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2008年3月から趣味で始めたラジコンヘリ&飛行機の練習記録です。
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「マニュアル操縦の重要性について」 投稿者:たつや 投稿日:2017/03/17(Fri) 15:50:35 No.5477  引用 
ちょっと懐かしい原稿が出てきました(爆) 

数年前に東京で開催された
「第1回マルチコプター初心者講習会」
で、講義した時の原稿です。

まだ航空法も改正されておらず、世間では大きな話題とはなっていなかった頃ですね。
なので、呼び方も「ドローン」ではなく「マルチコプター」でした。
あの講習会で初めてお会いした方々は、今もFB友達として長く交流させて頂いています♪

 
今更ながらに読み返してみると、
さすがに最近の機体にはマニュアルモードは存在しなくなっているものの、基本的に必要な操縦スキルや考え方はほとんど変わっていません。
各段に進歩を遂げたマルチコプターでも、最終的にはパイロットの操縦技術に頼らなければ落ちてしまうということに変わりはない訳です。
事実、事故にならない限り報道はされませんが、国内でもいっぱい落ちてます(><)
そういう意味では、最新ドローン・・・ワーワー言うほど大した進歩をしたとは言えないのかもしれませんね。
 

 
以下が講義の原稿ですw(長文です)
  
「マニュアル操縦の重要性について」
 
姿勢制御用ジャイロを積んだマルチコプターはかなり前から存在しましたが、十数年前に磁気コンパスや気圧センサー、GPSを備えて、機首方向や高度、位置制御が可能な機種が出現しました。
当時の物はかなり高価でホビー用ではなく主に研究用でした。
そして、数年前にDJIがホビー用(一部業務用)として入手可能な安価なフライトコントローラー(FC)を開発&発売しました。
 
一般的なマルチコプターは、その制御方法によって大まかには4種類に区分けすることができます。
1)3軸ジャイロだけの物
2)3軸ジャイロに3軸加速度センサーを備えた物
3)さらに気圧センサーを備えた物
4)そしてさらにGPSを備えた物
ジャイロと加速度センサーだけでは機体の姿勢のみを制御できますが、高度や位置は制御できません。
これに気圧センサーが加わると高度を維持できる様になります。
さらにGPSが加わることによって対地位置の制御まで可能になります。
Phantomは(4)のクラスに該当しますので、許容レベルの風速の下であれば位置と高度を維持できます。
 
DJI-Phantomに代表されるマルチコプターの最大の魅力は、上記のセンサーを備えたことによる自立飛行ができることです。
しかし、GPS衛星からの電波は天候や太陽風の磁気嵐等によって非常に不安定であり、また飛ばす場所の環境により電波その物が遮断されてしまう場合があります。
多くの販売店は「誰でも簡単に飛ばせる」と言っていますが、それはGPSを十分に補足している状態での話です。
現在のフライトコントローラーやジャイロの性能は格段に良くなっているため、GPSによる自立飛行は十分に安定していますが、一旦GPSを捕捉できない状況になると自分の位置を判断できなくなります。
一般的なフライトコントローラーにはGoHome機能が備わっていますが、この機能はGPSでの位置制御を前提としています。
従って、飛行中に機体の向きが分らなくなり、しかもGPSを十分に捕捉できていなかったらその時点で操縦を続けることができなくなります。
また、GPSを十分に捕捉していたとしてもフライトコントローラーが間違ったホームポイントを覚えてしまっている場合は、パイロットが予測できない方向へと飛んで行ってしまいます。
爆発的に売れたPhantomですが、世界中で多くの機体がフライアウェイしています。
そのほとんどの原因がGPSを捕捉できなかったか、間違ったホームポイントを覚えていたかによるものだと推測できます。
 
従来の空物ラジコンはGoHome機能などはなく、完全目視によるマニュアル飛行が当たり前でした。
ラジコン飛行機やヘリを始めた時の最初の関門は、機体の水平姿勢維持と対面操作です。
機体の機首方向とパイロットの向きが同じであれば感覚的に操縦が容易なのですが、機首が自分の方を向いている時には反対の操作をしなければいけません。
対面操縦ができないと飛行中の機体はあっと言う間に墜落してしまいますので、上級者にサポートしてもらいながら少しずつ慣れていくしかありませんでした。
 
センサーによる自立飛行ができるマルチコプターの出現により、対面操作どころか水平姿勢維持さえ習得をしないままでも容易に飛ばすことが可能になりました。
機首の方向が分らなくなったり正確な当て舵操作ができないと思った時は、IOCやGoHome等の機能を使って安全に帰還させることができるからです。
 
