建設コンサルタント 第一設計監理 株式会社

UAV - Unmanned Aerial Vehicel -(ドローン)

UAV（ドローン）による新たな土木技術！

『UAV使用機種』

『機体写真』	『機体仕様』
	「名称」DJI Matrice 600 Pro 「寸法」1668 mm × 1518 mm × 727 mm（プロペラ、フレームアーム、GPS マウントを広げた状態、ランディングギアを含む） 「飛行時間」ペイロードなし：約32分、ペイロード6kg：約16分 ※ホバリング状態（TB47S バッテリー） 「最大離陸重量」15.5 kg 「搭載カメラ」Sony α7R2
	「名称」Inspire2 「寸法」427 mm × 317 mm × 425 mm(着陸モード時、プロペラを含まず) 「飛行時間」Zenmuse X4S：約27分、Zenmuse X5Sg：約25分 ※ホバリング状態 「最大離陸重量」4.25kg 「搭載カメラ」Zenmuse X4S/Zenmuse X5S
	「名称」Mavic3 「寸法」347.5 mm × 283 mm × 107.7 mm(展開時、プロペラを含まず) 「飛行時間」約46分 ※ホバリング状態 「最大離陸重量」895g 「搭載カメラ」カメラ一体型(Hasselblad製 4/3センサー” 有効画素数:20MP、FOV84° 24 mm ( 35 mm換算) f/2.8～11、∞フォーカス)
	「名称」DJI Mini3 Pro 「寸法」427 mm × 317 mm × 425 mm(着陸モード時、プロペラを含まず) 「飛行時間」Zenmuse X4S：約27分、Zenmuse X5Sg：約25分 ※ホバリング状態 「最大離陸重量」249g 「搭載カメラ」カメラ一体型(1/1.3センサー” 有効画素数:48MP、FOV82.1° 24 mm ( 35 mm換算) f/1.7、∞フォーカス)
	「名称」DJI Phantom4 「寸法」350 mm × 350 mm × 200 mm（プロペラ含まず） 「飛行時間」約28分※ホバリング状態 「最大離陸重量」1,38 kg 「搭載カメラ」カメラ一体型（1/2.3センサー” 有効画素数:12.4 M、FOV94° 20 mm ( 35 mm換算) f/2.8、∞フォーカス）

３Dレーザスキャナ(地上型)

地上レーザースキャナは、図の放射方向にレーザー光を照射すると同時に、本体を接線方向に回転させることで周囲全方向にレーザー光を照射し面的に計測、三次元の点群として抽出する機器です。
　これを複数個所で計測し、点群データを合成して事物の裏面などの計測漏れがないように留意することで写真から得られる３D点群データよりも精度・密度の高い観測データの取得が可能となります。

『3Dレーザスキャナ使用機種』

『機器写真』	『機器仕様』
	「名称」Laser Scanner Focus 「測定範囲」0.6m - 330m 「レーザクラス」クラス１ 「波長」1,550nm 「GNSS」受信機搭載

UAV搭載型３Dレーザ測量

　UAV搭載型レーザースキャナは、UAVから地上に向けて照射したレーザが反射してくる時間差で地形を計測する技術です。ただしUAV自体が常に一定速度で移動しているためUAV本体にGNSS・IMU搭載することで正確な位置情報を常に把握し、距離データを解析することで1パルス毎のX・Y・Zが計測できます。
　UAV測量は地上での作業と比べ、急傾斜・災害時の崩壊箇所など危険箇所の計測が可能であり広範囲を短時間で計測すると言う特徴があげられますが、同じUAV測量である空中写真測量と比較した大きな違いとして、樹木が生い茂る環境下において樹木の隙間をレーザが抜けることで地表面の計測値が取得できるという点です。
　これにより詳細な地表面情報を得ることが可能となります。

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『作業一連の流れ』

事前準備	成果品作業仕様書 現地踏査 飛行計画（撮影コース計画・調整点設置計画） 飛行申請の確認
計測作業	調整点の設置・観測 小型機による飛行経路の安全確認 大型機によるUAVレーザ計測 簡易オルソ作成用写真の撮影
解析処理	取得データの点群化 コース間調整 精度確認 各種データ作成（オリジナルデータ・グラウンドデータ・グリッドデータ・等高線データ・簡易オルソ等）
図化	数値地形図の作成 VRS・TSにより現地補測 縦横断図の作成

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『事前準備』

　成果品要求仕様書、現地踏査、標高モデル等から作業計画の立案を行い計測飛行ルート・調整点の設置位置の計画図を作成します。

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『計測作業』

　まずは必要となる箇所に調整点の設置・観測を行います。この時点検手法として検証点を使用する場合は合わせて検証点の設置・観測も同時に行います。
　次に作成した飛行計画をもとに計測作業を開始します。この時、まずは小型機を使用し計画と現地の安全性が確保できるか確認します。
　作業は現場の状況にもよりますが、約90haを約1日程で計測することが可能です。※植生の繁茂状況によっては2～3日程かかる場合もあります。

　飛行中のUAVから、計測状況のデータがPCにリアルタイムで送られてき、事務所に戻らず現場で計測データの点検確認が行えます。
　これにより、現場で点検を含めた計測作業を完了することができ、異常値が出た場合でも、その日のうちに再計測可能となります。

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『解析処理』

　GPSデータとIMUデータを用いてGNSS/IMU解析を行うことにより、UAVの飛行中の位置姿勢情報を算出し、同じく取得したレーザ測距データと統合解析することによって3次元計測データを作成します。
　この三次元計測データを用いて、オリジナルデータ、グラウンドデータ及びグリッドデータ、等高線データ、立体地図等の成果品要求仕様書にて必要とされるデータ作成を行います。

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『図化』

　解析処理の段階で作成した、各種データをもとに、数値図化作成・断面図作成等の図化を行います。
　また計測データのみでは取得が困難な箇所もあり、そういった箇所は現地にて補測を実施することで図化の精度を高めていきます。

UAV/3Dレーザスキャナの成果への流用