ドローン操縦士になるための100の質問(産業編)

これからドローン操縦士を目指すドローンジョこと(ドローン女子)HIROMIの日記です。

Q131:斑尾高原で合宿(自動航行)

自動航行飛行練習に斑尾高原エアーフィールドさんへお伺いしました。

昨年の夏、Phantom4飛行練習でお伺いさせて頂きましたが、1年振りの訪問で嬉しかったです。

 

今回の使用機体はエンルート社のQC730です。  

f:id:dronejo:20171009202915j:plain

飛行目的は、傾斜のある山林飛行でのミッションプランナー(MP)設定方法と飛行訓練でした。

f:id:dronejo:20171009203346j:plain

MPは、傾斜のある対地からでも、飛行高度設定をする事が出来る為、高低差のある場所でも、木や地面に衝突する事無く、安定した高度で自動航行が出来ます。

  

カメラもSONYのα6000を搭載し、高度100mでも綺麗に映像も撮る事ができました。

飛行高度を下げれば下げるほど、解像度は良くなる為、目標地点に近づいた地点で、高度を100m⇒80m⇒60mと設定を変え、飛行テストも行いました。

高度60mでは、椅子の細かな輪郭も撮影でき、調査・点検などにも活用できる事がわかりました。

 

Phantom4は対地コード20~30mでないと、測量時など解像度が良くないと課題でもあり、今回の環境では、周りに20mの木などの障害物があった為、飛行ルート・環境によっては、それなりの機体・カメラ機材を搭載していないと、業務で活用できない事もわかりました。

 

その他、テレメトリーや5.7Ghz帯の電波距離もテストする事ができました。

 

やはり、広大な敷地でないと検証できない事もある為、山林での飛行実験には、最適なドローンフィールドだと思います。

 

電源設備も外付けであるので、またこちらで飛行訓練をしたいと思います。

f:id:dronejo:20171009204157j:plain

標高1100mの場所の為、11月~5月GWまではお休みになるそうです。

次回は春かな。

 

あれっ。テレメトリーにトンボが!

秋ですなぁ~

f:id:dronejo:20171009203216j:plain

 

Q130:ミッション・プランナー インストール方法

ミッションプランナーのインストール方法です。

 

①下記、URLをクリックして下さい。

http://firmware.ardupilot.org/Tools/MissionPlanner/

 

②インストールしたいファイルを選択します。

現時点の最新ファイルは、1.3.49.msiですが

最新はバグ確認が出来るまでは、過去の安全確認できているファイルをインストールしています。

以前バーションを選択する場合は、上から2行目の「archive」をクリックして下さい。

f:id:dronejo:20170813122738p:plain

 

③過去のファイルのページが出て来ます。

下までスクロールすると更新日の新しい情報が出来て来ます。

f:id:dronejo:20170813122909p:plain

 

④今の私はMIssionPlanner-1-3-46.mslをインストールしています。

※mslを選択して下さい。

f:id:dronejo:20170813123300p:plain

 

⑤PCにインストールができましたら

PC⇒ダウンロード先にMPのアイコンが出来ています。

f:id:dronejo:20170813123807p:plain

それをクリックしてセットUPします。「NEXT」をクリック

f:id:dronejo:20170813123400p:plain

➅表示通りに進み、Launch Mission Plannerにチェックを入れ

「Finish」をクリック

f:id:dronejo:20170813123633p:plain

 

⑦以上でMPのアイコンが出てくるので、ディスクトップに張り付ければ完了です。

 

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 

しかし、デスクトップ上にアイコンが見つからないという質問も多いので

下記の方法で探してみて下さい。

 

PCのProgram Files(x〇〇)まで、潜り込ん下さい。

f:id:dronejo:20170813123943p:plain

 

⑧「Mission Planner」をクリック

f:id:dronejo:20170813124307p:plain

 

⑨MPのアイコンが見つかりますので「ショートカットの作成」をして下さい。

f:id:dronejo:20170813124403p:plain

 

⑩最後は、MPショートカットをデスクトップにドラックして完了

f:id:dronejo:20170813124523p:plain

 

 出来たかな。

 

因みに、MP関連の質問はご遠慮頂けますようお願い致します。仕事になってしまいますので(^^;)

Q129:ArduPilotって何?

