建設業界におけるuavの利活用 ( 20160819 hokkaido kankyo_hozen_seminer )

和光技研株式会社

　測量調査部　三浦　大

　情報システム室　香川　誠

建設業界におけるUAVの利活用について

1

2016/8/19北海道環境保全技術協会セミナー資料和光技研株式会社

本日の構成

• はじめに• 建設業界の動き• UAV 撮影の概要• UAV 撮影写真の 3D データ化• UAV データ／ 3D データの活用事例• 3D 地形モデリングサービスの紹介• さいごに

2


■ はじめに

3


発表者

• 三浦大• 和光技研株式会社測量調査課課長• 特技三味線

• 本日は主に UAV の技術解説を担当

• 香川誠• 和光技研株式会社情報システム室室長

• 猫アレルギー

• 本日は主に全体概要と 3D サービスを担当

4


和光技研株式会社　企業概要

商号和光技研株式会社

代表取締役社長細川康司

所在地〒 063-8507北海道札幌市西区琴似 3 条 7 丁目 5 番 22 号

ホームページ http://www.wako-giken.co.jp電話番号 011-611-0206FAX 011-612-2092創業年月日昭和 39 年 7 月 18 日

5

2016/8/19北海道環境保全技術協会セミナー資料和光技研株式会社 6

和光技研株式会社　もう少し紹介

• 社員数約８０名• 建設コンサルとして、

土木設計、測量調査、環境調査、地質調査等を実施

• 受注先は、北海道建設管理部が約７割

• 平成 25 年度より 3D関連事業に注力


UAV≒ドローンへの社会的関心

• ドローンと聞いて思い浮かべるのはどれ？–広島県の大規模土砂災害を撮影 (H26.8.24)–湘南国際マラソン大会空撮で墜落 (H26.11.3)–首相官邸への落下 (H27.4.22)–善光寺境内の落下 (H27.5.09)–姫路城へ衝突　　 (H27.9.19)–楽天がドローン配送開始 (H28.5.9)

7


名称の整理UAV （ Unmanned aerial vehicle ）＝無人航空機

ドローン（ Drone ）＝無人機

本日のお話しはここです。8


■ 建設業界の動き

9


動画撮影例（国土地理院）

• 鬼怒川破堤箇所を高度 20m から撮影

出典：国土地理院動画チャンネルhttps://www.youtube.com/watch?v=LZMXvE8QSVU

10


土木業界における ICT化の取り組み

11

• ゆっくり且つ確実に IT 化が進んでいる

H ８CALS 整備基本構想

H21国内 BIM元

年

H24国内 CIM元

年H27

i-Construction

参考）和光技研の取り組み状況

H23 　土木用 3DCAD導入

H24 　 UAV 写真解析ソフト導入

H26 　ﾌﾙｶﾗｰ 3D 導ﾌﾟﾘﾝﾀ入


• CIM （ Construction Information Modeling/Management ）

– 建設業のライフサイクルで、一貫したデータの活用を通じて、品質の向上や効率化を目指す取り組み

12

CIMとは？


i-Constructionとは？

＜ i-Constructionの３つの取り組み＞

１．土工の ICT全面活用– ２次元図面から３次元、３次元から２次元図面へ戻す余計な手間を省く

– 熟練の技術者でなくても施工が可能

– 検査書類等の軽減

２．コンクリート工における規格標準化– 工場製作に置き換えることで、天候に左右されず計画的に工事を進める

ことが可能になる

３．施工時期の平準化– 年間を通した工事量の変動を平準化することで、技能者の収入が安定し、休暇取得がしやすい

13


国土交通省の新基準

• 空撮をするための規定– 公共測量における UAV の使用に関する安全基準 (案 )

