ドローン空撮におけるGPSの役割と自律飛行の可能性

ドローンのGPSの仕組みや飛行システム、GPSつきとなしの違いや、操作と自律立飛行について説明します。

また、GPSドローンを飛ばせる場所や3Dマッピング空撮など、ドローンビジネスの可能性についてまとめてみました。

ドローンの飛行とGPSの仕組み

GPSとは、Global Positioning Systemの略で、宇宙に打ち上げたGPS衛星から、24時間受信機で信号を受け取ることで、地球上のどこにいても現在位置がわかるシステムです。GPS衛星はアメリカ合衆国が軍事用に打ち上げたものが多く、主に赤道近くに位置しています。

日本では2010年に準天頂衛星システム「みちびき」を打ち上げています。さらに20178月には「みちびき」3号機が打ち上げられます。

また、GPS受診機は、最低3つ以上の衛星から信号を受信し位置を割り出しています。現在私達のまわりには、カーナビや携帯電話、パソコン、カメラなどのGPS機能を搭載した製品があります。道の迷うことなく目的地に到着するために使ったり、写真やビデオを撮影した場所を記憶したり、保存する時に役立っています。

GPSドローンは、搭載されたGPS受信器により、現在飛行している場所を計算し移動の制御を行っています。

GPSを使った自律飛行型のドローン

GPSを使った自律飛行型のドローンは飛行中に、いくつものGPS衛星から信号を受信しています。ドローンに搭載されたGPSは同時に3個以上のGPS衛星から情報を受信して自分の位置を計測しています。さらに、誤差などを解析して比例制御を行いながらフライトしているのです。

また、GPSドローンは通称「プロポ」と呼ばれている、プロポーショナル式のラジコンの送信機を使い飛行位置を指示したり、空中で停止するホバリングも可能です。そして、GPSドローンは設定した場所に帰還することもできます。

一方、ビルなどの障害物によりGPS の受信感度が悪くなったりとぎれたりすると、予期しないトラブルになったり墜落などのリスクがあります。

そこでGPS搭載ドローンを安心して飛行させるために、予め帰還場所を設定し、自律飛行中に問題があった場合にドローンが自動的に戻ってくるという機能が開発されました。DJI社が販売している「phantom4」には、この「リターントゥーホーム」機能が備わっています。

このように自律飛行型ドローンのほとんどが、GPSを頼りに飛行しています。

GPSなしで、操作するドローン

GPSを使った自律飛行型のドローンに対して、GPSを搭載していないドローンは、ラジコンと同じような感覚で地上からコントローラーなどを使って操作します。

DJI社の「Phantom3」には、GPSなしで操作できる飛行するATTIモードがあります。

飛行中はアプリの画面に「安全飛行(GPSなし)」と表示されます。

GPSなしで操作するドローンでは、自動で空中静止するホバリング操作は行えません。

また、DJI社の「PHANTOM4 ADVANCED」のようにドローンにセンサーを搭載したり、赤外線を使い障害物を回避できる、GPSなしの環境下でも自動飛行が可能な機種も発売されています。

GPSを搭載したドローンの空撮

現在のドローンの多くはGPSを搭載しています。GPSとロシア版GPSGLONASS(グロナス)、超音波センサーシステムから構成される FlightAutonomy(フライトオートノミー)システムの搭載により、GPSがない環境でもホバリングが可能になっています。

農業ドローンは農薬散布などに活用されていますが、GPSドローンは飛行中の正確な現在地を検出することができます。例えば、国土地理院は20177月に九州北部を襲った豪雨の被災地を、ドローンで撮影した映像を公開しました。このようにGPSドローンを使った空撮は、野生生物調査や家屋調査等にも使われています。

なお、ドローン飛行の高度な技術による3Dマッピング空撮の方法や赤外線カメラの撮影、映像の解析、レポート作成方法は、ドローンスクールで学ぶことができます。特に高度な機能をもったドローンの飛行は、航空法に則った飛行許可が必要です。国土交通省の許可を得たドローン専用飛行場で、インストラクターと飛行訓練を行える施設を利用すると、正しいGPSドローン操作方法が学べるでしょう。

GPSドローンは今後、様々なビジネスへの活用が期待されています。GPSドローンの操縦を学び安全にドローンを飛行させましょう。

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