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2017年11月 8日 (水)

ドローン墜落事故

大垣で6軸のマルチコプターが菓子巻き中に墜落してけが人が出た。
マルチコプターは、人間の手で安定して空中に浮かぶことは、この程度の大きさでは不可能なので、墜落したのは、自動航行装置の不備である。
マルチコプターは、プロペラの回転数を変えることによる推力と回転の反動トルクの変化で機体の向きを変え合わせて推力の合計(ベクトル)で機体を空中に浮かせたり進ませたりする力を得ている。

仕組みは単純だが、機械構造的な自律安定性は全く無く、さらにピッチ変化などよりプロペラの回転数の変化の方が推力を変化させる応答性が低くなりがちなため、より高度な姿勢制御が必要である。

墜落したマルチコプターは自作で、菓子の投下装置付きの収納部を付けている。

今回の事故の前に違う場所のイベントで何回か実施しているようである。



墜落の動画を見ると、くるっと水平に一回転してから大きく傾いて揚力を失い墜落している。

昔のマルチコプターでよくあった墜落と似ている(もっとも昔の場合は、もっと真下に落ちたような気がする)。

マルチコプターは安定性が悪く、人間の操作では安全に飛ばすことが不可能なので、必ず安定化装置が必要で、こういう使い方をする場合は、完全に自動で浮くような自律航行装置を積むのが鉄則で、人間の緊急時の非常停止操作以外では、人間のどのような操作に対しても安定を失わなないように作っているはずなので、人間の操作が引き金になったとしても、ドローン自体に問題があったということになる。

強い風が吹いたるわけでもなさそうだし、左右の姿勢を崩す前にくるっと回転しているが、人間なら目が回るかもしれないが自律航行装置にとって対応しきれないほどの速さでもなさそうである。
水平方向の安定性を確保するのに必要な処理速度に比べれば、この回転速度でセンサーの処理が間に合わなくなるなどということもまず考えられない。
水平方向に大きく傾き始めるのも回転しだして早い時点である。

墜落を防ぐためには機体をほぼ水平に保ってプロペラの力をほぼ真下に送らなければならない。
どちらかに傾くとその方向への推力が働く。傾くと重さを支える垂直方向への分力が減るので高度を維持するためにプロペラの力を増やさなければならない。
菓子の装置がどれほどの重さかは不明だが、プロペラの高さよりは明らかにしたのでプロペラの中心からずれているにせよ、水平を保とうとする役には立っている。
ただし、重くなる分プロペラ全体の回転数は限界の上限の方にシフトする。

傾きが大きくなれば、このシフトのせいでプロペラの回転数の上限に達して高度を保って姿勢を回復できるポイントが下がるが、初めて行うわけでもないイベントでどの程度の傾きでも回復するか確認をしていないというのも変な話である。

「機体がちょっと流れてあれっと思って戻そうと操作をしたあとぐらいに戻ってこずに機体が急にグラッと傾いて墜落してしまった 傾いた瞬間にはもう(コントロールが)きかなかった」」
強い風が吹いていたようにも思えないので、プログラムを含めた機体に何らかの問題があった可能性の方が高そうだ。

重心がずれていそうな菓子容器側を上をして墜落しているので、バランスを取り戻すために上側のプロペラを弱めやすい位置だったため、プログラムやセンサーの処理系(配線含む)など怪しそうである。

詳しいことは飛行ログを取ってさえいれば正確にわかるだろう。

今回の一番の問題は、子供の大勢いる上で、飛行させて、しかもものを投下したことだろう。
この会社の案内には、お菓子の搭載量を500gから1kgに増やせたとある。
ドローンの重量4.4kgで1kgはかなりの割合である。

本物のヘリを低空でホバリングさせてお菓子をばら撒くよりは危険ではないだろうが、不特定多数の人の上で飛ばすにはリスクが大きすぎる。

大きなけがをした人がいなかったのが幸いである。
原因がきちんと究明されることを願う。

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