はじめに
FPVドローンを飛ばせる環境を整備するのに苦労したこともあって記事にしました。自分用のメモでもあります。私が買ったドローンもググっても記事が全然見当たらず、とても大変でした。「初心者が、この記事を読んだらとりあえず何から取り組むべきかわかるはず」という記事を目標に、適宜アップデートしていきたいと思います。
Who am i ?
しがないエンジニアです。無線の記事は過去に無線従事者資格の合格体験記をいくつか投稿しています。
この記事の想定読者
- 趣味でFPVドローンを飛ばしている人の話は聞いたことあるし、興味はあるけどという人（初心者向け記事です）
- 趣味でFPVドローンを飛ばしたいが、結局のところ何から初めればよいかよくわからない人
- 趣味でアマチュア無線の免許を取得してFPVドローンを飛ばしたいが、FPVドローンを買ったものの何をすべきか全然わからなくて困っている人
- その他
注意点
こちらの記事ではFPVドローンのことを、以降で特に断りを入れない限り（単に）ドローンと呼ぶことにします。FPVドローンと普通のドローンの違いについてはWebにたくさんの記事があるため、そちらの参照をされてください。
ここでは、アマチュア無線の範囲に限定した話題とし、業務用無線については述べないことにします。
業務でFPVドローンや他ドローン全般を使用する際は、第三級陸上特殊無線技士（以上）の資格を求められるケースがあります。参考記事を載せておきますので、ご興味があれば参考になさってください。以下は三陸特の記事ですが、二陸特も取得したのでどこかで記事を書こうと思います。
（追記）二陸特についても合格体験記を記載しましたので、よろしければ参考になさってください。
なお、三陸特（以上）が必要とされるケースは業務用に免許が必要とされる周波数帯等を使用し、無線局の開局をしなくてはならないケースです。
本題に入る前に
趣味でドローンを飛ばせるようになるためには、まず免許が必要です。
- 無線従事者免許証（以降では、単に従免）の取得
- ドローンとその周辺機器の購入（一式）
- 無線局免許状（以降では、単に局免）の取得
ここで言う無線従事者とは第四級アマチュア無線技士（以上）のことを指します。なぜアマチュア無線の免許が必要かというと、ドローンはVTXと呼ばれる5.8GHz帯の電波を発する送信機を有するため、あらかじめ総務省に申請を行い受理される必要があるからです。この一連の流れを経ることでアマチュア無線の局免が総務省から交付されます。
ただ、ここでは簡単に書いてしまいましたが、上のステップが完了するまでに最低でも三ヶ月～（遅いと）四ヶ月くらいはかかるかと思います。第四級アマチュア無線技士の資格をとるための勉強は一週間～二週間くらいちゃんと勉強すれば問題ないかと思います。そんなに難しいことを聞かれない試験ですが、慣れておかないと厳しいかもしれません。JARDさん等の講習会で取得するという手もあります。
もしご興味があれば、詳細はこちらの記事を参考になさってください。
（追記）第２級 or 第３級アマチュア無線技士の場合はこちら。４級あれば十分ですが参考まで。
それでアマチュア無線の従免が手元に郵送されたら、紙ベースor電子申請ベースで局免の申請を総務省へ提出する必要があります。価格的にもお手頃でかつ電子申請に寄せる方向で総務省でも議論が進んでいるようですので、電子申請をベースにこちらでは説明します。
（追記）
最近、総務省側でシステム更改が進んでいるようで、リニューアルを予定しているとのこと。また既に開局をされている場合でも移行に向けて対応が必要みたいです。
総務省への局免申請はこちらのYouTube動画を参考になさってください。大変にわかりやすいです！
なお、上記の動画でも説明されていますが、上記リンクの電子申請のシステムで申請を出すと、IDと初期PWを書いたハガキが郵送で送られてくるため、これを自分のPWに更新をしておきます。手元にハガキが届くまでに一週間くらいかかりますので、申請を出したら自分が欲しかったドローンを買いに行くとかでも良いと思います。私は従免が届くまでに目星をつけておき、このタイミングでドローンを買いに行きました。なおドローンを買うときに系統図をもらうのをお忘れなく。系統図をJPEGやPDF形式にしておいて、このデータを電子申請に使います。なおドローンは製造元の国が中国であるケースを多く見ます。というよりもほとんど中国かもしれません。なのでAmazonやAliExpressでは買わない方が良いと思います。SHOPで購入をする場合でも、系統図の有無や本当に日本で使っても良いように改造されているかを確認する必要があります。特に並行輸入品は海外のVTXがそのまま使われているケースが多いらしく、改造せずそのまま使用してしまうと電波法に違反してしまうリスクもあります。
（追記）
詳細は述べませんが、日本ドローン無線協会の戸澤さんという方が系統図の作成を支援してくださっています。万が一にも系統図をもらえなかったという方は依頼を検討してみてはいかがでしょうか。
