点検業務の生産性を向上させる「ドローン運用統合管理サービス」

海外では既に、点検コストが高く、設備の停止が収益減に大きく影響する石油プラント、パイプ少子高齢化に伴う労働人口の減少やインフラのライン、船、電力会社等から導入が広がってお老朽化など社会的課題が山積している。これらのり、ドローンの導入が遅れている日本においても課題を解決するためにドローンの活用が期待され同様の動きになると思われる。ており、建設現場やインフラの高所作業の点検作業におけるドローンの活用が急速に進められている。
建設業界では、今後数万人規模で人手が足りな現状の点検作業をドローンによる点検作業に置くなる上に、経験者の高齢化に伴い現場作業のノウハウの継承も課題となっている。5年に一度のき換える手順は、表1のとおりとなっている。
表1

ドローンによる点検作業の効果点検が義務づけられているインフラ点検においても、自治体毎でスキルにバラツキがあり、老朽化が進む日本のインフラの安全性確保の上でもICTを活用した点検業務の立ち上げが急務であるため、点検業務を中心に報告する。図1に示すような、足場を組んだり、高所作業車を手配したり、ヘリコプターによる点検をしていた橋梁、船、ビル、風力発電、プラント、鉄塔、基地局、太陽光発電、煙突、ダムなどあらゆるインフラ点検作業においてドローンの利用が検討されている。

計画
従来
点検

計画書作成

ドローン
計画書をによる
ドローン
点検 点検用に作成
効果見直し

足場・高所作業車

点検作業
目視作業

足場作成、作業車手配

人が近接・遠望目視しデジカメで撮影

不要

ドローン
による撮影

コスト削減
工期短縮

コスト削減・工期短縮・安全性確保
見落とし削減・ドローンでできる所とできない ・国交省への申請 ドローンで見検討所を判定・周辺への告知・ られない場所
項目の目視方法
・適応機種・カメラ 申請の選定

コンサルティング

チェック

ドローンによる作業

不良箇所を紙に記入

打鍵

打鍵による 手書き作成
点検

不良箇所をデジタル管理 同上（３次元台帳）
作業効率化
漏れの削減

報告書作成

システムで自動作成

変わらず 作業効率化

チェック方法
作成方法の変わらずの見直し
見直し

３次元管理台帳

パッケージ（CYDEEN）

RPA①点検計画の作成
既にほとんどの点検現場では、既存の点検マニュアルがあるので、それを基にドローンを使った場合の点検計画書を作成する。その後、ドローンでどこまで人手の作業を置き換えられるのかを検討し、例えば80％以上置き換えられるならGO、
図1

ドローン点検の適応が進んでいるもの50％程度ならNGという判断になる。

建築コスト研究No.1022018.749

GOなら次に対象とするものは何か、クラック（ひび割れ）なのか、サビなのかによって、ドきないようなものを撮影する場合は、30倍ズーム以上の望遠カメラで撮影する。

ローンの機種とカメラを選定する。何㎜のクラッ飛んでいるドローンから望遠カメラで撮影するクを抽出するかによって何万画素のカメラで何ｍとブレが大きくて使えないと懸念されるが、最近の所から撮影をしなければいけないのかが決まのドローンは各社カメラを載せるジンバル（ブレり、それによって撮影枚数・データ量も決まってを防止する電子制御スタビライザー）の性能が向くる。

上しており、ほとんどブレなく撮影が可能になっ表2は、一般的な2400万画素のカメラで壁面ている。

2,400㎡の建物（10階建て程度）の壁を撮影した
ときの、クラックの幅と撮影枚数の関係の目安である。

②点検作業
点検作業自体は、今まで足場を組んだり、高所例えば0.2㎜のクラックを抽出しようとすると作業車をレンタルしていたが、それは基本的には1.20ｍ×0.8ｍの大きさで撮れる所まで接近する不要になる。目視をしてデジタルカメラで写真を必要があり、2,500枚の枚数が必要になり、デー撮りながら作業をしていたが、そのほとんどはドタ量も27.5GBになる。1㎜のクラックなら6ｍローンに置き換えることができるようになる。ま×4ｍの大きさで撮ればよいので、枚数も100枚た、それに伴い、作業の効率化、作業者の安全確

