目視外飛行申請 認可へ

2月1日付で申請しておいた目視外飛行の許可が下りる見込みです。

国交省の担当者より何回か修正の指示をもらいメールで修正加筆を重ねてきましたが、本日、最終的に紙の状態で送りなさい、とのメールが来ました。早速紙の状態にして送りました。許可証はもうすぐ届くものと思います。

飛行マニュアルの最後に「広島空港事務所の運用時間外における連絡先として、「福岡空港事務所 TEL092-622-6529」を追記」しなさいという修正内容がありその通り修正しました。

今回の目視外飛行の目的は過疎へき地への物資の輸送を最終目的とした実験機での安全な飛行ルートやノウハウの取得です。

実験に使う機体は自動飛行試験1号機と2号機 (中身はほぼ同じ)フライトコントローラーに飛行ルートを設定して自動飛行させます。

重量は4セル2200mahのバッテリーを含めて約850g弱。飛行時間は実測で15分程度(バッテリー寿命を考えなければもう少しは飛べる)

機体発見ブザーを載せています(途中での墜落の可能性もゼロではない)

許可は許可の日から1年間と申請しましたのでその間にノウハウを蓄積させます。

乞うご期待。

自動飛行 見入りが崎まで 善福寺駐車場まで

自動飛行の試験飛行、小笠原先生に応援を頼んで決行。

最初は見入りが崎までの片道飛行。途中見失いかけたが無事に到達、自動着陸。しかしこの日はグランドゴルフをしている人たちがいてこの人たちとはあまり近距離での着陸でなくてかつ、暖かく見守ってもらったので試験飛行自体は大成功。しかし、事前に使われているかどうかの確認をしなかったことは大反省。

バッテリーの残量は5割以上ありで、往復は可能だと思われるがその前に使用状況の確認だけは怠らないようにしなくては。

そのようなわけで目的地変更、坪野善福寺駐車場へ。

1回目は片道、着陸地点が北西方向に10mほどずれて道路わきの電線にあたりそうになったので若干手動で修正をかけて無事に着陸。

2回目は往復を設定。前回着陸地点がずれていたのでその分修正してからの飛行。

しかし、やはり着陸地点が北西に寄ってしまっていて手動でちょっとだけ調整してあとは自動着陸、その後自動で離陸、機体は帰路についた。

帰路の途中で飛行時間が10分を超えちょっと心配になる。追跡車を運転してもらっている小笠原先生に道路上の安全を確かめながら途中で下車したりしながら機体を見守る。帰路の3分の2程度まで来たところで不安になり下ろすことにした。ダウンウォッシュに入らないように旋回させながら高度を下げて回収。

試験結果よりも機体を大事にした。総飛行時間は15分越え。残量5%。

もしかしたら無事に往復帰還できていたかもしれない。その時のログの電圧がこれ。最後あたりの谷の部分が飛行モードを自動飛行からpositionHoldにした部分だと思われる、その後急降下させているところで電圧が若干戻り回収寸前のホバリングのところでまた電圧が下がり、回収、モーター停止でまた若干電圧が上がっている(最後の部分)

このログの電圧からだけならばバッテリーの寿命を考えなければ帰還できていたかもしれない(メモリから11v程度はあったようである、が、本当に正確な電圧ではない)。もっと大容量のバッテリーを積むことができれば(もちろん重量との兼ね合いもあるが)確実な往復飛行ができそうである。この時の高度の変化がこれ。

中央あたりで高度が下がって着陸していたことが確認できる。その少し前の高度の変化がなだらかな部分は着陸場所を変えるために手動操作を加えたところ。

今回は飛行高度を絶対高度で指定したので地形に対して高度の変化は無い。

このあたりの地形の変化が大きいところで、かつ長距離を飛ばすには相対高度ではないほうが良いと思われる。(無駄な飛行時間、高度の調整時間を取らないため)

