ドローンの自律飛行とフライトコントローラーについて(ドローン初心者向け基礎講座4)

ドローンの自律飛行とフライトコントローラーについて(ドローン初心者向け基礎講座4)

ドローンの最大の特徴とは自律飛行です

みなさんこんにちは。

ドローンと言えば、見た目はラジコン飛行機やヘリコプターとそっくりですよね。

ドローンのラジコンとの決定的な違いは、自律飛行が出来るということなのです。

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「ドローン 自動飛行」の画像検索結果

ラジコンと同じように送信機(プロポ)で機体を見ながら操縦した場合、それでは自分からは見えないところまで飛ばすことはできません。

そこで、機体にコンピューター回路を登載し、飛行前にプログラミングすることによって、自律飛行が可能なのがドローンの大きな特徴なのです。

その自律飛行の仕組みについて、今回は解説します。

ドローンの自律飛行で可能になること

自律飛行が可能になれば、人間ではとても近づけない場所や環境でドローンに仕事をさせることが可能になります。

実に様々な活躍シーンが思い浮かんできますが、代表的なものが以下の5つかと思われます

  1. 災害や事故現場へ急行し物資搬送や現場の映像を配信
  2. とても広い、またはとても狭い場所の点検画像の取得や配信
  3. 広大な農地への農薬散布や種や肥料散布や生育データ取得
  4. 高所の建造物の点検画像データの取得
  5. 人間が近づくことが出来ない場所からの映像配信や映像データの取得

これらの場所には人間が近づけないのですから、当然機体を見ながらの操縦もできないということです。

「ドローン 災害」の画像検索結果

しかし、あらかじめそれらの場所のデータや飛行方法や危険回避についてプログラムしてあげれば、ドローンは見事にそれらの場所を飛行して仕事をすることが可能です。

ドローンの自律飛行をさせるためにに必要な準備

それでは、具体的にはどのようにプログラミングをしてあげれば良いのでしょう。
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まず、ドローンの自律飛行を可能にする回路が「フライトコントローラ」と呼ばれるものです。

フライトコントローラーに、事前に飛行方法や危険回避方法などについてプログラミングでインプットしてあげることで、ドローンは自律的に(自分で考えて)飛行することができるのです。

フライトコントローラーはドローンの脳であると言っても過言ではありません。

ドローンの自律飛行の脳がフライトコントローラー

ドローンに内臓されたフライトコントローラーは、機体に搭載されたあらゆるセンサーや機器の動きを制御します。

プロペラの回転数、つまりスピードから進行方向、そして高度までも制御します。

「ドローン フライトコントローラー 設定」の画像検索結果

また、ドローンに搭載されたGPSや各種のセンサー、カメラ類の動きもコントロールしますので、それらの動きについて事前にプログラミングしてあげることで、ドローンはあなたの分身として期待通りの動きをさせることが可能となります。

フライトコントローラーとは

フライトコントローラーとはコンピューター回路のひとつです。

つまり、プログラムによってさまざまな物の動きをコントロールすることが可能な回路なのです。

このフライトコントローラーを制する者はドローン制すると言っても過言ではないでしょう。
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フライトコントローラーの役割

フライトコントローラーは、ドローン機体の各種センサーから得られる様々な情報を、一瞬で分析し、機体の飛行制御を行います。

その基本的な仕組みは、各種センサーから得た情報を用いて計算を行い、プロペラやエンジンなどを制御するハードウェア部分と、そのハードウェアをコントロールするソフトウェアの二つによって構築されます。

いわば、スマホやPCなどと似通った仕組みであると言えます。


フライトコントローラーの種類

フライトコントローラーには実に様々な種類のものがありますが、大きく分けて2つの規格のものがあると考えてください。

それは、DJI社系のものと非DJI社系のものです。

前者であれば文字通りDJI社から出されたものとなります。

そして、後者については様々な会社から出されております。

非DJI系の代表的なものであれば、navio、Pixhawk、Intel、そしてBeagle Bone Blueなどがあげられます。

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「intel controller」の画像検索結果 ã€ŒBeagle Bone Blue」の画像検索結果

 

 

 

フライトコントローラー設定法

そして、これらのフライトコントローラーを、PCにつないで事前にプログラミングをほどこすことで、自律飛行が可能となるのですが、その際のプログラミング言語について解説します。

「ドローン フライトコントローラー 接続」の画像検索結果

こちらもDJI系と非DJI系に分かれます。

前者が「SDK」という言語です。

そして後者が、「DRONE CODE」というオープンソースの言語が代表的です。

両方とも、C言語がベースにありますので、基礎知識のある方はとても覚えやすいと言われています。

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