「技術フォーラム 2020 Web 技術発表会」【01】

道路法面および自然斜面の目視点検における UAV の活用とその効果
国際航業（株）〇小野尚哉，田中貴人，王てい，山本奈穂(一財)京都技術サポートセンター

1. はじめに

小松吉則ているが、法面における UAV の適用に関する報告例は少膨大な数の道路法面および自然斜面の点検には莫大なコストと時間がかかる。一方で技術者不足、施設の老朽ない。よって、本稿では法面の点検に UAV を活用する効果を検証するために、次の点に着目して実施した。

化、災害の激甚化は進行中である。このような現状に対①汎用性確保のため市販 UAV・カメラを利用（表-1）し、各種新技術を活用し、危険箇所や災害予兆を効率的②従来の点検方法との比較による具体的な有効性検証に把握することや、蓄積されたデータを比較し変動箇所

表-1 主な使用機器

1）を確実に把握することが求められている 。筆者等は、これまで航空レーザデータ等を活用した実証を行ってきたが（例えば、王ほか(2019)2））、それとは異なる観点として、本稿では将来のロボット化も期待できる UAV の活用効果に着目し、危険箇所の効率的な把握について検証した事例を報告するものである。

2. 従来の点検方法の概要と課題
安全性の向上および効率的な維持修繕のために措置の必要性判断を行うことや、災害の発生要因を発見し、要4. 検証結果(1) 法面への適用結果

因を除去または災害に対して防護するための処置を施す

表-2 に示す通り、得られる成果の品質は UAV 画像の撮ことなどを目的として、下記の点検が実施されている。

影距離に依存し、詳細に撮影すると近接目視と同等の画(1) 道路防災点検像が取得できること、撮影距離を利用目的に応じて任意点検要領（平成18年9月）等に基づき、現地踏査により構造物やその周辺に対して地形、地質、変状等の状況を確認して安定度調査表を作成し、その結果に基づき点検に設定することで、UAV の活用方法を選択できることが判った 4）。
表-2 UAV 画像の撮影枚数（撮影距離）の比較

技術者が総合評価を行うものである。
この点検においては、見逃し災害（点検対象以外の災害）、人手不足、データ蓄積、既往災害の教訓の活用不足、対策効果の過大評価、地質や力学物性を活用する体系不足などが課題である3）。
(2) 道路土工構造物点検
道路土工構造物点検要領（平成29年8月策定）に基づき土工構造物に対して近接目視を行って変状の状況を確認し、その結果をもとに健全性を診断するものである。
この点検においては、点検箇所が高所で危険な作業を伴うため、ロープワーク（写真-1）や高所作業車の利用が必要となり、点検効率の低下や高コスト化、点検方法や結果のバラツキなどの課題が生じている。

写真-1 ロープワークを利用した急峻な法面の点検状況例
また、UAV を活用した点検と従来の近接目視点検を比

3. UAV を活用した点検の方法

較した結果、UAV の活用は、詳細点検箇所のスクリーニ

道路の防災・減災における沿道リスクへの対応についングや現状の記録（アーカイブ）に高い効果があること、て、新技術を活用した点検手法の積極的導入が求められ従来の近接目視点検は、重要施設や災害発生の危険性が「技術フォーラム 2020 Web 技術発表会」
高い斜面の詳細調査への適用が効果的であるが、現場条

