ドローンジャーナル

世界初、無人航空機に搭載した衝突回避システムの探知性能試験を実施

―福島ロボットテストフィールドで、有人ヘリコプター衝突回避の模擬飛行試験―

 NEDO、SUBARU、日本無線、日本アビオニクス、三菱電機、自律制御システム研究所は、福島県と南相馬市の協力のもと、中型の無人航空機に搭載した衝突回避システムの探知性能試験を世界で初めて実施したことを発表した。12月10日から14日にかけて、復興工業団地内「福島ロボットテストフィールド」(福島県南相馬市)で行われた。

【今回の模擬飛行のイメージ】

実験実施の背景

 一般にドローンと呼ばれる小型の無人航空機や、それよりも一回り大きい中型の無人航空機は、既に「農業」「災害」「物流インフラ」といった用途が大いに期待されており、運用数は増加している。
 しかし、無人航空機とドクターヘリなどの有人航空機のニアミスの実例が国内で報告されるなど、衝突回避技術は、安全利用のための喫緊の課題となっているのが現状だ。
 こうした背景のもと、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)では、ドローンの安全な実用化に向けて、運航管理システムの開発、衝突回避技術の開発、国際標準化活動に取り組んでいる。2017年11月22日には、NEDOと福島県は「ロボット・ドローンの実証等に関する協力協定」を締結しており、今回の実験はこの一貫として実施されたものである。

実験の詳細

 本実験では、あらかじめ設計した経路に従って、中型の無人航空機が空中でホバリングして静止している有人ヘリコプターを避けて、時速40km程度で飛行する、模擬的な衝突回避を行った。

 無人航空機には各種センサーや準天頂衛星システム対応受信機などを搭載し、「飛行中に適切に対象物(有人ヘリコプター)を探知できるか」「飛行中の無人航空機を高精度に測位できるか」など、衝突回避システムの動作を確認した。
 また、小型の無人航空機については、現状、中型の無人航空機のように多くのセンサー機器類を搭載することができないため、全く同じ衝突回避システムをそのまま利用することが不可能だ。そこで、今回、超小型のセンサーや準天頂衛星システム対応受信機などを用いた模擬飛行試験を合わせて実施した。
 各実験と、そこから得られた結果は以下の通りである。

実験結果の詳細

(1)衝突回避センサーの動作確認と性能評価

・異なるサイズの対象物について、さまざまな距離、方位、速度で、全ての衝突回避センサーが設計通り機能したことが確認できた。
・今後、これらセンサーによって構成される衝突回避システムとして、接近する有人ヘリコプターや他の無人航空機との衝突を自動で判断するめどが得られた。

(2)準天頂衛星システム対応受信機を用いた高精度の測位評価

・飛行中の中型の無人航空機について、3次元上で10cm程度の測位精度が確認できた。
・また、飛行中の小型の無人航空機について、3次元上で10cm程度の測位精度が確認できた。
・今後、高精度測位によって、衝突回避経路を正確に設定することが期待できる。
・また、自律飛行する無人航空機が、衝突回避行動をとった後で、当初設定されていた飛行経路に精度よく復帰することが期待できる。

(3)模擬飛行試験における衝突回避システムの性能評価

・(1)で確認した結果を踏まえ、衝突回避センサーなどの機器類が適切に動作し、飛行中の中型の無人航空機および小型の無人航空機から有人ヘリコプターを適切に探知できた。
・(2)で確認した結果を踏まえ、準天頂衛星システム対応受信機のデータに基づき、衝突回避のための経路を飛行できた。

今後について

 来年度は、本成果を踏まえ、向かい合って飛行する有人ヘリコプターに対して、自律的に衝突を回避する無人航空機の飛行試験を行う予定だ。

 NEDOは、「今後、衝突回避システムを確立することで、災害対応や物流などの分野における無人航空機の実用化を推進します。さらに、より小型の無人航空機への機能搭載を見据えた社会実装を推進します。」と今後もシステム開発に向けて積極的な姿勢を示している。

 各実験の目的や方法の詳細、実験協力企業のそれぞれの役割、搭載機器の詳細などは、以下のURLにて詳しく知ることが出来るため、参照してほしい。