ドローンを飛ばしているときに、ドローンが制御不能な便器の動きをすることほど怖いことはありません。便器のような動きとは、ドローンがわずかなカーブを描きながら左右に動き、さらに前後にも動く可能性があるものです。これが非常に怖いことは間違いありません。動きの振幅は非常に大きくなります。そのため、ドローンが制御不能な状態で左右に振動すると、張り出した枝や障害物がドローンに接触する可能性があります。この記事では、ドローンが便意を催す理由と、そのようなことが起こらないようにするための具体的な対処法をご紹介します。
なぜドローンが便器になるのか？ドローンがお手上げになるのは、コンパスがドローンに伝えていることと、GPSやIMUのデータとの間に大きな食い違いが生じたときです。矛盾を発見すると、ドローンはGPSデータを無視するようになり、ATTIモードに切り替わったり、制御不能なほど左右に振動し始めたりします。
便器効果は複数の問題が組み合わさって起こることがあるので、ドローンの一連の電子部品を較正して、これらのセンサーの1つまたは複数の組み合わせが、慣性測定ユニットやフライトコントローラーに矛盾したデータを送信していないことを確認する必要があります。
目次
トイレットボーリングの原因は何か
ドローンのトイレットボーリングは、コンパスセンサーと慣性計測ユニットの間の食い違いによって起こります。また、GPSデータによっても、コンパスが向いていると思っている方向と、ドローンが実際に動いている方向との間にズレが生じます。
DJIのドローンは、GPSデータに大きな不一致があったり、衛星の質や数が大幅に低下したりすると、ATTIモードになることがよくあります。
典型的には、次の2つの数字が参考になります：
- gpsHealth – GPS信号の健全性を0～5で表したものです。これは、ドローンの垂直方向と水平方向の精度の指標となります。
- numSats – これは、ドローンが飛行中にデータを取得できる衛星の数です。通常、ドローンは8つ以上の衛星が接続されるまで、GPSモードで離陸させることはありません。
GPSヘルスが低下すると、ドローンの位置情報を取得できなくなります。
GPSヘルスナンバーが3以下になると、ドローンはGPSロケーションモジュールをオフにして、ATTIモードに入ります。これについては記事の後半で詳しく説明しますが、詳細を知りたい場合は、私の他の記事をチェックしてください – ドローンのATTIモードとは何か[究極のガイド] – ここをクリックして記事に移動します。
以下は、YouTubeにアップされているトイレット・ボーリングの例です：
トイレット・ボーリングの例
トイレット・ボーリングの例
トイレット・ボーリングがどのようなものか、ドローンの種類によって具体的にイメージすることは難しいでしょう。ここではいくつかの例を紹介しますので、ご自身の体験と比較してみてください。
実例1
最初の例は、人気のYouTubeチャンネル「TheRcSaylors」のものです。
例2
例3
これらの例では、便器の大きさが大きく異なることがわかります。しかし、振動の大きさに関わらず、それらを制御することは常に非常に困難です。
トイレの便器が起こらないように、飛行前にできることはいくつかありますが、ドローンの墜落を防ぐために、瞬間的にできることは何でしょうか。
もしもの時の対処法
想像してみてください。あなたはドローンを飛ばしていて、楽しい時間を過ごしていますが、ドローンの飛行中に発生する振動に気づき始めました。これが安価なドローンであろうと、DJIのような有名メーカーの最高級コンシューマー用ドローンであろうと関係なく、あらゆるタイプのドローンに起こりうることなのです。
ここでは、ドローンの墜落を防ぐためにできる簡単な方法をご紹介します。
一時停止ボタンを試してみる
DJIのドローンをお持ちの方は、リモコンの左ジョイスティック近くの前面に、大きな赤い一時停止ボタンがあることに気づくでしょう。
このボタンを押すと、ドローンがホームに戻るときの誤動作や、木などの障害物に近づきすぎたときの自動飛行機能を防ぐことができるだけでなく、状況によってはドローンのトイレ・ボウリングを止めることもできます。
もし一時停止ボタンが使えない場合は、次のような方法があります。
スポーツモードを試してみる
もしあなたがDJIのドローンを持っているなら、ドローンをスポーツモードにフリックしてから元に戻すと、ドローンの恐ろしいトイレ・ボーリング動作から救われるという人もいます。
一時停止ボタンのすぐ隣にあるので、ドローンが飛んでいる間に、この2つの介入を同時に素早く実行することができます。
ATTIモードで手動フライバックする
