室内ドローンの飛行レベル2020

Last updated at 2020-12-04Posted at 2020-12-04

はじめに

室内でドローンを飛ばして、ビジネス利用する取り組みを1年くらいやってきました。

初めはどんな課題が起きるか、どのレベルの取り組みなのか全くわからず進んでいましたが、
ある程度、室内でのドローンのビジネス活用でクリアしないといけないことが見えてきました。

単純に飛行ルート設定と画像認識で省人化を測れると思っていましたが、
まだまだ課題があり、自動車の自動運転のように室内ドローンにも飛行レベルを定義し、
みんなでレベルを引き上げる必要があると感じています。

そこで、勝手に定義してみました。

室内ドローンではGPSによる自己位置推定は使えない
基本的に現時点の障害検知の制御レベルだと、何かしら障害検知をしてしまう
室内ドローンなので、基本的に人や機械が周辺で移動している

段階	名称	主体	飛行領域	障害検知	環境の変化
0	運転自動化なし	人	-	-	-
1	プログラムによる規則的移動飛行	人	限定的	OFF	なし
2	規則的移動と位置補正による自律安定飛行	ドローン	限定的	一部有効	限定的に対応
3	目的地指定と位置補正による自律安定飛行	ドローン	限定的	一部有効	限定的に対応
4	目的地指定による完全自動飛行	ドローン	限定的	常に有効	限定なし
5	作業指定による完全自動飛行	ドローン	限定なし	常に有効	限定なし

レベル0: マニュアル操作で人がドローンを操作する

プログラムによるドローンの操作により、固定された環境で決まった動きをする。

ドローン自体は飛行中に自的要因、外的要因で必ずズレが生じるので、
小さい範囲での限定的な飛行のみ可能

基本的に人がみていてサポートする必要がある

プログラムによるドローンの操作により、決まったルートを移動するが、
順次位置補正を行い、正確で広範囲での移動が可能

移動の際に障害検知をOFFにする必要があるが、基本的には障害検知を有効にして、
周囲の人や移動物体と衝突しない状態

開始終了の人のサポートは必要だが、飛行中は目視する必要なし

段階的な移動ではなく、目的地とルートを指定し、自律飛行によって指定されたルートを移動
障害物がある際は避けてルート修正する。

技術的にはGPSによる目的地指定が使えない中で、3Dマップを保持し、自己位置推定を繰り返すSLAMの活用が必要と考えられる

SLAMの活用が安定し、移動物体の検知、ルート補正が可能な状態

完全自動飛行が可能という状態。

作業中に充電ステーションに移動、自動充電を繰り返し、充電ステーションの複数配置で
ドローンは少なくて済む
（複数機体を同時に制御することも可能）

消灯後にライトによる作業など
要件に沿ったカスタマイズが可能で、作業を完全に自動化できている状態。

さらっとレベル5に自動充電という話を記載しましたが、
現状のドローンのビジネス利用における最大の課題は稼働時間だと思います。

稼働時間がスマホのように長くなったり、自動充電が可能になればドローンによる省人化、完全自動化が現実的になってくるかと。

また、今だとメンテナンスの工数や機体やバッテリーが毎日利用した場合、どのくらい持つのかも
中々見えないところはあります。（DJIのサポートは一年ですし）

室内で飛ばすとなるとかなり正確な飛行と障害検知が必要なので、
障害検知をもっと細かく制御できないと、厳しいシチュエーションも考えられますし、
ズームの距離を伸ばしたり、カメラの性能、
飛行中に撮影した画像を元に補正をする際の通信速度の向上などドローンの性能自体の向上も必要かと。

ドローン自体安いものではないので、投資するには見えない部分が多過ぎるという課題もあると思います。

ドローン市場自体も、日本向けには稼働時間を犠牲にして、航空法に引っかからない軽い機体にしたり、
ドローンを検証できる場所が少なかったり、日本の法律自体、室内ビジネス向けには不利な状態かと思います。

DJIから観測用のLiDAR搭載ドローンが発表され、配送向けのドローンが琵琶湖を超え、有人飛行ドローンが成功するなど、屋外向けのドローンは結構盛り上がっていると思いますが、室内向けドローンは事例自体がほとんどありません。

おそらく、今はビジネス利用向けに検証してみた人は、レベル2の途中で断念という感じだと思います。

課題は多く、室内向けドローンの検証結果は「人類には早すぎた」となっている気がしています。

PoC的にこれは厳しいねという結果も正解だとは思いますが、中々その結果を世に出せないし、
ニーズが届かないのは辛いなと思ったので、断片的にここで思ったことを書きました。

実際にドローンをビジネス利用するということは、ゴールをどこに設定するかが大事だと思います。

日本のおじさんはドローン大好きなので、自動運転車のようにみんなで盛り上げていけたらと。