「ドローンの楽しさ・便利さを全ての人に」
Sky Edge株式会社
10:00~18:00(月〜金)

DJIドローン障害物回避の秘密・”フライトオートノミー”

自動飛行プラットフォーム“フライトオートノミー”

障害物回避機能搭載で話題をさらったファントム4の登場から、はや1年というよりわずか1年。
ドローンの衝突回避機能は著しい進化を遂げています。

その進化のトップを走り続けている
DJIの障害物回避機能をささえる”フライトオートノミー”についてまとめました!

DJI HPより

ドローン業界のガリバーDJIは、2016年あらたな機能として「フライトオートノミー」と銘打った、自動飛行プラットフォームを、Mavic、Phantom4Pro、Inspire2に採用。
各種センサーをフル活用し、以前とは比べ物にならない障害物回避機能を実現し、その性能は他社を圧倒的に凌駕するものとなっています。

今回の記事では、DJIの本気度が見える「フライトオートノミー」の仕組みと実力を検証!

30m先の障害物さえ検知可能!? DJIドローンの障害物回避能力の秘密!

DJIはMavic以降のモデルの障害物回避能力を大幅にアップさせてきました。

それを可能にしたのが「フライトオートノミー」というシステム。

ファントム4では前方デュアルビジョンセンサーと、下方デュアルビジョンセンサーおよび下方超音波センサーによって15m先までの障害物を検知し回避可能でした。

しかし、Mavic以降のDJIドローンは30m先の障害物を検知可能になっていて、回避能力は飛躍的に進化しています。

フライトオートノミーとはドローンの知能超音波センサー、測距センサー、光学センサーを使って、障害物との距離と周囲の3D画像、すなわち3Dマップを作成し、ドローンの周りに何があるのかを正確に把握することができるシステムの総称です。

Mavicの場合は以下のシステム機能がフライトオートノミーを実現しています。

DJI HPより

●前方デュアルビジョンセンサー2台のカメラを使って障害物を3次元は把握することが可能。
スバルのアイサイトはこのシステムで障害物検知をしています。
●下方デュアルビジョンセンサー
DJIのドローンはPhantom3上位モデル以降、下方にカメラを配置し、地面との距離を正確にはかることができるようになっています。
●メインカメラMavicのカメラは空撮だけではなく、障害物を認識するためにも活用されています。
●超音波距離計前方には超音波の距離計も搭載。
●GPSシステム
●IMUとコンパスシステム(ジャイロセンサーふくむ)
●24個のプロセッサー(頭脳)
これらの7つのシステムを総合的に働かせ、高い次元の障害物検知能力、回避能力を実現しているわけです。

Mavic障害物回避のシステム連携

1 前方&下方のデュアルビジョンセンサーが機体と障害物の距離を計測
2 4台のカメラで写真を撮影
3 3Dマップを作成
4 障害物を認識し回避すべきかどうかを判断 するという流れでシステムは動きます。

DJI HPより

Mavicの場合、障害物検知は最大30m。精度の高い検知は15mまで可能です。
また前方だけでなく、高度維持機能もあるので前方障害物の回避だけでなく、下方面との高度を指定すれば、その高度を維持して飛行してくれます。

この機能はタップフライや、アクティブトラックなどのインテリジェントフライトモード時はもちろん、ゴーホーム時にも作動しています。

万一、電波ロストなどで自動リターンホームが稼働した場合でも、安全に帰還することが可能になっているわけです。

Phantom4でも前方障害物回避と高度維持は可能でしたが、Mavic以降はさらに精度が明らかに上がっているはずです。

Phantom4Proはさらにバージョンアップして障害物回避が可能に!

前方のみならず、後方、左右のセンサーが追加され、下方の障害物検知能力は大幅に強化されました。

結果、ほぼ360度の障害物を検知可能。Mavic同様、3Dマップを作成し、ドローンのまわりの状況をドローン自らが理解し飛行します。

障害物に近づきすぎた場合は警告とともに、停止し操縦者に知らせてくれます。

Mavicからどこが進化しているのか、詳しく検証します。

Phantom4Proは10のシステムの連携!

Mavicの7つのシステムに加え

●後方デュアルビジョンセンサー
●左右赤外線センサーの 合計3つのシステムがくわわり、フライトオートノミーを構成するのは10個の頭脳たち。

もちろん、3Dマップを作って状況把握するわけですが、コンパスとIMUはつねにドローンの動きをモニタリングして、エラーと思われる情報を排除し、補正しながら飛行します。

これによって、フライトの信頼性を大幅に向上させてきました!

