普通的生活

今朝ほどSNSに話題のデジタルFPVシステムであるDJI Digital FPV Systemのゴーグルに技適マークがあることを投稿したら、想像通り多くの日本人FPVドローンファンから反響がありました。

ここに書かれている技適の番号は、実はFCC IDに付随するPDFにあるLabel Diagram中にも見ることができます。ただし、この番号を総務省のサイトで検索しても見つかりません。これについては、実際に技適が適用されて製品が販売されていても、なかなかDBに反映されなかった事例などもあるようですし、なんとも評価することは出来ません。

もうひとつの情報としてDJIのサイトにあるスペック表があります。ここには地域ごとの使用周波数が記述されています。FCC(アメリカ), CE(ヨーロッパ)/SRRC(中国)とともにMICという表記があります。MICは、おそらくは総務省の英語略記であると想像されます。これも期待材料のひとつです。ちなみにFCCでは8チャネルありますが、MICでは3チャネルしか使えないようです。
=> 具体的なDJI FPVの周波数と既存のアナログFPV周波数の一覧は前のブログ記事に書いておきました。

DJIゴーグルのメニューには日本語も用意されていますし、明らかにDJIは日本でFPVシステムを売るための準備をしているはずです。大いに期待したいです。

一方では、これだけ準備されていて、それでも販売されていないことに不安も感じます。噂されている(というかFPVファンが期待しているだけかも)5.7GHz, 5.8GHz帯の開放を待たないと行けないのでしょうかね。

一昨日「DJIの新しいFPVシステム!」を書いたばかりですが、早くも製品として発表されました。驚きました、ガチでFPVドローン向けの商品です。すでに有名FPVドローンパイロット、レビュアー達がYouTubeに動画を公開していますので実際の飛行テストや実装の詳細を知ることが出来ます。おすすめはRotor Riot, Drone Camp RC, StingersSwarm, ummagawdです。

更新) 実装方法の詳細がDrib 2で解説されています。

ドローンに搭載するAir Unit Moduleには画像転送と操縦のための受信機の両方が入っています。コントロール系統はFCにはSBUS受信機として接続します。加えてUARTも接続されてテレメトリーなどの情報交換も行うようです。受信機だけ従来のものを使用することも出来るようです。

更新） SBUSをサポートしていますが、Betaflight 4.1ではDJI専用のインターフェースが用意されるようです。ゴーグルも電波発信していてAir Unitと交信しています。UART接続はゴーグルでの操作に使われているもよう。

[ デジタル画像転送 ]
– 720P/120FPSのFPV画像、1080P/60FPSの録画
– FPVの画像遅延が28msと低遅延
– 8機同時飛行
– 4Kmのロングレンジ(映像、操縦系ともに)
– FCC認証

従来のFPVドローンの常識を覆すスペックです。FPVカメラの性能は徐々に上がっていますが、最終的にはアナログなNTSC/PALの領域から出ることが出来ていません。リアルに720Pの画像がゴーグルで見られるのは驚異的です。それが28msの低遅延で実現できているのが素晴らしいです。アナログシステムの遅延を凌駕しています。

アナログのFPVシステムでも各バンドに8チャネルの周波数が設定されていますが、すべてのチャネルを同時に使用することは不可能でした。一般的には3機、もしくは4機の同時飛行が安全範囲でした。DJIは8機同時飛行が出来ると言っています。

DJIのスペックで4Kmは実環境にそのまま適用出来るわけではありませんが、半分の2KmでもFPVドローンにとっては十分すぎる距離です。

従来のFPVシステムはアメリカにおいても全てのバンドを使用するにはアマチュア無線の資格が必要でした。 FCC IDがあるということはMavicなどのDJI空撮ドローンと同様にアマチュア無線の資格は必要ないと思います。これはとても大きなメリットです。

更新) 公式マニュアルによるとFCCの地域(アメリカ、もしかするとカナダもかな)においてCH1,2,6,7は周波数的にアマチュア無線のライセンスが必要だそうです。