ドローンを飛行させる為には、まず手動操縦から覚えるのですが、手動操縦の技量が上がれば、次に学びたくなるのが自動操縦です。

 

自動操縦の為のソフトウェアーには様々ありますが、私はAuduPilotのミッションプランナーを使用しています。

 

下記、ArduPirotのHPです。

http://ardupilot.org/ardupilot/

f:id:dronejo:20170813110503p:plain


 ArduPilotは、無人航空機(ドローン・飛行機)・ローバーなど、自動制御システムがプログラミングされている「基盤システム」を、世界的なコミュニティーによって、専門家と開発者が、5年以上に渡って開発し続けている信頼性の高いシステムです。

 

通常、ロボット開発には一から自動制御システムなど、システム基盤を開発し時間も経費も掛かりますが、ArduPilotはオープンソースの為、誰でも使用する事が出来ます。

 

自由に使用・複製・改変など出来るので、更にカスタマイズする事で、他社との差別化が可能となり、ロボットを開発している企業など、ArduPilotを使用している所も多いそうです。

 

今では、ArduPilotも日本でも注目され始め、養成塾が2016年から開講されているようです。

https://docs.wixstatic.com/ugd/066ec6_001d7a0fa8a1494e8e89541b3ba3d088.pdf

 ※ドローン・ジャパン株式会社様 HPより

  

私が使用して感じるArduPirotの魅力とは・・

・ドローン(回転翼)以外にも、飛行機(固定翼)・UGV(無人自動車・ローバー)

 などにも、使用可能。

 下記、MissionPlanner 画面より

f:id:dronejo:20170813110735p:plain

 

・高度なオートパイロット(自動操縦)が可能

(自動航行プログラミング:ミッションプランナーで設定可能)

 

オープンソースである。世界中の誰もが使用できる。

 

・ArduPilot(ハードウェアー内の基盤システム)だけでなく、

 Mission Planner(ソフトウェアー)も用意されているので、PCと機体を組み合わ

 せる事で操作が可能

 

・Mission Plannerとは・・

 ロボットを機能させる為のソフトウェアー。様々な設定が出来る。

(MPにデータ入力した後、機体に書き込む事で、ドローン(ロボット等)を操作する事ができます。

 例:飛行航行(Wayポイント・離陸・着陸・高度・傾き・速度・対地高度等)

   自動帰還・RTL・ジオフェンス・キャリブレーション

   モード(Loiter/Alt/Stabilize/Auto)・サークルモード・ポジションモード等

 事前に飛行方法等を設定できます。

 

・シュミレーター機能あり(事前に設定した飛行内容を再現できる)

 これは入力した内容が、間違っていないか、実際の飛行時間など、事前に確認・計算

 できるので重宝してます)

 

・ドローンに搭載する、カメラ・ジンバル・シャッター制御・ラッピング率など

 設定可能

 

テレメトリーシステムが使用可能。

 PCと機体の情報をリアルタイムにPCで確認ができ、テレメトリーログデータとして

 記憶も可能

 

・ログデータ保存可能

 飛行機のフライトレコーダーみたいな物です。これは重要です。

 事故解析など、機体がどのような状態で飛行したか、操縦士がどのスティックを

 どのように操作したかなど、全てわかります。

 このLOGデータ解析については、また別のQで。

 

実際ArduPilotを使用した機体を操縦する際は、これらの機能・制御方法などを勉強する事になるでしょう。

 

ArduPilotは、産業用ドローンなどカスタマイズ(オーダーメイド)する事が多く、事故解析・故障解析などにもログデータを直ぐに取り出す事ができるので、特に業務用で使用するには、最適なシステムだと思います。

 

 

 

 

 

Q128:測量 標定点不要って何?

