空撮サービス株式会社


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安全なバッテリーシステムを開発

2018年01月01日

30年近くラジコンを経験してきて、最も危険な目に遭ったのはLIPO(リチウム ポリマー)電池の発火です。バッテリーの発火で危険な目に遭った事があります。セル数の設定違いで過充電による発火でしたが驚くほど大きな火が出て危うく家屋焼失に繋がるところでした。また墜落などによる内部絶縁層のショートなどでも一昨年の赤城山の例など発火した事例があります。
私の所属していたグライダー俱楽部では山間地での山火事の恐れがあるためLIPOの使用は禁じられていました。
この様に危険性のあるLIPOですが、ほとんどのドローンはLIPOを使用しています。現状では代わりとなる高性能なバッテリーがないからです。

しかし、安全なバッテリー無くして、ドローンの発展は絶対にあり得ません。山間部や市街地で墜落して発火することを考えると自動飛行による目視外飛行などは不可能となります。昨年、マクセル株式会社様が外装を強化して耐衝撃性を高めインテリジェント化して過充電による発火を防ぎ、内部の温度や残容量、電圧や電流などの状態を読み取ることができるバッテリーを開発されました。そこでDJIをのぞき現時点では唯一ともいえる安全なバッテリーを採用することに決めました。下記はMaxellバッテリーをドローンとともにおよそ20m上空から落下させたときの状態です。外装は少し損傷していますが、内装はしっかりしており安全対策がしっかりしていることがうかがえます。

落下試験

落下試験 

ただMaxellバッテリーは容量が少ないため中型ドローンを飛行させるためには2本並列で飛行させる必要がありました。当初はバッテリー間を直結で飛行させていたのですが、バッテリーが破壊してしまう事故が発生しました。両方とも満充電の時は問題無いのですが、アンバランスな時はバッテリー間で大きな充電電流が流れてしまい過充電でヒューズが切れてしまいます。素人でも使いやすくするために、充電量がアンバランスでもバッテリーが壊れない回路を開発しました。

安全な飛行には後どれくらい飛行できるのかという残容量の把握が不可欠です。通常のドローンはバッテリー電圧で判断していましたが、Maxellバッテリーは通常のLIPOバッテリーに比べて電圧が低いので、残容量の正確な判断は難しい物になっていました。実際に残容量が把握できれば、飛行時の電流値からあとどれくらい飛行できるか、バッテリーの種類や劣化度にかかわらず正確に判断できます。ドローンの事故の多くがバッテリー切れによる物だという事を考えれば、正確な残容量の把握が不可欠と思われます。

ArdupilotのVer3.5からMaxellバッテリーの状況が読めるようになりました。ただ残念ながら現バージョンでは残容量はサポート読み取れなかった様に思いますがこれは改善されると思います。しかし並列接続にした場合、バッテリーのI2CのIDが同じであるため、同時に二つのバッテリーの情報を読み取ることができません。物理的にどちらか一方のバッテリーだけしか読み取ることができないのです。そこで当社ではI2Cの切替回路を開発しました。この切替回路と先程の並列接続アダプターを統合した基板を現在開発中です。

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I2Cスイッチと並列回路については、下記に公開いたします。またこのアダプターを使ったドライバーについては下記でソースコードを公開しておりますので参考にして下さい。Team ArduPilot JAPAN(TAP-J)でもご検討いただいております。

Maxellバッテリ並列アダプタ仕様書

https://github.com/horiuchi4dn/ardupilot-maxell-para/commit/7764a319c0a6a838505bab230230b57c87770e35

当社の経験が活かされ、一刻も早く安全なドローン用バッテリーが普及することを願って資料を公開いたします。

山岳地帯での無視界長距離飛行成功

2017年07月18日

6月の中旬、例年より早い梅雨入りの中、山岳地帯での無視界長距離飛行にチャレンジしました。
峻険な山岳地帯でのドローンによる偵察飛行は多くのニーズがあります。災害時や積雪時の道路状況確認などはドローンでなくては出来ない任務です。
曲がりくねった複雑な渓谷に沿った道路上の安全な飛行をプランするには緯度経度に加え正確な高度情報が必要になる上、送電線などの人工物の高さも考慮する必要があります。
今回は山間地の冬期除雪限界点に地元の人達の支援を受けて基地局を設営しました。

道路地図から算出した高度情報により、道路に沿った飛行経路を作成しました。ドローンは飛行経路をロードされ全自動で道路に沿って飛行します、経路の要所要所には観測員を置きドローンの通過を確認しました。往復6キロ近くの山岳道路の状況を機体搭載カメラで詳細に記録することに成功しました。

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山間地での撮影は熊や蜂などの被害も考えられるため、ヘルメットや熊鈴、蜂撃退スプレーなど万全の装備で望みました。

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今回は途中に観測員を置くなどの安全対策を実施しましたが飛行経路の安全が確認されましたので、次回は人の立ち入れない積雪期間での道路状況偵察飛行にチャレンジしたいと思っております。

 

無線局免許の取得

2017年05月17日

工業用に新しく認可された 5GHz フルHD Digital Video Downlinkシステムの無線局免許申請中でしたが

先日、無事に無線局免許を取得できました。

 

AMIMON CONNEX Industrialは5GHz帯で混信も少なく、鮮明な映像を遅延なく伝送できます。

また、モニターも従来より使用していた物よりも高解像度の物に変更致しました。

点検業務、PV制作などドローンからの鮮明な映像がご必要な方は当社までお問合せください。

フルHD動画伝送システムを導入

2017年02月14日

工業用に新しく認可された 5GHz フルHD Digital Video Downlinkシステムを導入いたします。上空からの鮮明な画像が遠距離でも確認できるようになり、撮影や調査、監視など、画像が不鮮明で確認できなかった遠距離の映像が手元のモニターに鮮明に映し出されます。この新しいAMIMON CONNEX Industrialは地上での利用に限定されていた従来製品を更新し上空でも利用できるようにしたものです。いままで、ドローンからの長距離画像伝送で合法的な製品はDJI社Light Bridgeしかありませんでした。ただ、Light Bridgeは様々な電波が混み合う2.4GHz帯を使用しているため混信、遅延などのトラブルも経験していました。CONNEXは安定して高解像の鮮明な画像を遅延無しで安定して伝送することができます。この製品を利用するには、電波法上の有資格者(陸上特殊無線3級以上)の監督のもと、無線局申請が必要になります。当社は現在無線局申請中です。

携帯電話によるドローン操縦デモ

2016年02月22日

2016年2月19日 仙台の「ひとめぼれスタジアム宮城」で宮城県県主催のドローンのセミナーがありました。

当日は快晴で風邪は吹いていましたが絶好のドローン日和でした。
私はプレゼンとデモを行いました。

プレゼンでの趣旨は日本発のドローン宅配に向け、山間地への空路路線の認定と携帯電話電波の空中地用許可特区を申請して欲しいとの事です。
たぶん日本初だとおもいますが、携帯電話電波を利用した遠隔操縦のデモをやりました。
これにより、例えば東京のオペレーションセンターから宮城県のドローンの離陸・操縦が可能となりました。
NHKでも報道されました、最初の飛行画面が当社のドローンです。
http://www3.nhk.or.jp/tohoku-news/20160219/5947371.html
ロープを引きずっているのは、空中での携帯電波利用が許されていないため、地上との接触を確保するためです。
これにより、ドローン宅配への技術的な課題が一つ解決され、ドローン宅配特区申請に近づきました。

プレゼン資料は下記です。
https://aokca.aosboxrs.com/s-d8x8gD1i

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