[ OSD/テレメトリー ]
接続がSBUSとUARTだけなので、従来型のOSDは無いものと思います。UARTでBeatflightと相互に情報交換が出来るのでOSDに変わる情報表示がゴーグルでできるようになる気はします。Betaflightのテレメトリーは間違いなく得られているようで、すでにゴーグルを使用してPID値の変更などは可能になっているそうです。

[ 価格 ]
DJIの空撮ドローンは中国国内では戦略的価格になっていて他国よりだいぶ安価になっていますが、このFPVシステムでは、そういうことは無いみたいです。ということで中国での価格を紹介したいと思います。
– 画像転送キット 5699元
– フルキット 6499元

– ゴーグル単体 3999元
– エアユニット(カメラを含む) 1099元
– コントローラー 1999元
– カメラ 349元

最初、高いと思いましたが、現行のFPVドローンで最高級デバイスを揃えた場合を考えると、まあまあ良い価格設定と思います。

[ 日本での発売 ]
今のところ、日本では発売されていないようです。DJIのスペックをみると5.8GHz帯しか記述がありません。日本ではWiFiも5GHzは屋外使用が出来ないことになっています。2.4GHz帯のサポートがないと技適の取得は難しいものと思います。もしかするとハードウェアは2.4GHzをサポートしていて、単純に技適の認可待ちなのかもしれません。

[ 現行VTX(画像送信機)との共存 ]
まずは使用している周波数についてまとめてみました。

全てのDJI Digital FPV Systemのチャネルは現行VTXと重なっています。注意深くチャネル管理をすれば、現行VTXシステムと同時に飛行することは可能と思います。実際に使用する人が出てくれば運用上のknow-howも蓄積されていくものと思います。

更新） DJIのチャネルでCH8だけ周波数の並びが違っています。これはCH8だけ特殊でPublic Channelと呼ばれます。電源オンの時に使用されたり、チャネルが重なったりしたときにも自動的に使用される可能性があるようです。アナログVTXと併用する場合にはこの周波数付近は避けるべきでしょう。

[ 展望 ]
現行FPVドローンのエコシステムを一気にひっくり返すということは無いものの、少なからぬ影響を与えると思います。DJI式のオールインワンだと生き残るメーカーが限られてしまうので、画像転送だけ独立したデジタル化が進むのかも知れません。そのためのカメラ、ゴーグル、VTXメーカー間で規格の統一が加速するかも知れません。とはいっても、タイニードローンに載せるほどの小型化が実現するにはかなりの時間がかかりますし、現行のVTXシステムもかなり長く生き残るとは思います。経済的余裕のあるマニアな人たちはデジタルとアナログの二本立てにならざるを得ないかもです。

以前、紹介したGoPro専用のソフトウェアスタビライザーReelsteady GOを効果的に使用するために公式ページで紹介されているマウントを真似してみました。

GoPro Hero6では問題ないそうですが、Hero5とHero7ではFPVドローンのモーターなどから発生する細かい振動があるとReelSteady GOで良い結果が得られません。そのためかなりソフトなマウントを使用して微細振動を吸収することが必要になります。柔らかすぎてゆったりと揺れることは問題ないようです。

Drone Vibration Infoというページに対策が紹介されています。この最初に紹介されているHow To Make A Ziptie Vibration Dampenerを真似することにしました。

紹介されているものとは違いベースの部分は3Dプリンターで作りました。フレームにネジで固定できるように設計しました。

上の方はサンプルとほぼ同じです。サンプルにならいスターバックスのカードを使用しました。ループ状の結束バンド、写真では先端を閉じていますが徐々にループが小さくなっていくので、閉じずに開放しておいた方が良いです。動画で紹介されているものは開放したままになっています。使用した結束バンドは8インチのものです。

GoPro Hero5 Sessionを載せてみるとこんな感じです。

テスト飛行の結果は良好でした。以下にReelSteady GOを使用した結果の動画を紹介します。スタビライザーをかける前の動画もなかなか安定していますが、流石にスタビライザーをかけた後の滑らかさは格別です。飛行技術の未熟さを十分にカバーしてくれます。

