空解、NTTドコモと共同でVTOLドローンによる離島への国内最長距離飛行の実証実験を実施。

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
  • Pocket
  • LINEで送る
ドローンプレス ドコモ

産業ドローンをリリースする株式会社空解は、株式会社NTTドコモと共同で、約40km離れた離島へのVTOL(Vertical Take Off and Landing)固定翼ドローンによる救援物資などの運搬実証実験に成功したことを、2022年6月29日(水)に発表しました。同実験においては、NTTドコモの「docomo IoT 高精度GNSS位置情報サービス(高精度GNSS)」を活用し、あらかじめ設定した着陸地点に対し正確にドローンが着陸できることも確認しています。

離島への電動ドローン物資輸送国内最長距離となる約40kmを飛行、高精度の長距離飛行という課題解決を実証

ドローンの自律飛行においては、長距離をいかに高精度で飛行できるかが重要なポイントとなります。自律飛行の際は、あらかじめGPSなどの衛星測位を利用してドローンの位置と目的地の座標、高度などの情報を取得し、位置情報と地図を組み合わせて飛行ルートをプログラミングします。ですが従来のGPSの単独測位では位置の誤差が数メートル程度発生することがあり、周りとの十分な距離と着陸スペースの確保が必要でした。また、海上や着陸時の気流の変化が激しい場所では、高度の誤差が数十メートル発生することもあり、自律飛行による正確な着陸は場合によっては非常に困難なこともあります。さらに、マルチコプター型のドローンは最長30分程度しか飛行できないため、長距離飛行は難しく、海上飛行が必須となる離島への物資配送は困難とされてきました。

今回の実証フィールドである沖縄県座間味村は、沖縄本島より北西に約40キロメートル離れた離島で、交通手段は1日3便の航路のみと、村内に病院はなく診療所しかありません。本実証実験では、災害や病気などの緊急時における座間味村の住民の不安解消を目的とした緊急必需品の配送や将来的な飲料・食料などの生活物資配送を想定し、沖縄本島の豊見城市から座間味村まで約40キロメートルの距離をドローンで輸送しました。これは離島への電動ドローン物資輸送の国内最長距離です。

軽量化と安定性にこだわった新型VTOLドローン「QUKAI FUSION®︎ 2.0」を使用し実験

ドローンプレス QUKAI FUSION®︎ 2.0

本実証実験には、空解が開発した新型VTOLドローン「QUKAI FUSION®︎ 2.0」が採用されています。「QUKAI FUSION 2.0」は、固定翼型のいわゆる飛行機型でありながら、離着陸は垂直上昇、垂直下降が行える電動VTOLドローンです。回転翼機のマルチコプター型ドローンのように滑走路なしでどこでも離着陸できる上に、マルチコプター型ドローンの課題であった飛行距離(通常4~10キロメートル程度)を大幅に改善された機体です。特殊FRP構造により高剛性を確保することで飛行の安定性を向上させています。

「QUKAI FUSION 2.0」は、「安全品質」はもちろん、「軽量化」を重視した設計の期待です。素材は保冷能力と衝撃吸収力に優れた発泡スチロールを使用し、特殊なコーティングを施した材構造を多用、「これ以上軽くできないくらい軽くした」という機体です。

機体重量は飛行距離に直接影響するため、長距離飛行させるためには軽く作ることが必要となります。また、機体の軽量化は「安心安全」というメリットにも繋がります。今後「有人地帯(第三者上空)での補助者なし目視外飛行(レベル4飛行)」に対応するためには、社会受容性が最重要課題であり万が一の事故時、衝突時の衝撃の大きさが危険度の指標となります。重量とスピードが大きいほど与える衝撃が強くなり危険となります。軽量化を追求することで、衝突時の被害の最小限化をはかります。

また飛行安定性も徹底的に追求。向かい風、横風、追い風など刻々と変化する気象条件下でも安定飛行できるようテストを繰り返し、機体形状を決定。バンクした時の機首下げを抑えるための側面積やウイングレット形状、失速速度を低くする翼型や翼長、航続距離を最大限にするために抵抗の少ないデザインなど、こだわり抜かれた機体です。ウイング、ボディは素材を切削し、特殊コーティングで仕上げ。型を使用する成型品とは違い設計変更もすぐに対応できるのが強みで、クライアントの意向に合わせた自由なカスタマイズに、スムーズに対応することも可能です。

