ドローンのメカニズム

ドローンのPID制御→ 基礎から応用まで

-PID制御の基礎- PID制御とは、比例-積分-微分制御の略で、自動制御システムにおける代表的な制御手法のひとつです。対象物の状態を計測し、その値と目標値の差(偏差)をフィードバックとして用いて、制御入力を調整します。 PIDには、-比例制御-(P)、-積分制御-(I)、-微分制御-(D)の3つの構成要素があります。比例制御は偏差に比例した制御入力を行います。積分制御は偏差の累積値に比例した制御入力を行い、長時間持続する偏差を解消します。微分制御は偏差の変化率に比例した制御入力を行い、偏差の変化を予測して制御を先回りします。 これら3つの構成要素を組み合わせて使用することで、システムの過渡応答や安定性を向上させることができます。また、制御対象物の特性や制御要求に応じて、各構成要素のゲインを調整することで、最適な制御を実現します。
ドローンのメカニズム

ドローンのテレメトリーとは?データの仕組みや種類

テレメトリーとは、ドローンから操縦者へ遠隔で情報を伝送する技術のことです。この情報には、ドローンの飛行速度、高度、バッテリー残量、GPS座標などが含まれます。テレメトリーシステムは一般的に、ドローンに搭載された送信機と、操縦者が持つ受信機で構成されています。送受信機は無線通信で接続され、リアルタイムでデータを交換します。 テレメトリーは、ドローンの安全で効率的な運用に不可欠です。操縦者はテレメトリーデータを使用して、ドローンの飛行状況を把握し、異常を早期に検知できます。また、テレメトリーは、ドローンの動作を自動化したり、操縦範囲外でもドローンを制御したりするために使用することもできます。
ドローンのメカニズム

ドローン用語『SAA』の基礎知識

SAA(シチュエーションアウェアネス)とは、ドローンパイロットがドローンとその周囲の状況を常に把握している状態を指します。つまり、ドローンの高度、速度、位置、周囲の障害物、その他の空中交通などを認識し、それらの情報を統合して判断を下す能力です。
ドローンのメカニズム

ドローン用語『電波センサー』とは?

電波センサーとは、ドローンが周囲の電波状況を検知する機能です。ドローンはコントローラーからの電波を受信して飛行します。電波センサーは、その電波を受信する感度を調整することで、ドローンの飛行が周囲の電波に影響されないようにします。電波センサーを搭載していないドローンは、強い電波環境下では飛行が不安定になったり、墜落したりする可能性があります。
ドローンの操作方法

ドローンの旋回動作『ラダー』とは?

ドローンにおけるラダーとは、回転運動の1種です。ラダーは、ドローンの機体を真横に回転させるときに使用されます。回転軸はドローンの機体の中心で、機体は軸を中心に回転します。ラダーは、機体の向きを急速に変えたり、ドローンを同じ位置に静止させたりするために使用されます。
ドローンのメーカー

ドローン用語『Radiolink』とは?

-Radiolink社の概要- Radiolink株式会社は、2012年に設立されたドローン 関連の製品を専門とする中国の企業です。同社は、ドローンのフライトコントローラー、送信機、受信機を含む、幅広いドローン コンポーネントの研究開発、製造、販売を行っています。Radiolink は、高品質で信頼性の高い製品で知られており、世界中のドローン愛好家や産業ユーザーから高い評価を得ています。
ドローンのメカニズム

DJIのZenmuseってなに?

DJIのZenmuseとは、同社が開発・販売している、ドローンのカメラシステムのシリーズです。カメラ本体、ジンバルスタビライザー、レンズなどのモジュールを組み合わせることで、空撮のニーズに合わせたシステムを構築できます。Zenmuseは、ドローンの安定した飛行と、ブレのない滑らかな動画撮影を可能にし、プロフェッショナルな映像制作や調査目的など幅広い用途に対応しています。
ドローンの操作方法

ドローン用語『スロットル』って何?上昇・下降の操作方法

スロットルという言葉は、ドローン業界では主に上昇や下降を制御するレバーまたはボタンのことです。スロットルを上げるとドローンは上昇し、下げると下降します。これは、スロットルがモータの回転数を制御し、それによって揚力を調整するためです。 スロットルは、ドローンの基本的な飛行操作に不可欠です。離陸、着陸、高度の維持、空中でのマヌーバーなど、さまざまな操作で使用されます。スロットルを適切に制御できることは、ドローンの安全で効率的な飛行に不可欠です。
ドローンのメカニズム

