2019.02.15(金)

ドローンのセンサーが安定飛行をつかさどる!役割について詳しく解説

ドローンのセンサーが安定飛行をつかさどる!役割について詳しく解説

ドローンは、空を利用できる便利な機体です。趣味であれば、今までにないアングルからの空撮も楽しめますし、ドローンレースに参加する楽しみもあります。仕事であれば、作業の効率化や費用削減、人手不足の解消などのメリットがあるのです。実際、農業や測量、インフラ点検などの分野では、すでにドローンが活躍しています。

ドローンが普及した理由はたくさんありますが、機体が高性能であるということも普及要因のひとつです。しかし、ドローンの仕組みを知らずにただ「便利」という言葉で片付けてはいませんか。

今回は、ドローンが便利である理由を探っていきます。便利の基盤には、ドローンのセンサーが重要な役割を持っているため、搭載されているセンサーがわかれば、ドローンの機能もわかってきます。ドローンに搭載されているセンサーを、紐解いてみましょう。

ドローンの位置を制御するGNSS

ドローンのセンサーのひとつには、「GNSS」があります。GNSSとは、GPSやGLONASSなどの衛星測位システム全般を示す言葉です。わかりにくいという方は、GPSと考えるとわりやすいです。GPSであれば、スマートフォンやカーナビでも使われているのでイメージがしやすいのではないでしょうか。

GNSS(≒GPS)は、人工衛星が発する信号を受信し、受信するまでの時間から位置を即位するシステムになります。位置情報がわかるGNSSがドローンに搭載されていると、ドローンの居場所がわかります。居場所がわかることで、多くのことが可能となっているのです。

たとえば、突風でドローンが流されてしまい、紛失したとします。しかし、GNSSが搭載されていれば、機体の位置情報が取得できるので見つけ出すことができるかもしれません。

また、自動飛行もGNSSがあってこそ成り立っているとも考えられます。ドローンは位置情報を取得できるため、機体の位置を常に把握できます。そのため、飛行ルールを先に指示しておけば、ルートに従って自動で飛行ができるのです。さらに、ボタン操作で離陸地点に自動で着陸が可能なのも、GNSSで位置情報を把握して登録することで、機体が戻ってくる位置を割り出すことができるためです。

ドローンの位置を制御するGNSS

機体の傾きを検知!ジャイロ・加速度センサー

販売されている多くのドローンは、「6軸ジャイロ搭載」と書かれている機体が多くなっています。6軸ジャイロとは、「3軸加速度センサー」と「3軸ジャイロセンサー」を組み合わせたセンサーのことです。加速度センサーは、前後左右や上下を一定の時間でどれだけ距離を移動したかわかるセンサーです。加速度センサーでは、機体の振動や傾きを検出することが可能です。

ジャイロセンサーは角速度を検出することができるセンサーで、角速度センサーともいわれることがあります。角速度とは回転の速さのことをいいます。

これらがドローンについていると、風に流されたときに機体の傾きや回転する速さを検出し、機体のバランス制御に必要な力を算出するのです。

機体のバランスが制御できるジャイロセンサーや加速度センサーがドローンについていないと、屋外で飛ばすことの多いドローンでは危険ともいえます。屋外では風の影響を受けやすいため、機体のバランスが変化しやすくなってしまいます。バランスが崩れると墜落の危険性が高まり、とても危険なのです。

ドローンのセンサーとしても重要な役割を担っているジャイロセンサーや加速度センサーは、必須のセンサーともいえるでしょう。購入時には、6軸ジャイロのドローンを選ぶと機体のバランス制御がしやすくなります。

高度維持に欠かせない気圧センサー

便利なドローンのセンサーとして、「気圧センサー」もあります。気圧センサーは、ドローン飛行の基盤ともいえるホバリングを手助けしてくるセンサーです。

気圧センサーの役割は、機体周辺の気圧を読み取ることで飛行高度を推測します。気圧は、高度が少し変化しただけでも、変わってしまいます。そこで、気圧センサーが機体周囲の気圧を読み取ることで、一定の高度を保つように制御してくるのです。

自動飛行機能と気圧センサーがついていると、気圧センサーで高度を読み取り、高度を維持しながら自動でホバリングすることが可能になります。また、気圧センサーがついているドローンは高度を一定に保ちやすいので、初心者の操縦をサポートしてくれます。

安定したホバリングは、ドローンの空撮には必須の飛行方法です。ホバリングが安定していなければ、撮影した映像にブレが見られるでしょう。きれいな映像を映すためにも、気圧センサーでホバリングを安定させることが望ましいといえます。

衝突防止に役立つ!障害物検知センサー

障害物検知センサーは、名前からもわかるように機体の障害となる物を検知してくれるセンサーです。ドローンのセンサーとしても、障害物検知センサーがついている機体が多くなってきました。

障害物検知センサーがついているドローンは、障害物を検知するだけでなく、自動で障害物を回避することも可能な場合があります。障害物が約30メートル離れていても検知できるドローンもあり、回避するときの飛行速度は約54キロメートル/時まで対応できるのです。

障害物検知センサーだけでなく赤外線センサーによっても、障害物との距離を測定することができます。赤外線センサーで障害物を検知する場合、機体によっては最大で約7キロメートルの範囲の障害物を捉えます。

障害物の検知は、初心者だけでなく多くの操縦者を助けてくれるでしょう。なぜなら、操縦ミス以外にも、障害物と接触する危険性は常にあるのです。障害物を検知し、自動で回避してくれる機体を選べば機体を守ることにつながります。

衝突防止に役立つ!障害物検知センサー

まとめ

便利なドローンはセンサーによって支えられています。GNSSが搭載されていれば、位置情報がわかるため機体も見失ったときにも発見しやすくなりますし、自動飛行も可能としてくれます。ジャイロセンサーや加速度センサーは、機体のバランスを調節してくれますし、気圧センサーはホバリングを安定させてくれるのです。

ほかにも、障害物検知センサーや赤外線センサーがついている機体は、障害物を検知して回避までしてくるので、機体を守ることができるでしょう。

しかし、便利なセンサーが搭載されているドローンでも、操縦するのは人です。そのため、操縦スキルを身につけることが重要になります。また、安全飛行のためにはドローンが関係する法律についても勉強しなければなりません。

操縦スキルと法律などの知識をまとめて勉強する方法としては、ドローンスクールに通うことをおすすめします。スクールでは、操縦スキルや知識を勉強できるので、もっとドローンについて詳しく知ることができるでしょう。スクールは、全国のいたるところに所在していますので、お近くのスクールを調べてみてはいかがでしょうか。

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