スペースデータ、横風や吊り荷の揺れを比べるドローンの物理シミュレーションデモ3種を公開

〜横風の中での位置保持、荷物を吊り下げた搬送、床付近での高度保持の3つの場面で、制御や指令の違いが飛び方に与える影響を簡易な物理モデルでシミュレーション〜

株式会社スペースデータ

2026年10月23日 14時00分

株式会社スペースデータ（本社：東京都港区、代表取締役社長：佐藤航陽、以下「スペースデータ」）は、ロボットの現場実装基盤「RobotBrain（ロボットブレイン）」で想定する導入前検証の考え方を示す、ドローンの物理シミュレーションデモ3種を公開しました。横風を受けたときの位置のずれ、吊り下げた荷物の揺れ、床に近づいたときの浮き方の変化を対象に、制御の仕組みや指令の出し方を変えた2つの場合を同じ条件で比べられます。各デモの内容は、専用サイト「RobotBrain Concept & Catalog」の「物理実験」で紹介しています。

背景

人手不足を背景に、設備の点検や定点観測、物資の搬送などでドローンの活用が広がっています。一方で、ドローンの飛び方は機体の性能だけでは決まりません。横風が続けば機体は流され、荷物を吊り下げて運べば機体が止まった後も荷物は揺れ続け、床の近くでは同じ推力の指令でも機体が浮き上がりやすくなります。周囲の条件と制御の組み合わせを見ずに、現場での飛行が安定するかどうかを判断することは困難です。

こうした認識のもと、スペースデータは、ロボットの動作が成功するか失敗するかを分ける条件を、導入前に関係者が同じ画面で確かめられる物理シミュレーションデモを開発しています。今回公開した3種は、いずれも機体や環境の条件をそろえたうえで、制御の仕組みや指令の出し方を変えた2つの場合（AとB）を比較し、位置や高度のずれ、荷物の揺れの違いを物理計算で示すことを共通のテーマにしています。

公開したドローンの物理シミュレーションデモ3種

GustLab（横風の中での位置保持）／SlingLab（吊り荷の揺れの抑制）／GroundLab（床付近での高度保持）

1. GustLab｜横風の中での位置保持

概要：設備の点検や定点観測を想定し、空中で位置を保つドローンが持続する横風を受ける場面を比べるデモです。機体と風の条件は共通のまま、位置のずれと速度に応じて機体を傾けて押し返す制御（PD制御）の場合（A）と、残った位置のずれを積み重ねて押し返す働き（積分項）を加えた制御（PID制御）の場合（B）を比べます。持続する横風の中では、PD制御だけでは位置のずれが残りやすく、積分項がそのずれを打ち消す方向に働きます。2つの場合について、位置のずれの時間変化、機体の傾き、推力・重力・横風の力の関係を示します。風が止んだ後に元の位置へ戻る様子も比べられます。横風による力の大きさ、機体の質量、推力の指令を変えたときの推力の追従の速さは、個別に変えられます。

2. SlingLab｜吊り荷の揺れの抑制

概要：物資の搬送や吊り下げたセンサーでの計測を想定し、ドローンが荷物を吊り下げて移動し、停止する場面で、停止後に残る荷物の揺れを比べるデモです。索の長さと移動距離は共通のまま、通常の移動指令の場合（A）と、「入力整形」を使う場合（B）を比べます。入力整形は、移動の指令を半分ずつに分け、一方を、モデルで想定した荷物の揺れの周期の半分だけ遅らせて重ねることで、残る揺れを抑える方法です。2つの場合について、荷物の振れ角、機体の横方向の加速度、停止後に残る揺れの大きさを示します。Bでは揺れが抑えられますが、到着までの時間が延びる点もあわせて比べられます。索の長さ、移動距離、元の移動にかける時間は個別に変えられます。

3. GroundLab｜床付近での高度保持

概要：床付近の点検や着陸前の低空での高度保持を想定し、ドローンが降下して床の近くで高さを保ち、再び上昇する場面を比べるデモです。床に近づくほど同じ推力の指令でも機体を持ち上げる力が増える「地面効果」を可視化しています。高度を保つ制御は共通のまま、地面効果を見込まない場合（A）と、床からの高さに応じて推力の指令を下げる補正を加えた場合（B）で、低空での高度のずれ、実際にかかる推力の合計、推力の増加率を示します。ローターの半径、推力の指令を変えたときの推力の追従の速さ、地面効果の強さを表す係数は個別に変えられます。