GPS不要の自律飛行システム搭載ドローン「PF1」：テクノフロンティア 2017（1/2 ページ）

自律制御システム研究所（ACSL）は「テクノフロンティア2017」で、国内で唯一完全に自社開発したというオートパイロットシステムを搭載したドローン「PF1」を公開した。PF1は、独自の位置情報取得システムなど、さまざまな技術を実装。これにより、産業用途に必要な安全で安定した自律飛行を実現している。

[辻村祐揮，EE Times Japan]

GPSがなくても自己位置の特定が可能

　ドローンのオートパイロットシステムを自社開発しているメーカーは、世界中を見渡しても4〜5社程度しかない。国内ともなればたったの1社だ――。そう語る自律制御システム研究所（ACSL）は、2017年4月19〜21日に幕張メッセで開催の「TECHNO-FRONTIER 2017（テクノフロンティア 2017）」で、完全自社製の自律飛行システムを搭載した純国産ドローン「PF1」を披露した。

　PF1は、プロポ（コントローラー）が不要な完全自律制御ドローンである。障害物の多い環境や閉鎖的な環境など、さまざまなフィールドでの自律飛行に成功している。そのため、物流、測量、空撮、点検、農業、災害対策など、カスタマイズ次第であらゆる用途に対応できる。

建物やインフラの点検用にカスタマイズしたPF1

　そのような特殊な環境での自律飛行は、独自の位置情報取得システムの実装により可能となった。一般的な自律制御ドローンが自己位置の特定にGPSかGNSSを必要とするのに対してPF1は衛星測位システムを使わなくても位置情報を取得できる。そのため、橋りょうの下や洞窟の中など、GPSやGNSSが遮断される場所でも、安定して自律飛行することが可能だ。

　位置情報を取得する手段の1つが、水平と垂直の両方向に搭載した270°レーザーを活用したSLAM（Simultaneous Localization And Mapping）技術だ。この技術では、レーザーの反射から周囲の物体との距離を測定し、リアルタイムに3次元地図を作成することで、自分自身の位置を把握する。これにより、PF1は障害物の多い環境でも自律的に飛行できる。

　レーザーを用いたSLAM技術は、周囲との距離が30m以内の場合は有効である。とはいえ、それ以上となるとレーザーが分散するため、自己位置の認識は甘くなる。そこで、PF1は一定の広さの空間内を自律飛行するときのために、画像処理技術を応用したSLAM技術も備えた。この手法では、機体下部のカメラで地面の画像を読み取り、特異点を見つける。その後、自分が動いたときに特異点の見え方が変わるため、その差から自分がどれだけ動いたかを認識する。

レーザーでの3Dモデル構築（左）、画像処理工程（右）　出典：ACSL