ＢＲＩ－Ｒ０３講演会テキスト

ドローンを活用した各種建物調査技術の開発と社会実装への取組
宮内 博之

材料研究グループ 主任研究員を図るため、2020 年度に NEDO 事業「ドローン等を活用したⅠ はじめに国はドローンの都市部・目視外飛行（レベル 4）の実現化建築物の外壁の定期調査に係る技術開発」として、日本建築に向けて、法改正と環境整備を行っている。一方、建築分野

防災協会、日本建築ドローン協会、神戸大学、日本アビオニ

においては建物点検・調査に関わるドローンの活用が進めらクス（株）、（株）コンステックはドローン飛行時の風などのれている。ドローンの利用を大きく分けると屋外と屋内に分影響下でも高い性能を維持する「小型赤外線装置」と、これ類され、本研究では屋外利用として①法 12 条点検に関わる赤を搭載して安全な外壁調査を可能にする「近接調査用ドロー外線装置搭載ドローンの開発と②可視カメラ搭載ドローンにンシステム」を開発した。なお、著者は本事業内に設置されよる簡易点検、そして屋内利用として建築狭所空間におけるた技術検討委員会委員及び共同研究機関として参画した。
ドローンを用いた外壁調査では、近接調査となるためドロドローンの利用の現状調査について報告する。
1)

Ⅱ NEDO 事業「赤外線装置搭載ドローンの開発」

法 12 条に関わる外壁タイルの全面打診による負担軽減
飛行制御3：
2点係留装置飛行制御1：GNSSーンの自己位置推定に用いる GNSS の捕捉が困難となり壁面への衝突等の衝突リスクが伴う。これより図 1 に示す小型赤外線装置を搭載し GNSS 捕捉が不安定な環境下でも安全に安

小型赤外線装置（可視カメラ付き）

飛行制御2：Visual SLAM

図1 赤外線装置を搭載した近接調査用ドローンシステム
飛行制御3（2点係留装置） ：近接調査用ドローンシステム
2点係留装置

壁面からの距離 (m)垂直方向の移動距離(m）

飛行計画ルート
222018161412108642
05.2
5.1
54.9

飛行制御2(Visual SLAM制御）

離隔距離5mを維持し、垂直方向1m毎にホバリングして撮影-11023412
移動距離（m）

3

4

壁面からの距離5mを基準-10

図3 飛行計画ルートに対するVisual SLAMの飛行精度

飛行制御2（Visual SLAM）：近接調査用ドローン
飛行位置保持用センサ

飛行制御1（GNSSのみ）
GNSS（自己位置推定）

フライトコントローラー（ArduPilot）※※オープンソース
無人機制御プログラム

距離センサ（離隔距離保持）※別建物の外壁
ドローン

※通行人
※街灯
※自動車

（自動飛行及び手動操縦可）
※道路

ドローン
・撮影制御（シャッター、表示切替、 ズーム等）
・緯度、経度、高度情報

ライン（赤線で表示）（自動切替及び手動選択可）※操縦者※狭所飛行場所
調査壁面側

人口集中地区での飛行環境例

赤外線装置

図2 近接調査用ドローンシステムの概念図

図4 都市部での外壁点検における2点係留装置を具備したドローン飛行状況（飛行制御3表1 劣化調査方法の概要
種別

調査員調査

ドローン調査調査方法【調査方法】
調査員による目視・打診
・劣化把握・写真：1名・劣化記入：1名【調査方法】
ドローンによる調査

表3 期待されるマイクロドローンの活用方法（複数回答）
ハイブリッド調査【調査方法】
ハイブリッド調査（調査員＋ドローン）
・パイロット：1名
・パイロット：1名
・補助者：1名
・劣化把握:1名・劣化記入：1名
【記録】
【記録】
【記録】
手書き、写真写真
映像及び写真【解析方法】調査員に 【解析方法】【解析方法】
よる調査解析
写真による調査解析、 リアルタイム映像、写1200万画素、離隔距 真による調査解析
離5m、ラップ率50％

表2 各調査方法の調査可能範囲
部位
外壁・巾木
バルコニー手摺壁外壁側
バルコニー手摺壁内壁側
バルコニー手摺壁天端
バルコニー床面
バルコニー上裏（1階除く）
大庇（上裏・見付）
小庇（上裏・見付）
小庇（天端）
妻側外壁・巾木
妻側庇上裏・見付
屋根

