【ドローンの基礎】ホバリングはなぜ可能？【2つの機能がカギ】
こんばんは！クアッド・スターズのリョウタです。
ドローンに搭載されているホバリング（空中停止機能）は、パイロット（操縦者）の負担を軽減してくれる大変便利な機能です。
ぶっちゃけドローンは誰でも操縦できますし、練習も必要ですが誰でもカンタンに飛ばせます。
この『誰でもカンタンに飛ばせる』ところがポイントであり、ドローンが世界中で爆発的に普及している要因と言っても過言ではないでしょうか？
ところで、なぜドローンはカンタンに安定したホバリングが可能なのでしょうか？
今日はドローンの空中停止を可能にする2つの機能について解説をしていきます。
それでは見ていきましょう(^^)
ホバリング（空中停止機能）は超便利
ドローンの操縦はムズカシイの・・・？
と思われるかもしれませんが、ぶっちゃけ誰でも操縦できちゃいますし、誰でもカンタンに飛ばせます。
操縦がカンタンになった要因として、パイロット（操縦者）の負担を軽減してくれる、ある1つの機能が大いに関係しています。
それは『ホバリング（空中停止機能）』です。
この超便利かつ、安定した飛行が可能なホバリング（空中停止機能）により、ドローンを楽に操縦できるようになりました。
安定ホバリングでパイロットの負担減
ではなぜ、安定ホバリング（空中停止機能）がパイロット（操縦者）の負担減につながるのか？
ドローンは空中を飛ぶ飛行体です。
それゆえに墜落・衝突のリスクや天候状況などなど、気をつけるべき注意点がいくつも存在しますし、間違っても事故らないようにと、かなり気を使いながら慎重に飛ばします。
（一瞬たりとも気がぬけません。集中力なんてそんなに保てません）
ホバリング（空中停止機能）は空撮などモニターを確認するような場面では特に重宝されるのではしょうか？
空撮ではモニターの画像を確認したりカメラの操作をしたりする状況も多々あります。
ほんの一瞬ですがドローンから目を離しても、飛んでいる位置をキープできるホバリング（空中停止機能）の存在は、やはり超便利な機能の1つと断言します。
つまり、ホバリング（空中停止機能）はパイロット（操縦者）の負担を軽減してくれる機能です。
空中停止機能とは？
空中停止機能とは、その名のとおりドローンが空中（その場）で停止する機能です。
ホバリングとも呼ばれています。
ドローンを飛行させている途中で、何も操作しない状態ならドローン自体は空中で飛んでいる位置をキープし、その場でホバリング（空中停止）を続ける機能です。
ドローンはさまざまな機能で成り立っている
ドローンを飛ばすには安定した飛行が重視されます。
安定したホバリング（空中停止）の実現は、さまざまな機能からの組み合わせで成り立っています。
ドローンを空中で停止させるためには、ある2つの重要な制御機能が必須です。
1つ目は姿勢を水平に保つ機能（姿勢制御機能）
2つ目は決められた位置をキープする機能（位置制御機能）
以上の2つが無くてはホバリング（空中停止）は不可能です。
ここからは各制御機能の内容を詳しく見ていきましょう(^^)
姿勢を水平にキープする機能（姿勢制御機能）
姿勢制御とは、ドローンが墜落しないように機体の姿勢をキープする制御機能です。
『機体がどれだけ傾いているのか？』
とか、
『機体が傾いてしまうスピードってどれくらい？』
などなど、ドローンが墜落してしまわないようにする重要な役割を担っています。
姿勢制御はもはや必須機能であり、これを無くしては空中を飛ぶドローンはカンタンにひっくり返ってしまうということですね。
（おもに姿勢制御機能と呼ばれているセンサーの種類は、ジャイロセンサー・加速度センサー・磁気センサー・視覚センサーなど）
決められた位置をキープする機能（位置制御機能）
位置制御とは、空中で決められた位置をキープする機能であり、GPSがその役割を担っています。
空中での静止状態の物体は摩擦抵抗（空気抵抗）がほぼナシの状態です。このような状態では、ほんのわずかな力でもドローンは動いてしまいます。
ホバリング（空中停止）を実現させるためには、機体を決められた位置へ戻して修正、そしてキープする役割としてGPSが位置制御をしています。
姿勢制御と位置制御は相反する要素
ドローンの安定飛行と空中停止（ホバリング）の実現は、姿勢制御や位置制御など、さまざまな機能の組み合わせで成り立っていることがわかりました。
しかし、姿勢制御と位置制御の2つの機能は、ときに相反する要素となります。
【姿勢制御と位置制御の仕組み】
1．空中停止をする（ホバリング状態）
2．姿勢制御（各種センサーによる墜落防止）
3．位置制御（GPS による機体の位置を制御）
4．摩擦抵抗ナシ（機体がわずかな力で動てしまう）
5．位置制御（もとの位置へ戻す修正）
6．機体を傾けて移動する（決められた位置へ戻る）
7．機体が傾いている（姿勢が水平ではない状態）
8．姿勢制御（各種センサーによる墜落防止）
ホバリング状態（空中停止）ではドローンの機体がひっくり返らないように、各種センサーの働きによる墜落防止機能の出番ですが、摩擦抵抗ナシの状態になるのでドローンは自然と動いてしまいます。
決められた位置をキープするにはGPSといった位置制御機能の出番ですが、もとの位置へ戻るときに機体を傾けて移動しなくてはなりません。
このような内容から、姿勢制御と位置制御の2つの機能では矛盾が生じてしまうという結果です。
ドローンメーカー各社によっても空中停止機能はマチマチであり、とあるメーカーのドローンは決められた位置を保つことを重視し、積極的に姿勢を傾けて移動する（制御）代わりにジンバル機能が付いているカメラを搭載し、カメラを水平に保つ制御をしているドローンも存在します。
相反する作用をうまくバランスさせる技術が重要ということですかね。
（ドローンを飛ばすときの注意点は航空法や電波法などの規制、そしてマナーをしっかりと守りましょう！）
今日のまとめ
ドローン市場は今後も伸び続けていく、非常に将来性の高い分野です。
現在ではテレビ番組でロケに使用されたり、ビジネスシーンにおいてもドローンが活用されていて、世界中で爆発的に普及しています。
最近のドローンにはホバリング（空中停止）をカンタンにできる姿勢制御や位置制御といった大変便利な制御機能が搭載されています。
ドローンの操縦は集中力も必要になりますので、制度の高い制御機能が搭載されている機体がオススメです。
パイロット（操縦者）の負担が減れば実用化に向けた道もそう遠くないはず？
今日はここまで！
では(^^)
