ドローンの飛行・撮影計画
- 入札時の仕様書から丸投げで計画立案
- 予算・目的に合わせて解像度・機材の選定
- ドローン法規制対応・安全計画を柔軟に調整
- 納品後のデータ管理、三次元化加工等のご要望に合わせた撮影計画
— ドローン × 画像計測 = 建物・インフラ点検空撮
画像計測の歩みは、ほんの10数年。
国交省のマニュアルも、まだ存在しない。
でもデジタルカメラの能力はとっくに人の目を超えている。
問題は「正しく使われていない」だけ。
当社は茨城県の小さなドローン空撮会社です。建物・インフラ点検における"撮影技術"を専門としています。
1970〜90年代に造られた日本のインフラは、いま一斉に老朽化を迎えています。2014年に「5年に1回の近接目視」が義務化され、ちょうど登場したドローンカメラを点検に活かす流れが、今日の画像計測技術へとつながりました。
画像計測といえば、"自動解析"や"合成図化"に注目が集まりがちですが、うまくいかない場合のボトルネックは"撮影"にあることが多いです。正しく撮られたデータがなければ、どんな解析・加工技術もよい成果を生みません。点検とは5年、10年、20年と続く長い観察です。解析は後からやり直せても、撮影だけは取り返せない。だからこそ当社は、まだ誰も体系化していない"画像計測撮影"に集中してきました。
カメラテクノロジーの真価を、広め、深める。それが、これからのドローン点検分野へのささやかな貢献だと信じています。
株式会社KAKKU 代表取締役
雨谷 周也
— 画像計測撮影とは
対象ごとの解像度定義、目視との同等性の証明、高解像度がゆえの高い撮影技術が要求されます。
画像計測撮影では解像度を厳密に管理します。解像度は1ピクセルが捉える実寸――"画素分解能(mm/px)"で調整し、検知したい変状のサイズに応じて設定します。例えば0.2mm幅以上のひび割れを検知するには、1mm/px以下の画素分解能が必要です。
解像度の不足は、目的の変状を検知できないばかりか「変状が存在しない」という誤診断を招きます。右図のように解像度が不足している場合、印刷されているひび割れサンプルは、"検知できない"だけでなく、"ないように見える"ということが厄介なところです。"ある"ことの証明は簡単で、"ない"ことの証明は難しい。
このように"解像度が足りていない"だけなのに、"ないと解釈してしまう"といった致命的誤診断を避けるために、図のようなクラックサンプル表をエビデンス(根拠)として撮影します(現場の環境で、その日使用するカメラ、解像度で撮影して、何が検知できて、何が検知できないかの閾値を明確にします)。
国の点検マニュアルは、画像計測撮影に「目視との同等性の担保」を求めています。しかし具体的な方法は示されておらず、多くの現場でおざなりにされているのが実情です。
この同等性をどう証明するか――当社は、視力検査表を撮影し、視力と解像度の関係を示す手法を提唱しています。画素分解能1.0mm/pxは、視力1.0で2.5mから目視する精度に相当します。
さらに応用すると、フルサイズセンサに24mmレンズを付けた状態(水平画角74°)が目視で鮮明に見える視野に相当すると仮定したとき、視力1.0は940万画素相当だとわかり、デジタルカメラ活用の有効性も示せます(Bayer型センサの場合)。この理論を起点に、現場で試験データを撮影してカメラ固有の誤差を確かめ、エビデンス(証拠)として残すことで、目視との同等性を証明します。
精度の基準を定めても、過剰な解像度はコストを倍増させます。解像度をX倍にすると、撮影枚数・データ管理・処理・解析にかかる労力(コスト)は、いずれも"Xの2乗倍"になります。だからこそ解像度の設定は、常に必要十分な値でなければなりません。
しかも解像度が高いほど、ピント合わせ・ブレ対策・ノイズ制御はシビアになります。当然、ピンボケやブレ、ノイズ過多の画像は解析に使えません。影や屋内など光量の足りない現場も多く、ブレ対策とノイズ制御がトレードオフになるケースも少なくありません。
カメラメカニズムとイメージングパイプライン(撮像処理の流れ)を熟知し、論理的に正しい設定のもとで"必要十分な解像度のまま画像の鮮明さを最大化する"――それが画像計測撮影技術の真髄です。そのために当社は、"商用カメラ撮影"、"赤外線サーモグラフィー計測"、"点群写真測量撮影"の技術・ノウハウを、柔軟かつ複合的に活用します。
— 提供サービス
計画から撮影、現像、三次元化、技術支援まで。
ドローン空撮と画像計測を、一気通貫で支えます。
— 実績のある検査対象物
目的、予算、現場環境に応じて柔軟かつ緻密な計画を立て、無駄なく安全に現場運営します。
床版、橋脚のひび割れや支承、ケーブル接合部等の可視光撮影。床版など橋梁の下をドローンが飛行する際は、非GPS環境となる他、目視外飛行が必要になることがあります。
モルタル・コンクリート吹付工などの法面を可視光・サーマルで撮影します。サーマルでは昼間・夜間の2時刻で撮影を行います。法面の傾斜角や道路上を飛行する場合の道路使用許可などに対応します。
タイル・モルタルの"浮き"を検知するために、主にサーマルカメラを使った撮影を行います。都内のビルなどで、道路使用許可や近隣住民への事前告知などの調整にも対応します。
公共施設などの12条点検に対応する撮影を行います。足場などが必要になる高所点検をドローンで安価に行うことができます。対象によってサーマルを使うこともあります。
建物の内外壁、設備(煙突やフレアスタック等)、構造(柱、梁、トラス等)、屋根(防水シート、ゴミ)など、さまざまな対象がありますが、対象ごとに飛行環境の整理、精度調整など柔軟に対応します。
非GPS環境かつ暗所の場合は、照明、ドローン機種など飛行環境に合わせた撮影計画が必要となります。特に明るさの確保はデータ品質に大きく関わるため、緻密な計画が必要です。
碍子、引き留めクランプなどの撮影実績があります。高圧電線の場合、ノイズ、磁場の干渉がドローンの飛行に大きく影響するため、専門的な安全対策の知識が必要となります。
人による点検では、超近接距離の目視が行われており、十分な解像度をどこに設定するかで撮影手法がかなり変わります。陸上、洋上、のいずれも実績があります。
堤頂長(ダムの幅)200mクラスの壁面を撮影した実績があります。壁面付近は強い上昇気流が発生する為、15m以上の撮影距離が必要となり、傾斜に対応する撮影距離の管理なども特殊です。
ダムと違い、地面でオペレーションできる確実性はありますが、山中などでは植生の影響で撮影困難な状況も多く、伐採作業を経てから実施する場合があります。
サーマルカメラでホットスポットを検知します。ホットスポットを図面にマッピングすることも対応可能です。メーカーによってサーマルカメラで対応不可のケースもあります。
護岸や擁壁など、海、川のいずれも実績があります。海の場合は強風に対する対応や、撮影距離の管理が特殊ですが当社ではノウハウもあります。
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