ドローンの学習メモ

スロットル、エルロン、ロール、エレベーター、ピッチ、ラダー、ヨーとドローンの操作や動きの名前が覚えにくいので、覚えやすいように整理してみます。

（ここでは、ドローンを４つのプロペラをもつクアッドコプターとして考えます。）４つのモーターの強弱を制御するドローンの動きのパターンは「縦方向の上下移動」、「横方向の前後左右移動」、「上下軸での回転」です。このとき、横方向の移動とは、前後、左右とでそれぞれに名前がつけられている。

ドローンの操作に関係するのは「スロットル」、「エルロン」、「エレベーター」、「ラダー」。語源は飛行機関係でスロットルレバーと補助翼、昇降舵、方向舵の動翼３種。

で、傾きに関係するロール、ピッチ、ヨー。これはyoutubeでしっくりくる動画を探すのがよいですね。

これとか。

こちらのツイートもよく参照されているようです。

ロール・ピッチ・ヨーの覚え方、もう少し語源のイメージに寄せた図解を描きました。 pic.twitter.com/VRCb6jQFRe

— Kentaro Fukuchi (@kentarofukuchi) December 30, 2014

ドローンは、飛行機と違って推力の方向がそのまま揚力になるところがポイントですね。

スロット・エルロン・エレベーター・ラダー、ロール・ピッチ・ヨー

ところで、昔、「スロットカー」といってレールの上の車を、スロットルコントローラーで速さを変えながら走らせて遊ぶおもちゃがあったんですけど。スロットル」全開で遊ぶスロットルカーだと思っていたのですが、「スロット」はslotで溝の意味だったんですね。。

移動中心で考えると、スロットル・ロール・ピッチ・ヨー

1. スロットル（Z軸に沿って）縦方向に移動　(Vertical Movement　UP-DOWN)

ドローンの４つのモーターが同じ力で回転することで、それぞれのプロペラから生じる力が均等になり、機体が水平に保たれたまま、機体の縦方向に推力が発生します。

2. ロール（XY平面上で）横方向に左右に移動　(Lateral Movement　LEFT-RIGHT)

ドローンの４つのモーターが左側と右側で別のセットになる。セットの回転数に差をつけて左右に傾けるでことで左右のいずれかに推進する。

3. ピッチ（XY平面上で）横方向に前後に移動　(Lateral Movement　FORWARD-REVERSE)

ドローンの４つのモーターが前側と後側で別のセットになる。セットの回転数に差をつけて前後に傾けるでことで前後のいずれかに推進する。

4. ヨー（Z軸を中心に）縦軸で回転　(Rotational Movement)

ドローンの４つのモーターが対角線上毎の別のセットになる。セットの回転数に差をつけることでモーメントのバランスを崩し、反作用で機体を回転させる。

操作中心で考えると

1. スロットル

飛行機でいうところのコックピットのスロットルレバーから。

ドローンの推力は機体の上方向に発生するので、それがそのまま揚力となり、スロットルの操作はそのまま上下動に繋がります。

飛行機だとエンジンの推力で前に進み翼で揚力が発生させて離陸するので、そこの違いを意識すると覚えやすくなると思います。

2. エルロン(aileron)

もともと、エルロン（aileron）はフランス語です。飛行機用語では補助翼を意味します。 補助翼は飛行機では左右の主翼の後ろ側の縁に取り付けられています。

ドローンの操作では（XY平面上で）横方向に左右に移動させる操作を「エルロン」と呼びます。前後軸を中心にしてドローンが左もしくは右に傾くことにより、ドローンの機体が左もしくは右方向に移動します。

Editor: Nancy Hall; Glenn Research Center, NASA, Public domain, via Wikimedia Commons

3. エレベーター

エレベーターは、もともと飛行機の昇降舵で機体の機首を上下させるものです。ドローンでは機体が前後に傾くと推力が前後に発生し前進もしくは後退します。

一般的に、エレベーターというと建物内にあって人や荷物を載せて垂直上下動する昇降機をイメージしてしまうと思いますが、機体そのものでなく、機首を上下させるエレベーターだと覚えるとわかりやすくなると思います。

4. ラダー（Z軸を中心に）縦軸で回転　(Rotational Movement)

ドローンをその場で方向転換させるのがラダー。ラダー（rudder）は舵を意味します。