昨年から、国土交通省では、i-Construction(生産性の向上や魅力ある建設現場の実現を目指す)を進めていますが、これまで ICT 土工を 584 件実施されたそうです。

 

更なる ICT 活用による生産性向上を図るため、2017年3月31日にUAV測量マニュアルが改定されました。

 

きっと実施された有識者からのヒアリング等で実態を知り改善されたのでしょう。

 

私も、現場検証で立ち会った経験があるのですが、カメラ設定が違っていれば、歪みが発生したり、天候が良すぎても上手く撮影できなかったり課題も多く、標定点を設置する場所が困難だったりと、思った以上に検証成果がでなく、苦労したのを覚えています。

 

UAVで測量ができると考えると、上空から撮影するだけで出来ると思ってしまいそうですが、実は、UAV飛行前の事前準備するのが大変で、実際現場作業すると色々な課題が出てくるのは、スタート時点では良く起こる事なのですが・・

 

 

今回の主な改定内容は

①撮影する空中写真の地上画素寸法

②標定店及び検証点の配置・観測方法・・例)標定点の設置不要

③空中写真の重複度・・例)ラップ率の規定の緩和(90%⇒80%へ変更)等

 

特に気になったのが、②標定点の設置不要です。

 

これって画期的な事だと思います。

足場の悪い山間部など、非常に役立つと思います。

 

これをクリアーする為には、下記の文章が記載されています。

 

空中写真測量(無人航空機)を用いた 出来形管理要領(土工編) (案)

平成29年3月 国 土 交 通 省 P34より

2)標定点及び検証点の設置・計測の留意点 計測精度を確保するための標定点の設置の条件は、以下を標準とする。 標定点は、計測対象範囲を包括するように、UAVマニュアルにおける外側標定点として撮影 区域外縁に100m以内の間隔となるように設置するとともに、UAVマニュアルにおける内側標定 点として天端上に200m間隔程度を目安に設置する。 標定点及び検証点の計測については、4級基準点及び3級水準点と同等以上の精度が得られ る計測方法をとる。

また、SfM(Structure from Motion)の利用においてカメラ位置を直接計測できる手法を併 用する場合は、標定点の設置は不要とすることができるが、その場合、第4章 空中写真測量(U AV)の精度確認試験実施手順書及び試験結果報告書に記載の「カメラ位置計測を併用する空中 写真測量(UAV)の事前精度確認試験実施手順書(案)」を参考に機器の検証を行うこと。

これが出来るようになれば、更に作業効率が良くなりUAVを飛行させて計測ができるという事。

 

また、「カメラ位置計測を併用する空中 写真測量(UAV)の事前精度確認試験実施手順書(案)」は、空中写真測量(無人航空機)を用いた 出来形管理要領(土工編) (案) 平成29年3月 国 土 交 通 省 P78に掲載されています。

   ↓

空中写真測量(無人航空機)を用いた 出来形管理要領(土工編) (案) 平成29年3月 国 土 交 通 省

http://www.mlit.go.jp/common/001179704.pdf

 

<その他、参考資料>

■プレスリリース 平成29年3月31日

i-Construction の推進に向けた基準類の策定 ~生産性向上を通した魅力ある建設現場の実現に向けて~

http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/kisya/journal/kisya20170331-3.pdf

  

更に調べてみたら、既にトプコンさんで標定点なしのUAV説明会があったそうです。

<参考>

トプコン(標定点不要による講習会開催※実施済)

http://www.topcon.co.jp/event/pdf/TStrackingUAS_seminar.pdf

 

う~気になる。

情報があったら、ご報告させて頂きます。

 

Q127:みちびき(GNSS)って何?

先日、8月11日・12日と3機目打ち上げ予定が延期となってしまいましたが 

「みちびき」は、私たちドローン操縦士にとっても、重要な位置づけになります。

 

理由は、「GPS精度が高くなる」という事です。

 

現在、殆どのドローン機体に搭載されているGPSはアメリカが運営するGPS衛星を使用しています。

 

その為、時間表示が米国時間であったり、使用できる衛星の数が少ない為

マルチパス(建物等での反射)や測量時の誤差・建物のかげに入りGPSが切れるなど

まだ、課題・改善が必要です。

 

それが、「みちびき」は、日本版GPSと言われるほど、日本・アジア・オセアニア地域を軌道する為、GPS衛星と一緒に使用する事で、更に安定した確実なGPS精度を取得する事が出来るという事なのです。

 

みちびきのスケジュール

※「みちびき(準天頂衛星システム)ウェブサイト」より

2010年度に初号機が打ち上げられ、次いで2017年度に2・3・4号機が打ち上げられ4機体制になります

 

