「第 2 回国際ドローン展」に参加して調査部空間情報課 酒井 寿彦

より，2013 年に千葉大学初のベンチャー企業「自1. はじめに
平成 28 年 4 月 20 日～22 日，幕張メッセにて律制御システム研究所」が設立され，純国産ドロ「第 2 回国際ドローン展」が開催され，20 日とーンの販売が開始された。これにより，多く企業

21 日の 2 日間，展示会場の見学と，同時に開催さや大学等の研究機関が，純国産ドローンをベースれた「第 2 回国際ドローンシンポジウム」に参加として様々な用途に特化したドローンの開発をした。急拡大するドローンビジネスの最前線の技進めており，多くのブースで展示されていた。た術を得ようと，多くの人が来場していた。以下にだし，DJI 社のようにフライト制御システムのみ感想をまとめた。の販売がされていないのは残念である。
信頼性においては，DJI 社の場合，提供される

1. 国際ドローン展システムに依存して使用するしかないが，自律制展示会場には約 60 社のブースとデモンストレ

御システム研究所では，使用用途に応じたカスターション会場(写真-1)があり，様々な用途に特化マイズが可能であり，事故があった場合は，フラしたドローン※1 の展示と，デモンストレーションイトレコーダーを回収し改良が進められており，が開催されていた。

信頼性が高く，今後，日本においてのシェアは益々拡大していく感じた。
(2) 非 GPS 環境下での自立飛行システムの現状について世界で初となる非 GPS 環境下で自立飛行できる技術が日本で開発された。GPS 電波の届かない
橋梁下部等の点検や，室内での自立飛行が可能とな って いる 。自 律制 御シ ステ ム研 究所 では ，SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)

写真-1 国際ドロー展会場機と呼ばれる水平・垂直方向にレーザーを照射し，機体内部でリアルタイムにドローン周辺の 3D マ

(1) 日本におけるドローンのフライト制御システップを作成，障害物を自動検知し自立飛行するもムの現状についてので実用段階に至っている。一方，今回出展はさ商用ドローン業界においては，DJI(ディー・ジれていなかったが，東京大学・リコー・ブルーイェイ・アイ：中国)社が世界シェアの 70%を占めてノベーションの共同開発では，GPS から得られるいるといわれている。日本においても，これまで位置・速度情報によって補正する技術を応用し，DJI 社が開発した A2 というフライト制御システ

超広角ステレオカメラと IMU※2 センサーにより，ムを，各社の機体に組み込んで製品化したドロー

非 GPS 環境下で自立飛行できるドローンが開発ンがほとんどであったが，近年，千葉大学(野波先されている。まだ，実証実験段階であるが今後に生)による純国産フライト制御システムの開発に期待できる。

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を確保するためには GNSS 間の距離が最低 1.5m(3) ドローン用航空レーザースキャナーの現状について必要で，写真-2 のようにプロペラの先に GNSS ア

ドローンによる航空写真測量では，森林や草むンテナが着く形状となる。GNSS アンテナを多くら等において地表面のデータを取得することは付けるほど精度は上がるとのことであった。まだ困難である。今後，ドローンによるレーザー測量研究段階で実用化には至っていないが，実用化さが主流となると思われる。現在，ドローン用レーれれば 2 百万円程度(GNSS アンテナは 1 個 2 万ザーで多く利用されている機器は，表-1 のリーグ円程度)でドローンにレーザーを搭載できること

ル (RIEGL ： オ ー ス ト リ ア ) 社 と ベ ロ ダ イ ンとなり，今後，主流となる可能性がある。

(Velodyne：アメリカ)社である。リーグル社は高性能ではあるが価格が非常に高い。今回出展されていたものでは，ベロダイン社のレーザーを搭載したドローンが多かった。
プロペラ

表-1 ドローン用航空レーザーの性能等
メーカー名

リーグル社

ベロダイン社

性能・価格

GNSS アンテナ

測定距離：550m
測定点数：約 50 万/秒
測定精度：±1cm
価
格：約 2 千万円
測定距離：100m
測定点数：約 30 万/秒
測定精度：±3cm価格：約 100 万円

写真-2 マルチ GNSS ドローン
(4) その他の展示会場の感想
空撮，測量，災害，防犯，物資輸送等，様々な航空レーザーを使用する場合，地上の基準点が分野に特化したドローンが展示してあり，ハード必要ない替わりに，機体位置と機体の傾きを正確ウェアとしてはほぼ完成していると感じた。プロに算出する必要があり，高性能な IMU※2 が必要