NTTドコモの「高精度GNSS」による正確な位置情報で正確な離着陸を実現

今回行われた実証実験は、NTTドコモの「高精度GNSS」を活用して行われました。

ドローンプレス ドコモ

「GNSS」とは、「Global Navigation Satellite System」の略で、GPS、GLONASS、Galileo、準天頂衛星(QZSS)などの衛星測位システムの総称。NTTドコモの「高精度GNSS」では、国土地理院が提供する全国約1,300か所の電子基準点からの観測情報に加えて、NTTドコモの基準点を活用し、さらに全国の広いエリアで誤差数センチメートルの測位が可能となる位置補正情報を提供しています。電子基準点とNTTドコモ基準点の観測情報を収集し、位置補正情報として利用者へ配信することで、GNSS単独受信時よりも高精度な位置情報を活用することが可能。建設・土木においてはICT建機の自動制御、測量に、運輸・配送においては自動運転・運行に、農業用ロボットにおいては自動運転・耕作・収穫に、ドローンにおいては自動運転・制御・着陸に、と様々な場面で活用されています。

今回行われた実証実験では、「QUKAI FUSION 2.0」に搭載したGNSS受信機へ高精度GNSSの位置補正情報をリアルタイム配信することで、1秒ごとに数センチメートルの誤差内の高精度測位を可能としました。あらかじめ設定した着陸ポイントに対し、海風の影響の中、自動で正確に着陸することに成功、高精度な着陸が可能なため、離着陸の際に長い滑走路や広いスペースなどを確保する必要がなく、物資などを安全に運ぶことが可能なことが実証されました。

ドローンの自律飛行においては、長距離をいかに高精度で飛行できるかが重要なポイント。日本国内には座間味村のみならず、有人の離島が数百か所点在しています。多くの離島では1日数便の船舶による移動や物品輸送に限られ、海上しけなど天候の悪い日は移動や輸送手段がなくなってしまうなどの課題があります。また、今後、有人地帯でのレベル4飛行へ向けた段階的な規制緩和が想定されていますが、ドローンの自律飛行にはより一層安全な飛行が求められ、正確かつリアルタイムな位置情報の受信を行うことが重要になります。こうしたシーンにおいて高精度GNSSを活用することで、人の手を介さず事前に計画された正確な離着陸が可能となります。

今後も正確な長距離飛行による社会課題解決を図る

空解はラジコン飛行機の世界的なトップパイロットとトップエンジニアが集結し、そのノウハウを活用した性能と価格と安全性と専門性を突きつめた産業ドローンをリリースするスタートアップ企業。「ドローンで空を最適解する」ための革新的なドローンソリューションの社会実装を目指しています。

今回のNTTドコモとの実証実験の結果も活かし、ドローンによる正確な長距離飛行を実現することで、離島の多くが抱えている課題の解決に向けて取り組んでいくとしています。また今後も自治体などと連携して物流・防災・観光・点検など多種多様な分野でドローンを活用することで、社会課題の解決を目指していくとしています。

「VTOL固定翼ドローン物流実証実験」実施概要

実証実験実施日:2022年6月22日(水)
飛行経路:(離陸場所)沖縄県豊見城市 オリオンECO美らSUNビーチ普通
     (着陸場所)沖縄県座間味村 古座間味ビーチ
飛行距離:約40.81km
飛行時間:33分47秒
使用機体:日本製電動VTOL固定翼ドローン「QUKAI FUSION®︎ 2.0」

VTOLドローン「QUKAI FUSION®︎ 2.0」機体概要

機体サイズ:全長1,475mm/全幅2,100mm/機体重量2.5kg(バッテリー無し)
ペイロード:(貨物最大積載重量):2.5kg(航続時間40分)
最大航続距離:120km
最高速度:120km/h
最低速度:30km/h
積載内容:医薬品、食品、飲料など

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
  • Pocket
  • LINEで送る

コメントを残す

*