【内容】「ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト」最終成果報告【日時】2022年5月20日（金）16:15～16:30【場所】ステーションコンファレンス東京 501

ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト

地域特性に考慮した情報提供機能の研究開発

地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発～風を味方に、空の安全を実現するドローン気象APIサービスの実装～

2022年5月20日
一般財団法人 日本気象協会

無断転載不可Japan Weather Association All Rights Reserved.

地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

2017
～
2019

2020
～
2021

ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト
研究開発項目②「無人航空機の運航管理システム及び衝突回避技術の開発」（１）無人航空機の運航管理システムの開発
４）情報提供機能の開発

ドローン向け気象情報提供機能の研究開発

ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト
研究開発項目②「無人航空機の運航管理システム及び衝突回避技術の開発」（１）無人航空機の運航管理システムの開発
９）地域特性に考慮した 情報提供機能 に関する研究開発

地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発
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2地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン運航管理アーキテクチャ
SDSP
情報提供機能FIMS

運航管理統合機能

地形情報
障害物情報

運航管理機能運航管理機能運航管理機能運航管理機能

運用者

運用者

運用者

運用者

平地

山地

都市

離島

UASSP

規制情報
規制

気象情報

運用者

運用者

運用者

運用者

UASO

FIMS =Flight Information Management System
UASSP=UAS Service Provider
UASO =UAS Operator
SDSP =Supplemental Data Service Provider

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3地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン気象情報提供機能

観測

地上
気象

ドローン運航管理システム（UTMS）上空
気象運
航

ドローン気象情報提供機能

予測
ドローン用風況予測

ドローン気象情報提供機能（API）

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情報提供4地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

撮影：日本気象協会

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5地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

気象リスク
強風

突風

風速
ビル風 竜巻変動

豪雨 ダウン 雷
大雨 バースト

高温
低温

霧

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6地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローンの事故割合

風その他
気象その他

気象関連

18%

無人航空機に係る事故トラブル等の一覧（国交省）
2016年4月～2021年3月を独自集計
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7地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

気象情報によるリスクの回避

強風

リスク回避
弱風

強風
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8地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

気象情報によるリスクの回避

強風

弱風

強風

安全に退避
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9地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

気象情報による安全な飛行

弱風

安全に飛行
弱風

強風
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10地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

事前計画
①風況解析

飛行前・飛行中
②気象観測

③気象予測

④情報提供機能計画支援・ルート作成・ルート気象リスク
・観測地点の選定

運用・運航管理支援
・離陸・着陸判断
・飛行の実施判断
・飛行の継続判断・気象リスク回避
・飛行ルート選定
・運航効率化⑤国際標準化
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①風況解析

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

計画段階の課題
飛行ルートの気象リスク
気象観測の地点選定

風況シミュレーション

出典）国土地理院 標準地図
https://maps.gsi.go.jp/development/ichiran.html

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13地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

１）飛行ルートの気象リスク分析

ドローン用風況マップ
飛行ルートづくり
気象センサー配置

北東風の風況シミュレーション例

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14地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

２）気象観測の地点選定
気象センサー

高度 50m

気象センサー

ドップラー
ライダー

気象センサー

気象センサー

気象センサー
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②気象観測無断転載不可Japan Weather Association All Rights Reserved.

地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

IoT小型気象センサー

気象観測

ドップラーライダー

気象観測ドローン

４つの方法

3Dスキャニングライダー
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17地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

IoT小型気象センサー多要素同時測定

離陸・着陸時の安全を支えるセンシング技術

風向風速、気温、相対湿度
レイン、気圧、照度、UV

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18地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

IoT小型気象センサー設置例
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19地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

気象センサー
搭載ドローン立体機動観測上空気象ピンポイント観測

上空気象を把握
より安全な空域へ無断転載不可Japan Weather Association All Rights Reserved.

20地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドップラー
ライダー
高度40～200ｍの風をリアルタイム観測

飛行中の安全を支えるリモートセンシング

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

200ｍ
180ｍ
160ｍ
140ｍ

120ｍ
100ｍ
80ｍ
60ｍ

ドップラーライダー• レーザーによる上空の風観測• 測定高度40～200ｍ• 飛行前に上空風の実況値を把握

40ｍ

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22地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

空域の安全を支える

スキャニングライダー
空域の風を面的に
３Dリアルタイム観測

スキャニングライダー
空域の安全を支えるレーザーでリモートセンシング

上空風３D観測
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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

３Dスキャニングライダーの観測例

出典）国土地理院 標準地図
https://maps.gsi.go.jp/development/ichiran.html

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24地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン用の気象センシング
１）離発着地点の気象監視 ： 地上気象センサー/ドップラーライダー
２）航路の気象監視： ドップラーライダー/気象観測ドローン
３）空域の気象監視： ３Dスキャニングライダー
気象観測ドローン気象センサー(鉄塔）
実況推計

ドローン
ポート

ドップラー
ライダー

ドローン
ポート

地上気象センサー

３Dスキャニングライダー
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③気象予測無断転載不可Japan Weather Association All Rights Reserved.