飛行時間が15分は大丈夫であること、絶対高度で指定してやれば無駄な時間を消費しないで飛行してくれること。また、着陸場所の確認(当たり前だが)など収穫大であった。

小笠原先生には協力の感謝と自家製アンパンをいただいたことに感謝です。

次は目視外飛行の許可を取って井仁までの自動飛行に挑戦します。その次は安芸太田町役場から那須までの自動飛行。

見入りが崎運動広場まで自動航行

昨日からの雪も止んで青空も見えてきたので、自動飛行。今日は高度を絶対高度220m、標高が150m前後なので飛行高度は6,70m、に設定して決行。

コースは途中香草で自動着陸させて5秒のDelayを入れてその後離陸させ見入りが崎運動広場まで飛行させて自動着陸、というコース。

距離や時間的には問題はないはず、で決行。 途中機体を追いかけながら香草で無事に着陸、約5秒(設定どおり)あけてから自動離陸、その後目的地見入りが崎運動広場へ飛行を開始し。無事に着陸。Missionを無事にやってくれました。

雪原に白い機体で見えにくいですが間違いなく工場から飛んできました。この時点でのバッテリーの残量は40% まだ余裕があります。

前回から1歩前進しました。引き続き試験を続けます。

飛行コースやフライトログは解析でき次第アップします。

自動航行 ホームから香草往復 成功

自動飛行の試験を実行、ドローンスクールの講師陣3人が応援に駆けつけてくれた。また、坪野の尾崎さんにも声をかけて取材(?)(ブログをやっておられます)を依頼、快く来ていたいた。

機体は前回香草まで飛行させた機体ではなく、同じPhantomのBody(殻)を使った機体ではあるが、本格的な飛行試験のために新調したもので、ESCは小型軽量の5セルまで可能な高性能軽量のモノ、バッテリーは新品の4セルを使用した。事前の調整飛行では電圧アラームが鳴るまで余裕で10分は飛んでくれる(電圧アラームは多少余裕を持たせて設定してある)その他軽量化のためリード線などは極力短くした。

1回目は設定した香草駐車場までほぼ予想通りのスピードで無事に飛行し自動着陸し、すぐに自動離陸して帰還を始めたがwaypointで高度の調整をしているのか、余分な時間を取っているようで帰還途中で飛行時間が10分をオーバー、安全のため自動飛行を中止してマニュアルで回収、バッテリーチェッカーで測ってみると残量は41%程度あり、次回の飛行では往復させることを決定。

2回目、無事にミッションを完了、尾崎さんも1回目は撮影できなかった自動着陸離陸の場面を撮影できたようで、飛行試験としては成功、ただ、途中で(たぶんwaypointで)止まっているように見えるのが気になる。

止まっているように見えるのは高度の調整かとも思い、3回目は高度を一定にして飛ばしてみたが、相対高度で指定しているのでどうか?ということ。

行きは好調に飛行、自動着陸自動離陸を見届けて引き返すが途中で機体を見失う。ホームに戻ってみたが機体は戻っていない、すでに送信機のタイマーは10分を過ぎている、機体ロスト?を覚悟した。

タイマーは13分すぎて完全に機体ロストを覚悟したとき講師陣の一人森脇さんが飛行中の機体を発見、確かにこちらに向かって飛んできている。途中でバッテリー切れもなく無事に自動着陸、で、回収、すぐにバッテリーチェッカーで残量を見てみると4%。

これがその時の飛行ルート

明らかに地形との相対高度を取って飛行している、特に帰還時の道路の高架に合わせた高度の取り方が見事といえば見事。ここで試験機はかなりのパワーを使って高度を上げそして高度を下げるという時間のかかる飛行をしたと思われる、また、地形の高低に沿ったグラフになっていることから間違いなく地形に対して相対的に高度を取って、いわば障害になるものを高さ方向では避けて飛行してくれたことになる。中央付近の高度が下がったところは自動着陸自動離陸のところである。飛行中に高度が下がっているところは川を横断しているところで、これは後にネット上で再確認したMissionPlannerの飛行設定のチュートリアルでもそのような記述がある。

GoogleMapのデータによって相対高度で飛行させているのでこのようになったと思われるが、このことはルート設定で絶対高度を指定することで回避できる。

また、この機体は間違いなく13分以上の飛行ができたことになる。これは大きな収穫であった。今回程度の距離であれば飛行ルートを吟味することで余裕を持って飛行ができるはずである。