程 度、 デ ー タ 量 も1.1GBで 済 む。 現 在 は0.2 ～保、工期短縮、作業漏れの防止等が見込まれる。

0.3㎜のクラックを見たいクライアントが多い傾

例えば、これまで足場を組んで数人で点検をす向にある。

る作業であったが、ドローンを使うことで数十分更に、対象物を立体的に見たい場合は写真でで目検を行うことができるのである。

撮ったデータを点群データという3次元のデータ

また、点検ノウハウを持つ人の高齢化も進んでにするために、撮った写真をソフトウェアで加工おり、作業にバラツキが出ることも増えてきておする必要がある。

り、デジタルカメラで撮った写真だけではそれがその場合、更に写真を合成するために、写真と写真を70％程度にオーバラップをさせながら撮影する必要があるため、撮影枚数・データ量は約3

どの場所なのかよく分からなかったり、撮り漏れがあったりすることが多いと聞いている。
そのような問題に対して、後で説明する「3次倍になる。

元台帳管理システム」でデジタルに管理すること

表2

で撮り漏れもなく、撮った場所がどこかを簡単にクラックの幅と撮影枚数の関連目安
クラックの幅と撮影枚数の関連目安

面積
2400㎡
ｶﾒﾗ解像度1ﾋﾟｸｾﾙ
解像度
(mm)

0.05
0.1
0.2
0.30.512画素数(24M、α6000)
24M
6000x4000
データ
撮影範囲 撮影範囲
撮影枚数
(横)
(縦)
サイズ(GB)
0.30.240,000440.0
0.60.410,000110.0
1.20.82,500
27.5
1.81.2
1,11112.2
32400
4.464100
1.1128250.3

把握できる。
図２は、煙突を20ｍ離れた所から30倍ズームで撮影した写真である。かなり詳細に確認できるとの評価であった。
更に、ドローンの技術とテレビ会議の技術を融合し、撮った映像をリアルタイムで他の場所でも見ることができるようになってきている。今まで
は点検業務において技術者が現地に行かなければ作業ができなかったが、図3のドローンの「リアサビの抽出の場合は、赤外線カメラやマルチスルタイム伝送処理システム」を使うことで技術者ペクトラムカメラを選択する場合もある。また、は現地に行かず、本社で指示をする形で作業がで高圧線やガスタンクのようにあまり近くに接近できるようになる。そうすることで、今まで1日に50

建築コスト研究No.1022018.7ドローンの操縦がリモートでできるようになって老朽化施設点検業務へのドローンの適用(光学30倍ズーム)きている。ドローンを現地に運んだら、後はすべて本社から操作して、飛ばしながらその画像を見て点検作業ができるようになる。現状は2、3人で実施しているフライト作業も次々に自動化・効率化することでコストも下がっていく。

③報告書の作成
点検業務全体を考えた時、作業よりも、その後の報告書の作成に工数がかかると聞く。現状は、
図2

デジタルカメラで撮った写真を表計算ソフトウェ

煙突の点検写真

アや文書作成ソフトウェアの報告書のフォーマッ【ドローン撮影映像の生中継(例)】ドローン空撮現場トに添付して作成しているようである。

本部・事務所・会議室
壁面のひび

パイプの錆

数十枚の写真を選定して、その写真が建物全体目視点検のどの部分に当たるのか、どういう状況かを記載して、手作業で報告書を作成することがまだまだ多いようである。
インフラ点検においても同様で、報告書はすべ現場状況状況確認て国土交通省に納品されており、その管理に膨大状況確認な工数がかかっているのが現状である。
図4で記載したような「3次元管理台帳機能」
図3

リアルタイム伝送処理システム

は、ドローンで撮った写真を3次元立体映像の点1ヵ所しか作業ができなかったのが、複数箇所の群データや設計書にマッピングし、撮った写真が点検が同時並行して作業ができるようになる。

どこなのか一目で分かるようにしている。

アメリカでは軍需用ドローン技術の適応によまた、AI（artificial intelligence）を活用したり、フライトオペレーター自身が本社にいたまま「劣化診断機能」も登場する。まずは、ドローン３Ｄ図形化して構造物を管理、点検情報と実物を関連付けた『見える化』管理

クラックのある写真は自動で赤枠表示(開発中）

資料提供：SIP、岐阜大学SIP実装プロジェクト、各務原市の協力

図4

3次元管理台帳機能

建築コスト研究No.1022018.751

報告書の作成も図6の「社会インフラ維持管理劣化箇所の自動検出シ ス テ ムCYDEEN（ サ イ デ ィ ー ン ）」 やRPA・・・①抽出（Robotic Process Automation） と い う ソ フ ト・・・