上記によると、2017年度中に4号機まで打ち上げ、2018年からみちびきを使用したサービスが開始される予定です。

 

2023年には、7機体制になる為、都市部や山間部などの受信状況も良くなるそうです。

現在も、ドローンの機体性能は、日々進化していますが、6年後には更に測量・物流など、時間や場所を選ばず、精度の高いサービス提供が出来るのでしょうね。

 

■みちびき(準天頂衛星システム:QZSS)公式サイトのご紹介

http://qzss.go.jp/ 

 

・みちびき(準天頂衛星システム)とは・・

準天頂軌道の衛星が主体となって構成されている日本の衛星測位システムのこと

 

・英語ではQZSS(Quasi-Zenith Satellite System)と表記します。

 

・衛星測位システムとは・・

人工衛星からの測位信号(電波)を使って、現在位置を知ることができる「衛星測位サービス」のこと

 

準天頂衛星とは・・

特定の一地域の上空に長時間とどまる軌道をとる人工衛星の事
※ピンク線が準天頂軌道(Wikipediaより)

 

 

これは、日本の天頂付近を軌道する為、高層建築物の多い都心部でも、天頂付近さえ開けていれば衛星から信号が受信ができると考えられるので、2023年以降は都市部でドローンが飛行している光景をみるようになるかも知れません。たぶん・・

 

但し、最低でも3機以上の準天頂衛星が必要で予備機も必要。

また、低軌道衛星やGPS衛星に比べて、軌道高度が高いそうなので、打ち上げ能力の大きなロケットを用いて打ち上げなくてはならないそうです。

 

そういった背景もあり、打ち上げも慎重で延期も仕方が無い事なのでしょう。

色々知れば知るほど、打ち上げライブ中継を見るのがドキドキになって来ました。

3号機打ち上げ成功祈ってます。

 

そして、今後ドローンのGPSや測量機材などは、徐々に、みちびき(GNSS)対応されて行くのでしょう。

Q126:夜間飛行(MONDO GROSSO MV付)

Q55:夜間飛行(注意事項)でも掲載していますが、今回は夜間飛行をする人ってどんな方だろうと考えました。

 

①夜景を撮影する人(空撮)

②人命救助(赤外線カメラ・下方照明付等)

③獣害調査(赤外線カメラ)

④まだ明るいけど日出前・日没後の飛行をしたい人(農業系・業務系)

 

④は、真っ暗でないので、機体や周りの環境は見えると思いますが、

①~③は、照明器具や飛行前ルート確認など、安全運航上、事前確認・準備が必要になると思います。

 

まず、夜間飛行には国交省への申請が必要です。

その条件とした機体・体制を国交省HPより抜粋しました。

■飛行申請(機体・体制)

無人航空機の追加基準適合性

機体に灯火装置が付いている事が必須となり、灯火されている機体写真添付が必要です

 

■3-2 夜間飛行の際の体制
・夜間飛行においては、目視外飛行は実施せず、機体のランプが容易に認識できる範囲内での飛行に限定する。
・飛行高度と同じ距離の半径の範囲内に第三者が存在しない状況でのみ飛行を実施する。
・操縦者は、夜間飛行の訓練を修了した者に限る。
・監視者についても、操縦に関する訓練を修了した者に限る。
・飛行に先立ち、日中、飛行させようとする経路及びその周辺の障害物件等を事前に確認し、適切な飛行経路を特定する。
・離着陸を予定している場所を照明の設置等により明確にする。

 

私なりに整理してみると・・

■機体

・機体に照明がついている事(LEDランプなど)

記載されていませんが、暗闇では前後左右が機体を見てもわからない為、前後に赤・緑等の照明がついている事(殆どの機体には装備されていますが)

■体制

・目視内(照明が見える範囲)

・高度:例30mであれば、操縦士から半径30m以内に第三者がいない事

・夜間飛行訓練が必要(操縦者は事前に夜間訓練練習をする)

・監視者が必要(操縦訓練を修了している)

・夜間飛行前に、事前に明るい日中に安全な飛行経路を確認しておく

・離着陸場所には、照明の設置をする

 

以上をクリアーしていれば、夜間飛行申請が通るという流れになるのでしょう。

 

あと、用意する物は?

