こんにちは。本日、岐阜女子大学が今年度より1年生全員のドローン操縦を必修科目にしたというニュースを見かけました。ドローンが当たり前な時代、卒業後に役立つ技能を習得してもらいたいとのこと。

何故、ドローン操縦なのかというところですが、岐阜女子大学は敷地が人口密集地から外れた郊外にあり、許可なく気軽にドローンが飛ばせるという、まさに地の利と言える部分があるからだそう。

他の大学と比べてもこういった取り組みが実施しやすい環境という点と、ドローンが当たり前の時代、卒業後に役立つかもしれない技術を身に着けてもらいたい、という大学側の思いもあるようです。こういった取り組みで女性ドローンユーザーが増えれば素晴らしいことです。

最近ではドローンが好き、ドローンで仕事がしたい、という女性が集まって作られた「ドローンジョプラス」というチームもあるので、こういう所と繋がっても面白いことができそうですね。

非GPS環境におけるドローンを活用したトンネル調査

さて、本日は東京地下鉄株式会社(東京メトロ)が「株式会社ベイシスコンサルティング」「東京大学大学院情報学環ユビキタス情報社会基盤研究センター」の協力のもと、非GPS環境であるトンネルの検査でのドローン運用を、2月6日より半蔵門線にて開始するという話題。

また、自律飛行型のドローンも開発するそうで、「本郷飛行機株式会社」がそれに着手します。

トンネルの検査におけるドローンの運用について、従来ではトンネル内において構造物状態は目視で行っていましたが、今後その検査の一部にドローンを活用していくとのこと。


出典:東京メトロ

これにより高い場所の構造物を従来の目視方法よりも効果的に確認できるほか、ドローンによる検査データの蓄積等によって、より質の高いトンネル検査が可能に。

なお、今回の調査でドローンを活用する場所は複雑な構造の地下鉄トンネル内であり、非GPS環境であることから、自社でパイロットを育成し、ドローンは東京メトロの社員自らが操縦するそうです。

ドローンを活用したトンネル検査概要


出典:東京メトロ

画像認識とAIで自律飛行を実現へ

自律飛行型ドローンの開発については画像認識技術やAI技術を活用し、GPS電波の届かない地下空間において、操縦者を必要としないドローン飛行を目指します。

これに並行して鉄道施設の点検検査のさらなる効率化や、巡回警備等への適用についても検討。将来的にドローンを飛ばすだけでなく、取得されたデータを処理し、業務に組み込むまでの研究開発にも取り組みとのこと。

自律飛行型ドローンの開発概要

1.目的

非GPS環境下での自律飛行型ドローンの安全性・正確性の検証を行い、各種点検検査や警備巡回等、多様な活用方法を検討し、業務のさらなる効率化を目指す。

2.本郷飛行機について

一般販売されているドローンは屋外をラジコンで飛行させるものが多いが、同社が開発しているドローンは高速画像処理技術による自律制御を用いた屋内/屋外飛行など、自動飛行の技術開発を中心に行っているそうです。

機体の最適な部品設計から運用システムまで、幅広い技術開発領域に精通しており、トータルソリューションとしての開発が可能。

3.技術概要

(1)高速画像処理技術
屋外ではGPSを活用しドローンの位置情報を把握できますが、地下空間ではGPS信号を受信できません。機体から撮影した画像処理をすることで、壁や地面の特徴を抽出・追跡し、ドローンの姿勢変化や移動距離を計算する技術です。

(2)衝突回避技術
衝突を回避しながら飛行することは、様々な機器や設備が取り付けられた地下空間内の飛行には必要不可欠。高速画像処理を用いることで、障害物の多い空間状況を認識し、障害物との衝突を回避しながら自ら飛行計画を設計することが出来る技術。

4.開発工程

地下鉄環境における自律飛行の可能性を検証するため、空間認識技術及び飛行技術の研究開発を進め、地下鉄トンネル内の自律飛行を目指します。平行して自律飛行型ドローン活用シーンの検討を進め、活用シーンに対応した機体やセンサーの開発にも取り組み、各種業務への適用を目指す。


出典:東京メトロ

まとめ

地下鉄などのGPSの届かない地下空間でのドローン活用も各社色々と研究が進んできています。非GPS環境下で活用される主な技術としては「SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)」になってくると思われます。

これは深度カメラやレーザーによって周囲の環境状況を取得し、自己位置の推定と地図の生成を行うもの。まだまだSLAMを活用しての自律飛行の研究は少ないようで、理由としては深度カメラ等の搭載が重量増加や飛行時間の減少に繋がるという部分で難しいという事があげられます。

理想としてはドローンに搭載されている単眼カメラのみでSLAMを実現することですが、そうなるとソフトウェアの力が必要になります。その技術で注目されているのがAI、ディープラーニングのGAN(Generative Adversarial Networks)ですが、その辺りは活発に研究がなされているので、意外と実現は早くなる可能性はありそうですね。

 

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