橋梁維持管理部会

No.6

技術名称

3DVR と連動する自律飛行型UAV による構造物調査システム

副題

3DVR と連動させた遠隔操作可能な自律型UAV で、安全に橋梁やダムを調査

技術概要

橋梁やダムの点検を安全で迅速に行うために、複数の小型HD カメラ、IR カメラ、

温度・湿度センサを備えた自律型マルチコプター UAV。大規模な構造物でも、

安全な場所から迅速に遠隔調査可能。調査者はPC 制御による自律飛行の

おかげで点検に集中でき、飛行中に写真・動画撮影、各種センシングが可能。

3DVRによる飛行計画立案、自動飛行経路設定、飛行中のVR との連動、無人

機周辺の構造物のリアルタイム3D モデル化が可能。予め作成したフライトパス

にしたがって、UAV を対象物近辺まで自動飛行させ、対象物の写真撮影を行っ

てリアルタイムに3D モデル化、調査者は3D モデルを見ながら測定箇所をUAV

に指示し、詳細な撮影、センシングを行う。

適用分野

 ■:対象

 □:非対象

橋梁維持管理
   □近接目視(鋼橋)         ■近接目視(コンクリート橋)  ■近接目視(床版)
   □打音検査(鋼・コンクリート橋)  □打音検査(床版)  □点検者の接近手段

技術特徴

・FORUM8 の3DVR ソフトウェア「UC-win/Road」で、対象橋梁を含む3DVR

 空間を用意する。過去に作成した正確な3DVR 空間がない場合は、

 UC-win/Roadで地理データベースから3DVR 空間を作成し、概略の飛行経

 路を設定してUAV を自律飛行させる。飛行中に自動撮影した画像から、開

 発中のSFM(Structure From Motion)技術により点群データを生成し、

 UC-win/Road に取り込み、正確な3DVR 空間を作成する。

・UC-win/Road の3DVR 空間内に詳細な撮影飛行ルートを作成し、撮影・

 計測シミュレーションにより最適な飛行ルートを決定する。

・UAV は決定ルートに沿った自律飛行を行い、点検写真を自動撮影する。

・自律飛行時の自己位置の同定は、GPS、高度センサ、IMU (慣性計測

 装置)、超音波センサ、およびレーザーレンジファインダー、カメラ画像を用い

 たSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術などの複合情報

 に基づく。

・取得した点検写真等の観測データは撮影位置情報、撮影方向情報と関連

 付けて編集、データ管理され、FORUM8 の「橋梁点検支援システム」で参照

 することによって、損傷情報を一括管理しながら容易に調書を作成可能。

移動手法

(飛行系等)

飛行系:UAV (Unmanned Aerial Vehicle)

操作手法

(遠隔、 自立、

 半自立)

(PASS1:3DVR モデルが無い場合実施)自律/半自律/遠隔手動の何れかによ

る飛行

  自律:入手可能な地形データ、図面データから、3DVR ソフトウェア

              UC-win/Road でVR空間内に地形再現、橋梁モデルを再現、撮影の

              ためのおおまかな飛行ルートを設定し、自律飛行&自動撮影を行う。

  半自律:高度保持などのフライトアシスト機能併用の遠隔手動操縦飛行と

              自動撮影。

  遠隔手動:無線リモコンによる遠隔手動操縦飛行と自動撮影。

 

PASS2:事前設定した調査飛行ルートによる自律飛行。

情報取得

方法

(複数カメラ、

広視野カメラ、

赤外線検出器、

打音検査機 等)

写真データ:ジンバルに装着した上部カメラ(横、上方撮影用)、下部カメラ

(横、下方撮影用)による自動撮影。

その他情報:気温、湿度、風速、赤外線センサ

飛行補助情報:GPS、高度センサ、IMU(慣性計測装置)、超音波センサ、

レーザーレンジファインダー、カメラ画像(動画または静止画)

取得情報の

整理・分析方法

(リアルタイム

動画、オルソ

画像、

3D データ 等)

PASS1:( (1),(2) は3DVR モデルが無い場合にのみ実施 )

(1) 自律/半自律/手動いずれかの方法により、対象橋梁とその周辺画像を撮影。

(2) 点群データを生成し、3DVR ソフトウェアUC-win/Road のVR データを作成。

(3) 撮影・計測シミュレーションを行い、最適な自動飛行ルートを検討し、設定する。

 

PASS2:

(1) 自動飛行ルートに沿った自動撮影

(2) 撮影データの保存、管理

(3) 橋梁点検支援システムによる撮影データの処理→調書半自動作成

総合評価

[実用検証技術]

検証項目:[3]鋼橋・コンクリート橋の床版において、「床版ひび割れ、剥離・鉄

                       筋露出、漏水・遊離石灰、抜け落ち、うき」について、点検要領に

                       基づく近接目視の代替または支援ができる技術・システム


検証場所:新浅川橋

 

・飛行に不安定さが見られた。

・写真は比較的鮮明であるが、損傷評価には十分ではない。

・損傷状況の調査精度は低く、床版ひびわれなどの損傷を把握できていない。

  精度向上が望まれる。

・現場検証時には、提案技術である3DVRソフトと連動させる飛行システムが

  開発中であり、検証ができていない。

応募者

株式会社フォーラムエイト

共同開発者
連絡先

ニニス ハフィド

TEL : 0985-58-1888、 FAX : 0985-55-3027  

Email : niniss@forum8.co.jp

 

【参考図 等】

【静止画】

フォーラムエイト01
フォーラムエイト01

静止画ダウンロードはこちら フォーラムエイト01


フォーラムエイト02
フォーラムエイト02

静止画ダウンロードはこちら フォーラムエイト02


【動画】

動画ダウンロードはこちら ダウンロード(wmv)