ＢＲＩ－Ｒ０４講演会テキスト

建築分野におけるドローンに関わる環境整備と建築物調査技術の開発
材料研究グループ 上席研究員

Ⅰ はじめに

宮内 博之

建築分野の各種業務においてドローン技術を活用できる人材

本研究では図 1 に示す建築分野におけるドローンの社会実の育成、及び技術支援、標準化等の事業を推進している。

装の実現に向けた研究開発過程を設定し、今年度は計 12 テーマの研究を実施した。その中から、本報では建築分野における産官学領域のドローン環境整備状況の調査結果、及び係留式ドローンによる外壁調査技術及び接触・微破壊式調査用ドドローン活用

屋外利用①建築分野における産官学領域のドローン環境整備状況調査② PLATEAUドローンフライトシミュ
開発：
ﾃﾞｼﾞﾀﾙ空間 レーター開発

ローン技術開発の研究成果について報告する。

開発：ﾃﾞｼﾞﾀﾙ ③外壁調査におけるMR（複合現ﾂｲﾝ空間実）技術開発

Ⅱ 建築分野における産官学領域のドローン環境整備

開発：
現実空間

表 1 に建築分野における産官学領域のドローン環境整備の変遷を示す。建築研究所では各種ドローン技術の研究開発に④【非接触式】係留式ドローンによる外壁調査技術開発⑤【非接触式】超高解像度カメラの撮影精度と効率的調査法の開発

加え、建築基準法第 12 条点検に関わる 2021 年度の建築物の⑥【破壊式】接触・微破壊式調査用ドローン技術開発

定期調査報告制度に関わる告示改正、及び「無人航空機によ⑦【歩行】ロボットによる被災建築物遠隔調査技術開発

る赤外線調査等の外壁調査ガイドライン」策定に参画した。
学術分野においては、日本建築学会において 2016 年に「UAVを活用した建築保全技術開発 WG」が設置され、2017 年からは屋内利用ルール：指針（国・民間連携）

R３年度：外壁調査ガイドライン（12条点検）⑧建築狭所空間調査フライトシミュレーター開発➈マイクロドローン用模擬狭所空間モデル開発⑩JADA「建築狭所空間ドローン利活用実施ガイドライン(案)・同解説」制定

ドローン職種⑪建築分野におけるドローンキャリアマップの開発（民間連携）

建築ドローンシンポジウムを定期的に開催している。産業分⑫JADA-JUIDAドローン建築物調人材育成（民間連携） 査安全飛行技能者育成

野においては、2017 年に日本建築ドローン協会を設立され、図1 建築分野でのドローンの社会実装に向けた研究テーマ

表1 建築分野における産官学領域のドローン環境整備の変遷
年度

段階

2015

創成2016
2017

2018

2019

2020

2021

2022

ドローン分野における国のドローン環境整備（重要項目）

建築分野におけるドローン環境整備
建築研究所

学術分野（日本建築学会）

国交省住宅局・国プロ（建築）

産業分野（日本建築ドローン協会）

・首相官邸無人機落下事件
・航空法改正・空の産業革命に向けたロード ・研究課題「RC造建築物の変状・損 ・UAVを活用した建築保全技術開発
マップ策定→レベル1：目視内 傷の早期確認と鉄筋腐食の抑制技 WG設置
操縦飛行、レベル2：目視内で 術等に関する研究」実施：建築分野 ・第1回建築ドローンシンポジウム企画 ・国交省建築基準整備促進事業T3 日本建築ドローン協会設立
自動飛行におけるドローン技術の導入、及び 開催「非接触方式による外壁調査の診断→レベル3：無人地帯目視外飛 点検調査・定期検査報告における ・ドローン技術活用小委員会設置
手法及び調査基準に関する検討」→ ・建築ドローン安全教育講習会開催
行
建物外皮の変状・損傷を早期に確 ・災害調査におけるUAV利活用の可 「定期報告制度における赤外線装置 ・「居住者から見た建築物調査時等の認する技術を開発
能性検討WG設置法による外壁調査実施要領（案）」及 ドローンの評価手法研究会報告書」公・第2回建築ドローンシンポジウム開催 び「ドローンを活用した建築物調査 実 表
施要領（案）」策定