ドローン(PRODRONE)社では，DJI 社との業務となる。価格・性能も様々で 5 百万～数千万円の提携で様々な産業用ドローンが開発されており，費用がかり，ベロダイン社のレーザーを搭載した全天候型のドローンや，水上に着陸し水中を撮影ドローンで約 1 千万円程度，リーグル社で約 4 千できるものもあった。
ドローンの今後の課題は飛行時間である。現在万程度であった。
この他で注目すべき技術が，革新的研究開発推使用されているバッテリーはリポバッテリーで，進プログラム（ImPACT）のブースで展示してあ衝撃を与えると爆発・発火する恐れがある。また，った，早稲田大学が研究している写真-2 のマルチ

飛行時間も 15 分から長くても 40 分程度であり長GNSS ドローンである。自律制御システム研究所

時間の飛行が困難である。この問題を解決するた(千葉大)のドローンをベースにベロダイン社のレめ，自動でバッテリーを交換するシステムが開発

ー ザ ー を 搭 載 ， 高 性 能 な IMU ※ 2 の 替 わ り にされているが，交換器まで帰還するする必要ある。

GNSS(米国の GPS 衛星だけでなく，ロシアの他に水素燃料電池の開発が進められていた。現状

GLONASS，ヨーロッパの GALILEO など対応しでは研究に着手したばかりで 4 分程度しか飛行でた汎地球測位航法衛星システム)アンテナを 6 個きないが，リポバッテリーとの組み合わせで 1 時搭載し，機体の位置精度を 1cm 以内で算出，機体間程度の飛行を目指しているとのことであった。の傾きを 0.1 度以内で制御する技術である。精度2

2. 国際ドローンシンポジウム円)にも関わらずほぼ満員の状態であった。

同時に開催されたシンポジウムでは，以下の 4つのセッションがあった。

(1) ［S2］道路・橋梁・大型設備等の点検・保守におけるドローン活用の最前線
 カナダのインフラ点検（エリヨン社）では，高圧電線・鉄塔の点検の紹介があった。高圧線の周囲は強い磁場が発生しドローンのコントロールがきかなくなるため，10m 以上の距離をとることが必要との説明であったが，操縦者からかなり距離があり 10m の感覚を掴むのが非常に難しいと感じた。また，突風で煽られた場合等を考えると，非常にリスクの高い点検であると感じた。
 打音点検ドローンの研究開発（日本電気）では，230g のハンマーを搭載した打音装置をドローンの横に付け，ドローンを壁面に押しつけて打音し，地上に送られた音を調査員が聴音し判定するシステムであった。いずれは調査員なしに清音・濁音を自動判別できるように取り組んでいる。課題は打音範囲の拡大と天井や曲面への対応で，コスト縮減に至るにはまだまだ課題が多く，需要があるとすれば，高所作業車や橋梁点検車で調査できない範囲であると感じた。
 NTT 東日本の活用事例では，災害等で切断された通信ケーブルを早期復旧するため，ケーブルの施設にドローンを活用する方法を紹介していた。川や危険箇所を横断して素早くケーブルを施設できるため，早期復旧とコスト縮減効果が大きい。
 原子力発電所での調査事例（アトックス）では，福島第一原発での放射線量の調査の紹介があった。非常に危険な区域での飛行であり，運用マニュアルの整備とオペレータの訓練に特に力を入れているとの説明があった。

各セッションでは，業界の最前線企業の講演が

 SLAM 機を活用したインフラ点検の提案（三あり，弊社の業務に関係のある S2，S3 セッショ

信建材工業）では，橋梁下部等の非 GPS 環境ンに参加した。参加したセッションは非常に注目

下や，高い建物等の側面のマルチパスが発生度か高く，高額の参加費用(1 セッション 2 万 9 千(建物等へ反射した GPS 信号を受信し正確な3位置が測位できない)する環境でも自立飛行が航測）では，UAV 画像から点郡データを作成できる SLAM 機の活用が紹介された。GPS がし，地形等の差分解析についての説明があっ届かない環境下での調査は，操縦者の腕に依た。これまでの写真測量の処理では，重なり合存するしかなく非常に危険で困難なものであう写真内に同一の地上基準点が 2 点以上必要

ったが，自律制御システム研究所(千葉大)の世であり，低高度での撮影となるドローンでは 1界初の技術で，ドローンによる点検への活用枚の写真の範囲が狭く到底困難であった。近が可能となった。

年 SfM※3(Structure from Motion)技術が登場し，高精度のオルソ画像や点郡データ等の 3D(2) ［S3］ドローン活用による空撮・解析技術で実データの作成が可能となった。この技術によ現する測量・管理業務への新展開

