ドローン初心者向け基礎講座 2

ドローン初心者向け基礎講座 2

マルチコプター型ドローンの飛ぶ仕組み

みなさんこんにちは。

今回は基礎講座その2として、ドローンが飛ぶ仕組みやドローンならではの機能について紹介したいと思います。

 

従来のラジコン飛行機と違うところが良くわかると思います。

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マルチコプター型ドローンの飛行の仕組み

ここではクワッドコプターと呼ばれる4つのプロペラを持つ機体を例に説明します。

 

 

図にありますように、4つのプロペラの回転方向は隣同士のプロペラを逆回転させて飛行させています。

なぜそうするのか?

プロペラが全て同じ方向に回転すると、機体は逆の方向に引っ張られてしまうという「反作用トルク」という力が発生してしまい、飛行出来なくなってしまうのです。

そこで、その「反作用トルク」を無くす(相殺する)ために、隣り同志のプロペラの回転をを逆方向にすることが必要になるのです。

 

マルチコプター型ドローンの操作方法

 

 

上記がマルチコプター型ドローンのコントローラーで、「プロポ」と呼ばれるものです。

2つのスティックを操作して機体を動かします。

スティックの規格には「モード1」「モード2」という2つの企画がありますが、日本ではモード1が大多数なのでこちらではモード1について解説します。

 

右のスティックを上下に動かすと機体は上昇・下降し、左右に動かすと機体は左右に動きます。

左のスティックを上下に動かすと、機体は前進・後進し、左右に動かすと機体は機首を中心として左右に回転します。

 

「drone control」の画像検索結果

 

 

 

スティックの中心に親指の真ん中を固定するように乗せ、操作はじわじわと、ゆっくり行うようにしましょう。急にスティックを動かすとドローンの機体はとても大きく動いてしまいます。

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マルチコプター型ドローンのバッテリー

 

関連画像

 

ドローンに搭載されているバッテリーは、リチウムポリマー・バッテリー(通称LIPOバッテリー)と言います。

このバッテリーは充電式で、1キロくらいの機体であれば大体20分位の飛行が可能です。

 

ただし風速や天候によってはそこまでの時間飛べないことがありますので要注意です。

 

また、このバッテリーは可燃性で非常に危険です。

 

「lipo battery fire」の画像検索結果

 

よって、保存や廃棄時などは取扱注意となります。保管する場合は、気温20度くらいの環境が最適です。40度近い高温多湿な場所は避けるようにしましょう。

 

関連画像

 

 

マルチコプター型ドローンの安全制御機能

次に、これぞドローンの真髄とも言うべき機能について解説します。

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ラジコン飛行機との決定的な違い、それはドローンが自律飛行できるということなのです。

 

自律飛行とは自分で判断して飛行することができるということなのです。

 



マルチコプター型ドローンのフェールセーフ機能

ドローンは各種のセンサーを搭載しており、何かしらの危険が迫ったらそれをセンターでキャッチし、自律的に危機を回避する機能を持っている、自ら考えて動く飛行体なのです。

その機能を「フェールセーフ機能」と呼びます。

 

DJI社の機体Phantomシリーズを例に説明しますと、RTH(Return To Home)という機能がそれにあたります。

 

「ドローン リターントゥホーム」の画像検索結果

 

文字通り、危険を察知すると「元の位置に戻る」機能です。

 

どのような危険かといいますと、バッテリー残量が残り少なくなってきたときや、通信が一定時間以上途切れた場合などがこれに当たります。

従来のラジコンにはこのような機能は無く、あくまで操縦者の判断で機体を動かしていました。

 

マルチコプター型ドローンの姿勢制御機能

また、機体に搭載されたカメラセンターや超音波センターによって、ドローンは自らの機体の位置を認識することができます。

 

「drone sensors」の画像検索結果

 

もちろんGPSも搭載しているのですが、屋内や屋外でも障害物が多くてGPSが入りづらい場所でも、自分の位置を正確に把握することができます。

そのことによって、ドローンは機体の姿勢をピタリと維持することができるのです。

人の手による操縦だけで、ここまでピタリと機体を維持させることはとても難しい操作です。

ベテランのドローンオペレーターでもかなり難しいと思います。

 

マルチコプター型ドローンの自動障害物回避機能

また、前方にある障害物も音波センサーによって認識して回避することもできます。

DJI社のPhantomシリーズでは、最新の機首であれば前後左右と下方にセンサーが付いているので、障害物を完治する能力は格段にアップしています。

 

「djigo fare safe screen」の画像検索結果

 

障害物であると認識した場合、そのものの2-3メートル手前で機体は停止し、その場でホバリング(浮いたままの状態)を行います。

また、プロポに搭載したタブレットにはその画像がリアルタイムで映し出されますので、操縦者は回避操作をすることができます。

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いかがでしたか?

ドローンって、いわば空飛ぶロボットのようですよね。

このほかにも、ドローンは様々な自律飛行をすることができます。

自律飛行で様々な仕事をさせることが可能です。

まるで空飛ぶかわいいトモダチのようではありませんか?

それでははまた、次回にお会いしましょう!

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