ドローン用語『ヘリコプター』徹底解説

ヘリコプターの仕組み ヘリコプターは、回転翼機の一種で、水平方向と垂直方向の両方で飛行することができます。回転翼は、推進力を生み出すローターブレードで構成されています。ヘリコプターの尾部には、ローターの回転で発生するトルクを相殺するテールローターが装備されています。 ヘリコプターは、複数のローターブレードが特徴です。これらのブレードは、ローターヘッドに取り付けられており、エンジンまたはタービンによって回転させられます。ブレードが回転すると、翼形状によって揚力が発生し、ヘリコプターが上昇します。また、ブレードの角度を調整することで、ヘリコプターは水平方向または垂直方向に移動することができます。
規制・ルール

ドローンの新制度「DIPS」とは?手続きを徹底解説

DIPS(ドローン情報基盤システム)とは、国土交通省が2022年6月から運用する航空法に基づく新制度です。無人航空機(ドローン)の飛行申請や飛行許可、飛行実績の登録などの申請業務をオンラインで行うシステムです。従来の申請方法を簡素化し、ドローンの利便性向上と安全確保を図るのが目的です。
ドローンの飛行について

ドローンの「スタッガースタート」ってなに?その仕組みとメリットを解説

スタッガースタートとは、ドローンが離陸する際に、複数のプロペラが順番に回転を開始するメカニズムのことです。従来のドローンでは、すべてのプロペラが同時に回転を開始するため、大きなトルクが発生し、機体が不安定になります。 しかし、スタッガースタートでは、プロペラを少しずつ時間差で回転させます。これにより、トルクの発生を分散し、機体の安定性を向上させることができます。また、プロペラの回転を制御することで、飛行中の騒音や振動を軽減することも可能になります。
ドローンのメカニズム

ドローンのジンバルとは?

ジンバルの仕組みは、3軸または6軸のモーターが使用されて、カメラを常に水平に保ちます。 これにより、飛行中にドローンが傾いたり揺れたりしても、カメラの映像は安定します。 3軸ジンバルは、上下のチルト、左右のパン、回転の3つの軸を制御します。 6軸ジンバルは、3軸ジンバルの機能に加えて、カメラの位置と方向を微調整する3つの追加軸(ロール、ピッチ、ヨー)を備えています。 つまり、6軸ジンバル搭載のドローンは、より滑らかで安定した映像を撮影できます。
ドローンの操作方法

ドローン用語『パン』を徹底解説

パンとは、ドローン業界において、機体が一定高度を維持しつつ、水平方向に飛行する状態を指します。ドローンは通常、高度計などのセンサーを使用して、現在の高度を測定します。パイロットは、ジョイスティックまたはスマートフォンアプリを使用して、ドローンをパンモードに設定します。そうすると、ドローンは自動的に機体を水平に保ち、風やその他の外乱の影響を受けにくくなります。ドローンの操縦を安定させ、水平な飛行を維持する上で、パンモードは重要な機能です。
規制・ルール

ドローン『レベル4』徹底解説!有人地帯での目視外飛行って?

レベル4とは何か? ドローンが飛行できる空域を定義する「レベル」と呼ばれる区分の中で、最高レベルに位置するのがレベル4です。レベル4では、ドローンを目視外で飛行させることが認められています。目視外飛行とは、操縦者が直接ドローンを見ることができない範囲で飛行させることを指します。ただし、レベル4での飛行は、有人地帯の上空という高度に危険性の高い空域での飛行となるため、厳格な要件が求められます。
ドローンのメカニズム

ドローン必須用語「トランスポンダー」とは?

トランスポンダーの基本的な仕組みは、送信機から送られた特定の信号を受信すると、その信号を自動的に返信するシステムです。ドローンでは、主に以下の仕組みで動作します。 まず、ドローンに搭載されたトランスポンダーが、他の航空機や地上管制システムから送信されるインターロゲーション信号を受信します。この信号には、飛行中のドローンの特定情報 (例 機体ID、高度、速度) への照会が含まれています。 トランスポンダーは、受信したインターロゲーション信号をデコードして、それを基に正確な応答を生成します。この応答には、トランスポンダコード (機体固有の識別コード) をはじめとする、ドローンの飛行に関する重要な情報が含まれます。 最後に、トランスポンダーは、生成した応答信号をトランスミッター (送信機) を使用して送信します。この信号は、他の航空機や地上管制システムによって受信され、ドローンの位置や識別が把握されます。
ドローンのメカニズム

『Cleanflight』とは?フライトコントローラーのファームウェア徹底解説

-Cleanflightとは- Cleanflightは、マルチコプター用のオープンソースのフライトコントローラーファームウェアです。マルチコプターの安定した飛行と正確な制御を可能にする、高度な安定制御アルゴリズムを搭載しています。Cleanflightは、Tiny Whoopやレーシングドローンなど、さまざまなタイプのマルチコプターに使用されています。また、ユーザーによる拡張やカスタマイズが可能です。そのオープンソースの性質により、Cleanflightは活発な開発者コミュニティによって、継続的に改良とアップデートが行われています。このファームウェアの使い勝手の良さと柔軟性は、マルチコプター愛好家やプロのパイロットの間で高い評価を得ています。
ドローンのメカニズム

ドローン用語解説 – メッシュデータとは?