ドローンの選び方についても、まきさんの動画が大変にわかりやすいです。参考になさってください！
なお、ドローンはなんとほとんどの製品で技適がありませんので、JARDさんの第三者保証を受ける必要があります。JARDさんへの申請についても電子申請をするために作成した一次保存データを送付する形になります。
私はJARDさんの保証が完了するのに大体２周間くらいかかりました（もっとかかる場合もあるらしい）。保証が完了すると保証が完了したことを証明する証明書がメールで送付されます。これに加えて提出した一次保存データに補正が入ったものを送付されることもあります。これらのデータ等（これらのデータ以外もあるためYouTubeの動画を要確認）を元に総務省へ申請を行うことになります。
総務省の申請が終わるのに申請をしてから３周間くらいかかりますので、申請が完了したら申請手数料の納付を行います。申請手数料の納付確認が終わり、正式に審査が終わったら局免の交付が行われます。局免は総合通信局へ直接出向いて受け取るか郵送かのどちらかです。
局免が手元に届いたら、電波利用料の通知もそのうち届くので忘れないように納付します。ここまでで事前準備が完了し、ようやくドローンの設定を行う準備ができました。
実機の準備
ドローンを飛ばすのに必要なものですが、主には以下の3つです。
- プロポ（コントローラ）
- ドローン本体
- ゴーグル
もちろん、これらの他に専用のLIPOバッテリと呼ばれるリチウムイオンバッテリ（プロポとドローンの両方）が必要です。ドローン側のバッテリは専用で付属していることも多いですがせいぜい２個程度です。まずこれらがすべて揃っていない場合は揃えましょう。設定はPCで行いますので、PCも用意したほうが無難です。ゴーグルはUSB-PD対応のモバイルバッテリがあると便利なので、私は一緒に購入しちゃいました。
購入する際にドローンorプロポの端子は確認しておきましょう。USB-Bの端子がついているのか or USB-Cの端子がついているのかは要確認ポイントかと思います。持ってなければ端子に対応したケーブルの購入が必要です。あとは最近あまり見かけませんが、データの書き込み（readonlyではない）が可能なケーブルであることも併せて確認しておきましょう。
特に買うときに注意したほうが良い点
- ドローンとプロポ間で行う通信プロトコルは何なのか？
- ドローンとゴーグル間で行う通信プロトコルは何なのか？
通信プロトコル周りは見た目だけではわからないですし、SHOPの店員さんもドローンについての情報が全て頭に入っているとも限らないため、上記２点については特に重点的に確認をした方が良いです。というのも通信プロトコルが送信機と受信機間で対応できていないと通信ができず詰むことになります。バージョンと使っているプロトコル併せて確認が必要です。最近はドローンとプロポ間でELRSというプロトコルが流行っているらしいですね。日本でも技適が通っている専用モジュールが出てきました。
なお、後者については前述の通りVTX／VRX間でMSPと呼ばれるプロトコル等を使用することがほとんどです。要は送信機（VTX）・受信機（VRX）で、ドローンとゴーグルに対応してついています。
総務省の注意事項で書いてある絵がわかりやすいので、頭の片隅に入れておくと良いと思います。
まずはプロポとドローン本体およびゴーグルを購入したら、Webサイトでマニュアルを熟読しましょう。実際、他の方も書かれている通り、ドローンは種類もたくさんある割にアップデートスパンが短いため、情報がかなり少ないですが、Webサイトのマニュアルほど貴重なリソースは他にないです。
挙げればキリがないのですが、確認ポイントとしては以下でしょうか。イメージ的には新品で買ったノートPCのパーツを確認している感じ？に近いかもしれません。
- ドローンのパーツ単位で構成を軽く理解しておく（こういうFCが搭載されていて、プロペラへの接続端子がこうなっていて・・・等々）
- VTXの基盤のバージョン（この基盤ではVTXのxxxというあるベンダが製造元のメイン基盤を使っていてこのプロトコルには対応している・・・等々）
- プロポの設定（ここのボタンを押すとこういった設定や拡張が可能で・・・等々）
このあたりの設定は、実はわりと製品ベンダのWebの購入ページにかなりちゃんと書いてありますので、見落とすことなく確認しておきましょう！
ツールの紹介
先に私が実際に設定に使ったツールの紹介をしておきます。なお、実際の使用有無は製品のWebサイトにあるマニュアルをベースにして判断なさってください。
ドローン側の設定でよく使うツール（ほとんど必須）
BetaFlight Configurator
FCのファームウェアアップデートはドローンの機体が古ければ行ったほうが良いと私は考えがちなのですが、どうやら賛否両論あるらしく、「メーカのチューニングが入っているからアップデートをやらないほうが良い」という考えもあるようです。
ここでいうFCはフライトコントローラの略で、要はドローンのフライトを制御するソフトウェアのことですね。
