ドローン空撮［技術解説］　－　変電所付近での電波障害

変電所直近の現場にて障害データが取れました。
送信機の選択により、発生比率が異なる事を確認。
障害が発生する距離も、具体的なデータが取れました。

なお、具体的な場所に関しては守秘義務の関係から公開は出来ません。
メーカー・代理店などの方で、具体的に再現を取りたいという方には弊社が把握している範囲で再現性がある条件をご紹介します。
また、送信機メーカーの違いによる性能差は保証しますがモーターの回転停止の主原因の特定が出来ていません。
今後、電波障害確認用の機体を製作し、モーターの回転停止の原因を詰める事になります。

マルチコプター＋バルーン

今回の検証が取れた現場はバルーン空撮にて受注した案件でした。
理由はクライアントが夜景の画質を求めた為。
この時点ではフルサイズデジタル一眼に最新設計の単焦点という組み合わせがスチール画質的にはベストという判断です。
0 [Zero]のマルチコプター空撮は、ポリシーの関係からコンパクトデジカメのみでの撮影となっています。

クライアントが指定した日は風が強いと0 [Zero]では読みました。
ところが・・・
クライアントは撮影実施を希望。
バルーン空撮ポリシーの関係から、車両を出す事が出来ないと説明する物の・・・
「チャンスがあれば」と熱望。
ならば、解像度が低くてもという条件で、ラジコンヘリ(マルチコプター)の選択肢もあると提案。
押さえとして採用されました。

バルーン空撮と同時実施のマルチコプター空撮は本来ならマグネシウムフレームのオクトコプターを出すはずなのですが・・・
変電所が近くである事は把握していたため、テスト中に墜落する可能性が高いという判断を行い、墜落に強い6モーターの登場となりました。
マグフレームは墜落の衝撃でフレーム交換が必要な機体です。(普通とも・・・)
墜落からの復旧を想定している高機動6モーターは安心出来ます。

過去の変電所での障害例

この現場に入る前に、変電所付近での具体的な電波障害の実例は経験していました。
まずはその時の実例を紹介します。
・Wookong_M+XG8(JR・DMSS)
・風速8m/s以上(直近ポイント)

当然の事ですが変電所や送電線は必要以上に警戒します。
前日のロケハン時に、変電所が無い事を目視にて確認。
疑わしい電気設備付近にて必要なテストフライト実施。
問題が無い事を確認して本番に臨みます。
そして、本番当日・・・
現場に入ると、撮影ポイントが急遽変更された事を伝えられる。
しかも、時間の関係から悪路を徒歩（小走り）にて移動。
息が落ち着く暇も無く撮影開始。

離陸後に2テイクほど、十分な手応えのあるフライトを完了。
パイロットの中では、「このポイントでの撮影完了」と思ったのですが・・・
シーバーのディレクターさんから、「さらに、このワークで・・・」という追加指示。
フライト時間は余裕があったことから、返事もままならない状態で次のワークの開始。

・高度50m程度で移動中に全てのプロペラ停止
・フリップをしながら自由落下
・高度20m程度でプロペラ回転開始
・速度はある程度落ちるが墜落

機体の回収に向かうと、目前に変電所発見。
パイロットの位置からは目視できない場所に変電所はありました。

この時点では開発の初期段階であったことから、「強風」と、「電波障害」のどちらかが確定出来ませんでした。
その後に十分な経験を積んだ頭で考えると・・・
これは変電所の明確な障害と言い切る事が出来ます。
DMSSは変電所からの障害に完全に耐えた。
Wookong_Mかモーターコントローラーのどちらかが障害によりプロペラを全て停止。
この流れです。

この時はプロペラ停止の記録が動画に残っていました。
プロペラは全て完全に停止しています。

【加筆：その後】
この墜落した機体は整備後にテストフライトを必要に実施し実務に戻っています。
原因を切り分ける観点から、以下は一切交換していません。
モーター・モーターコントローラー・フライトコントローラー・受信機・ハーネス
加筆日の段階で、4ヶ月が経過。
複数の実務に投入していますが同様な兆候の再現は無し。
モーター停止系のトラブルで最初に疑うべきは接続不良(想定以上の過負荷時も含む)ですが・・・
この点に関しても、問題と思えるところはありません。
この事実から、変電所起因であることは確定と思います。
加筆日：2013/04/13