ドローンは、GPSデータの健全性や衛星の数が著しく低下したことを感知すると、自らをATTIモードにすることがあります。ATTIはattitude modeの略です。このモードでは、GPSセンサーが無効になり、全地球測位衛星システム（ドローンが風に乗って漂うことになります）や物体回避センサーも無効になります。機体に搭載された気圧計を使って、高度を維持し、水平を保つことができます。このモードは、より滑らかな映像を撮影したり、屋内で飛行したり、GPS信号の障害やコンパスのエラーが発生した場合にフライウェイを防止するために使用されます。
このモードは、より滑らかな映像を撮影するために使用されます。
だからこそ、GPSの接続ができなくなっても安全に離陸地点に戻せるように、GPSデータがない状態での飛行に慣れておくことをお勧めします。
手動で飛ばす練習をする
ドローンを飛ばす練習方法を知りたい方は、こちらの記事をご覧ください – How to practice flying a drone [get better faster] – click here to be taken to a article.。
また、全くの初心者からプロのドローンパイロットまで、快適に飛行するために必要なドローン飛行の練習方法をまとめた記事もありますので、こちらも合わせてご覧ください。
以上が、ドローンのトイレ・ボーリングを止めるためにすぐにできることですが、安全に着陸して、二度と起こらないようにするためには、以下のステップを踏まなければなりません。
ドローンのトイレ・ボーリングを止めるには
フライトから帰ってきたばかりのあなたは、自分のドローンが二度と便意を起こさないようにしたいと思っていることでしょう。トイレットボーリングによる乱暴な振動を起こさずに、ドローンを安全かつ確実に飛行させるために必要な手順をご紹介します。
コンパスが正しい方向を示しているか確認する
まず最初にやるべきことは、コンパスが正しい方向を示しているかどうかをチェックすることです。これは非常に簡単なチェックで、ドローンの電源を入れて外に出るだけでOKです。GPSがロックされ、ソフトウェア上でコンパスが矢印を示していることが確認できたら、ドローンがソフトウェアの考える方向を向いているかどうかを確認するだけです。
ドローンが向いている方向と同じ方向を向いていない場合は、コンパスを較正する必要があります。
コンパスを校正する
ドローンのコンパスはとても重要です。ドローンのソフトウェアが頻繁に校正するように求めたものです。これは、ドローンのコンパスが、飛行中に何か問題が発生した場合に、ドローンがホームに戻るためのフェイルセーフであるためです。もしコンパスの校正が間違っていたら、ドローンは簡単に間違った方向に行ってしまい、二度と見ることができなくなるかもしれません。
DJI GO4アプリでは、「設定」→「高度」→「コンパス」と進み、干渉インジケータを見ることで干渉を確認できます。
DJI GO4アプリでは、「設定」→「詳細」→「コンパス」と進み、干渉表示を見ることができます。
実際の変化の少なさに驚くかもしれませんが、大きく動いてしまうものもあります。私の経験では、最大の問題は鉄筋コンクリートです。私は平らな面で離陸したいので、平らなコンクリート面を見つけて離陸することが多いのですが、コンクリートの内側にある鉄の補強材がコンパスの大きな干渉を引き起こします。
経験則上、以下のような場所には近づかないようにしましょう。
- 自動車
- 送電線
- ジャンクヤードのような巨大な金属の堆積物
- 物置のような大きな金属構造物
- 大きなスピーカー – 内部に磁石が付いている
Mavicのオーナーが、ベルトのバックルや鍵などの身の回りのものをドローンに近づけてコンパスの干渉を起こそうとしました。スマホやスピーカーがドローンの上にあったときだけ、大きな干渉が発生しました。彼らは、干渉を生み出す唯一の一貫した方法は、バッテリーコンパートメントの上にポケットナイフを置くことだったと記しています。そのため、離陸時にポケットやドローンの近くに金属物があっても、あまり心配する必要はありません。
キャリブレーションが正常に行われているかどうかを確認するには、離陸して高度10m程度のところでヨーイングを行います。 この簡単なチェックは、コンパスの誤動作を心配している人にとっては、多くの頭痛の種を取り除くことになるでしょう。
IMUをキャリブレーションする
慣性計測ユニットは、ドローンに内蔵されているデバイスで、ドローンを正常に動作させるためのさまざまなセンサーが搭載されています。具体的には、飛行中のドローンの力、高度、角速度を測定します。
このセンサーは、ドローンの飛行中に発生する力、高度、角速度を測定するもので、複数のセンサーを組み合わせることで、非常に強力なユニットとなっています。
