ドローンの測位・群飛行

こんな課題をご相談ください

• GPSを使いにくい屋内で、小型ドローンの位置を把握したい。
• 限られた範囲で複数機を飛ばすために、位置情報を素早く更新したい。
• 測位設備の設置数や、機体に載せる装置の負担を減らしたい。
• 測位・通信・飛行制御をつなぎ、同じ条件で評価できる実験基盤を作りたい。

屋内点検や棚卸し、設備空間の観測などへの応用を見据え、飛行範囲、機体数、必要な位置の精度と更新頻度から構成を考えます。まず位置を観測できる条件を確かめ、複数機の飛行へつなげる方法を検討します。

研究のアプローチ

機体に取り付けたUWBタグの電波を用いて、屋内の位置を推定します。測位の基準となる設備（アンカー）の構成と、複数の機体から信号を観測する方法を合わせて考えます。単一アンカーによる測位を背景に、設置の負担と、飛行に必要な位置情報の品質の両立を目指します。

複数機を扱う場合は、1台の位置が正確に分かることに加え、全機の情報を必要な頻度で更新できることが重要です。位置を推定するまでの遅延や欠測を調べ、飛行制御へ渡す情報と、そのタイミングを具体化します。

研究で扱っていること

小型ドローンに対するUWBの測距精度評価、屋内高密度群飛行に向けた測位手法、単一アンカーUWB測位に基づく群飛行システムを発表しています。測距の基礎評価から、複数機を対象にした測位とシステム構成までを研究対象にしています。

共同研究では、対象の機体や飛行空間に合わせて測位の品質を確かめ、飛行制御との接続を検証します。位置誤差、情報の更新頻度、制御へ届くまでの時間を分けて評価し、必要な飛行動作に対してどの条件が不足するかを調べます。

飛行を支える関連技術

電源については、マイクロ波無線給電、金属製チャンバー内での給電による飛翔実験、マイクロドローンの消費電力評価を発表しています。給電の適用可能性は、機体の必要電力と設備の設置条件から検討します。

映像については、複数UAVの360度映像の適応伝送や、捜索救難に向けたマルチUAV映像伝送を扱っています。測位・群飛行に加え、電源や映像も検討する場合は、それぞれの用途と評価条件を決めて実験を設計します。

共同研究で確かめたいこと

小規模な構成から測位信号と機体のログを対応付け、条件を変えて評価します。現場の飛行範囲や運用の目的を共有し、測位・通信・機体側のどこを変更するかを一緒に整理します。

関連する研究テーマ

• 高精度位置測位：UWBを用いた測位の仕組みや、XR・車両への応用を扱います。
• ロボットと通信の協調：移動する機器の動作と、無線ネットワークの設定を一緒に考えます。
• 省電力IoT・無線給電：通信と電源の両面から、機器の運用条件を検討します。
• 360度映像の適応配信：利用者が必要とする映像と、使える通信量を合わせて考えます。