今回の障害例

今回の障害は過去と大きく違っています。
十分な経験を積んでいる事から、「電波障害は想定に入っています」
興味はどの程度の距離で障害は発生するのか？
お客様には低空で障害が起こる事実を確認して頂き、後日にバルーンで撮影に入る事が狙いです。
・Wookong_M+8FG(Futaba)
・風速5m/s以上(体感)

大きな違いは送信機がJR(DMSS)からFutaba(FASST)になっている事。
この時点でFutabaに乗り換えてから4ヶ月が経過していますが「Wookong_Mと相性はJRよりも良い」という印象を持っていました。
この印象がこの日から覆ることとなります。

1):変電所直近で障害テスト(地上)＝問題無し
2):変電所10m・高さ2m＝問題無しと判断(実は軽微な問題発生中)
3):高さ18mに垂直上昇＝直後は問題無し
4):一つのプロペラの速度が落ち始める。
5):回転（ピルエット）しつつ、風下に流される
6):ピッチを下げても反応無し
7):周囲に「電波障害」のアピール＝関係者は待避
8):送信機の緊急墜落モードに入れても反応無し＝ノーコン確定
9):一時的にピッチが回復(モーターは止まったまま)
10):流されている機体をピッチコントロールのみで、安全地帯に不時着

4～10までが10秒程度の出来事です。
機体は敷地内(更地)に不時着。
損害はプロペラ1枚。

この日は風が強い事からバルーン空撮は不可能。
マルチコプターも、具体的な電波障害が確認された事から不可能。
お客様も納得して現場撤収となりました。

考察

ここから先がバルーン空撮の0 [Zero]だから検証出来る内容になります。

この現場には別日にバルーンで入っています。
バルーン空撮に用いているのはXG8(JR)
これで、朝から晩まで1,000カット以上の撮影を同じ場所で行っていますが・・・
電波障害は一切確認されませんでした。
バルーンのジンバルは5サーボ+電磁シャッター仕様。
つまり、6チャンネル(ゲインなどはカウントせず)
このどこにも、一切の障害無し。

◆前回
・送信機はJR-DMSS
・プロペラは一斉に停止
・地表に近づくとプロペラ復旧

◆今回
・送信機はFutaba-FASST
・地上2mにて、回転ムラ発生
・高度を上げると、プロペラ停止
・バルーン機材のJRは問題無し

ここから推測出来るのは・・・
FutabaとJRなら、JRが電波障害に強い。
電波障害が発生するとプロペラが止まる。
弱ければ一つ。強ければ多く。
この止まる原因はWookong_Mかモーターコントローラーかは現時点では不明。
JRの場合は送受信機の具体的なトラブル発生前にモーター停止が発生する。

送信機をFutabaに乗り換えてから・・・
・電源投入時のジンバルサーボ暴走は2回(A帯との混信)
・電源投入直後のトリムズレは無し(JRは時折発生)
・離陸後のトリムズレは無し(JRは時折発生)

総合的にはJRよりも安心して実務が出来ていました。
しかし・・・
変電所などに代表される障害にはFutabaの方が貧弱である事がわかりました。
今回の現場で、JRとFutabaの障害具合を別日にベンチテストしてみたところ・・・
圧倒的にJRの方がこの現場では障害に強いと言う事が確認出来ました。

フタバの受信機＋サーボをバルーンに搭載。
地表付近では時折サーボが意図しない動きをする事を確認。
※Wookong_Mを介したサーボは動かない。
地表10m程度から、ノーコン状態が時折訪れる。
地表18m(マルチコプターで障害を起こした場所)にて、完全にノーコン。
高さを変えたり、位置を変えた結果・・・
変電所付近での障害がどのように広がっているのかのデータが取れました。
バルーン機材にはテスト用のFutaba以外にもJRも搭載。
JRはテスト中に、一切のトラブル無し。
テレメトリーのデータなども途切れる事はありませんでした。(XG8のテレメトリーデータは電車には弱い)

障害が発生すのは、「距離」と、「角度」の関係から。
従来は距離の概念しか無かったのですが変電所との角度も重要であることに気がつけたのが大きいところです。
もちろん、具体的な、「角度」に関する部分はノウハウとして非公開。
一つ言える事としては・・・
都市部にてFutabaを用いるのは極めて危険と言う事。
変電所から、どのように離れれば安全と言えるのか・・・具体的に説明できますか？
今回のテストでは、「地表○○メートル」の表現は無意味とも言えるデータが取れています。