それで、ややこしいのがプロペラのモータ回転を制御するソフトウェアが別にあり、これをESCと呼んでいます。「Electric Speed Controller」のことです。こちらについてもドローン本体のメーカ側でファームウェアを配布している場合もありますが、私の場合だとBetaFlight側でうまく設定が保存されないケースに遭遇してしまったため、次に記載するESC Configuratorで別設定を行いました。
ESC Configurator
以下のYouTube動画が参考になります。
プロポ関係
プロポをPCに接続したときPC側で認識されない場合、試すツールがImplseRC Driver Fixerです。これは本当に有用でした。
EdgeTXのアップデート
プロポ側のファームウェアについてはオープンソース化しており、EdgeTXがトレンドの一つになってきているようです。以下のサイトはファームウェアをとってきたりとても便利です。なお、最初からプロポ内のマイクロSDカードにあったファームウェアについてはバックアップ必須です。大抵の場合、うまく動かなくなった場合はバックアップしたファームウェアを当て直すことで復旧させることができます。ファームウェアをアップデートした後はブートローダのファイルも併せて最新化しておいたほうが良いとのことです。
ELRS
Express Long Range Systemという通信プロトコルです。日本でも最近技適がとれて使えるようになってきましたが、日本では2.4Ghz帯しか使えません。ELRSを設定するのに使用したツールを記載しておきます。
私の場合はELRSV3を使ってドローンとプロポ間の通信を行うように設定しました。その際に大変役に立ったツールです。
ExpressLRS-Configurator
私はドローン側のELRSがV2だった事もあってELRSのバージョンアップが必要でしたので、上記のツールは大変役立ちました。プロポ側でELRSの設定を行う時もこのツールは有用です。
再掲しますが、ドローン側とプロポ側のバージョンをチェックする必要があります。以下はドローン側のアップデートで参考になったサイトです。
※プロポ側は2024年7月現在だと外部モジュールで提供されることが多いので詳細は取り扱い説明書を見たほうが早いかもしれません。（私はそうでした！）
※（当たり前ですが）RADIOMASTER製のプロポにBETAFPV製の外部モジュールをつけた場合は、BETAFPVのELRSファームウェアを更新する必要があります。
参考になった動画やウェブサイト
なお、ゴーグルの設定についてはVTXから送られる周波数に合わせればよいだけなので、特段ツールは使いませんでしたが、VTXの周波数帯をプロポ上で確認するツールが公開されており、これが大変便利でした。
手元の環境
プロポ：
RADIO MASTER TX16S MK2 4 in 1
ELRS外部モジュール：
BETAFPV ELRS Nano TX V2モジュール 2.4GHz日本仕様
ドローン：
BetaFPV Meteor75 Pro (ELRS 2.4 GHz)
ゴーグル：
SKYZONE SKY04X Pro
PC：
Windows 11 Pro
設定メモ
プロポ
最初の目標は、プロポの初期設定を行った後でドローンとプロポをバインド（Bluetoothでいうペアリング）することです。
プロポの初期設定自体はこちらを参考にさせて頂きました。
EdgeTX関連のアップデートはこちらを参考にさせて頂きました。
特にELRSの設定はこちらのサイトがわかりやすいです。
特にELRSは私の持っているプロポ（4 in 1タイプ）では外部モジュールをつけないと対応していないことがわかり、気づくのにかなり時間を要しました。
ドローン
ドローンのキャリブレーションの設定等々を行い、ドローン側のプロポのアームスイッチを入れると、ドローン側のプロペラが回転するかまでを確認します。プロポの設定がうまくいっていれば、スロットルを上げるとドローンも上昇、下げるとドローンも下降します。
ゴーグルとの連携
VTXの設定はドローン側によって変わってきますが、メーカが設定ファイルを公開していたので、CLIで実行したらうまくいきました。OSDの設定は動画フォーマットを「自動」にしたらちゃんと表示されました。コールサインも表示できます。
VTXとゴーグルの連携は使用する周波数帯を合わせればよいだけでした。
（追記）
↓は大変重要なことが書かれているため、再掲します。
上記の総務省のページによると、日本の使用可能な周波数帯についての注意点は以下です。
- 免許を受けた周波数以外で使用した場合は、法令違反となりますのでご注意ください。
- アマチュア無線のバンドプランにおいて画像伝送が可能な周波数は以下の通りです。この範囲内の周波数を使用してください。
【5,690～5,725MHz、5,730～5,755MHz、5,757～5,760MHz、5,762～5,765MHz、5,770～5,810MHz】