下はInstagramの一分動画です。

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Testing zip tie GoPro mount. Full version is available at YouTube. https://youtu.be/OxO730TtWz0 迷你外星人3寸穿越机架(Mini Alien 3inch frame)
TBS UNIFY PRO 5G8 HV -Race 2 Frsky R-XSR
T-Motor F20II KV3750
MANBA F4 MINI MKII
MANMBA F25 4in1 ESC GEPRC 3042-3 GoPro Hero5 Session + TBS ND16 #FPV #reelsteadygo

Nobumichi Kozawaさん(@nkozawa)がシェアした投稿 – 2019年 7月月26日午前5時49分PDT

もう少し長いバージョンをYouTubeにもアップロードしています。

更新) 8月1日にDJI Digital FPV Systemとして発表されました。マジでFPVドローンのシステムでした。驚きました。

DJIが7月末に3個のFCC IDを取得した模様です。そのタイトルがDJI FPV Googles, DJI FPV Air Unit, DJI FPV Remote Controllerと思わせぶりです。

DJIは随分前にFPVレースドローンの試作を行っていたようでもありますし、これらがFPVドローン関連製品である可能性はありますが、おそらくは現行製品であるDJI Goggles Racing Edition OcuSync Air Unitの延長線上の何かである可能性が高い気がします。ただしRemote Controllerが有るところが謎です。完成品のDJIドローンではない何かしらの操縦系のデバイスがあるようです。

FCC IDを取得していることからもFPVドローンで使用しているアナログなFPVではないことは確実です。つまりアマチュア無線として運用するものではなく製品を購入すれば誰でも使用できるタイプの製品で従来のDJIドローンと同様にWiFiの周波数帯を使用している模様。これでFPVドローンが飛ばせるくらい低遅延なものが出てきたら凄いのだけど。期待して良いのかな。

ゴーグルのFCC ID Labelの図面を見ると、従来のDJIゴーグルみたいにボックスタイプではなくて眼鏡タイプのようにも思えます。SAR Reportの29ページにもアンテナが4本付いたそれらしい図面があります。

どんなものが発表されるにせよ注目しておきたいです。

前回の飛行で折れてしまったフレームを交換するのと同時にキャノピーをHappymodel Trashcanのものに変更しました。これでカメラアングルを浅くできます。ただ見た目もSAILFLYというよりRedDevilになってしまいました。

カメラアングルを25度ほどにして試しにマンションの庭で飛ばしてみましたが、やはりパワーがありすぎて狭いところでまったりとは飛ばせません。

ということで公園で飛ばしました。

いきなりデスロールです。予備に買った赤いプロペラが外れやすいです。フロスという歯間ブラシをモーター軸とプロペラの間に挟み込む技を使っていても時々はずれます。ロックタイトというネジの緩み止めが有効かもしれませんが、現場に持っていくのはフロスの方が手軽です。

 

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Sailfly X death roll again😩 #fpv #toothpick

Nobumichi Kozawaさん(@nkozawa)がシェアした投稿 – 2019年 7月月17日午後11時19分PDT

ゆっくり飛ばそうと思っていても、パワーウェイトレシオが高いためかすぐに速度が出てしまいます。それなりの広さがあれば、それも楽しいです。

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Sailfly-X eights around points #fpv #toothpick

Nobumichi Kozawaさん(@nkozawa)がシェアした投稿 – 2019年 7月月18日午前12時26分PDT

あまり深く考えずにリラックスして飛ばすのが楽しいです。いろいろと技の練習することを考えて出かけたのですが、すっかり忘れて飛ばしていました。

快適に飛ばしていましたが最後にまたフレームを壊してしまいました。本格的に対策を考えねばなりません。

GoPro Hero5/6/7にはビデオファイルにメタデータとしてGyro/Accの値が記録されているそうです(Hero7ではGPSも)。そのデータを利用してソフトウェア的に動画の安定化を行うReelSteadyGoを試してみました。もとの動画は機体の調整不足と飛行技術の問題で安定したスムースな飛行が出来ていませんが、それを完全にソフトウェアの力でカバーできているのが下の動画で分かると思います。