り複数時期の画像から斜面等の差分解析に利・ ドローン空撮測量の精度と実施行への適用用可能であるとの報告であった。

（鹿島建設）では，大規模土工事における運土・ UAV を用いた 3 次元計測精度検証（国際航業）

量の算出に，ドローンによる空撮写真測量とでは，SfM※3 ソフトを利用する場合のマッチ

地上 3D レーザースキャナー，トータルステー

ングしやすい画像やしにくい画像，できないションによる精度検証とコストの比較を行っ画像等の説明や，カメラキャリブレーション，ていた。精度検証においては，地上 3D レーザジオロケーションによる精度の説明，代表的ースキャナーの値を正とした場合に，3 万点をな SfM※3 ソフト別の精度検証結果，カメラ性比 較 し た 結 果 ， 空 撮 写 真 は ±0.1m 以 内 が能（特に解像度）による精度結果，GCP（地上99.39%，トータルステーションは 92.86%とト基準点）の配置による精度検証等，実際の写真ータルステーションより精度が高く，精度的測量上での注意事項等について具体的な説明に全く問題がないとの説明であった。また，作があり非常に勉強になった。これらの知識を業コストにおいては，空撮写真測量を 1 とし集約して正確に撮影すれば，1cm 以内の精度た場合，3D レーザーは 4，トータルステーシが確保できると説明があった。

ョンは 5.6 といった結果であった。ドローン

・ ドローンによる光波測距儀の気象補正の高精による空撮写真測量はコストパフォーマンス度化（パスコ）では，断層を夾んでの距離を測に優れ，測量作業中も重機等の作業を中止す定する地震予知のための地殻変動調査等につる必要がなく，工期の短縮を図ることができいて，光波測距儀の測定精度を向上(レーザーる。

光は気温，気圧，湿度の影響を受ける)させる・ ドローン写真測量精度の検証（大成建設）では，ため，測定光路上をドローンを利用して気象Sony のα7R カメラを使用し，飛行高度 90m，観測し補正を行い精度を高めるとの説明があ60m，30m での精度検証を行っていた。結果，った。非常に専門的な内容であった。

XY の位置誤差が高度 90m で約 30mm，高度60ｍで約 20mm，高度 30m で約 10mm，標高3. まとめ誤差もほぼ同じ程度であり，高度が低い＝高ドローンの性能が向上し GPS による自立制御

解像度画像ほど精度が高くなるとの報告であや自動飛行技術により，誰もが簡単に飛行でき活った。ちなみに，UAV 公共測量マニュアルで用範囲が広がっている。GPS 信号が正常な場合のの制限は 50mm 以内でありすべてクリアして飛行は非常に簡単であるが，信号が途絶えた場合，いる。

操縦者の力量次第となる。シンポジウムの中でも，・ UAV 画像を利用した点郡の差分解析（アジア各社共に操縦者のマニュアル飛行の訓練と安全

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飛行マニュアルの徹底をしきりに訴えていた。何より事故を起こさないための対策が非常に重要である。
また，プロポ(送信機)と機体との通信は，免許の必要がない無線 LAN の電波 2.4GHz 帯を使用しているため，混線により機体と通信できない状況に陥る場合がある。総務省ではドローン利用拡大に伴いドローン用の電波帯の割当を検討しているようであるが，現在では混線障害があることも考慮し安全飛行に努めていく必要がある。
2016/4/25※1

ドローン (Drone)とは：UAV(Unmanned Air Vehicle：無人航空機)の中でヘリコプターのような回転翼を用いて飛行する機体を指し，3 つ以上のプロペラを持つマルチコプターをいう。ドローンと呼ばれるようになった語源は諸説あるようであるが，飛行中の音がオスのミツバチの羽音に似ていることから，雄蜂を意味するドローンと呼ばれるようになったといわれている。

※2

IMU(Inertial Measurement Unit：慣性計測装置)とは：3 軸のジャイロと 3 方向の加速度計によって 3 次元の角速度と加速度を求める装置である。IMU は極めて高精度な相対位置と姿勢方位角を検出できるが，時間の経過とともに誤差が急激に累積（増大）するという欠点がある。航空写真測量等においては，GNSS/IMU 統合技術により，GNSS で低頻度(1 秒間に 0.1 回程度)，IMUで高頻度(1 秒間に 60～200 回程度)に，各々のデータを計測，同時観測された地上の GPS 基準局のデータを用いて正確な位置を算出し，時間の経過とともに増大する IMU の誤差を補正することにより，高頻度の位置・姿勢の情報を求めることができる。

※3

SfM (Structure from Motion)技術：重複する写真間の特徴点を自動抽出して自動でマッチングする技術。

(※)レポートの内容については，認識不足のところがあるかもしれません。その点はご了承下さい。

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