ドローンレースなどでは、上記で許可されている周波数を譲り合って使っているようです。そうなってしまうと同時に参加できる人数とか限られてしまいそうですね。まぁこのあたりは使用するドローンの固体や種類によって変わってきてしまいそうですので、仕方がないんでしょうね。
思わず感動してしまったところ（追記）
小学生並みの感想になってしまいますが、「USB-Cってすごい！」というのが個人的に思うところです。というのも大体ドローンはUSB-C（ただし、USB-Bも一部存在する！）に対応しています。最近は画面出力もUSB-CだしUSB-PD対応の充電器もUSB-Cだし、周りはUSB-Cだらけです！！
あとはLuaの普及ですかね、ファームウェアなどのhexデータ周りはPythonでデータを作って、作ったデータをプロポやドローンに入れるイメージが近しいのですが、ELRSの制御で使うのはLuaのようです。プロポ側をよく見てみると、配置するファイルはluaのソースコードファイルであっても実行する際にluacファイルが作られているので、特にプロポ側ではluaのファイルをコンパイルして実行可能モジュールにしてから内部で実行しているように見受けられます。
luacファイルはluaのソースコードをコンパイルするときに出力されるバイトコードのようですね。（Lua Compiled Source Code）
以下、wikipediaからの引用ですが、上記についてはどうやらLuaの仕様のようですね。
Luaは、C言語のホストプログラムに組み込まれることを目的に設計されており、高速な動作と、高い移植性、組み込みの容易さが特徴である。いったんバイトコードにコンパイルされ、Lua VMで実行される。
言い換えると、Luaを勉強して色々拡張できるようになると、自由にドローンを操作できる可能性が広がります。Luaについては、うろ覚えですが東芝さんからFlashAirという少しリッチなSDカードが販売されていて、自由にLuaスクリプトで拡張が出来て楽しかった覚えがあります。結構、組み込み周りではLuaは使われているんですかね。
最後に、ドローン全般の飛行についてですが、汎用性が広い分、色んな法律が出てくるところです。
- 航空法
- 電波法
- 小型無人機等飛行禁止法関係
等々、勉強すればするほど他多数の法律が出てきます。こんなに法律が出てくるのもドローンの特徴かもしれませんね。
また、ドローンを飛ばせるようになるまで私は時間かかってしまったので「こいつ動くぞ」と体感するまでにだいぶ時間を要しました。ゴーグル・ドローン・プロポの設定をし初めてから飛ばせるようになる＆ゴーグル上にコールサイン付きの映像を出力できるようになるまでトータル３週間くらいでしょうか。手が空いたらドローンシミュレータの記事もどこかで書きたいと思っています。
最後に
最近はDJI社などの日本でも技適を取得し始めたメーカがようやく出てきましたが、まだまだ高価で庶民には手が出せません。アマチュア無線の範囲で操作できるドローンの多くは模型航空機が多いため、無人航空機の範囲でも今後5.8Ghz帯を日本でも使用できるドローンが出てくると良いと思っています（既にあったら恐縮です）。なお、DJIのドローンはさすが高価であることもあって、センサ類が充実しており、壁を認識すると自動で止まるとか、あとは40分近く稼働できるような大容量バッテリを搭載していたりとか、かなり安定して飛行を行えます。それになによりDJI社のドローンの特徴は2.4Ghz帯しか使わないケースが多いことです。そう！つまりDJI社のドローンはアマチュア無線の無線局開局が（今のところ）不要ということです。
気になるところとしてDJI社のドローン全般は重量100g以上であることが多く、屋外で飛ばすには航空法に気をつけなればいけないところでしょうか。
その場合DIPSでの申請を行い、国交省の承認を得る必要があります。特にFPVドローンはいわゆる目視外飛行に相当するケースが多いため要注意です。
最近、DJI社から出たAvata2面白そうです。機体だけで７万は結構高いですね。私が使っているのは１万と少しだったので。あとDJI機専用のプロポなんでしょうかね（DJI社の製品だったらある程度使い回せるものなんでしょうか、もしかしたら他社製品でも使えたりする？？）。使っている通信プロトコルがちょっと気になります。
ドローンの世界、かなり奥深くてハマりそうです。特にFPVドローンはコンパクトなFCのメイン基盤とVTXの基盤、ESCの基盤にモータ＆プロペラとバッテリだけで動くので簡単に作れてしまうということから自作を楽しむという楽しみ方も存在します。自分専用のドローンを作ってみたいですね！
以下、ドローンに関わるニュース・時事ネタ等々
（追記）
米中の貿易摩擦でファーウェイ社が制裁を受けた件と同じように、DJI社も影響を受けないように願っています。
（追記）
ドローンの衝突回避の規格についてです。このあたり全然詳しくないのですが、日本でも活発に議論がされているようです。
この記事が少しでも他の方の一助になれば幸いです。それでは、よいハム＆ドローンライフを！！