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自動航行ソフトとは?ソフトを使うメリットとデメリット

2017年10月13日 測量

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ドローンによる測量の際に、自動航行ソフト(アプリ)を使って操縦をした経験はありますか。自動航行に操縦を任せると、こちらが求めているルートに対してドローンがソフトの指示により自動的に動くことで実際の運転時の手間が省けます。

ただし、測量地の起伏が激しい場所や立体構造が複雑な構造物を測量する際には、自動航行ソフトに任せられないケースも出てきます。こうした自動航行ソフトについて理解を深めていきましょう。

自動航行ソフトとは

どうやって使うの?

自動航行ソフトを用いてドローンの測量を行う際には、コントローラー(通称:プロポ)にiPadやiPhoneといったタブレット端末をつないで、そこに自動航行ソフトやアプリを入れます。

画面上に地図が出てきて、例えばドローンの飛行ルートも、A地点からB地点まで飛ばすという範囲や高度を、ソフトウエア上で事前に設定することが可能です。入力フォームに規定の数値を事前に入力し「Go」ボタンを押すことで実際にドローンが空へと飛翔し、ルートに沿ってプログラム飛行をしながら撮影ができます。

実際の測量では自動航行と手動の割合は半々

今まで手動の場合にはコントローラーを用いて自分の指で操縦ルートをコントロールしていましたが、自動航行の場合は飛ばしている間は自動航行ソフトに操縦を任せることが可能です。

測量場所や目的によっても異なりますが、測量において自動航行ソフトを用いる場合と手動で操縦する場合は、今は同じくらいの割合で使用しています。

自動航行ソフトのメリットとデメリット

メリット1:運転不要

自動航行ソフトを使用するメリットは、安定的なドローンの操縦が可能になり、こちらが計算したルートをドローンが自動的に飛行するため、運転時の手間が省けます。

そのため、測量時の周囲の環境など安全面にしっかりと目が届き、測量の精度を保つことに意識を集中できます。もし平面的な地表部分を広範囲をまんべんなく測量するのであれば、自動航行ソフトはとても優れています。

メリット2:複雑な操縦の計算も入力するだけ

ドローンで測量を行う際には、国土交通省の基準により様々な基準が決められています。

例えば、その一つにオーバーラップ率があります。ドローンでの測量は、連続して地表を撮影しますが、その撮った写真の重なり具合の割合を示すのが、オーバーラップ率です。 国交省の基準ではドローンの進行方向で90%以上、隣接コース間で60%、画像が重なるように撮影することが求められます。

さらにドローンの写真撮影の間隔の秒数は、飛ぶ高度とドローンの飛行速度によって決まります。こうした複雑な計算も、ソフトの入力フォームに必要な数値を入力することにより、機械が判断して自動的に行うことができます。

そのため、もし初心者の方がドローンによる測量を行う際には、ソフトウエアを使った自動飛行は向いているといえます。

メリット3:3次元コンピュータグラフィックスにも対応

ドローンに組み込まれている自動航行ソフトは最近さらに優秀になっています。3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)用の自動航行にも対応できるなど、高レベルな航行による撮影も自動で出来るよう作られています。

ただしその場合には、ドローンや搭載されているカメラの特徴や知識、さらには自動航行ソフトの特徴などを理解することが必要となります。

ドローン測量のノウハウに関してさらに詳細を知りたい方は、下記のサイトをご参照ください。

 

デメリット1:難易度の高い測量に不向き

反対に、自動航行ソフトは、測量地の起伏が激しい場所や、難易度の高い測量データが求められる際には、不適切なケースもあります。

例えば弊社では、建造物や橋脚の測量も行っていますが、上の座標点と地面の座標点には高低差があり、それを写真測量で行うことは一般的にはドローンでは無理だと言われています。

その場合は自動航行ソフトではなく、操縦士がドローンのコントローラーを手動で操縦し、高低差のある座標点を合わせていくための飛行方法と撮影技術によって測量を行っています。