ただ、マルチコプターの構成部品の中で一番エラーを起しやすい部品がGPSと磁気コンパスです。
ジャイロや気圧センサー等のセンサーは、部品自体が故障しない限りエラーを起すことは滅多にありませんが、GPSは上記の通り、そして磁気コンパスも同様に外乱(磁場)の影響を大きく受けます。
墜落して破損でもしない限り致命的な故障にはなりませんが、動作エラーは割と頻繁に発生しています。
対面操縦ができない初心者にとって一番頼りな機能が、実は一番エラーを起しやすい部品なのです。
 
飛行中にGPSとコンパスの機能を失ったマルチコプターはどうなるのか?
従来の飛行機やヘリの様にいきなり墜落することはありません。
Phantomを一例にすると、GPSモードで飛行していた時に上記の状態になった場合は自動でAtti(高度維持)モードに移行します。
スロットルを含めてすべての操縦(スティック)をニュートラル(センター位置)にすれば、機体は姿勢と高度を維持したままで風に流されながらホバリングを続けますが、慌ててIOCやGoHomeを使うと自分の意図しない方向へと飛んで行ってしまいます。
何もしなければ何も起こりませんので、良く考えてから次の動作に入ることが重要です。
ここでマニュアル操縦のスキルがあれば、機体の動きを見ながら自力で帰還させることができますが、マニュアル操縦ができなければ、ゆっくりとスロットルスティックを下げて着陸させるしかありません。
着陸地点が見えない場所なら、障害物等に当たって転倒するなどの不時着になります。
それでも、不用意にIOCやGPSを使ってフライアウェイするよりも安全だと思います。
 
マルチコプターを始めたばかりの時の話(当時FPVはありませんでした)ですが、GPSモードで飛行中に機体の姿勢が見えなくなりました。
距離は150mくらいだったので機体自体ははっきりと見えるものの、乱視の私にはどっちを向いているのかが分からなくなったのです。
仕方なくIOCのホームロックモードにして帰還させようよしたものの、エレベーターをアップにするとさらに遠ざかって行く様に見えました。
この時点でGPS機能がエラーを起したかホームポイントがずれていると推測しました。
GPS機能が正常でなければIOCもGoHomeも使えません。
すぐにIOCをオフにして、エレベーターとラダー操作により機体の向きを確認してから自力で帰還させることに成功しました。
 
その時の操作方法は以下の通りです。
まずエレベーターをダウンかアップにして、点にしか見えない機体の動きを観察します。
ダウンを打つかアップを打つかは、あらかじめどちらかに決めておいた方が混乱せずに判断が早く正確になります。
エレベーターを操作しても機体が左右に動かなければ、機体はこっちを向いているかまたはその反対を向いていることになります。
もしダウンを打った時に右に動き出せば、機体は右を向いています。
次にゆっくりと少しだけ右(または左)ラダーを打って、すぐにニュートラルに戻します。
再度エレベーターダウンを打って機体の動きを観察します。
機体がまだ右(または左)に動く様なら、もう一度、右(または左)ラダーの操作を繰り返します。
何度かに分けて少しずつラダーとエレベーターを操作して、エレベーターダウンを打っても機体が動かないところを見付けます。
ダウンを打っても機体が動かないということは、間違いなくこっちを向いている証拠です。
そのままダウンを打ち続ければ、機体は自分の方へ戻って来ます。
 
上でも述べた通りマルチコプターは余程のことがない限り姿勢を崩して落ちることはありませんし、GPSモードであればスティックをニュートラルに戻した時点でその場所に留まります。
マニュアル操縦の練習でも落ち着いて少しずつ打ってはニュートラルに戻し、また打ってと繰り返し操作すれば容易に習得することができます。
時間さえあれば落とすリスクもなくマスターできるスキルなので、ぜひ空撮飛行を始める前に習得する様にして下さい。
 
従来の空物ラジコンでは、落とさずに操縦を覚えるためにシミュレータが大いに役立ちましたが、マルチコプターにおいてもシミュレータを使うことによって効率的に練習できます。
現在市販されているシミュレータは数千円の物から数万円の物まで様々ですが、背景の動きや重力加速度の相関性と設定オプションの種類が値段による主な違いです。
マルチコプターの操縦練習に使うのであれば、一番安価な物で十分だと思います。
日本語対応のシミュレータは、FMS、HELI-X、Phoenix、Realflightなどがあります。

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