ドローン群協調飛行

2025/03/27

ドローン群協調飛行機体間通信で自律制御

産総研では、将来の産業ニーズを見据えた目的基礎研究を通じて、革新的な技術シーズの創出に挑戦しています。
こうした最先端の成果を、日刊工業新聞で連載しています。産総研マガジンでもご紹介していますので、ぜひご覧ください。
※本記事は、日刊工業新聞社の許諾を得て掲載しています。著作権は日刊工業新聞社に帰属します。

相互の位置確認

　近年、マルチコプター型飛行ロボット（ドローン）が多様な分野で活用されている。災害調査、警備、空中物流といった用途では、複数のドローンを同一空域で安全に運用する技術の確立が求められている。現状では、衝突を避けるために時間・空域を分ける事前調整が必要となるが、緊急性や危険性を伴う現場では、ドローンの自律的な制御が不可欠となる。こうした課題に対し、産業技術総合研究所（産総研）は、複数ドローンの群協調飛行制御技術を開発した。

　同技術は、ドローン間の情報交換により、ドローン同士が相互の位置関係や速度情報を活用しながら、目的地までの飛行経路を決定する仕組みを導入した。具体的には、各機体が機体間通信で得た情報から自律分散的に仮想的な力（目的地への引力や機体間の引力・反力・回転力）を合算し、次の行動を決定する。これにより、衝突を回避しながら群協調飛行が可能となる。

1人で複数操作

　また、1人のオペレーターが複数のドローンを効率的に運用できる遠隔操作インターフェースも開発した。このシステムでは、各ドローンから送信された情報を集約し、仮想現実（VR）環境上にデジタルツインとして現場の3次元環境、仮想ドローンを再現する。オペレーターはVRゴーグルを装着し、一人称視点（ドローン視点）と三人称視点（俯瞰<ふかん>視点）を切り替えながら、没入感のある遠隔操作や現場の調査ができる。

　同技術の実証試験を、福島ロボットテストフィールド（福島県南相馬市）で実施した。ビル火災を想定したシナリオでは、3機の自律制御ドローンを用いた群協調飛行、衝突回避、対象ビル上空での旋回飛行を成功させた。さらに、クラウド上のAI（人工知能）を活用し、要救助者や不審者などの検知を実現した。警備用途の試験では、一人のオペレーターが複数ドローンを遠隔操作して現場調査を行い、安全かつ円滑な警備運用を実証した。