地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン用３D風況予測
気象庁
一般気象情報メッシュサイズ

①全国汎用

②複雑地形

③ビル街区

全国200m3D風況予測高解像度
3D風況予測超高解像度
3D風況予測メッシュサイズ10～2km 200m

メッシュサイズ200～20m

メッシュサイズ20～1m

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

全国200m3D風況予測
凡例
風速(m/s)

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

高解像度3D風況予測（複雑地形）

高度50m
出典）国土地理院 シームレス空中写真
https://maps.gsi.go.jp/development/ichiran.html

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

超高解像度3D風況予測（ビル街区）

高度50m
出典）国土地理院 シームレス空中写真
https://maps.gsi.go.jp/development/ichiran.html

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④情報提供機能

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発
経度136.5度
緯度36.8度の15時10分の風速データを送れ

運航管理システムリクエスト

ドローン気象API

ドローン気象WEB

レスポンス{ "ref_time" : "20210205T061000Z" ,"type" : "FeatureCollection" ,"features" :[ { "type" : "Feature" ,"properties" : { "wind_vel" : 6.3 } ,"geometry" : { "type": "Point" ,"coordinates" : [ 136.5, 36.8 ] } } ] }ドローン気象閲覧PC

運航管理システム

ドローン気象閲覧PC

ドローン操縦者

ウェブサーバにアクセス

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン運航支援のための気象情報の例
風降水

雷

ドローン
３D風況予測高解像度降水ナウキャスト航路（飛行高度）

雷実況
落雷ポイント風
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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発■ドローン気象Web••••

微細地形や都市のビル街区の複雑な気流変化を予測
地上～150mまでの3D風況マップ
ルート上の気象予測で航路の気象状況を把握
降水、雷など参考情報を重ね合わせて表示

出典）国土地理院 シームレス空中写真
https://maps.gsi.go.jp/development/ichiran.html

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⑤国際標準化

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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン運航管理のための地理空間情報データモデルの国際標準

国際標準
高度※

ISO23629-7
UAS traffic management (UTM) —Part 7
Data model for spatial data 2021.9.29発行

データ種類

データ構成
気象情報や他の航空機の位置など

0～150m動的データ
Dynamic Data

飛行禁止エリアやドローンの飛行ルートなど～ 150m

仮想データ
Virtual Data

～ 100m

障害物情報
Obstacle Feature
Information

規制
ドローン飛行の障害物となる建物や鉄塔など地形や離着陸エリアなど

0m ～

地図情報
Ground map※飛行高度は、国ごとのルールに従います。

DRESS
プロジェクト
初の国際標準化
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36地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

まとめ
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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

まとめ・ドローンの安全運航を実現する気象情報
・専用に設計したドローン気象情報提供機能
風況解析 風況シミュレーション
気象リスク分析・観測地点選定
気象観測 IoT小型気象センサー
ドップラーライダー
気象予測 複雑地形用３D風況予測
都市ビル街区用３D風況予測
情報提供 ドローン気象API
ドローン気象WEB（可視化）・地域特性を考慮した機能拡張
・複数地域での実証実験に基づき有効性を検証
・実績を踏まえた国際標準化の実現 ISO23629-7
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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

ドローン気象情報の活用

事前計画

飛行前・飛行中

①風況解析

②可視化

③API

運用計画支援運用支援運航管理支援

・気流シミュレーション
・飛行ルートリスク分析
・気象観測地点選定

・気象可視化・気象実況分布・気象予測分布・データ連携・実況データ・予測データ
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地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

みえない「そら」の風みえる「そら」、使いやすい「そら」へ無断転載不可Japan Weather Association All Rights Reserved.

40地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発

本事業は、下記の国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の助成事業で実施しました。
「ドローン向け気象情報提供機能の研究開発（2017～2019）」「地域特性を考慮したドローン気象情報提供機能に関する研究開発（2020～2021）」

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