一般的なソフトウェアによるスタビライザーは、画像そのものを解析して行うのでいろいろと限界もあります。特にFPVドローンのような激しい動きには適していません。以前DaVinci ResolveのスタビライザーでTinyWhoopがゆっくり飛ぶ動画を処理したことがありますが、それくらいが限界でダイナミックな飛び方をすると良い効果を得ることはできませんでした。

ReelSteadyGoはFPVドローンのかなり激しい動きでも問題なく追従します。しかしながら限界もあります。

[ クイックムーブ ]
連続したなめらかな飛行にはReelSteadyGoはとても良い効果が得られます。一方、キビキビとした飛行、素早くロールして一瞬停止してすぐに別のクイックな動作に移るような場合には適していません。途中の一瞬停止した部分も滑らかになってしまいます。(上の動画の05:40参照)

[ ドローンに微細振動がある場合 ]
GoPro Hero6では問題がないそうですがHero5とHero7の場合は、モーターからの振動やProp Washによる振動をGoProが拾っているとReelSteadyGoの処理で微細振動が増幅されてしまいます(上の動画の07:25参照)。普通に考えるとソフトすぎるくらいのマウントにするとReelSteadyGoがよく働くようになります。公式サイトにも関連情報があります。

ReelSteadyGoは99ドルで販売されていますが、5ドル割引のクーポンが次の動画の説明にあります。わたしはすべてReelSteadyGoの自動処理だけを使用していますが、もう少し細かい設定についても語られていますので必見です。

Toothpickの標準機とも言えるSailfly Xですが、ひとつ残念なことはVTXの出力が25mWに限定されることです。一般的には25mWでほぼ問題はありませんが、林の中などでは途切れがちになるので状況によって出力が切り替えられる方が良いのは間違いありません。それならば最初からEachine Reddevilを購入しておけば良いという話でもあります。

本当はオリジナルのまま当分の間は飛ばすつもりでしたが、搭載されているVTX Camera AIOが不調になってしまったので予定を早めてVTXとカメラを換装しました。使用したのはHappymodelのWhoop VTXとCaddxのEOS2カメラです。

参考にさせてもらったのは東京バードさんのブログ記事です。

わたしの場合は手持ちのWhoop VTXを使用したのでFCとの二階建てになりました。そのためM2の金属ネジを3本(20mmと25mm2本)と元々使用していたプラスチックネジを一本使用してFCとVTXを固定しました。

キャノピーが少し高い位置なりましたが飛行には影響はないと思います。重量は10gほど重くなりました。このサイズだと大きな差ですが、パワーの余裕があるので大丈夫だと思います。将来的には小さなVTXに変更して軽量化を図るかも知れません。この構成でのもうひとつの問題点はUSBコネクターへのアクセスが悪くなることです。現在はキャノピーを外してUSBを接続しています。

ついでにバッテリーホルダーを外してベルトでバッテリーを固定する方法に変更しました。

3Sバッテリーも何本か到着して、張り切って飛ばしてきました。カメラアングルにも慣れてきたところで木にぶつかってフレームがモーター取り付け部分で折れてしまいました。85mm whoopではよくこれくらいのぶつけ方していたのに、このフレーム弱いかも。以下、折れるまでの飛行です。

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Happymodel SAILFLY X mod 3S flight… frame was broken at last Sailfly X with Whoop VTX and EOS2 camera #fpv #toothpick

Nobumichi Kozawaさん(@nkozawa)がシェアした投稿 – 2019年 7月月10日午後10時40分PDT

じっと静観していたtoothpickブームですがついに手を出してしまいました。色々な機種がありますが、手に入れやすいこともあり定番とも言えるHappymodel SAILFLY Xにしました。

