箱庭ドローンPROのControl LinkArduPilot編
ArduPilotでも、同じ入力で、ほぼ同じ出力を。
ArduCopter 4.6.3 の制御と状態推定（EKF3）を使う Control Link を、PX4編と同じミッションで ArduPilot SITL と比べました。Control Link の仕組みはPX4編をご覧ください。
ArduPilot SITLに近い飛行応答を、
1回あたり約8〜25倍速く出す。
PX4でもArduPilotでも、実機の前にもっと試せる。
1回あたり約8〜25倍速く出す。
PX4でもArduPilotでも、実機の前にもっと試せる。
66 / 72
72指標のうち66項目OK（6項目は要確認）
要確認も許容差の内側（理由を下の表に記録）
NG 0
一致しなかった項目
Control Link 10回（ノイズの乱数を変える）対 ArduPilot SITL 10回の中央値で判定
7.1 秒
Control Link で183秒の飛行を計算
ArduPilot SITL は1回 約60〜170秒（4倍速〜等速、起動を含む）。1回あたり約8〜25倍
73 ms
指令から機体が動き出すまで（ArduPilot SITLの中央値）
Control Link は71〜73 ms（区間ごとの中央値）。各段の遅れを箱庭の時刻で直接測定
同じ動きを、左右に並べて 実測 左：Control Link、右：ArduPilot SITL（各指令の時刻で揃えた記録の再生）
比較動画：x500の同じミッションを、左にControl Link、右にArduPilot SITLとして再生しています。
経路と速さ 実測 同じミッションの結果（x500）
機体の傾き 実測
指令の直後 実測 箱庭コアの時刻で揃えた
状態推定（EKF3）の誤差 実測 推定 − 真値
ばらつきごと比べる 実測 1回ずつの値（点）と中央値（横線）
残っているズレと、その理由 NG ではないが記録しているもの
| ズレ | 理由 | 扱い |
|---|---|---|
| 静止中の高さの推定のばらつきが ArduPilot SITL で約5倍 | SITL は気圧計が2個で、ノイズが一様分布（標準偏差はそろえた）。Control Link は1個・正規分布 | 中央値の差は許容差の内側 |
| 戻り（向きを反転）で速さが半分に達するのが約20 ms遅い | 向きを反転しながら加速する間、速さの立ち上がりが約2%違う | 許容差50 ms以内 |
| 着陸の接地の時刻が ArduPilot SITL で回ごとにばらつく（1回だけ0.3秒早い） | 着陸を始めるときの高さの推定が回ごとに違う | 中央値の差95 ms（許容差150 ms） |
| 受け渡しの往復の遅れの見え方が違う（3 ms 対 1 ms） | 測り方による見え方の違い。指令から動き出すまでの合計は一致 | 許容差5 ms以内 |
| 角速度の追従・動き出しに1〜2 msの差 | 制御の1刻み（3 ms）より小さい差 | 許容差10 ms以内 |
| 姿勢の推定が加速の切り替わりで一瞬へこむ | 推定の内部の細かな違い（0.1度以下） | 判定はすべてOK |
合わせるために直したこと ArduPilot SITL と同じにするまでに分かったこと
| 見つかった違い | 原因 | 対応 |
|---|---|---|
| 指令が常に9 ms遅れて効いていた | SITLの起動時に送り直された指令が受信の箱に9個溜まっていた | 最新だけを使う |
| 機首の向きの推定が0.7度ずれていた | 起動時の偏角が0、SITLだけにジャイロのずれがあった | 偏角を最初から設定し、Control Linkにもジャイロのずれを入れた |
| GPSと気圧計の遅れが二重 | 機体側とArduPilotの両方で遅らせていた | ArduPilot側だけに |
| 離陸・着陸のタイミングが違った | アーム後2秒の待ち、スロットルの上げ方、降下の形 | 同じ手順を再現 |
| 速さが4.8 m/sで頭打ち | 速度の上限のかけ方の違い | ArduPilotと同じに |
| 結果 | 直す前 OK 51 / 要確認 19 / NG 2 | 直した後 OK 66 / 要確認 6 / NG 0 |
この検証で示したのは、軽量な制御シミュレーションを ArduPilot SITL で照合できるという可能性です。制御の安全性や実機適用には、別途SITL・HIL・実機による検証が必要です。
データ：2026年10月12日。機体 x500、ArduCopter 4.6.3。北へ30 m → 向きを反転して戻る → 東へ30 m の自動ミッション（PX4編と同じ）。Control Link はセンサーのノイズの乱数を10通りに変えて10回、ArduPilot SITL は10回（1 msの物理、3 msの制御）。各指標は中央値の差が許容差の内側かで判定。所要時間はこの試験の1回あたりの実測（ArduPilot SITLは起動を含む）。 検証結果は指定条件での実測であり、実機との一致や全条件での等価性を保証するものではありません。