目指すはロボット技術立国 ―― 移動体IoTと産業用ドローンへの取り組み：JASA発IoT通信（2）（3/4 ページ）

移動体のIoT（モノのインターネット）では無線通信を前提とするため、通信遮断対策や帯域確保などさまざまな課題が生じてきた。ここにエッジコンピューティングを導入し、組込みソフトと無線通信の協調による移動体IoTを実現させる。当初はコネクテッドカーからスタートした移動体IoTであるが、昨今は同様の技術がドローンに展開され始めた。ホビー用途のドローンでも、組込みソフトが機体の姿勢制御などを操る。産業利用のドローンには、さらなる安全性と信頼性が求められる。組込みソフトと無線通信の協調が果たす役割は大きい。

[光井隆浩（東芝），EE Times Japan]

ドローンの目視外飛行

　2015年12月に航空法が改正された。無許可でドローンを飛行可能なエリアが特定されたことで基準が明確となり、産業用途の開拓が進んでいる。2016年8月には電波法が改正され、ドローンへの長距離かつ大容量の通信が可能となった。

図4：改正航空法 出典：国土交通省（http://www.mlit.go.jp/koku/koku_tk10_000003.html）

　産業用のドローンは特定の設備を点検したり、物の運送を担ったりなどの役割を持つ。設備まで30m以内に近づく場合には、飛行許可の申請が必要となる。ここで、機体と設備の間隔が30m離れていることを、操縦者から目視できる距離は限られている。産業用ドローンでは、多くの場合に目視外飛行のための飛行許可申請が必須であろう。

　目視外飛行においては、無線通信による制御と映像伝送による確認（レーダーの搭載がない場合、操縦に加えて設備との間隔をみるため）を行わなくてはならない。

　即時性を求める制御用通信と、大容量の画像情報、映像情報を伝送する通信は、かなり異なる要求仕様である。限られた通信の帯域を有効に使うことで、これらの両立を図る。そのためのガイドライン策定が求められている。

ドローンの目視外飛行に必要な事項

　前述したように、即時性のある無線通信、画像伝送による確認は不可欠な項目である。それらに加え、飛行計画の事前申請、複数の飛行計画間の調整、電波利用の調整、緊急時の自律的な回避行動、自機位置推定の精度向上、機体自体の安全設計など、多くのテーマについて検討が進められている。

　ドローンの機体については、搭載された各種部品への制御はもとより、制御結果のフィードバックを得るための機構が実装される見込みである。

　これらにより、産業用に安心、安全設計されたドローンの提供が可能になるものと考えている。

ドローン無線通信の特徴

　通常のICT機器における無線通信とは異なり、移動体であるドローンの無線には種々の配慮が求められる。

　高速移動し山陰などに隠れることもあるドローンでは、電波の回折や反射を考慮する。1つの機体が広い帯域を利用してしまうと、同じ空域を飛行する他の機体に影響を及ぼす。

　ここでは、より狭域の利用を促すか、デューティ比（送信時間制限）を設定して時分割による共用を促進させる。バックアップ用のチャンネル設定も不可欠である。

　デューティ比を例に挙げると、短時間の送信後に一定の待ち時間（送信休止時間）を設けるルールがある。この待ち時間が長くなると、ドローンが長い距離を移動してしまうために危険を伴う。

　逆説的に捉えれば、ドローンの飛行速度が遅ければ通信の待ち時間は許容されることになる。通信の状態を監視して、飛行状態を任意に制御する組込みソフトが重要な役割を果たす。

　ドローンの無線通信には、機体の飛行をつかさどる組込みソフトと緊密な連携が必要なのだ。

図5：ドローン無線

分類	無線局免許	周波数帯	送信出力	利用形態	備考	無線従事者 資格
免許及び登録を要しない無線局	不要	73MHz帯など	※1）	操縦用	ラジコン用微弱無線局	不要
	不要※2）	920MHz帯	20mW	操縦用	920MHz帯テレメータ用、 テレコントロール用特定小電力無線局
		2.4GHz帯	10mW/MHz	操縦用 画像伝送用 データ伝送用	2.4GHz帯小電力データ通信システム
携帯局	要	1.2GHz帯	最大1W	画像伝送用	アナログ方式限定※4）	第三級陸上 特殊無線技士 以上の資格
携帯局 陸上移動局	要※3）	169MHz帯	10mW	バックアップ回線用	無人移動体 画像伝送システム （2016年8月に制度整備）
		2.4GHz帯	最大1W	操縦用 画像伝送用 データ伝送用
		5.7GHz帯	最大1W	画像伝送用 データ伝送用
【注】国内でドローン等での使用が想定される主な無線通信システムは、以下の通りです。 ※1）500mの距離において、電界強度が200μV/m以下のもの。 ※2）技術基準適合証明等（技術基準適合証明および工事設計認証）を受けた適合表示無線設備であることが必要。 ※3）運用に際しては、運用調整を行うこと。 ※4）2.4GHz帯及び5.7GHz帯に無人移動体画像伝送システムが制度化されたことに伴い、1.2GHz帯からこれらの周波数帯への移行を推奨しています。 出典：総務省（http://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/others/drone/index.htm）