災害調査部会

No.7

技術名称

火山災害予測用リアルタイムデータベースを実現するセンシング技術

技術概要

活動中の火山における立入制限区域内のデータ収集は,土石流予測を行う上

で非常に重要である.そこで,申請者らは,複数台マルチロータ機を用いた

a)地形データの収集技術,b)遠隔土砂サンプリング技術,c)遠隔含水率・透水

性の計測技術,といったセンシング技術を開発し,d)火山災害予測用リアルタ

イムデータベースシステムの実現を目指している.本現場検証では,浅間山に

おいて,このシステムの有用性について評価を行う.

適用分野

 ■:対象

 □:非対象

災害調査

 ■土砂崩落把握  ■土砂等計測  □引火性ガス把握  □トンネル内把握

技術特徴

活動中の火山における立入制限区域内のデータ収集は,土石流予測を行う上

で非常に重要である.そこで,マルチロータ機を用いたa)地形データの収集技

術ならびに,b)遠隔土砂サンプリング技術の開発を進めている.マルチロータ

機Zion QC730(18インチプロペラ4 枚搭載)ならびに,Zion QC630(15 インチ

プロペラ4枚搭載)は,長距離飛行が可能であり,GPSを利用した自律飛行を特

徴としている.また,土砂サンプリング装置は,小型軽量であり,マルチロータ機

で運搬可能であるという特徴を持つ.

移動手法

飛行ロボットは,バッテリを搭載し,電動モータ駆動により4 枚のプロペラを駆動

することで,GPS を用いた自律飛行が可能である. 土砂サンプリング装置は,

飛行ロボットの下につり下げられ,目標位置において着地を検知し,土砂サン

プリング動作を実施する.

操作方法

飛行ロボットの自律飛行については,まずGPSの目標位置の列(ウエイポイント)

をPC の上で指定し,飛行経路を飛行ロボットに転送する.次に,指定された地

点を順に巡る自律飛行を行う.離陸,着陸については,自動/手動を選択する

ことができる.土砂サンプリング装置は,着地判定を自律的に行い,土砂サンプ

リングを行う.

情報取得方法

飛行ロボットには,パンチルトカメラを搭載し,予め指定した方向の画像データを

取得することができる.また,対象環境の画像列から三次元地形画像を取得する

ための固定カメラを搭載することができる.さらに,テザーを用いて土砂サンプリ

ング装置をつり下げることで,対象環境の土砂を取得することができる.

取得情報の

整理・分析方法

取得した画像情報は,4k 画像であるため,画像を解析することで,立入制限

区域内の詳細な画像情報を得ることが可能である.また,取得した3D データ

の噴火前/噴火後を比較することで,火山灰の体積量が推定可能である.

さらに,土砂サンプリング装置により取得した土砂は,粒度分析を行うことで,

その地点における土砂が有する特徴をすることができる.

総合評価

[実用検証技術]

検証項目:[1]地形の変化や状況を把握するための高精細な画像・映像や地形

                        データ等の取得ができる技術


検証場所:桜島黒神

 

検証範囲2および3において画像・映像・地形データが取得できた。現場状況に

応じた臨機応変な対応(飛行計画・撮影計画の立案)に優れている。

コメント※

[要素検証技術]

検証項目:[2]土砂等の状況を判断するため、例えば、土砂や火山灰等の含水

                        比や透水性、密度・内部摩擦角・粘着力、貫入抵抗、火山灰につ

                        いては堆積深等の計測ができる技術

 

検証場所:桜島黒神


少量の土砂採取はできたが、必要量の採取はできず、また、採取機構の設置

時の安定感に欠ける。実用に向けて採取方法の検討を期待する。

応募者

東北大学

共同開発者 国際航業 株式会社、株式会社 エンルート
連絡先 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 6-6-01 東北大学 機械系
電話:022-795-6990、 FAX:022-795-6990
Email:keiji@ieee.org
詳細情報リンク http://www.astro.mech.tohoku.ac.jp/~keiji/Research/research.html

 

※公募要件に対する部会としての評価ではない。ただし、要素検証技術の確認に部会の委員が立会った場合は記載。


 

【参考図 等】

【静止画】

桜島昭和火口
桜島昭和火口

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土砂サンプリングデバイス
土砂サンプリングデバイス

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土砂サンプリングデバイスとUAV
土砂サンプリングデバイスとUAV

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