活用 ・国交省：インフラ点検分野：「新技術利用のガイドライン（案）」及び「点検支援技術性能カタログ（案）」策定

・研究課題「建築材料の状態・挙動 ・第3回建築ドローンシンポジウム開催・成長戦略実施計画：赤外線装置 を ・「建築ドローン標準業務仕様書(案)に基づくRC造建築物の耐久性評搭載したドローンを外壁調査に使用可 【点検・調査編】」制定
価に関する研究」実施：建築分野に能かを検討
・「建築ドローン安全教育講習レベルおけるドローン技術の活用、及びドアップ研修会」開催
ローンに関わる安全技術・点検調 ・災害調査におけるドローン利活用検 ・NEDO事業「ドローン等を活用した建 ・NEDO事業・近接調査用ドローンシス
査技術・災害調査技術・デジタル技 討小委員会設置
築物の外壁の定期調査に係る技術開 テム開発
術の開発
発」
・9月：係留に関わる航空法改
・日本建築学会大会研究協議会開催 ・建築物の定期調査報告制度に関わ ・ドローン×赤外線調査コンソーシアム
正「ドローン技術の社会実装に向けて」 る告示改正（法12条）
設置
・「無人航空機による赤外線調査等の外壁調査ガイドライン」策定
・無人航空機の機体登録、機 ・建築物の安全・維持管理に資する （建築ドローン分野における次世代
・「建築狭所空間ドローン利活用実施
ガイドラ
体認証、操縦ライセンス、運航 ドローンを活用した建築保全技術 リーダーの育成）
ガイドライン(案)・同解説」制定
イン
実装 管理ルール等の制度整備→レ の開発：微破壊調査技術の開発等
・JADA-JUIDA 「ドローン建築物調査と紹介
ベル4：有人地帯目視外飛行安全飛行技能者コース」設置
動画→

Ⅲ ドローンによる建築物調査技術開発①係留式ドローンによる外壁調査技術開発

Ⅳ まとめ
建築分野におけるドローンの社会実装に必要な研究テーマ

高層建築物の外壁調査において安全面の観点から係留式を設定した。また、建築分野におけるドローン環境整備の変ドローンの利用が有効とされている。しかし、コストへの課遷を整理し、高層建築物外壁調査への係留式ドローンの有効題や撮影環境への影響が懸念されているため高さ約 90m の高性、及び接触・微破壊式ドリル搭載ドローンによりコンクリ層建築物外壁に対して 2 点係留装置を利用し、既存目視点検ート壁面にドリルで削孔可能であることを示した。とドローンによる点検との比較を行った。見積コストの計算本研究で開発・検討した項目

では係留装置の有無に関わらずドローンの利用によりコスト【調査用装置】低減できることが示された。図 2 にドローンで撮影し画像合機体開発 ①接触・ドリル削孔可能な微破壊式ドローンの開発成した図に目視観察できた領域を示す。ドローンによる点検【ドローンによる調査と作業】

では図左下の 2 点係留装置を用いて、外壁面全に対して離隔状況調査 ②ドローン搭載（非接触式）カメラによる点検・調査

距離 6m から全面撮影が可能であった。

位置決め ③ドリル削孔の位置決めのためのドローン壁面固定②接触・微破壊式調査用ドローン技術開発
接触・微破壊調査を可能とするドリルを搭載したドローンを設計・開発し、RC 造壁面へのドローンの固定方法、加圧方法、ドリル削孔の可否について実証実験により検証を行った。
本ドローンの調査・作業方法と活用例を図 3 に示す。
開発したドリル削孔可能な接触・微破壊式ドローンの概要

削孔作業 ④ドリル搭載ドローンによる壁面削孔作業【各種目的に応じた活用】
最終目的 ・樹脂注入・アンカー固定等（多用途） ・コンクリートの強度測定・中性化深さ等
・その他工事・耐久性評価技術への適用と応用展開

図3 ドローンによるドリル削孔法の概要と活用例

を図 4 に示す。ドローンの寸法は幅 1.7m×長さ 1.4m×高さ1m、重量 13.4kg である。ドローンに直径 8mm のドリルが搭載されており、カメラによりドリル削孔時の状況を外部モニターで確認できる。ドローンによるドリル削孔の結果を図 5 にドリル削孔観察用カメラ
ドリル
ドリル移動・回転制御

加圧部転倒モーメントのための傾斜モニターで遠隔監視示す。壁面にドリル削孔箇所のマークを付け、ドローンの飛行後、壁面に固定しドリル削孔を計 2 回行った。その結果、

有線給電

カーボンフ
レーム

コンクリート内の鉄筋の影響やドローンの固定状況により削孔深さと時間の差が生じたが、ドリル削孔することができた。

加圧用ワイヤー

高度維持
センサー
FC（ArduPilot制御）
滑車

既存点検結果：双眼鏡(倍率：10倍）により地上から調査した目視可能範囲

ドリル制御回路

電源

ドリル制御用送信機とPC①遠方の地上から、目視可能な範囲（ただし、測定不可）②壁面近くの地上から、上裏のみ目視計測可能な範囲③壁面近くの地上から、目視計測可能な範囲

図4 開発した接触・微破壊式ドリル搭載ドローン①ターゲット（赤丸） ②位置決め固定までドローン飛行

ブラケット

ドローン

2点係留装置

壁面からの離隔距離6m地点
で、ドローン搭載カメラにより撮影し、画像合成した図

図2 ドローンを利用した外壁調査結果③ドリル削孔開始

図5 ドローンに搭載したドリルによる壁面削孔状況