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小型ドローン向け屋内測位システム

まとめ

モバイルビーコン（タグ）の軽さが極めて重要な小型ドローン向けの屋内測位システム。

例

タスク

屋内ナビゲーション用の自律型ドローンを製作しています。最大の制約はサイズと重量です。

サイズ：手のひらサイズ。

重量：バッテリーを含めて100g未満。

必要な飛行時間：1〜2分

ミッション：建物の3Dマップをもとに、建物内のある地点から目標位置まで自律飛行し、そこに着陸する。たとえば、住宅のある部屋から別の部屋へ。

重量の制約があるため、コンパニオンコンピューターは使用しません。代わりにグラウンドステーションを使用し、そこでPythonスクリプトを実行してドローンと通信させます。

質問：屋内でドローンをナビゲーションさせる最善の方法は何でしょうか？

課題

小型の自律型屋内ドローンと大型の自律型屋内ドローンの間には、根本的な違いがあります。

小型ドローンは通常、小さすぎてオートパイロットのハードウェアを搭載できません。持ち上げられる重量は、モバイルビーコン（タグ）を搭載できる程度です。そのため、小型ドローンはシステムによってリモート制御されます。それでも完全な自律型ドローンであることに変わりはありませんが、その知能は機体上ではなく、リモート（システム側）にあります。ドローン自体はむしろ単純で、システムからのコマンドにそのまま従うだけです。自分がモバイルビーコンやその他のセンサーを搭載していることすら認識していない場合がよくあります。

一方、大型ドローンは、オートパイロットのハードウェアや、障害物の検知・回避用などのその他のセンサーを容易に搭載できます。特に中型以上のドローンにとっては、それらはそれほど重くないからです。大型ドローンは真に完全な自律型です。システムからタスクやウェイポイントを受け取りますが、意思決定はすべてリモートではなく機体上で行われるためです。

小型ドローンと大型ドローンの境界はやや曖昧ですが、ドローンの総離陸重量で 200〜500グラム程度です。

解決策

小型ドローン向けの屋内測位システムは、他の屋内測位システム、たとえば大型ドローン向けや、その他の3D（XYZ）屋内測位システムと何ら変わりません。

唯一の特殊な点は、ドローンに搭載するモバイルビーコン（タグ）の重量です。これは、Mini-TXの軽量化バージョンを使用することで解決します。ケースを外し、バッテリーを外すか、非常に軽いバッテリーに交換します。

また、このドローンは単純な機体で、PixHawkなどのオンボードコンピューターやオートパイロットを搭載していません。知能はすべてグラウンドステーション側にあります。

推奨構成

Marvelmind屋内測位システムが提供するのは、ドローンの正確な屋内位置だけです。意思決定、経路計画、ドローンの制御はすべて、グラウンドステーションのソフトウェアが担う必要があります。これは高度なソフトウェアスキルを要する、かなり複雑なタスクです。

ドローンにすでに搭載されている基本的なフライトコントローラーはそのまま使い、車輪の再発明はしないことをおすすめします。ドローンのコントローラーが、空中でドローンを安定させます。ただし、このコントローラーは位置も方向も把握していません。位置は当社システムから提供されます。方向はグラウンドステーションのコントローラーが算出する必要があります。ウェイポイントとタスクも、グラウンドステーションから与える必要があります。

注記

方向

マップ構築

Mini-TXへの給電

固定Super-Beaconへの給電

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必要なスキル