ドローン測量のポイント❶ 【飛行ルートの計画】
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建築業界では、i-Construction(アイ・コンストラクション)の取り組みが始まり

測量の分野でもドローンの活躍が広まっています。

 

従来までの空中写真撮影ではセスナなどの有人航空機が利用されていましたが

ドローンでの撮影では

セスナに比べてとても手軽に撮ることができ、とても効率的です。

 

また建築業界では深刻な人手不足の状態になっており

ドローンを利用した測量は人手不足の面からも期待されています。

 

測量の分野で活躍が広がっているドローン測量について

これまでの経験をもとに、今回はドローン測量のポイント ❶ 飛行ルート計画についてご紹介します。

 

 

 

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測量の方法

一般的に、測量とはどういった業務でしょうか。

 

測量とは、対象物のある場所が地球上のどの位置にあるのかを

正確に知るために行われる作業のことです。

 

対象物がある場所の経度・緯度・標高は、測量をすることによって正確に求めることができます。

 

しかし、その調査目的によって測量の機材も違っています。

 

GNSS衛星測位システム

地球を周回している4つ以上の人工衛星を使用して位置を図る測量です。

 

人工衛星との距離を計算することによって

対象物の位置(経度・緯度・標高)を求めることができます。

 

人工衛星が受信できる場所に限られる測量方法です。

 

トータルステーション(TS)

トータルステーション(TS)とは、測量を行うための機械です。

 

トータルステーション(TS)では

すでに位置が分かっている目標物を設置し

測量点から目標物までの距離を測ることにことによって位置を求めることができます。

 

ドローン(無人航空機)

ドローンは手軽に、遠隔操作でコントロールすることができます。

 

従来の写真測量では

セスナなどの有人航空機から上空で写真を撮る方法を行っていましたが

ドローンでは簡単に遠隔操作をすることが可能になります。

 

また、危険な場所などにも手軽に行くことができ撮影することができます。

 

MMS(Mobile Mappinng System、移動計測車両)

MMSとは

自動車などにビデオカメラやレーザー機器を搭載し、地上を動きながら撮影測量を行うことになります。

 

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ドローン測量の作業効率化とコスト削減とは

測量作業の短縮および図面作成のスピード化ができる!

ドローン測量では広範囲に空撮した写真や映像の解析を行うことによって

今まで手作業で行っていた1週間の測量工程を

1日~3日程度(データの解析も含む)で行うことができるようになります。

 

 

また写真から3D(点群)データーを取得することで

CIM(Construction Information Modeling)を活用し土木現場作業の効率化も可能になります。

 

3D作成後に利用できるCADソフトのメリットとは

3Dデータの利用でいろいろな作業が効率的に行えます!!

 

 

3D地形データの作成後の3DのCADソフトを利用すれば

必要な場所の体積や面積を簡単に計算でき

また、縦断図や横断図も簡単に作成できるようになります。

 

 

3Dデータを使いこなすことでとても便利になり

測量によって図化を行えることだけでなく

工事の進捗のスピードUPにつながり効果絶大です!

 

 

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ドローン測量の流れ

 

ドローン測量は

国土交通省の「UAVを用いた公共測量マニュアル(案)平成29年3月改訂版」に準じて行われることが推奨されています。

 

以下はドローンにて測量を行うための簡単な流れです。

    1. 飛行ルートの計画
    2. 必要となる許可や承認の取得
    3. GCP(対空標識)の設置と計測
    4. ドローンでラップ写真の撮影
    5. 写真解析ソフトウエアーを利用し写真解析を行う(点群データ・オルソ画像の作成など)
    6. 精度検証 (現地で実測した数値から完成データの座標値の精度を検証する)
    7. 図面化 (作成したデータを基に、平面図や断面図を作成)
    8. 成果品データの作成
    9. 納品

     

     

    ドローン測量の飛行ルート計画

    測量をドローンで行うための飛行ルート計画とは、目的となる対象物を、上空からどのような設定で撮影するかということです。

    飛行ルート計画の設定は、目標とする 精度や地上画素寸法をクリアー出来るようにしましょう!

    測量の目的は?

    地図作成目的のための用途例

    • カーナビの地図
    • 観光マップ
    • 地図アプリ

     

    3D地形データ作成の目的例

      災害地の被害状況の把握

      災害地の広さ・高さ・深さなどを調べるのに有効的

       

      施設などの建設計画

      建設構想図の作成などに有効的

       

      道路などの都市計画

      道路計画のシュミレーションや、計画図の作成に有効的

       

      太陽光発電所の計画

      山の斜面などでの、太陽光設備の配置図などに有効的

       

      河川などの縦横断図作成

      10m~20mピッチで断面図を作成するときに有効的

       

      Sonちゃん
      次に、測量の目的によって要求精度を発注者と協議して決定します。

      ドローン設定項目

      要求精度をクリアし 質の高いデータ解析を行うために
      以下の設定を確実に設定を行います。
      • ドローンが飛行する高さ(カメラの解像度により変動します)
      • ドローンの撮影コース
      • 撮影写真の縦と横のラップ率
      • ドローンのカメラ角度
      • ドローンの飛行速度
      • 写真の明るさ調整

       

       

      Sonちゃん
      高い精度を確保するためには、撮影対象に応じて 飛行ルートやカメラ角度などを 工夫して撮影することが大切です!