調査面積134.2m2
50.6m232.5m24.8m253.4m249.7m224.5m28.8m25.6m2
81.2m25.7m2534.6m2

調査員
87.4m250.6m26.5m20.96m210.7m249.7m224.5m28.8m2
0m2
81.2m25.7m2534.6m2

65%
100%
20%
20%
20%
100%
100%
100%
0%
100%
100%
100%

ドローン
134.2m2
50.6m28.0m2
4.8m2
42.7m249.7m224.5m2
8.8m2
5.6m2
81.2m25.7m2534.6m2

100%
100%
25%
100%
80%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%

順位
第1位
第2位
第3位
第4位
第4位

回答内容
屋根裏点検（33件）
床下点検（24件）
EV設備点検（14件）
屋内巡回（12件）
建設工事管理（12件）

順位
第6位
第6位第8位
第9位
第10位

回答内容
インフラ点検（11件）
ﾌﾟﾛﾓｰｼｮﾝﾋﾞﾃﾞｵ(11件）
ﾎﾞｯｸｽｶﾙﾊﾞｰﾄ(10件）
高齢者等見守り（6件）
災害時避難誘導（5件）

表4 マイクロドローンの活用における課題（複数回答）
順位
第1位
第2位
第3位
第3位
第3位
第6位
第6位

回答内容
通信技術（6件）
操縦訓練（4件）
自動飛行（3件）
回収不能（3件）
知識・安全等（3件）
FPV機能（2件）
機体改良（2件）

回答に対する対策（例）
狭所空間内の電波障害対策
狭所暗所空間における操縦教育
非GPS環境下での自動制御技術開発
契約・火災・技術的対策
ﾏｲｸﾛﾄﾞﾛｰﾝに対応した指針が必要
操縦・撮影技術の向上と教育訓練
狭所空間に応じたﾏｲｸﾛﾄﾞﾛｰﾝの開発

査ではほぼ調査不可能なバルコニーの手摺壁天端や床面，小庇天端を調査できることが確認できた。
Ⅲ 建築狭所空間におけるドローンの利用の現状調査
屋内空間、特に狭所暗所空間において、200g 未満のマイクロドローンとの点検・調査等の活用が検討され、新たな市場として期待されている。しかし、マイクロドローンは屋外で定して飛行が可能な近接調査用ドローンを開発した。また、利用するドローンと異なり、使用環境の整備がされていない。

図 2 に示す安全飛行を可能とする 2 点係留装置（屋上と地上

これより本研究では、屋内狭所空間を対象としたマイクロドの 2 点をラインで結び、その間においてドローンを係留し上ローンの活用と課題について、アンケート調査（40 件）を行下飛行させる安全装置）を併用することで、安全・安心な近った 2)。表 3 に期待されるマイクロドローンの活用方法を示

接調査用ドローンシステムも具備した。

す。狭所暗所空間として代表される屋根・床下・EV 設備点検開発したドローンを用いて、5 階建て RC 造建物壁面に対しへの活用の期待が高い。表 4 にマイクロドローンの活用におて Visual SLAM による精度検証の実験を行った。壁面に対しける課題を示す。通信技術は非常に重要な要素との回答が多て離隔距離 5m に位置する面上の水平・垂直移動と壁面に対す

く、また狭所空間における高度な操縦技能の訓練、自動飛行る前後の移動距離の軌跡を図3に示す。
この結果、Visual SLAMによる補助機能、マイクロドローンの基礎的な知識など、各における自動飛行精度について、水平・垂直・奥行方向に対種ガイドラインや人材教育が必要であると考えられた。

して飛行計画の±20 ㎝以内の位置精度で飛行を行うことがⅣ まとめできた。次に、人口集中地区でのドローン利用を想定して、2ドローンの活用は実証実験から実装段階に入っている。本点係留装置を用いた例を図 4 に示す。壁面調査の実験結果、2研究の 3 つの事例から、ドローン活用は見えない場所での調点係留装置の利用により、物理的な安全を確保して飛行させ査、省力化点検などの観点から優位性が高い。一方、ドローることが可能であることを示した。

ンに関わる安全技術の利用や安全管理を徹底することで現場Ⅱ 可視カメラ搭載ドローンによる建物簡易点検の検証利用が可能な水準にあるが、運用する側の統一的なガイドラ

本研究ではドローンの優位性である簡易的に利用できる利インや教育が必要不可欠と考えられた。

点に着目し、可視カメラによる建物点検への活用における優参考文献および謝辞

位性の検討を行った。実験では、5 階建て RC 造の大規模改修

1)北岡弘、他、ドローン等を活用した建築物の外壁の定期調査に係る技術開発 その２ 近接調査用ドローンシステムの開発、日本建築学会大会学術講演梗概集、p.1073-1074、2021.9※本成果は、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）の委託業務の結果得られたものです。
2)本アンケートでは日本建築ドローン協会会員及び同建築狭所空間
ドローン利活用 WG 委員の協力を頂きました。謝意を表します。

前の集合住宅を対象物件として選定した。劣化調査は表 1 に示す 3 つの調査方法により、屋上及び外壁の劣化調査を実施した。その調査結果を表 2 に示す。ドローン調査は、調査員調査と比較して大きな優位性が確認された。特に、調査員調