ウェアロボットを使うことで、できる限り自動化判定用画像

3Dデータとして3次元管理台帳に結果を記録③分析できるようになっていく。

②比較
撮影画像

比較
今回画像

前回画像

図5

海外では、点検に特化した特殊なドローンもAIによる劣化診断機能

開 発 さ れ 実 用 化 し て い る。 図 7 は ス イ ス ので全体の写真を撮影して、図5に示すようにそのFlyability社のドローン「Elios」という暗所点検中からクラックやサビを自動的に抽出できるよう用の専用ドローンで、欧米では既に数百台販売さにする。例えば、数百枚、数千枚の写真から、修れている。強力なライトを搭載しており、船のタ繕が必要な0.3㎜以上のクラックだけを抽出する

ンク内や下水道等暗闇の中を飛んでいくドローンといったことができるようになる。

である。

 社会インフラ維持管理システムは､諸元情報､点検情報を基に将来の劣化状態を予測し､長期的に必要とされる補修費用を算定・計画を行うアセットマネジメントを支援します。
維持管理のPDCAサイクル
台帳作成

初期データ作成代行 諸元情報を基にDB化

点検データ登録・蓄積

点検報告書

健全度評価
点検データ入力代行

データ活用

Ｃｈｅｃｋ

社会インフラ

健全度回復
補修データ登録・蓄積

ＡｃｔｉｏｎＤｏ

維持管理台帳修繕・補修

システム機能
オプション

劣化予測
LCC計算

Ｐｌａｎ
長期修繕計画策定長寿命化計画書

図6

社会インフラ維持管理システム

球体ドローン スイス Flyability社（Elios)
機能統合
随時調整可能な角度でフルHD画像や熱画像を同時記録

2.4GHZのライブビデオ
フィードバック
目視外飛行、金属環境の中でも安定なビデオ伝送システム

照明搭載
強力なLEDライトで暗い場所での飛行と点検が可能

保護フレーム15km/hの衝突にも耐えられる炭素繊維構造。
メンテナンスしやすいモ
ジュラーデザイン

継続運転
バッテリは数秒以内で交換可能

作業後確認
ソフトウェアで取得したデータを簡単に確認

暗所の点検で欧米で実績
船のバラストタンク、火力発電所のボイラー室、下水道等

図752

建築コスト研究No.1022018.7

暗所点検専用ドローン

今のドローンによる点検作業においての課題も

図8に示すようにドローンをIoTのデバイスと下記のようにいくつかある。

位置づけ、点検業務に必要なデータを用途に応じ①鉄塔の裏側や橋梁の隙間等どうしてもドローンたドローンで収集し、そのデータをデータセンで撮影しにくい場所がある。

ターで高速で加工・編集し、長期保存しながら設②コンクリートの構造物の打鍵作業ができない。

備管理システム等基幹システムと連携することで③トンネル内や橋梁下等の非GPS化での安定飛行老朽化の予測ができるように開発が進められていができない。

る。

④フライト時間が短い（30分程度）。
⑤風雨に弱い。
課題解決のために、カメラをドローンの上部

なお、本調査をまとめるにあたり、㈱日立製作につけたり、超高精細や超望遠レンズを搭載し所、㈱日立システムズ殿より、資料、画像の提供たり、車の自動運転に近い形で2台のカメラを等、ご協力をいただいた。ここに感謝の意を表搭 載 し、 3 次 元 立 体 映 像 を 構 築 し て そ の 中 をす。

カ メ ラ で 認 識 し な が ら 飛 行 す る SLAM
（Simultaneous Localization and Mapping）の技※図表はすべてⓒHitachi Systems, Ltd. All rights reserved.

術、打鍵についても、壁に接触しながら飛んで打鍵をするドローンも開発されている。
また、長時間飛べて風雨に強いドローンも次々に開発されており、日進月歩で機体は進歩している。
ただ、点検後修繕が必要なクラックやサビがあった場合は、最後は人が登って修繕作業を実施しなければならない。将来的には簡単な吹きつけ作業くらいはドローンでもできるようになると考えられる。

ドローンがAIと連携し、新たなITサービスを展開
ドローン（高度な画像分析）
・ナノドローンによる点検・大型ドローンによる運搬・完全自動自律飛行

日立システムズ
データセンター・大量ドローン編隊飛行
・センサー機能の多様化

・設備管理システム・老朽化予測・物流管理システム

・気象予測

・地図システム・事故解析

・消防システム

・災害予測

分析結果
取得データ ・進捗管理システム

映像情報
画像情報

・工事の効率化

データ管理、分析

・損害調査システム・精密農業

ディープラーニング

等

等

画像分析

図8

将来構想

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