふらふらと機体の中心位置が動いてしまいます。

 

中心に戻そうとするためには機体の向きを正確に把握し舵を切る必要があるのです。

 

慣れるまでは、風に吹かれたりするだけで大きく円から脱線しそうになりますダッシュ

 

２－２．ピルエットホバリングについての気づき

 

練習を重ねると、旋回速度を一定にしつつ

 

あえて様々な方向に舵を切り、機体の慣性を利用することが

 

風やふらつきに対して有効であることがわかってきました。

 

細かい移動を繰り返しつつ、旋回するイメージです。伝わるかなぁ・・。結構おすすめです。

 

３－１．緊急着陸を伴う８の字飛行についてのレビュー

 

一定のサイズの円を描くように正確に移動させる・・・、どうやったらできるんですかねタコ

 

円までの距離感や円の大きさを制御できなければ難しい、というのが第一印象でした。

 

円移動しているとき、ドローン近づくので結構怖いです。

 

風で流されそうになるし散々です。

 

ずっと緊張して飛ばしていたらアップルウォッチから警告がガーン

 

 

異常な心拍を計測しました。
                                    by AppleWatch

 

適宜休みながら、練習しようと誓いました。

 

 

３－２．緊急着陸を伴う８の字飛行についての気づき

 

へこたれず、練習してみました。

 

円移動では直進移動の中に旋回が加わるため、慣性を利用した移動が安定することが分かってきました。

 

つまり控えめな前進移動と円のサイズに合わせた旋回速度が重要ということです。

 

もう一つ、ずっと練習していると地上にある円の形を仮想的に頭で表現できるようになってきました。

 

そうなることで経路逸脱や内円への侵入対策になります。

 

図１．仮想的に表現（感覚的）

 

あとはこの感覚がずれていかないように、適宜距離感を調整して飛行させる訓練をしていこうと思います。

 

以上、一等無人航空機操縦士実技試験（基本）のコース紹介とレビューでした。

 

さて、練習練習ウインク