NEDOプロ,外壁調査用ドローンの安全化技術を開発

日本建築防災協会,日本建築ドローン協会,神戸大学,日本アビオニクス,コンステックは,ドローン飛行時の風などの影響下でも高い性能を維持する「小型赤外線装置」と,これを搭載して安全な外壁調査を可能にする「近接調査用ドローンシステム」を開発した(ニュースリリース)。

国土交通省は赤外線装置を搭載したドローンによる診断方法を検討し,検出精度や飛行の安全・安定性といった複合的な影響による運用上の課題を示した。これを踏まえ,研究グループは今回,新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプロジェクトにおいて開発を行なった。

従来のドローンに搭載されている赤外線装置は,ドローン飛行時の風の影響によってその性能が低下してしまうことがあり,ハードウエアの設計見直しとソフトウエアを追加した。また小型・軽量かつ低消費電力でも動作するようにし,ドローンへの搭載を可能にした。

また,建築物に接近した状態や人口集中地区およびGNSSの位置情報が不安定な環境下では安定した飛行が難しいため,開発したシステムではGNSS以外に,Visual SLAMやOptical Flow(画像認識で,画像中の物体の動きをベクトル場で表したもの),LiDAR,Range Finderなどのセンサーを搭載した。特にGNSSの位置情報が不安定な環境下では,飛行中に自動でVisual SLAMに切り替わる技術を開発した。

これにより,ドローンは安全・安定的に垂直飛行することができる。さらに人口集中地区においては2点係留装置による飛行制御も選択できるという。

一方,赤外線装置による壁面計測では,太陽光や周辺建物などが映り込んでしまい検査の障害となることがある。また移動しながら計測するドローンでは,分割された壁面の画像をつなぎ合わせる作業が必要となる。

これに対し,今回開発したSLAM情報を利用した赤外線画像のポスト処理プログラムは,SLAM情報を活用し画像を自動でつなぎ合わせることで診断作業を支援する。さらに連続して撮影した赤外線画像からSLAM情報を利用して重複領域を算出,平均化処理を行ない,ノイズ成分を低減する処理プログラムも開発した。また,外壁の浮きやはく離を検出する性能検証では,小型赤外線装置の性能が従来の赤外線装置とそん色ないことを確認した。

研究グループは,建築基準法に基づく定期調査で用いる打診法と比較し,小型赤外線装置の課題を抽出するとともに,建築基準法に定める建築実務を視野にドローンの安全飛行方法などを含むマニュアルを作成し,早期の社会実装を目指すとしている。

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