ドローンのキャリブレーションは、ドローンを所有する上で非常に重要な要素です。ドローンを事故から守るだけでなく、より滑らかな映像を制作したり、すべての動作をスムーズに保つことができます。ドローンソフトウェアは、コンパスなどのドローンハードウェアの特定の側面を校正するように思い出させてくれることがよくありますが、ドローンが漂流したり飛び去ったりするような特定の問題に直面したときに、ドローンの特定の側面を校正する必要がある場合もあります。この記事では、ドローンのキャリブレーションについて知っておくべきことと、なぜ定期的に行うことが重要なのかを説明します。
なぜドローンをキャリブレーションする必要があるのでしょうか？ドローンを安定して安全に飛行させるために、センサーがソフトウェアに正確な情報を提供するように、さまざまな方法でドローンを調整する必要があります。通常の飛行中、ドローンは振動や衝突など様々な物理的作用を受け、ドローン部品のキャリブレーションを狂わせる可能性があります。
ドローンやドローンコントローラーのキャリブレーションとは、センサーが現実世界を正確に捉えていないために生じるエラーを設定し、修正する作業です。キャリブレーションとは、ドローンのコンピュータに送られるデータが、ドローンが体験していることを正しく表現しているかどうかを確認する行為です。コントローラーに送られるデータと実際に起こっていることの間に少しでも違いがあると、信じられないほど危険で不安定なフライトになってしまいます。
では、ドローンのキャリブレーションはどのくらいの頻度で行い、具体的にはどのようにすればよいのでしょうか？次のセクションでは、これらの疑問にお答えします。
目次
毎回ドローンをキャリブレーションする必要があるのか？
ドローンを毎回キャリブレーションする必要があるとは考えにくいです。ドローンには内部メモリがあり、製造段階で設定された最適な設定を覚えていることが多いからです。しかし、DJI Mavicシリーズのような人気のあるドローンのモデルでは、必要なときにGO4アプリによって特定の面を調整するように促されます。
初めてドローンを手にしたとき、初飛行のためのセットアップの際に、ドローンの特定の部分を調整するように求められたり、促されたりすることがあります。これには以下のようなセンサーが含まれますが、これらに限定されるものではありません：
- コンパス。
- コンパス
- 温度計
- ジャイロスコープ
- 気圧計
- 加速度計
- 地磁気のキャリブレーション
最初のフライトの設定に応じて、以下のようなセンサーのキャリブレーションが求められます。
購入したドローンや、自動安定化、自動ホバリング、高度保持などの高度なソフトウェア機能、その他の飛行支援ソフトウェアによっては、このキャリブレーションが安定した安全な飛行を実現するための重要な要素となる場合があります。
ドローンによっては、セットアップのたびにコンパスのキャリブレーションが必要なものもあります。
ドローンによっては、セットアップのたびにコンパスの調整が必要なものもありますが、これはGPSがドローンを追跡し、飛行中に問題が発生しても自動的に帰還して着陸できるようにするためです。
すべてのドローン操縦者の経験則として、ドローンが空中に浮かんだらすぐに3～5m程度の高さでホバリングし、安定性をチェックして、期待通りの性能を発揮しているかどうかを確認します。もしそうでなければ、ドローンを着陸させ、コンパスや最近警告が出たものを再調整する必要があります。
この簡単なチェックはほんの数秒で終わりますが、高価なガジェットを愚かな較正ミスのために失うことはありません。
どのくらいの頻度でドローンのキャリブレーションを行うべきか
ドローンを安全に飛行させるためには、必要に応じて頻繁にキャリブレーションを行う必要があります。つまり、ソフトウェアが促しているときに、ドローンの特定の側面を較正する必要があります。ドローンメーカーでは、警告通知のあるセンサーをすべて較正するまで、実際にはドローンを飛ばせないことがよくあります。
以下の項目に気づいた場合や、ドローンがこれらの項目に該当した場合も、キャリブレーションを検討する必要があります。
- 飛行中にドローンが大きく漂っていることに気づいたら、安定性を確保するためにコンパスを再調整する必要があるかもしれません。
- 自動着陸とホームへの帰還機能を実行して、ドローンが間違った方向に飛んだときは、すぐにGPSとコンパスを再調整する必要があります。
- ドローンが高度をうまく維持できないことに気づいたら、気圧計が適切に機能するように慣性測定ユニットを再調整する必要があります。
- 前回のフライトからかなりの距離を移動した場合、コンパスの再校正が必要になるかもしれません。
- 大きな衝撃や衝突があった後は、ドローンの再校正が必要です（ドローンが修理できないほどの損傷を受けていない限り）
- かなりの時間移動した後。
- 移動時間が長くなると、ドローンの再キャリブレーションが必要になり、それを促すことがわかりました。車での移動中の温度差と、移動中の絶え間ない振動は、加速度計を混乱させる可能性があります。
ドローンをキャリブレーションする方法
ドローンのキャリブレーションには、頻繁に行う必要のないものがいくつかあります。これには、加速度計、IMU、コンパスが含まれます。
ここでは、それぞれのキャリブレーション方法と、最適な方法を説明します。
加速度ピックアップ
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。
加速度計は、動きの変化の割合を測定します。
加速度センサーは動きの変化の割合を測定するもので、ドローンを静止させていれば、ドローンがどこにあっても動きの変化をセンサーは感知しません。
ドローンのキャリブレーションは、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、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で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ます。
- 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ます。
- 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ます。
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としています。このことから、近い将来、加速度計の校正がより簡単に、より速く、より正確になるという希望が持てます。
コンパスドローンのコンパスは非常に重要です。ドローンのソフトウェアでは、頻繁にキャリブレーションを行うように求められるものです。というのも、ドローンのコンパスは、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だからです。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。
ドローンの飛行がなぜ起こるのかを完全に理解するには、私の別の記事をチェックしてください – なぜ私のドローンは飛行したのか？[And what you can do about it] – click here.