さらにすごいのは左右の赤外線センサーです。

通常、測距センサーとしては超音波が使われることが多いのですが、

Phantom4Proではあえて赤外線センサーを採用。

メリットとして超音波センサーでは検知範囲が5m程度なのに対し、7mまで検知可能。

DJI HPより

しかも水平方向70°、垂直方向20°の広範囲にわたって、ドローンのまわりを描写することができるんです!

超音波の場合、プロペラの振動音からも干渉をうけることもあるため、赤外線は障害物検知にとても有用というわけ。

Mavicよりもより正確な3Dマップを作ることができるので、障害物回避能力は間違いなくあがっています。

木の多い場所や、狭い場所の飛行や撮影ではPhantom4Proのこのシステムは限りない効果を発揮してくれるはずです。

DJIの自信の現われは、フライトオートノミーフル稼働の状態で時速50kmで飛行可能なのでわかるでしょう。Phantom4ではPモードでは時速40kmいくことは稀です。
障害物回避機能オンでは速度という面では、Phantom3シリーズのPモードよりも遅いんですね。

しかし、Phantom4Proは50kmとDJIは攻めてきました。数多くのテストを重ね、自信があるからこそのスペックなんでしょう!

もちろん、完ぺきではないので過信は禁物ですが、以前にもまして空撮に集中できるドローンとなっているのは間違いありません。

Inspire2は前方+下方+上方の衝突回避機能搭載

Phantomシリーズとの明らかな差別化という戦略を明確にしてきたのがインスパイア2のフライトオートノミーシステム。ファントム4プロのように後方、左右は搭載していません。

インスパイアシリーズは完全なプロフェッショナル向けということもあり、操縦者のスキルが高いことを前提にコンセプトを固めてきた。そんな印象です。

また室内や狭い空間での撮影を重視し、上方向に赤外線センサーが搭載され、上方5mまでの障害物を検知できます。

DJI HPより

インスパイア2の場合は、システム全部オンの場合で時速54kmで飛行可能となっており、ファントム3シリーズのAttiモードと同等の速度を実現しています。

先述のようにPhantom4では障害物回避オン状態では時速40kmだった速度が高くなっているということは、センシング能力、回避能力などすべてがレベルアップしていることは間違いありません。

もうひとつ特筆すべきは電波ロストなどでリターンホームが作動したときには、インスパイア2は飛行してきたルートをトレースして戻ってきます。

飛行中の障害物を3Dマップとして記憶することで、200m先までの障害物を検知しながらホーム地点まで戻ってくるという賢さ。

DJI HPより

フライトオートノミーの処理能力、判断能力、記録能力は相当なレベルのようです。

下方センサーは、ファントム4プロ同様、着陸地点が着陸可能かも検知。障害物があればアラームとともにその場でホバリングをして待機する機能が搭載されています。

DJIフライトオートノミーまとめ

DJIが誇る自動飛行プラットフォーム「フライトオートノミー」は、調べれば調べるほどすごいです。

ファントム4でもかなりの障害物回避能力がありますが、Mavicもファントム4プロ、そしてインスパイア2はさらに深化した性能を持っていることが分かりました。

ファントム4が生産中止になる理由がわかった気がします。

ファントム4よりも衝突回避能力では高いMavicがいるとなると、ファントム4の立ち位置は微妙すぎます。
下にはファントム3シリーズもあるので、価格設定がむずかしくなってしまうなと感じました。

Phantom4Pro 204,000円
Mavic 129,800円
Phantom4 123,000円
Phantom3Professional 99,800円

Phantom4とMavicの関係は、BMWの3シリーズと5シリーズのような関係かもしれませんね。

モデルチェンジのタイミングのズレで、3シリーズに先進技術が搭載され、一時的に電子技術面では5シリーズが3シリーズに劣っている。ということが良くあります。

そういう意味では、Phantom4Proになって、Mavicとの明確な差別化ができているので、収まるべきところに落ち着いたといえるのではないでしょうか?

話がそれましたが、フライトオートノミーシステムはDJIの企業としての信念を感じさえるこだわりと機能が盛り込まれた、素晴らしい技術です。

少なくとも、他社でこの技術においつくものはまだ出ていません。明らかにDJIが先頭を突っ走っています。

自動車業界のように成熟してくれば、DJIとそのほかのドローンメーカーが切磋琢磨していくことでしょう。

モーターリゼーションという時代がきて、自動車が進化をつづけ、もはや必須のツールとなったように、ドローンリゼーションの幕はひらきつつあるのではないでしょうか?

そして、とんでもない速度でドローンの業界は大きくなり、社会的にも認知される時代がそう遠くないタイミングで来ることは間違いありません。フライトオートノミーという技術概念が、そんな大きな希望を感じさせてくれました。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です