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給電しながら4K映像と制御通信伝送を可能にしたAEROBO onAirシステム「AS-MC03-W」発売

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エアロセンスが新開発した有線給電システム登場

エアロセンス株式会社は、テレビ中継、点検、監視など多岐にわたるソリューションに向けた自律飛行型ドローン・プラットフォームAEROBO onAirの新シリーズとして、安定性を向上した有線ドローン(AS-MC03-W)、新3軸BLDCジンバルカメラ(AS-GCZ02)、新ケーブルシステム(AS-CAS02)の販売を開始する。本システムを2019年4月17日〜19日の期間、幕張メッセで開催される国際ドローン展(展示ブース 7B-25)に出展を予定している。

これまで同社はAEROBO onAirというサービスを通じて、様々な現場で有線ドローンの4K非圧縮映像リアルタイム伝送技術を用いた空撮サービスを行ってきた。その経験をもとに今回新たに有線ドローンシステムのトータルソリューションを開発。安定した給電を行いつつ、光学20倍の4Kズームカメラとジンバルの防振技術により、テレビの生中継だけではなく、これまでドローンが近づけなかった場所でのインフラ点検や遠方監視などに対しても、確かな性能を発揮する。


※イメージビデオ:Aerosense Tethered Drone system : AS-CAS02

 

自社製フライトコントローラーを搭載したAS-MC03-W

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機体下側前方にカメラ、中間にケーブル端子、後方に電源ユニットを設ける

AS-MC03-WはAEROBO AS-MC03-Tをベースに開発され、自社製フライトコントローラーのソフトウェアを改良し、さらに有線制御に特化した制御アルゴリズムを搭載することで、機体の安定性を高めた。また、制御端末からの細やかなカメラの制御を可能にした。

■ 特徴1:補助バッテリー
地上から機体への給電が途切れた際の、機体内での補助バッテリーへの電源切り替え回路を大幅に見直し、より安定した飛行を行うことを可能にした。最大6時間の長時間のフライトの間にケーブルにトラブルが合った際にも、安心して飛行することが可能だ。

■ 特徴2:地上制御端末による状況の可視化
これまでの自社運用で培った経験から、機体に関して必要な情報をまとめ、地上制御端末で表示できるようにしている。特に重要になる各モーターの負荷状態を色と数値によって可視化し、地上では分からない上空での強風状況などを手元で認識できるようにすることで、安全な運行を可能にしました。Gimbal Orientationモニターではカメラの向きの確認をすることができる。

左が揚力に余裕のある状態で右は強風などで揚力の余裕が少なくなっている状態

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カメラの向きの表示を手元にて表示

■特徴3:長時間飛行
バッテリーの交換をせずに連続での飛行が可能。

■特徴4:ケーブルキャップホルダー

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機体に設けたケーブルコネクタのキャップホルダー

屋外での光ファイバーケーブルの運用時に、コネクタの保護キャップの紛失を防止するために機体にキャップホルダーを新たに設けた。キャップの紛失を防ぐとともに、ケーブルの取り外し時に即座にキャップを留めることができるようにしています。これにより屋外での運用でも安心して光ファイバーケーブルを運用することができるようになりました。自社でサービスを行ってきたからこそできる運用者に優しい機能を提供している。

■特徴5:新3軸BLDCジンバルメラAS-GCZ02

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新3軸BLDCジンバルカメラ AS-GCZ02

従来のサービスで培ってきたカメラジンバルの技術を注ぎ込み、4K映像で光学20倍、超解像1.5倍との組み合わせにより30倍ズームの性能に対応した、3軸BLDCジンバルカメラAS-GCZ02を開発。

一体化したジンバル機構により4K光学20倍ズームの性能を存分に発揮できるだけでなく、制御端末からの細かな設定にも対応し、飛行中にも細かなカメラ設定を可能にした。

3軸BLDCジンバルカメラ AS-GCZ02 仕様
映像出力端子 HDMI
制御 PWM方式
光学フィルタ オプション
カメラ出力 4KならびにFull HD出力
光学ズーム 20倍、超解像ズーム1.5倍による劣化のない30倍ズーム
可動範囲 チルト=水平より上45度、下90度、パン=左右45度
設定可能項目 マニュアル制御、Exposure、Focus、ホワイトバランス、露出補正、ノイズリダクション、Auto ICR、Defog機能、Visibility Enhancer
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13km先の煙突を確認した例

 


※YouTube : Aerosense Gimbal 4K camera AS-GCS02 : zoom sample

 

4K映像を遅延なく伝送するコンパクトな有線システム

■特徴1:有線制御
AEROBO onAirのこれまでの特徴である光ファイバーによる非圧縮超低遅延4K映像伝送に加えて、サービスで強く望まれていた、機体の制御信号も有線化することに成功した。これにより一本の光ファイバーに映像信号と双方向の制御信号を多重することにより、軽量かつ信頼性の高いシステムを構築することを可能にした。

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Drone Unit側を機体(AS-MC03-W)側に取り付け、Base Station側を地上側に設置する

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ベースステーション

 

■特徴2:制御通信の二重化
運用時の事故を限りなく減らすため、制御通信を無線と有線の二重で行うことを可能にした。電波環境の悪いところでは有線で通信を行うことで、外乱を気にすることなく安心して操作を行うことが可能。また、万が一、ケーブルが断線してしまった場合にも、無線通信を併用しておくことで慌てることなく安全に対処をすることが可能となる。

■特徴3:電源の二重化
機体側に装着する新改良された受電装置により、地上からの電源が途切れた際にも、即座に内蔵補助バッテリーへの切り替えを行うことが可能。

■特徴4:シンプルベースステーション
放送の中継用途で使えるよう、ベースステーションは中継車に収まるコンパクトな3Uサイズに収めた。

■特徴5:簡単ケーブル着脱
同社が目指す「誰でも簡単に使える役に立つシステム提供」を実現するため、システム接続はケーブル一本のみで、ワンタッチ簡単着脱を可能にした。

ベースステーション仕様
電源 入力 AC 100V/2kW、出力 1.6kW
インターフェース HDMI 出力、制御信号(オプション:USB Serial, Ethernet)
出力 光ファイバー、電源線複合ケーブル x 1

 

ドローンユニット仕様
電源 出力 DC 22V/70A max
インターフェース HDMI入力、光ファイバー出力、制御信号(オプション UART, Ethernet)
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最小構成接続例

 

充電と映像伝送を1本のケーブルに複合化

電線による給電と光ファイバーによる4K映像伝送、制御通信を100m一本の複合ケーブルにまとめ上げ、従来品よりも、抵抗値を半分に下げ、かつ10%軽量化することに成功した。同社ではこれまでのサービスの経験からケーブル運用を重視し、何度も試作を重ねてきた。これにより90mの高さで飛ばしたときも、機体への安定した電源供給を行うことができ、同時に飛行のための十分な揚力の確保を可能にした。細く軽量ながらも耐候性、耐久性に優れた複合ケーブルを実現。コネクタには従来どおりIP67の高耐久コネクタを使用し、安全性にも配慮されている。

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ケーブル構造

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AEROBO onAirのロゴも新たに決定し、シリーズとしての展開を拡充していく

今回、開発したAS-CAS02のシステムをドローンだけではなく、各種ロボットや点検・監視にも活用できるように単体としてのシステム販売も検討している。ドローンのように電力を使わないシステムであれば100m以上のケーブルにも対応可能。同社では詳細仕様の希望者を募っている。


@エアロセンス株式会社

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この記事は私が書きました。