まだまともに飛ばせていません。そういうことも含めての感想などを書いておきます。

[ 受信機とブザーの組み込み ]
受信機無しのバージョンを入手したのでFrsky XM+を取り付けました。FCには受信機用にコネクターが接続されています。そのリード線をカットしてXM+を半田付けしました。ついでにブザーも取り付けました。キャノピーの内側には受信機とブザーを入れるスペースが十分にあります。

[ Betaflightの更新 ]
Betaflightのバージョンが例によって4.0の開発版(4.0.0 Dec 11 2018 / 01:09:33)でした。わざわざこのバージョンを使用している理由があるのかも知れません。またモードとアームはAUX1, AUX2に割り当てられているので最低限の設定で飛ばせるのですが、ここは敢えて最新版のBetaflight 4.0.4にしてみました。

更新の前にCLIでdumpとdiff allを保管することに加えて、比較しやすいのでPower&Battery, PID Rates, Filterなどの画面はスクリーンショットも保管しておきます。

Betaflight 4.0.4を導入後、先に保管したDiff Allデータを入れますが元がRCにもなっていない開発版なのでエラーがいくつかでます。本来なら全て手作業で設定するべきかも知れませんが、この状態をもとに設定しました。

• ボードの反転が反映されませんでした。
  どうも開発版と正式版で設定項目が変わっているようです。ConfigにてボードをRoll方向に180度回転させる設定をしました。正しく設定されたかどうかはSetup画面で機体の傾きが正しく反映されることで確認します。
  set align_board_roll = 180
• Power&Batteryで電圧関連が0になっているので、適当に設定します
• PID Tuningのフィルター設定が変わっています。そのままで良いのかも知れませんが、元の値にしておきました。
  

[ RATES ]
レートはかなり過激な設定がなされています。PITCH/ROLLは960 deg/s、YAWは1300 deg/sです。実際に飛ばしてみると小気味よく飛ばすにはこれくらいの方が良いかも知れません。自分の好みのレートと二種類設定して試しているところです。わたしてきにはRC Expoを沢山入れた方が飛ばしやすいです。

[ カメラアングル ]
おそらく30度ほどで固定されています。小型機は20度から25度くらいで飛ばしているので30度だと低速低空飛行がかなりしんどいです。

そんなおっかなびっくりな飛行をインスタグラムで公開しています。

 

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HappyModel Sailfly X My first flight #fpv

Nobumichi Kozawaさん(@nkozawa)がシェアした投稿 – 2019年 7月月7日午後8時26分PDT

とりあえず2Sでも十分なパワーと運動性能があることは良くわかりました。その後3Sに変更してパンチ力のテスト中にプロペラがひとつ飛んでしまいデスロールに入りました。そのクラッシュのショックでVTXの電波が出なくなったためひとまずテスト終了です。もともと考えていたVTXの換装にせざるを得ない状態です。

小型でDVR搭載のドローン用カメラとして初めての4Kビデオが録画出来るCaddx Tarsierを試してみました。

細かいスペックなどは別のところに譲るとして使用感などを書いておきます。まずはトラブルから。

[ NO SDCARD ]
すでに経験事例として紹介され始めています。結論から言うとCaddxアプリ以外でフォーマットしたSD CARDは正しく認識されない可能性があります。私の場合、最初のテストでは手持ちの適当なSD CARDで録画が出来ていて、実際に機体に載せる時にいくつかのSD CARDを試してみてもまったく録画出来なくなりました。Caddxアプリを接続して録画開始するとNO SDCARDとメッセージが表示されます。一応、公式ページのFAQを見たうえでContact usページから問い合わせるとCaddxアプリでフォーマットしてねとすぐに返答がありました。後からFAQを見直すと目立たないですが”We need to use our app to format the TF card“と書かれていました。
ちなみにSD CARDはU3レベル以上を使用すべしとのことです。

[ 録画が数秒で止まる ]
これははっきりとFAQに書いてあります。原因はボードとカメラを接続しているケーブルがボード側で接触不良を起こしていました。コネクターを押さえ続けれると録画出来ます。カメラ側はしっかりと押さえつけられていますが、ボード側は黒い接着剤が付いているものの押さえつけているものがあるわけではありません。