ドローンの飛来には様々な理由があります。
ドローンのコンパスが誤作動を起こす理由はたくさんありますが、主に大きな金属や磁気を帯びた物体の近くにあることが原因です。
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、コンパスの誤認識を心配している人にとって、多くの頭痛の種を取り除くことになるでしょう。
IMU
慣性計測ユニットは、ドローンに内蔵されている装置で、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、ドローンの飛行中の力、高度、角速度を測定するもので、いくつかのセンサーを組み合わせて、非常に強力なユニットになっています。
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。
ドローンメーカーは、慣性計測ユニットのキャリブレーションを非常に簡単にしています。
ドローンメーカーは、慣性計測ユニットのキャリブレーションを驚くほど簡単にしています。完全なキャリブレーションを行うには、5分程度しかかかりません。
ドローンメーカーは、慣性計測ユニットのキャリブレーションを驚くほど簡単にしています。
DJI社製のドローンの場合、以下の作業が必要となります。
- 完全に平らな場所にドローンを置く
- 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。
ミニ・ドローンのキャリブレーション方法
ミニ・ドローンのキャリブレーションは、DJIなどのメーカーのコンシューマーレベルのドローンのキャリブレーションとは異なります。ドローンのミッドレンジのドローンは、適切にキャリブレーションするために、上記のハードウェアのすべてを必要とします。簡単に言えば、ミニドローンにはこれらの異なる種類のセンサーがすべて付いているわけではないのです。
ミニドローンは、プロペラやモーターを手動で調整しなければ正常に飛行できません。
ミニドローンは、プロペラやモーターを手動で調整しなければ正常に飛行しません。これは、リビングルームや風通しの良い裏庭など、風のない環境でドローンを飛行させ、安定して飛行するまでプロペラを調整することです。ドローンを一定の場所に保つためには、手動で位置を調整する必要がありますが、操縦桿から手を離してもドローンが大きく漂うことはありません。
トリミング
ミニドローンをトリミングするには、ドローンが飛んでいる状態で行う必要があります。ミニドローンコントローラーのトリムボタンを使ってプロペラを調整し、ドローンを安定させます。
メーカーによっては、矢印ボタンやトリムボタンが2つ付いていたり、時計回りや反時計回りに回転しないようにするためのトリムが付いていたりします。
基本的には、これらのボタンやホイールを使って、ドローンの自然な動きを打ち消すことになります。
基本的には、これらのボタンやホイールを使って、ドローンの自然な動きを打ち消すことになります。例えば、ドローンが左に流れてしまった場合は、ドローンが左に動かなくなるまで、右側のトリムボタンを押したり離したりしてください。
このプロセスを左、右、回転、前方、後方と繰り返します。
この作業を左、右、回転、前、後ろと繰り返します。このトリミングを完璧に行うには何度か必要になるかもしれませんが、ドローンを簡単にコントロールできるようになれば、飛行がより楽しくなるので、手間をかける価値はあります。
もしミニドローンが大きな墜落をした場合、プロペラの形状やモーターの効率が墜落の影響を受けている可能性があるため、トリミングをやり直さなければなりません。
ドローンのキャリブレーションに関する一般的な問題
ドローンのメーカーやモデルに関わらず、ドローンのキャリブレーションに関する一般的な問題がいくつかあります。ここでは、キャリブレーションのミスによる最も一般的な問題のいくつかに取り組む方法を説明します。
いつもコンパスを調整しなければならない
DJI Mavic airを操縦していていつも気になるのは、ほぼ毎回コンパスを調整する必要があることです。他の人も、長い旅の後にドローンを飛ばすときには、コンパスの再調整が必要だと言っています。
それは必ずしも難しいことではありません。
それは必ずしも難しいことではありません。ドローンを手に取り、時計回りに回転させ、次に機首を下に向けて同じように回転させるだけでいいのです。1分もかからずにキャリブレーションは完了しますが、ドローンを飛ばすたびに再キャリブレーションをしなければならないのが少し不満ですね。
ドローンの使い方によっては、飛行のたびにコンパスのキャリブレーションを行う必要がない場合もあります。ドローンの専門家の中には、毎回フライト前にキャリブレーションを行うのは、キャリブレーションがうまくいかないという問題があるからだと言う人もいます。
ドローンとは？
ドローンが漂流している
ドローンが漂流している場合、いくつかの問題が原因となっている可能性があり、ドローンのキャリブレーションを行うことができます。ドローンが漂流する原因には、いくつかの共通点があります。
- アクセラレータ
- は、この問題を引き起こしている可能性のある7つの要素です。
- 加速度計の校正が必要
- 送信機の設定
- モーターまたはESCの問題
- プロペラの問題
- GPSモードになっていない
- 障害物からのバックアップ
- 部品のバランスと配置
ソフトウェアやハードウェアの問題をチェックするだけでなく、IMUの完全なキャリブレーションを行うことを確認し、その方法については私の別の記事をチェックしてください。
概要
ドローンのキャリブレーションは、ドローンを所有する上で非常に重要な部分です。飛行中のドローンを安全に保ち、飛行中に何か問題が発生した場合の信頼できるフェイルセーフを提供します。
ドローンのキャリブレーションを真剣に行うことで、数分で画質が向上し、より安定した楽しいフライトができることを保証します。