メッシュデータとは、対象物や空間の幾何学的形状を定義する、3次元のポリゴン構造のことです。これらのポリゴンは、頂点、辺、面から構成され、対象物の表面形状を忠実に再現します。メッシュデータは、コンピュータグラフィックスやエンジニアリング、さらには医療イメージングなど、さまざまな分野で広く使用されています。
ドローンの飛行について

DIPS上で飛行情報を共有できる「FISS」とは

FISSの概要と機能 FISS(Flight Information Sharing Service)は、ドローンの飛行情報を共有するためのプラットフォームです。パイロットは、予定されている飛行情報をFISSに登録することで、他のパイロットと飛行計画を共有できます。また、FISSでは、他のパイロットが登録した飛行情報を確認したり、飛行に関する情報をリアルタイムでやり取りしたりすることができます。これにより、空中衝突や近接飛行の防止に役立てられます。 FISSは、国土交通省が運営する「無人航空機情報ポータルサイト(DIPS)」上で提供されており、無料で利用できます。DIPSに登録しているパイロットは、FISSに飛行情報を登録したり、他のパイロットの飛行情報を閲覧したりすることができます。
ドローンのメカニズム

ドローンに欠かせない技術『MEMS』とは?

MEMSとは、微小電気機械システム(Micro Electro Mechanical System)の略称です。その名の通り、微小な電気機械システムであり、半導体チップ上に機械的構造を組み込んでいます。この技術により、極めて小型かつ高性能なセンサー、アクチュエータ、マイクロチップなどのデバイスを製造することが可能になりました。MEMSは、その小型さと低消費電力、高性能、そして低価格といった特徴から、さまざまな産業分野で幅広く利用されています。
ドローンのメカニズム

ドローンの3Dモデリングに欠かせない!SfMソフトウェアとは?

SfMソフトウェアとは、Structure from Motion(運動から構造)と呼ばれる、一連の2D画像から3Dモデルを作成するための手法です。このソフトウェアは、複数の画像を分析し、それらの画像に写っている各特徴点の位置を特定します。その後、ソフトウェアはこれらの特徴点を使用して、画像の撮影時にカメラの視点と対象物の3D構造を推定します。つまり、SfMソフトウェアは、平面的な画像データから空間的な3Dモデルを作成することを可能にするのです。
ドローンのメカニズム

ドローンの基礎知識:GNSSの仕組みと種類

-GNSSの概要- GNSS(Global Navigation Satellite System)とは、衛星を利用して位置情報を取得するための世界的なシステムです。地上にある受信機が、衛星から送信される信号を受信することで、自身の正確な位置と時刻を測定できます。GNSSは、GPS(米国)、GLONASS(ロシア)、Galileo(欧州)、BeiDou(中国)など、複数の衛星コンステレーションで構成されています。各衛星は既知の位置と時刻で、連続的に信号を送信しています。受信機はこの信号の伝播時間を測定し、測位情報を算出します。
ドローンのメカニズム

マルチコプターとは?3つのローター以上の回転翼航空機

マルチコプターの特徴マルチコプターは、3 つ以上の回転翼で飛行する航空機です。この特殊な設計により、垂直離着陸(VTOL)能力、ホバリング、空中での正確な制御が実現しています。また、ヘリコプターと異なり、尾部ローターがなく、安定性と効率性が向上しています。 マルチコプターの用途マルチコプターは、広範な用途があります。最も一般的な用途は、写真やビデオの撮影、監視、調査です。その柔軟性により、アクセスが困難な場所や危険な環境での作業にも適しています。また、貨物の運搬、人命救助、農業用途などにも活用されています。
ドローンのメカニズム

ドローンの用語『チャンネル』とは?

無線用語としてのチャンネルとは、特定の周波数帯域幅を表す用語です。無線通信システムでは、複数のデバイスが同一の周波数帯域を利用する場合に混乱を避けるために、システムは周波数帯域を複数の小さなサブバンドに分割します。これらのサブバンドを「チャンネル」と呼びます。 チャンネルにより、複数のデバイスが同時に同じ周波数を使用できます。各デバイスは、割り当てられた固有のチャンネルに限定され、他のチャンネルを妨害しません。これにより、効率的な無線通信が可能となり、混雑を低減できます。
ドローンのメカニズム

徹底解説!ドローン用語『パックバッテリー』とその役割

-パックバッテリーとは?- パックバッテリーとは、複数の単セル電池を集積した充電式のバッテリーパックのことを指します。一般的に、単セルを接続してケースに収納されており、ドローンやその他の電気機器に電源を供給するために使用されます。パックバッテリーは、単セル電池を個別に取り扱うよりも、パッケージング、熱管理、電圧制御の面で利便性と効率性を向上させます。