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DJI FAN

第9回 ドローン 離陸前のコンパス補正 キャリブレーション

コンパス補正 キャリブレーション

この場合のコンパスとは、東西南北等の方位に関するものです。
スマートフォン等の電子コンパスの場合、移動に伴い、正常な方位を指さなくなった時に、それを正すことがあります。

高機能だからこそ必要になる離陸前のキャリブレーション

コンパス補正は、キャリブレーション(calibration : 公正 )とも呼ばれています。


一旦、ここで、DJI Phantom3 Professionalに、
搭載されているセンサを挙げると。

①6軸ジャイロセンサ(x,y,z軸の加速度,傾きを検知)
②磁気センサ(方位を測定)
③気圧センサ(高度を測定)
④GPS受信機(屋外での機体位置を測定)
⑤超音波距離センサ(機体の高度(30mまで)を測定)
⑥ビジョンポジショニング用カメラ(室内等での機体位置の測定)

等々が、あります。


撮影用の4Kカメラ内の物も含めれば、まだまだあります。
ちなみに一万円未満で販売されている「おもちゃ」のようなドローンに搭載されているのは、①6軸ジャイロセンサのみです。

数百万円クラスのオクトコプター(8枚羽機)でも、搭載されているのは①~④までではないでしょうか。

おそらく、
⑤超音波距離センサ(機体の高度(30mまで)を測定)
⑥ビジョンポジショニング用カメラ(室内等での機体位置の測定)
を搭載している機体は、現状のドローンの実情では、まだ限られています。


これらの高機能な精密機器の塊でもあるDJI Phantom3 Professional。
それだけに、各センサの補正は重要なものです。

磁気センサ補正

上記のセンサの内、DJI Phantom3 Professionalの”コンパス補正”で人の手で必要とするのは
②磁気センサになります。
以下の動作で補正を行います。


1、機体を平行に、手に持って一回転
よく、方位磁針で方角を求める事などに使われる『偏角』の補正になります。

*偏角とは
真北(地図上にある北)と磁北(方位磁針が指す北)は、微妙にずれています。
日本では、真北より西側を指します。

2、機体を垂直に持って一回転
地面の中へと潜っていく、磁気の『伏角』の補正になります。
『方位磁針をよく見ると、水平な机の上に置いたとしても、若干、磁針が下を向く』という現象を起こす角度の修正になります。

*伏角とは
方位磁針が水平面に対して、傾く角度のことです。


ちなみにこの伏角のズレは、緯度差が大きい県によっては、約1~2°あります。
北海道と九州の間では、約8°~14°のズレになります。
またこれは、周囲の地質によっても、ズレは大きくなるそうです。


コンパス補正は飛行前に必ず行う必要があります。
しかし、「これは、一体なんの意味があるのだろう?」と疑問に思っておられた方も多いのではないかと思います。
GPS機能の誤差補正の補完目的である方位検出ならば、偏角だけで十分なはず……

かく言う私も疑問に思っていた一人でして、この記事を書くにあたって調べてみました。
しかし、どこにも「コンパスの補正(公正)」という意味以上の記述がありませんでした。
なのでこれは私自身の推測による想像になります。
おそらく、DJI Phantom3 Professionalは、地磁気の伏角を、機体姿勢の検出に用いているのではないでしょうか。


6軸ジャイロセンサによる加速度検知からの機体姿勢検出には、風等の外的要因による影響がありますし、超音波センサやビジョンポジショニングによる制御は、30m以上の高度では用いられません。

phantom3は、クワッドコプター(4枚羽機)でありながら、非常に安定したホバリング性能を実現しています。
6軸ジャイロセンサと磁気センサの2系統から検出した機体姿勢検出が、それを支えているのではないでしょうか。

また、コンパス補正を怠ったばかりに機体が暴走を始めたという事例や、高圧電線等の近辺での飛行が禁じられている理由の一つ等とも考えますと、非常に納得できる話かと思います。
(前者は『場所による地磁気の伏角のズレから、常に機体が傾いていると誤認した』為、後者は『(電波障害以外の要因としては)電線の周囲の磁気と地磁気を誤認、もしくは地磁気の検出が困難となる』ためと推測しています)


最後まで、読んでいただき、誠にありがとうございました。
感謝しています。


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