5. UAV の活用効果と課題件によっては、UAV の活用が効果的であることが判った(1) UAV の活用効果（表-3）。

次のような効果が期待できる。

表-3 従来の近接目視点検と UAV を活用した点検の比較
区分

近接目視（ロープアクセス含む）

ＵＡＶ点検（可視画像）

吹付の亀裂内部や打音結果等、近 短時間で対象のり面の概要を取得するこ
接ならではの情報が反映されてい とができる。
る。
斜面全体を写真で示すことができるため、利着目すべき箇所が強調され、点検 位置精度を大幅に向上することができる。
点時のポイントが分かり易い。
全景や概略状況把握の場合、道路至近を飛行せず撮影が可能なため規制等が不要。
作成に手間がかかる。
得られる情報は映像のみである。
欠
スケッチによる作図作業となるため、 植生の影響により視認性が大きく低下す点
位置精度が低下し易い。
る。
着目すべき箇所が強調され、模式 いつでも任意の断面を取得することがで利 化された図面となるため、のり面の きる。
断 点 構造や構成する施設、点検時の 断面図のみならず、3次元鳥瞰図等も作ポイント等が分かり易い。
成できるため、現地状況が判り易い。
面
現地での簡易な測量で作成するた SfMを行うため、撮影、データ処理の手間が図
欠 め、断面作成箇所は点検時に決 大きい。
植生等、障害物のある部分では地表面点 定する必要がある。の情報が取得出来ない。
落ち葉や堆積土砂を除去した上 人による点検では不可能な アングルからでの状況や、打音等の結果など、 の写真が取得できるため、対象箇所の状
利現 点 現地の様々な情報を取得できる。 況が分かりやすい。
至近距離からの撮影や開口亀裂内 別機体となるが、適宜、至近距離からの接地部などの撮影が可能。
写が可能である。
状
現地での移動や観察等の作業に手 画像から分かる事以上の情報は得られ況欠 間がかかる。
ない。
点 全体を概観する写真の撮影が困難 障害物の背後はUAVの近接が困難である。
である。
・コストが高いものの、対象物に近接 ・のり面全体の情報を取得しているため、し詳細かつ多様な情報が得られる ⇒見逃していた変状があっても遡って確調査手法であり、重要施設や、災 認することが出来る。
害発生の危険性が高い斜面など⇒二時期の画像による経年変化比較も可に対する調査手法として有効である 能である。と考えられる。
・全景撮影では、画像情報に限られるが手総括
軽にのり面の全容を把握することが可能であり、詳細な点検が必要な箇所のスクリーニングのほか、現状の記録（ア ーカイブ）として有効であると考えられる。
・詳細撮影は、コストや映像以外の情報取得が困難等の課題がある。

平面
図
開・
図正等面
図・
展・俯瞰して見るため、わかりやすい画像を撮影でき、斜面全体や急崖などの危険箇所の把握が容易である。
・詳細点検箇所のスクリーニングや現状の記録（アーカイブ）に高い効果がある。
・構造物や変状の正確な位置と規模を把握でき、二時期の画像による経年比較を行うことができる。
・人が斜面を歩く必要がないため、山歩きに不慣れな技術者でも点検でき、安全性が向上する。
・撮影方法や画像処理方法を目的に応じて設定できるため、様々な適用方法の採用や組合わせが可能である4）。
(2) 課題と対応策
次のような課題があり、技術向上や工夫を要する。
・幅2mm の亀裂を正確に把握する詳細撮影は高コストとなるため、詳細撮影は近接不能なのり面や、変状卓越箇所などを対象とする。本質的な改善策として、撮影・解析の自動化等によるコスト低下が期待できる。
・路肩等に十分なスペースがない場合は、離着陸の際などに一時的な通行規制を行う。
・植生繁茂箇所では限定的な利用となり、陰となる部分は撮影できないため、落葉時期の撮影を推奨する。
・操作ミス等で UAV が墜落する可能性は否定出来ないた
め、現場毎に安全対策と機材回収計画を立案する。

(2) 自然斜面への適用結果
自然斜面における UAV の活用により、踏査による点検

6. 今後の展望の一部を代替できることを確認した（写真-2、3）。なUAV を活用した画像データ等の点検結果を蓄積し、後お、自然斜面においては植生が繁茂していることが多い続作業で活用することで経年劣化を精緻に把握できるため、自然斜面全体の調査ではなくカルテの着目点の確ため、より正確な評価・診断が可能となることが期待で認のような定点調査に向いており、落葉時期に撮影する

きる。また、今後の技術革新等で最適な点検手法は変化と効果的である。

していくものと考えられることから、UAV を含む新技術の活用方法について継続的に検討する必要がある。そして、さらなる効果的な点検のためには、維持管理システ
ムと連携したデータの自動集積とデータの一元管理による効率化・最適化、技術者不足に対応するための危険箇所の机上抽出方法の高度化（AI 等）、ロボットの利用

踏査により比高 2ｍ程度の岩崖を撮 落葉時期に UAV により上空から遠影。1ｍ程度の浮石の分布を確認し、 望で撮影。亀裂が分布する露岩であその安定度を把握した。
ることが判る。植生下は状況不明。

促進、危険度・優先度の評価方法の確立等が必要となると考えられ、今後はこれらの実現を目指していきたい。

写真-2 従来の点検方法と UAV による遠望撮影の比較《引用・参考文献》
1)国土交通省基本政策部会(2019)：道路の防災・減災について,第68回基本政策部会配付資料,国土交通省 HP．
2)王ほか(2019)：航空レーザデータ等を活用した斜面・法面点検技術の効果,応用地質学会講演論文集．
落葉時期に撮影。亀裂により浮き石 落葉時期に撮影。排水施設が落脱し化した落石源が確認できる。ていること、擁壁や周辺に変状がみられないことが判る。

写真-3 UAV で林間に侵入し撮影した事例

3）佐々木ほか(2018)：防災点検の有効性と災害の低減に向けて,道路防災点検講習会資料．
4）小野ほか(2020)：道路法面の近接目視点検における UAVの活用とその効果,応用地質学会講演論文集（投稿中）．