しかし困るのは・・・(そこそこ離れた見えない変電所)
Futabaの場合：地表で問題無し。上昇するとノーコン。
JRの場合：変電所に対しては極めて強い。しかしトリムズレ(軽度な暴走とも)が日常的に発生する。

取りあえず言えるのは・・・
重量級クアッドは都市部では絶禁。
軽量オクト(8モーター)+JRが都市部という限定をつけると・・・ベストでしょうか？
変電所(見えない場所)付近ではプロペラが止まる可能性が高い事も確定。
プロペラ停止＝即墜落のクアッドは・・・選びにくくなりました。
パイロットの意志で墜落させる事が確実に出来るJRの方が都市部では好ましいとも感じました。
ただし・・・上空でのトリムズレ起因の暴走の可能性があるので、高さは自ずと制限されることになります。
Futabaの様にトリムズレが発生せず(Wookong_Mとの相性が良い)、JRの様に根本的に電波障害に強いのがベスト！
しかし・・・
現時点ではその全てを叶える物は無し。

コラム：検証作業の本質

弊社のサイトでは実務やテストにて経験した内容を良否にかかわらず積極的に公開しています。
可能な限り再現性を複数のハードで取ることを基本とし、テストでは実務想定＋αの負荷を掛けることを常に意識しています。

ネット上ではメーカー・代理店・販売店・空撮会社・一般ユーザー。
様々な立場の方々が0 [Zero]と同様にレポートを掲載しています。
それらは0 [Zero]の眼からも価値があると思える物も少なからず含まれます。
しかし・・・多くは検証不足の情報。
そのテストを実施した方のハードと環境下で再現された事を推測として出しています。
一般ユーザーなら、なんら問題無しと思います。
しかし、プロとしてなら・・・大きな問題と思います。
このページでは電波障害に関して触れていますが・・・
同じ変電所でも、運転状況により障害の程度は刻一刻と変化していることは容易に予測出来ます。
もちろん、外部からはこの変化は知るよしもありません。
結局のところは「様々な場所で、様々なときにテストをするしか無い」というのが検証作業の本質です。
そしてトラブルが発生したら、過去の経験を総動員し問題の原因を考察する・・・

例えば・・・
「DSLRを搭載してもオクトコプターなら比較的安全」
この様に書いているとします。
その方の、「安全」とは「いつもの場所で、条件がある程度良いとき」に語られる事が多いのです。
そう・・・「いつもの場所」なら、安全率は極めて高い事でしょう。
トラブルも滅多に出ません。
しかし・・・実務の現場の条件は刻一刻と変化しています。
どんなにフライト回数が多くても、「いつもの場所」なら、その方の経験値は上がりません。
経験値を上げるには・・・
答えは簡単です。
0 [Zero]の様に、「どのような場所でも」、「どのような天候でも」テストフライトを行う事です。
もちろん、落とすまでテストを行うのです。
ここは厳しそうだな～という場所は積極的にテスト。
断崖絶壁・橋梁の直下・逆光・強風・降雨・障害電波など・・・
身近でも、厳しい条件は見つかるハズです。

機体の基本セットアップをするために「いつもの場所」は必要です。
外的要素でフライト性能に影響が無い場所。
可能な限り機体性能をフラットに評価する場所。
0 [Zero]の、その場所は事務所です。
今回も電波障害により墜落した機体は真っ先に「いつもの場所」でテスト。
暴走の犯人が電波障害か機体の故障かの切り分けを行っています。
絶好調の機体をテストするには、「様々な場所」
機体の基本性能を磨くには、「いつもの場所」
こんなイメージになります。
さらに、テストも改良も二つ以上を同時に実施しないことです。
もしも現象が出た場合はどの改修により変化したのかが切り分けできません。

コラムの主題に戻ります。
プロの行っている、検証作業もレポートを拝見すると・・・
結構いい加減であることが読み取れます。
ブログなどで、過去記事に遡っても・・・数カ所のみでフライトを行っている。
その少ない経験から、ハードウェアをレポートする。
繰り返しとなりますが一般ユーザーなら問題無し。
ブロとしては問題です。

検証作業は頭を柔らかく。
十分な安全を確保してから、限界を超えるまで挑む。

ネット上のレポートをこの様な目線で眺めると、担当者の力が見えてきます。
おもしろい事に、「まともなテストを出来る方」は、「フライト技術も高い」事が多い。
私の目からはこの様に見て取れます。

公開日：2012/12/24
最終更新日：2013/06/30

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