本家Phantomに比べれば飛行時間が半分程度であるがバッテリー部分が機体の空きスペースを使用して既成のバッテリーを積む本機としては当然の事であり試験段階で2200MAHしか積んでいないので順当な結果。

これはスペース全部を使ってそこに合わせた形のバッテリーを積んでいる本家Phantomと比べてはいけない。しかし、飛行距離を伸ばすためにはこのバッテリーの問題はクリアしなけらばならない大きな課題の一つである。

また、設定などをもう少し追い込んで消費電力を抑えるなどさらに飛躍させる。

追伸、この機体で初めてAutoTuneでヨー軸までやることを確認した、今までは重たいF450の機体にくたびれた3セルのバッテリーでAutoTuneをしていたためピッチ軸の途中で降ろさざるを得なく、経験したことがなかった。

自動飛行 2650m

自動飛行。上川さんの協力で機体を追いかけながら実行、水平飛行の飛行距離は約2650m。

途中道路をまたぐコースなので道路との高低差は50m以上を確保した。その他は川と平行したコース取りをしているので最悪の場合でも水没で危険はないものと思われる。

試験的に単独で飛ばしていると、遠くに行くと背景との距離感が無くなって山に突っ込むのではないかと心配になって本当に指定したところでコースを変えてくれるのだろうかと心配になりRTL(Return to launch)に入れてしまうのだが、今回は協力者があり運転してもらい、私は目視飛行の範囲内で送信機を手に追いかけた。

コースは機体の設定飛行速度7m/sでバッテリーの安心できる飛行時間6分程度以内でかつ安全に着陸できそうな広場を選んで設定。

本来ならもう少し先の見入りが崎運動広場まで飛ばしたいのだがこの安全な飛行時間内ではたどり着けない距離であるため今回はこの距離での試験とした。

設定飛行速度についてはもう少し速くしても大丈夫そうであった。

今回の飛行コース    GoogleEarth版。向こうがスタート地点 手前が着陸地点。

この試験の最終目的は物品の自動運搬で、距離さえ伸ばせれば(飛行時間)物品の放出や自動離陸は設定さえ変えればいいので問題ではない。

今回使用した機体はこれ、モノを運ぶときはもっと大型の機体を使う。

外見はPhantomだが、これは殻だけを購入して中身は全くの別物、F450タイプの機体と比べて重量は約400g程度軽くできる。送受信機はPhantom用の920MHzのDJIのもの。もちろん技適品。アウトレットで安く買うことができてこのような試験機には最適なモノ。(途中で山に激突、あるいは水没もあり得る)

1回目の飛行では着陸寸前でバッテリー切れになったようでRTLを始めてしまい、これがもし着陸寸前でなく途中であればもっと慌てていたかもしれない。

この時は着陸地点へ待機していたのでRTLを始めたと気づいて、すぐにマニュアルで無事に着陸させることができた。その後、すぐにパソコンにつないで設定を変更した。

2回目の飛行では全く問題なく自動飛行を終え、着陸も安全に自動でやってくれた、また、バッテリーも4割程度(バッテリーチェッカーで)残っている状態。今回使ったバッテリーはどれも長年使っていたもので、また飛行可能な時間もこれらのバッテリーで測ったものなので、新品のバッテリーを使えば飛行時間はもっとのばせるはず。

着陸寸前の機体

今回のコースで安全に飛行できたので、これを利用してより効率的で飛行時間を伸ばせる方法を模索したい。

道路との交差のため飛行高度を高くしたがこれにもかなりのエネルギーが要るはずでもっと高度を低くとることができれば飛行時間も伸ばせるはずである。また、本格的な物品の運搬については4枚ローターがいいのか6枚がいいのかやプロペラの大きさ、重量と飛行時間やバッテリーの最適なセル数など追及していくのが楽しみである。今年中には4000m程度の距離での物品の運搬まで行きたい。

過疎地では絶対に役に立つ運搬方法であると考える。また、夜間でも自動で遠くにモノを届けることができる。

進化させていく。