搭載されているセンサーは、加速度計、ジャイロスコープ、気圧計、温度計です。ジャイロスコープは、地平線に対するドローンの動きを検出するセンサーで、安定性を維持することで、ブレのない非常に滑らかな写真を撮影することができます。気圧計は、ドローンの高さの変化を検知するためのものです。温度計は、バッテリーが過熱して火事にならないようにドローンの温度を測るものです。
必要なのは、水平な場所で、IMUのキャリブレーションを行っている間、静止している場所です。
DJI社製のドローンの場合、以下のようにします。
- ドローンを完全に平らな場所に置く
- 最近飛行した場合はドローンを冷やす
- 50%以上充電されたバッテリーを使用する
- GO4アプリを開く
- ドローンのコントローラーをオンにする
- GO4アプリの詳細設定に移動し、キャリブレーションの指示に従う
民生用の中型ドローンをキャリブレーションするプロセスは、ミニドローンとは異なります。これは、ミニドローンには、飛行中の安定性を保つための同レベルのハードウェアが含まれていないためです。その代わり、安定した飛行を維持するために「トリミング」と呼ばれるものに頼っています。
加速度センサーのキャリブレーション
加速度計はすべてのドローンに搭載されており、ドローンの飛行の安定性を決定する上で非常に重要な役割を果たしています。
ソフトウェアの違いや搭載されているハードウェアの違いにより、ドローンのキャリブレーションはそれぞれ微妙に異なりますが、どのドローンも基本的にはシンプルな手順に従って加速度センサーをキャリブレーションしています。
- 加速度センサーのキャリブレーションに使用しているソフトウェアが示すように、ドローンが同じ方向に保持されていることを確認してください。
- ドローンを平らで安定した場所に置き、動かさないようにしてください。
- ドローンのソフトウェアのキャリブレーション手順を開始してください。
一般的なドローンのモデルと、私が見つけた最適なキャリブレーション方法へのリンクを以下に示します。
ドローンの加速度計のキャリブレーションをより正確にすることを検討している科学研究グループも多くあります。2018年に発表されたそのような研究の1つでは、校正データを異なる一連の数学的フィルターに通すだけで、加速度計の精度を高めることができることを示しています
ファームウェアをアップデートする
次に、ドローンがメーカーから提供されている最新のファームウェアで動作しているかどうかを確認する必要があります。ファームウェアには、セキュリティアップデートやバグの修正、新機能などが含まれているだけでなく、ドローンのユーザーから報告された一般的な問題の修正も含まれています。
また、リモートコントローラーもファームウェアが最新であること、DJI Go4アプリなど、ドローンを飛ばすために使用するアプリがスマートフォンの機種に合わせて最新であることを確認してください。
ロックされたGPS衛星が8個以下の状態では絶対に飛行しない
時には、適切なGPS衛星の位置をロックせずに、すぐに離陸したくなることがあります。DJI社のドローンでは、少なくとも8個の衛星が接続されていないとGPSモードになりません。トイレのボウリングを二度と起こさないためには、離陸する前に8個以上のGPS衛星のロックを確認する必要があります。これにより、飛行中にドローンが不意にATTIモードになるのを防ぐことができます。
外部GPSを使用する
自分でドローンを作った場合、他の回路基板に内蔵されているGPSではなく、外付けのGPSを使用することができます。GPSユニットは、電子的または磁気的な干渉から離れた場所に取り付ける必要があります。GPSユニットをスタンドに取り付ければ、他の電子部品からの重大な干渉を受ける可能性が低くなります。
ドローンを作る際、フレームやボディにはたくさんのワイヤーが走っています。
これは一般的に行われていることですが、電線を撚り合わせてお互いに打ち消し合うことで、電線から発生する磁気干渉の量を減らすことができます。
これは、磁気パルスや信号に敏感な電子機器を作るときの一般的な手法です。
.DATファイルを見ることが助けになる
最後に、ドローンからフライトデータファイルを取得し(コントローラーではなくドローンから降りる必要があります)、そのデータを分析することで、トイレの不調の原因を正確に理解することができます。場合によっては、ドローンをメーカーに送り返して交換してもらう以外にできることがないこともあります。
概要
あなたのドローンが便意を催すのは、さまざまな電子部品からの矛盾した情報のためです。最も簡単な解決策の1つは、コンパスを較正し、ドローンのファームウェアを更新することです。
マニュアル飛行を学ぶことは、ドローンがトイレットボウル状態であっても、超快適に飛行させるために学べる最高のスキルの1つです。