• 国土交通省　国土地理院　発行

– 無人航空機の安全な飛行のためのガイドライン• 国土交通省　航空局　発行

• UAV 測量マニュアルの制定– UAV を用いた公共測量マニュアル（案）

• 国土交通省　国土地理院　発行14


■UAV撮影の概要

15


UAVとは• メーカーと概算金額

16

DJI 社 PHANTOM4

enRoute 社 ZionQC

PRODRONE 社 PD6B-AW

Amuse oneself 社 Zuav simple

自社製UAV

出典：各社 HP 製品カタログ

約 15～ 30万円

約 150～ 300万円

約 300～ 700万円

約 1000万円約 50～ 100万円


UAVとは• 機械の特徴

17

分類メーカー名特　　徴拡張性

既製品 DJI 完成度は高いが積載重量が小さいソースが独自で変更不可

×

enRoute 老舗でカスタマイズ作成が可能 △PRODRONE DJI 社と提携して用途に合わせ

て機体を選定できるが価格が高価

△

Amuse oneself

独自の技術で GPS の座標と撮影写真の整合性を取得可能で測量業務向きであるが価格が高価

×

手作り自社製安価で作成可能であるが作成にノウハウが必要で実際に使用するまでに期間が必要

◎


UAVとは• 主な利用シーン

18

農薬散布プロモーション撮影

UAV 測量・施工管理撮影

災害状況撮影


いろいろなUAV• 一般に、翼の数が多いほど安定した飛行と

細かな動作が可能で、積載重量も大きい。

19

出典：全国測量設計業協会連合会平成 27 年度 UAV導入ガイド


飛行禁止空域

• 下図 A～ C の空域で UAV で飛行させる場合は、国土交通大臣の許可が必要となります。

出典：国土交通省 HP （無人航空機（ドローン・ラジコン機等）の飛行ルール）

20


飛行方法の制限

• 人や建物などから 30m未満の範囲や夜間に UAV を飛行させる場合は、国土交通大臣の許可が必要となります。

出典：国土交通省 HP （無人航空機（ドローン・ラジコン機等）の飛行ルール）

21


UAVによる公共測量

• UAV による数値地形図データ作成は２種類–空中写真測量（従来のセスナ空撮と類似）–空中写真による三次元点群測量（ New！）

出典：国土地理院 HP （ UAV による公共測量）

22


UAVによる公共測量（写真のラップ率）

60% 90%

30%

進行方向

進行方向

進行方向

60% 進行方向

空中写真測量三次元点群測量

隣接空中写真間

隣接コースの空中写真間

23


UAVによる公共測量（標定点・検証点の数）

• 空中写真測量の場合

標定点

24


外部標定点

内部標定点

低高度標定点

高高度標定点

外部検証点

内部検証点

UAVによる公共測量（標定点・検証点の数）

• 三次元点群測量の場合

25


■UAV撮影写真の 3Dデータ化

26


三次元の点群データへの変換手法

• SfM （ Structure-from-Motion ）–動画や画像から、被写体であるオブジェクトやカメラの動きを復元する技術

27


三次元の点群データへの変換手法

• SfM （ Structure-from-Motion ）

28

出典：株式会社　マイナビ　 HP


代表的な SfMソフト

• ソフトの価格は無料から数百万円まで様々• 同じ写真を使っても成果は変わります

分類メーカー名ソフト名概算費用

購入ソフト Agisoft PhotoScan 約 50万円Pix4D Pix4Dmapper 約 120万円Acute3D ContextCaptu

re約 270万円

クラウド Autodesk Recap 360 約 850円／回

DroneDeploy 無料プランあり

無料ソフト Changchang Wu氏

VisualSFM

29


■UAVデータ・3Dデータの活用事例

30


利用例（国土地理院）

• 熊本地震による断層図化

出典：国土地理院動画チャンネルhttps://www.youtube.com/watch?v=DXTAAvVB2M8

31


利用例（長崎市）

• 軍艦島の AR 化

出典： YouTube 　長崎市世界遺産推進室https://www.youtube.com/watch?v=q8nlh3CmKL4

32


工事前

工事後

←FLOW

←FLOW

改修前後の標高比較

33


3Dプリンタ出力

34

UAV 撮影

打ち合わせ用のミニチュア作成


応用：SfMは地形以外も立体化できます

出典：株式会社オーク HP

デジカメ撮影

SfM ソフト

3D データ


■3D地形モデリングサービスの紹介

36


• UAV 撮影から３ D データ作成、３ Dプリンタ出力までを最短３営業日で提供

最短３日、通常２～３週間ほどで提供可能

ワンストップの３D地形モデリングサービス

37


新聞記事

出典：北海道建設新聞　平成 28 年 5 月 31 日号

38


• 3dsystems Projet 660Pro– 積層ピッチ 0.1mm– 造形サイズ 254×381×203mm– フルカラー 600万色

39

フルカラー 3Dプリンタ


3Dプリンタ出力の様子

• 造形および後処理の様子

出典：https://www.youtube.com/watch?v=RqnTx-aGi4A

40


3Dプリンタの本体価格

41

出典：経済産業省新ものづくり研究会（第 1回）－配布資料


■ さいごに

42


建設業界のこれから

• 将来的に３次元の枠組みを標準化する方向性を描いている

　大臣官房技術調査課　柿崎恒美　（環境安全・地理空間情報技術調整官）

• 意欲のある企業にはチャンスが訪れる　総合政策局公共事業企画調整課　新田恭士　（企画専門官）

出典：建設通信新聞　連載・ CIM の道筋 / 生産性革命元年

43


本日覚えて帰ってほしいこと３つ

• UAV とドローンは似て非なるもの

• 撮影した写真は SfM によって 3D データ化

• 根気があれば安価に導入することも可能

• UAV は無人飛行機、ドローンは無人機

• 精度が必要な場合は撮影計画が必要

• 購入まではチョット…という場合は、私どもに撮影や加工をご依頼ください

44


お問い合わせ先

• 本日の内容にご質問等がありましたら、お気軽にお問い合わせください。

　 [email protected]• 三浦大　（測量調査課課長）

– 本日は主に UAV の技術解説を担当

• 香川誠　（情報システム室室長）– 本日は主に全体概要と 3D サービスを担当

45

建設業界におけるuavの利活用 ( 20160819 hokkaido kankyo_hozen_seminer )

Engineering