ドローンのセンサーって何?
ドローン教授っす。今日もよろしくね~ 今日はドローンのセンサーについて説明するぞい
はい!教授よろしくお願いします!前回は、ドローンの仕組み・構造を勉強しました。
意外にシンプルな構造で驚いたのですが、それを考えると操作方法さえちゃんとしてれば、センサーなんているのでしょうか?
あまいぞ。あまたつ君。センサーめっちゃ大事よ~。人間の五感みたいなものじゃ。
それじゃ、センサーがなかったら、目隠と耳栓して歩くみたいな感じですか?
そう。キミそれで外歩くの無理でしょ。そのドローンのセンサーについて勉強しよう!
Lesson6 ドローンのセンサーって何?
ドローンの司令塔~FCS~
前回のLesson5でも説明した通り、ドローンは基本的にプロペラの回転数の調整で動く事は覚えたよね。
はい。プロポから受け取った指示を、FCS(フライトコントローラーシステム)がESC(エレクトリックスピードコントローラー)に伝えているのですよね。
そう。FCS(フライトコントローラーシステム)はいわば、司令塔といっしょじゃ。この指揮官殿であるFCの出来の善し悪しが戦いの勝敗を分ける事もある。というのは、プロポから受け取った指示だけではなく、センサーからの数値も常に計算しているのじゃからの
指揮官殿って……。
FC(フライトコントローラー)は、ドローンに搭載された各種センサーの情報を処理し、機体の飛行を制御します。
FC(フライトコントローラー)内部のセンサー
ドローンが今、空中でどうなっているのか全ての報告受け取ります。
今、どれくらいの速度で飛んでるのか、傾いていないか、高さはどのくらいか等の報告をうけて指示するまさに司令塔です。
IMU(慣性計測装置)
IMUはドローンの姿勢維持に役立つセンサーです。
・ジャイロセンサー・・・ドローンの角度の変化量を検出するセンサー。
・加速度センサー・・・ドローンの速度の変化量を検出するセンサー。つまり、一定の時間の中でドローンがどれだけ移動したかを検知するセンサーです。
ジャイロセンサーはあくまで傾いた角度を計算するので、変化量は発生しませんが、それに加速度センサーを組み合わせることで、角度と速度の両方の変化量を計算する事ができます。
傾きと反対方向に制御する力を加えると機体は平行に安定するのじゃ。それがホバリングが出来る理由なのじゃ。このセンサーはあまたつ君の身近なものにも利用されてるぞ。横向きにすると横にになり、縦にすると縦になるやつな~んだ。
ここでなぞなぞですか?横向きにすると横にになり、縦にすると縦になるやつ???
まだわからんか? スマートフォンの画面じゃ 身近な所のジャイロセンサー利用じゃな
ドローンの中には、6軸ジャイロ搭載と明記されているものもありますが、6軸とは、「角度センサー3軸+加速度センサー3軸」を意味します。
気圧センサー
気圧センサーはドローンの高度を検出するセンサーです。
高度か高くなると気圧が低くなる為、この気圧の変化を測ることで、高度の検出をします。そして、ドローンが自分で高度を把握する事で、高度維持をする事が可能になります。
気圧センサーはドローンが前方から受ける風の圧力も測定出来るので、速度の検出にも使います。
超音波センサー
超音波センサーは、超音波が跳ね返ってくるまでの時間を計測して、高度制御に使用されます。
気圧センサーでは、離発着時に正確な高度を測りきれないないので、主に、地上付近の飛行でこのセンサーが利用されます。
高度維持を、上空では気圧センサー、地上では超音波センサー組み合わせて行っているというわけじゃ
超音波センサーは障害物も感知するので、衝突回避のコントロールにも利用されています。
障害物の回避という点で言えば、赤外線を利用する機体もあります。
磁気方位センサー
磁気センサーはドローンがどの方向を向いているかを検出します。コンパスとも呼ばれていて、ドローンが東を向いているのか西なのか等、判断出来ます。
磁気センサーは常に磁気の影響を受けやすいので、離陸前に「コンパスキャリブレーション」
を行い、コンパスの調整をしてから離陸しなければなりません。
毎回なんてけっこう面倒ですね~
暴走して、後で泣くよりましじゃろ
GPS
人工衛星から電波を受信して、ドローンが地球上のどの位置にいるかを検出する事が可能です。
このGPSがあることで、緯度や経度を設定する自動飛行や、定位置でのホバリングも可能にあります。
人工衛星を利用した測位システムの事をGNSSと呼びます。GNSSを運営している組織は世界中にたくさんありますが、アメリカが運営しているのがGPSです。
その他のセンサー
障害物を検知できる画像認識センサーや、赤外線センサー、電圧・電流の状態を検出するセンサーもあります。
まとめ
風がある外では特に、センサーはドローンを安定させるの不可欠なものじゃ
そうですね。自分の操作の他にも陰で支え得てくれるFCとい指揮官は頼もしいですね
指揮官殿と呼べ!あまたつ二等兵!
(今 令和なんですけど……)
6軸ジャイロセンサーで、各種高性能センサーを搭載したおすすめドローンを紹介しよう。障害物センサーが前方に付いているので、初心者でも安心じゃ