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墜落させるのはむしろ難しい、最新ドローンとは

最先端の装備で、ネガティブなイメージを払拭

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2016年8月4日(木)

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 マルチコプターとも呼ばれる「ドローン」は、昨今いい意味でも悪い意味でも注目されている。よい面では、「何万円も出してヘリをチャーターしなければ不可能だった空撮が1人で手軽にできる」という点が“空飛ぶカメラ”として写真ファンに大いに歓迎された。かたや、2015年には首相官邸や長野の善光寺、兵庫の姫路城などへの墜落が相次いで報じられ、「ドローンは危ない」「素人には扱えない」とネガティブなイメージが一般層に広まった。

 しかし、ドローンの技術はまさに日進月歩。最新のドローンは、墜落を防ぎ安全に飛行するための機能や装備を何重にも搭載することで、誰でも安定して飛ばせるように進化している。正しい手順を踏んで操作すれば、装置が故障しない限りはまず墜落しない。かつてのラジコンヘリを連想するような操縦の難しさもなく、ドローン任せでの操縦や着陸も可能なのだ。

最新の高性能ドローンは、マニアではないファミリーでも安心して操縦や撮影が楽しめる工夫が幾重にも凝らされていた

 そこで、ドローンで世界7割のシェアを持つといわれる中国DJIの最新モデル「Phantom 4」を実際に飛ばし、安全性や操作性を確認してみた。

DJIの最新モデル「Phantom 4」。標準で4K動画撮影対応の高性能カメラを搭載する。実売価格は18万9000円前後
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安全性のための装備や機能が充実、まず墜落しない

 DJIのPhantomシリーズは、誰でも安全に飛ばすための機能や装備が充実していることが評価され、世界的に高いシェアを獲得してきた。2016年3月に登場した第4世代モデル「Phantom 4」は、墜落の危険を回避したり自動で安全な飛行を確保すべく、以下のような機能を備える。

・コントローラーから手を離しても自動でホバリング(空中静止)する

・GPSの電波を受けて常に姿勢と位置を補正するため、風の影響で機体が流されることがほぼない

・超音波センサーと2組のカメラを使ったビジョンポジショニングシステムで、GPSの電波が受信できない場所でも安定して飛行

・前方の障害物を監視するカメラを搭載し、障害物の手前で自動停止したり回避して飛行できる

・ボタン操作で離陸地点に帰還するリターン・トゥ・ホーム機能

・送信機との通信が途絶したりバッテリーの残量が少なくなると、自律飛行で離陸地点に帰還

・自動で目的地点までまっすぐ飛んだり、目的地点を周回する自律飛行機能

・画像認識で対象物を追いかける自律飛行機能

・機体が飛行禁止区域の地図を記憶し、GPS情報に基づいて飛行禁止区域ではローターが回らず飛行できない
上面から見るとX字の対称形をしたPhantom 4。真っ白で柔らかい曲線を描くデザインが親しみやすい印象を与える。スキッド(脚)がA4サイズの雑誌に乗るサイズとなっている
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Phantom 4は、2.4GHz帯の電波で機体と通信する付属の専用送信機(右)と組み合わせて利用する
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専用送信機はホルダー部分にタブレットやスマホが固定でき、カメラから伝送される映像を見たり、機体の各種設定をすることが可能だ。機体から送られてくる映像はいったん送信機が受け、USBケーブルを介してタブレットやスマホに転送する
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 Phantom 4は、機体の姿勢を制御するフライトコントローラーに2組のIMU(慣性計測装置)と電子コンパスを搭載し、自機の姿勢を常に安定した状態に保てる。空中で静止状態にあるときには、強い風が吹いても流されることがないのだ。もし機体と送信機の通信が途絶しても、GPS機能を利用して自動的に離陸場所に帰還するリターン・トゥ・ホーム機能を搭載。万が一制御不能になったとしても、ドローンがみずから離陸地点に戻ってきてくれる。

 機体の底面には超音波センサーを搭載し、地面との距離を測定して高度を一定に維持。屋内などGPS衛星の電波が受信できない環境では、底面に備えた2つのカメラを用いた独自のビジョンポジショニングシステムにより、地面を撮影して画像認識処理を実施し、位置を補正する仕組みを備える。

機体中央部の底面には、2つの超音波センサー(中央部の大きい丸い部分)と、2つのカメラ(両端の小さい丸い部分)が並ぶ
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 機体前面に搭載した2つのカメラでは常に前方の様子を三次元で把握し、一定の距離内に障害物が接近した場合は自動的に停止する機能も備える。操縦者が前進の操作を続けたとしても決して前進しないため、何かに衝突するという心配もないのだ。

機体前面のスキッド(着陸脚)の付け根には、それぞれ1つずつカメラが付いていて、飛行中は前方の障害物を三次元的にとらえる仕組みだ
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 Phantom 4に搭載されたカメラは1200万画素の1/2.3型センサーに35mm判換算で20mm/f2.8の単焦点レンズを組み合わせる。動画は4096×2160ドットの4K画質で記録でき、写真は4000×3000ドットで撮影できる。カメラは3軸のジンバル(傾きや揺れを補正する装置)で支持されていて、機体の姿勢に関係なく安定した映像が撮影できるようになっている。

約94度の画角を持つカメラ。緩衝装置を挟んで固定された3軸のジンバルで支持されていて、送信機の操作で上下方向に動かすチルトの操作ができる
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機体にはmicroSDカードスロットを装備。撮影した映像はHD映像として送信機に伝送されると同時に、設定した画質でmicroSDカードに記録される
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静止画は最大で4000×3000ピクセルのJPEGもしくはDNG(RAW)で撮影できる
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檜山 敦 東京大学先端科学技術研究センター 講師