       

       

      ドローン測量に必要な自動操縦システムアプリ

      よく使われている自動操縦システムアプリです。

      DJI GS Pro(DJI ジーエス プロ)

      Pix4Dcapture(Pix4D キャプチャー)

       

      基本的にドローン測量では自動操縦で撮影を行いますが

      連続写真の途中でコマ落ちすることがあります。

       

       

      連続写真の途中で1枚程度のコマ落ちであれば特に問題はありませんが

      連続してコマ落ちすると、写真解析の作業に支障が出ます。

       

       

      ドローンでの自動撮影中に観察しておくことが大切です。

       

      連続写真のコマ落ち対策

      撮影後、すぐにノートパソコンで撮影写真の確認を行ってください。

       

      現場で写真の抜けがないかを確認ておくことが、効率よくデータ作成するためのポイントになります。

       

       

      Sonちゃん
      くれぐれもご注意くださいね!

       

       

         

        主な飛行ルート計画設定

        • 要求精度:最大5.0㎝以内
        • ドローンの撮影高度:50m
        • カメラ角度(傾き):マイナス90度(真下)
        • 写真ラップ率(連続撮影で写真を重ねる割合):縦(85%)横(60%)
        • 解析ソフト=Pix4Dmapper
        • 飛行ルート

         

         

         ドローン自動飛行のルートスタイル

         

         

        ドローンは上空で決められたコースに沿って飛行し決められた矢印の位置で写真撮影を行います。

         

        また矢印の道筋を往復することで

        決められたオーバーラップ率とサイドラップ率を保つことができます。

         

         

        飛行ルートを碁盤の目やループ型で設定する場合

        ドローンによるラップ撮影の一例

         

        災害地などの地形の凸凹の差が激しいい場所では詳細な3D地形データを作るため

        飛行ルートを碁盤の目のようにする縦横の飛行ルート

        円を描くルートで撮るケースもあります。

         

        その際カメラ角度は

        マイナス65度~マイナス75度程度の傾きでの撮影を行います。

         

        災害地などの測量現場では、谷底の奥の隅っこなどの部位を撮影するためにカメラに角度をつけています。

         

        要求精度に伴う対空標識の設置方法や撮影方法の詳しい指針は

        国土交通省の「UAVを用いた公共測量マニュアル(案)平成29年3月改訂版」をご覧下さい。

         

         

         

        まとめ

        ドローンを利用した公共測量作業において

        「UAVを用いた公共測量マニュアル(案)平成29年3月改訂版」が基本になります。

         

        しかしマニュアル(案)の作業基準に沿ってドローン測量を行った場合

        対空標識の設置枚数と測定作業が可なり多くなり

        大変な作業になった経験が幾度もあります。

         

         

        UAVを用いた公共測量マニュアル(案)にも書いてあるのですが

        撮影内容の基準値や作業方法は発注者と協議をして決めてください と記載されています。

         

        飛行ルート計画時のポイントは、撮影前に発注者としっかり事前協議を行うことです。

         

        撮影前には、3D地形データやオルソ画像を使用する目的と要求精度値を決めてください。

         

        要求精度を実現するために

        安全と最小限の撮影と作業量を計画し、精度の高いデータを作成していきましょう!

         

        Sonちゃん
        ドローン測量の始まりは、効率化を目指すことでしたね。

         

         

        ドローン業界はとても注目されていますが

        ドローン事業はまだまだ完全普及まで到達していないことが現状です。

         

        ドローン測量やドローンサポートについてご相談やご質問があれば、フォームにてご気軽に受け付けています。

        ⇒SANKI PLAN ドローンお問い合わせ

         

         

        ドローン測量は業務効率化ができます!

         

        Sonちゃん
        測量、土木、建築、都市計画等に利用する際の基礎となる、平面図や3Dモデリングの方法をわかりやすく解説しています。

        最新ドローン画像解析入門

         

         

        測量用ドローンPhantom 4 RTK 

        < Phantom 4 RTK特徴 >

        計画モードでは、オーバーラップ率/高度/飛行速度/カメラパラメーターなどを調整しながらドローンの飛行経路を選択し、自動マッピングまたは調査ワークフローを提供します。

        • 機体重量1391g
        • カメラセンサー:1インチCMOS
        • カメラ有効画素数:20MP
        • 最大飛行時間:30分

         

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        < Inspie 2の特徴 >            

        最新のCineCore 2.1の画像処理システムを搭載しており、送信機を2台準備すると、パイロットとカメラマンが操作系統を分離することが出来ます。  

        • 重量3290g (2個のバッテリーを含む、ジンバルとカメラは含まず)
        • 最大離陸重量4000 g
        • 最大フライト時間:約27分 (Zenmuse X4Sを取り付けているとき)
        • 最大速度:94km/h

         

         

         

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