【ドローン基礎知識】ドローンセンサーの種類とその役割について

ドローンが上空を安定飛行することができるのは、フライトコントローラー(FC)が制御を行う各種センサーの役割とローターの高速回転(回転翼)のおかげです。

フライトコントローラー(FC)とは、ドローン本体の指令や処理を行う脳の役割になります。

ドローン本体のフライトコントローラー(FC)は、各種センサーから得た信号を処理しプロポ(送信機)と情報を送受信しています。

ここでは、このドローンが安定飛行できるための各センサーの種類とその役割についてまとめています。

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ジャイロセンサー

ジャイロセンサーは角速度センサーと加速度センサーのことをいい、ドローンの姿勢制御の重要な役割を担っています。

角速度(軸方向の回転)センサー

ドローンの傾きの角度を計算するセンサーで、機体を安定させるための役割になっています。

もし、ドローンの傾きに変化があった場合は、正しい傾き(姿勢)になるように各モーターの回転速度を調整します。

加速度センサー

ドローンが一定の時間にどれだけ移動したか距離を検出するセンサーです。

振動や傾きは検知可能ですが、移動速度を計測することはできません。

ドローンの前後・左右・上下方向に働く重力加速度を感知し、傾きを制御し安定飛行につなげます。

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気圧センサー

ドローンの高度を検出するセンサーです。

ドローンの高度が高い空中では気圧は低くなるため、気圧の変化を検出することによって高度を維持することができます。

ドローンの電源投入時に、地上の気圧データを検出し、上空との気圧の変化で正確な高度を測定しています。

気圧センサーは、急な突風などの気圧の変化や地面に近い場所の気圧などにうまく対応できない場合があります。

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磁器方位センサー(コンパス)

ドローンがどの方位(東西南北)を向いているかを検出するセンサーです。

コンパスともいわれており、飛行させる場所次第で磁気の影響を受けやすいため、ドローンの飛行場所を変更するときにはコンパスキャリブレーションが必要です。

コンパスキャリブレーションとは?エラーが出た時の確認事項を解説

 

電圧・電流を検出するセンサー

リポバッテリーの残量や出力状態を監視してくれるセンサーです。

また、ドローン保管時の電圧管理も行っています。

最近の機種はバッテリー残量から、残りの飛行時間を常に表示してくれるのでとても便利です。
リポバッテリーの取り扱いには注意が必要ですので、リポバッテリーの特徴をきちんと理解しておきましょう。

障害物検知センサー

ドローンが衝突防止のためのセンサーが障害物検知センサーです。

障害物検知センサーでは、ドローンが飛行する前方に障害物が(人や物など)あると感知して衝突を回避してくれます。

機体によっては、その場で静止か回避するかを判断することもできます。

超音波センサー

超音波(20kHz)を利用し、音波が障害物に反射し戻ってくるまでの時間を計測し障害物までの距離を算出するセンサーです。

ドローンが障害物へ衝突を回避するための役割になります。

超音波の跳ね返りを利用して、高度制御に使用します。

(高さ10m以下ぐらいのとき)

障害物センサーは、近接撮影が必要な橋梁点検に利用しています!

橋梁との距離が2mぐらいになると前方からアラームが鳴ります。さらにそこの位置から慎重に近づいて撮影したりしていますよ。

 

 

 

 

画像認識センサー

ドローンの後方に設置されている画像センサーで、8m程度までの高さのGPSが受信できない場所において比較的安定した飛行が可能です。

しかし、下方の環境が認識しづらい場合では、センサーは認識できず不安定な飛行になります。

例)流れがある水の上などの認識しにくい模様では、センサーが識別できないため

 

GPS

ドローンの位置情報を検出するために、全地球測位システムから送られてくる信号をプロポが受信することでドローンの正確な位置情報が把握できます。

GPS搭載のドローンでは自動運転の精度を高めることができます。

【ドローン基礎講座】GPS機能付きドローンを理解する

 

 

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