このように測量エリアの地形や求められる測量データの難易度が高ければ高いほど、自動航行ソフトには任せられないケースも出てきます。

デメリット2:崖などの縦方向の測量には不適切

弊社では、今まで断崖絶壁の地形の測量も行いましたが、自動航行ソフトは上下方向に一直線の測量を行うように設定されていないのが現状です。

崖の測量を行った際には、崖の岩を切り落としてその体積を調べることが目的でした。その場合は、平面を飛んで測量する際の縦バージョンの飛行方法になり、ドローンは上から下に飛ぶしかありません。ただしその飛行方法に対応した自動航行ソフトは現在ないため、完全に手動による操縦となります。

今後、橋脚の塩害対策工事のため、ドローンによる点検や測量はどんどん増えると予想されますが、その際に必要となるのが縦方向の測量技術です。ただし現状においては、縦方向の自律航行はまだ未開発な領域のようです。

自動航行ソフトによる違い

どんな機種があるの?

現在日本で大きく扱われている自動航行ソフトには、「DJI GS PRO」、「Map Pilot」、「Pix4D」の3つがあります。

そのため、それぞれのソフトの特徴をよく知った上で自動操縦を行うことも重要となってきます。またバージョンが変わると、その内容も変わるため、常に最新のバージョンではどう変わったかをチェックすることも大事です。

真下しか撮影できないソフトも

自動航行ソフトの種類によっては、色々な設定が自分で調整できるものと、設定変更が限定されているものがあります。

例えば、撮影するカメラの角度が真下しか対応していない自動航行ソフトもあります。平地のなだらかな場所の測量や、平面を正確に理解するためには、真下からの撮影も大事となります。しかし3Dでの立体構造を正確につかんで3Dモデリングを行うためには、斜めから撮影することも必要となるのです。

カメラの設定に制限あり

カメラの設定においても、「シャッタースピード」、「F値」、「絞り」、「ISO(明るさの単位)」などの設定を自動対応でしかできない、限定的な自動航行ソフトもあります。

種類によっては、細かな設定をマニュアルで扱えるものもあります。現状においては、自動航行ソフトの制作メーカーが、ドローン操縦についての技術革新に注力し、一方でカメラでの撮影のことを重要視していないのが、要因かもしれません。

ドローンによる撮影の際のカメラ知識につきましては、下記のサイトで詳細を説明していますので、どうぞご参考にしてください。

「DJI GS PRO」の性能

「DJI GS PRO」はDJIの純正の自動航行ソフトであり、「ファントム4pro」や「インスパイヤー2」との相性も良いため、個人的には使い勝手がいいソフトです。ただしそれでも調整が難しいと感じる局面があります。

例えば広範囲な土地を一気に測量しようとドローンを飛行させた時に、自動航行ソフトに測量のウェイポイント(航空路上の地点)の制限がついていました。安全機能の一環として付いている制限かとは思いますが、測量でそこまでの広範囲を使う想定をしていないのだと思います。細かいことですが、実際に測量の業務を行う際には大事なことなのです。

まとめ

現在はドローンの進化においても過渡的なタイミングであり、自動航行ソフトもまだまだ開発途上の状況となっています。そのため複数の自動航行ソフトの長所と短所を知り、使いこなすことで精度の高いドローン測量が実現できます。

近い将来、ドローンによる測量がさらに普及し一般化された際には、自動航行ソフトがさらに進化することが予想されます。

 

株式会社ensembleでのドローン測量の流れ

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ドローンの機能が従来に比べて格段に高性能になり、ドローン測量が一般的となりつつあります。

ただし、難易度の高い測量の現場においては、求められる精度を実現できるか不安に思われる点もあるかもしれません。

株式会社ensembleでは、経験豊富な操縦士によるドローンの運転と共に、3次元コンピュータグラフィックス知識や撮影技術などを保有しております。

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