ケーブルは悪くは無いかもしれませんが、予備ケーブルが付属しているのでそれを使うことにしました。ついでにスポンジを張り付けてヒートシンクとの間でテンションが得られるようにしました。

使い勝手は悪くはありません。FPV用とHD録画用のカメラは完全に独立しているのが特徴でもあり面倒なところでもありますが、FPVは一度設定してしまえば触らないですし、割り切ってしまえば問題なしです。Runcam Split mini2やCaddx Turtle V2ではFPV画像が薄い感じがして今ひとつ飛ばしやすくはないのですがTarsierは流石に独立したFPVカメラなので飛ばしやすいです。

残念なのは録画中かどうかがFPVの画面には表示されないことです。ボード上のLEDで確認する必要があります。(追記)

ボードにUART端子があるので接続しRuncam Split Mini2と同様の設定をして録画の開始、停止が出来るか試してみましたが駄目でした。

とり急ぎ飛ばしてみた動画です。ND8フィルターを装着していますが、一説によると晴れていてもNDフィルター無しで良いとの話しもありますので、おいおい検証してみます。また、今回は4K30FPSだけで撮影しましたが、他の解像度との比較もしてみたいです。\

何分にも小さなカメラなので画質はGoProやMavic Pro2とは比較にはなりません。本当に4Kが必要なのか考える必要があるかも。

Betaflightの設定に関して語るのは、いまひとつ気が引けますが私の設定例で活用出来そうなところをかいつまんで公開します。基本的な設定方法については一切触れておりません。

Ports

Configuration

Beep

Modes

[ PREARM ]
室内機だと問題にはならないかも。プロポを首から下げてブラシレス機を持ち運ぶ時に何かの拍子にARMスイッチが入ってしまいモーターが回りだして驚くなどという経験はないでしょうか? スロットルを上げておくなどという方法もありますが、わたしのお気に入りはPREARMスイッチを使用する方法です。わたしはQX7Sの右上にあるモーメンタリースイッチをPREARM、左上の2ポジションスイッチをARMスイッチを割り当ています。PREARMがアサインされているとPREARMがオンの時のみARMさせることが出来ます。一度ARMしてしまえばPREARMはオフにしても構いません。

[ AIRMODE ]
フリースタイルな飛行をする場合はAIRMODEが必須です。設定例の多くでConfigurationの中のAIRMODEをオンにする例が見られますが、わたしの場合はANGLEモードではAIRMODEオフにしています。これは室内飛行でカーテンに吸い付きそうになった時に素早く脱出するためです。これを実現するためにはModesでANGLEとACROを切り替えるスイッチ(AUX)と同じものを使用してAIR MODEの切り替えを行います。ANGLEとAIR MODEはちょうどオフ、オンが反転するような設定になります。

[ ブザー ]
屋外飛行で小さいドローンが草むらに埋まるとブザーが無いと探せません。かと言ってデフォルト設定だと色んな場面で鳴りすぎなので、最低限の設定にしています。受信機が電波を失った時、電圧がクリティカルまで下がった時とあとは送信機のスイッチで鳴らす設定です。スイッチで鳴らすためにはConfigurationのRX_SETとModesのBEEPERを使用します。この設定例にはありませんがFLIPOVER AFTER CRASHと同じ3ポジションスイッチを使用しています。

[ VTX関連 ]
最近のVTXだとSmartaudioで送信機からチャネルや出力を制御するのが一般的です。わたしは加えてCLIコマンドでset vtx_low_power_disarm = onを設定てしています。これは例えばVTX出力を500mwに設定しておいてもアームしていない時は最低の25mwにするためのものです。これでVTXが焼けるのを少しでも防ぐことが出来ます。
ただしVTXによっては出力を変更する際に一時的にブラックアウトするものがあります。

[ Runcam Split Mini2制御 ]
Runcam Split mini2の場合、UARTでカメラコントロールを割り当ててModesでCAMERA POWER BUTTONを制御するようにすると、録画機能の開始、停止が送信機から行えて便利です。