・照明道具

離着陸場を照らす照明※自動車の照明でも良いかも、機体を照らす照明※ライトなど

・安全服(夜間反射するベストなど)

 

夜間飛行訓練はどうしていますかと聞かれることが多いですが、私は経験者とともに、室内(体育館など)で飛行訓練を行いました。

 

他の方は、ゴルフ場を借り切って、夜間飛行訓練をされたという方もいらっしゃいました。

 

また、飛行申請時には、夜間飛行回数を記入するのですが、最低5回は必要だとか・・・

 

始めて、夜間飛行を行った時は、本当に真っ暗になると怖かったですよ。

照明は偉大だ!

 

また、飛行経路上に何か小枝でもあってぶつかったらどうしようとか、前進させるのも恐る恐るでした。

 

そこで、思ったのが、明るい時間に自動航行で飛行ルート設定をし、日中に同じ経路でテスト飛行させれば、障害物にぶつかる事もないのではと、手動だけでなく自動航行もありだと思います。

 

プロの方の空撮は、夜も流れるように飛行されているので尊敬します。

 

下記、夜間を飛行するドローンの映像MVを見つけました。

前半のドローンはUFOみたいでカッコいいです。後半はスケボーの山本さんの技がカッコ良すぎます!

 

MONDO GROSSO「TURN IT UP」のミュージックビデオ

youtu.be

 

ヴォーカルは大橋トリオさん。スケボーはフリースタイルスケートボードの世界チャンピオン山本勇さん(14歳)が出演。大沢伸一さん、山本勇さんの出身地である滋賀県の未使用のトンネルと道路を使用して撮影されたそうです。

Q125:産総研(産業技術総合研究所)って何?

今も研究開発中ですが、私たちが産総研様と取組んでおります実証実験の成果報告がプレスリリースされましたので、ご報告させて頂きます。

 

■土砂災害時にドローンによる埋没車両の探査を目指す

~つり下げ型の電磁探査システムで車両位置の特定実験に成功~

発表・掲載日:2017/06/05

 http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2017/pr20170605/pr20170605.html

 

私たちは、産総研様が開発された地下電磁探査センサーをドローンで吊り下げ、土砂の上をドローンで飛行させるという研究開発を担当しています。

 

f:id:dronejo:20170812123433j:plain

 

ドローンは、エンルート機CH940を使用。

CH940はペイロード6.6kg可能の為、地下電磁探査センサー約4.5kgを5mのテザー(ひも)で持上げ飛行する事ができます。

 

飛行速度は、いくつかのパターンで検証したのですが、最低でも速度2m/sでないと、地下電磁探査センサーが振り子のように動きまわってしまうので、その重さでドローンが揺さぶられ、安定した飛行経路を維持出来なかったのです。

 

また、飛行モードは自動航行(AUTO)で、事前に飛行経路・高度・速度等を事前にミッションプランナー(自動航行ソフト)に入力し、そのデータをフライトコントローラーに書き込み、ドローンが指定した通りのプログラムで自動飛行するという物です。

 

しかし、離着陸時は、地下電磁探査センサーをテザー(ひも)で吊り下げる為、テザーの絡まりなど考えると、離着陸時のみは、手動操縦のAltHold(高度維持センサー付き)又はStabilize(安全マニュアル)で、操縦士が飛行させます。

 

これは、プロの領域でないと出来ない技です。

 

いつか先輩のような操縦ができるようになりたいと言った所

練習を積み重ねれば、出来るようになるよと励まされ、モックアップの電磁探査棒で飛行練習をしたら、案の定、離陸時、吊り下げをしているテザー(ひも)に脚が絡まり、ドローンがひっくり返ってしまいした(汗)

 

日々練習をしていないとダメだわ~

 

まだまだ、私の修行は続く~ 

 

今後、これからの研究開発は、更に精度を上げていく為、災害現場に近い状態での実証実験を行い、いち早く世の中に貢献できるよう取り組んで参ります。

 

【参考】

産総研産業技術総合研究所)とは

国立研究開発法人産業技術総合研究所産総研)は、産業技術の幅広い分野におけるさまざまな技術開発を総合的に行っている、日本最大級の研究機関です。

http://www.aist.go.jp/