展示会:テクノフロンティア2017
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» 2017年04月25日 15時15分 UPDATE

テクノフロンティア 2017:GPS不要の自律飛行システム搭載ドローン「PF1」 (1/2)

自律制御システム研究所(ACSL)は「テクノフロンティア2017」で、国内で唯一完全に自社開発したというオートパイロットシステムを搭載したドローン「PF1」を公開した。PF1は、独自の位置情報取得システムなど、さまざまな技術を実装。これにより、産業用途に必要な安全で安定した自律飛行を実現している。

[辻村祐揮,EE Times Japan]

GPSがなくても自己位置の特定が可能

 ドローンのオートパイロットシステムを自社開発しているメーカーは、世界中を見渡しても4〜5社程度しかない。国内ともなればたったの1社だ――。そう語る自律制御システム研究所(ACSL)は、2017年4月19〜21日に幕張メッセで開催の「TECHNO-FRONTIER 2017(テクノフロンティア 2017)」で、完全自社製の自律飛行システムを搭載した純国産ドローン「PF1」を披露した。

 PF1は、プロポ(コントローラー)が不要な完全自律制御ドローンである。障害物の多い環境や閉鎖的な環境など、さまざまなフィールドでの自律飛行に成功している。そのため、物流、測量、空撮、点検、農業、災害対策など、カスタマイズ次第であらゆる用途に対応できる。

建物やインフラの点検用にカスタマイズしたPF1

 そのような特殊な環境での自律飛行は、独自の位置情報取得システムの実装により可能となった。一般的な自律制御ドローンが自己位置の特定にGPSかGNSSを必要とするのに対してPF1は衛星測位システムを使わなくても位置情報を取得できる。そのため、橋りょうの下や洞窟の中など、GPSやGNSSが遮断される場所でも、安定して自律飛行することが可能だ。

 位置情報を取得する手段の1つが、水平と垂直の両方向に搭載した270°レーザーを活用したSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)技術だ。この技術では、レーザーの反射から周囲の物体との距離を測定し、リアルタイムに3次元地図を作成することで、自分自身の位置を把握する。これにより、PF1は障害物の多い環境でも自律的に飛行できる。

 レーザーを用いたSLAM技術は、周囲との距離が30m以内の場合は有効である。とはいえ、それ以上となるとレーザーが分散するため、自己位置の認識は甘くなる。そこで、PF1は一定の広さの空間内を自律飛行するときのために、画像処理技術を応用したSLAM技術も備えた。この手法では、機体下部のカメラで地面の画像を読み取り、特異点を見つける。その後、自分が動いたときに特異点の見え方が変わるため、その差から自分がどれだけ動いたかを認識する。

レーザーでの3Dモデル構築(左)、画像処理工程(右) 出典:ACSL
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