新VTOL型ドローンによる大規模3次元モデリング

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October 19, 20

スライド概要

エアロセンスにて新たに商品化したVTOL型ドローンを紹介します。このドローンはマルチコプターのようにホバリングすることで垂直離着陸が可能で、固定翼機のように水平飛行もできます。これにより簡単に自律飛行による運用ができ、効率良く広範囲の監視・点検を行うことができます。ドローンの応用として、写真測量による3次元モデル化業務の実施例を紹介するとともに、VTOLを活用することで圧倒的な大規模範囲をモデル化できることを示していきます。

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リアルタイム3Dコンテンツを制作・運用するための世界的にリードするプラットフォームである「Unity」の日本国内における販売、サポート、コミュニティ活動、研究開発、教育支援を行っています。ゲーム開発者からアーティスト、建築家、自動車デザイナー、映画製作者など、さまざまなクリエイターがUnityを使い想像力を発揮しています。

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各ページのテキスト
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新VTOL型ドローンによる 大規模3次元モデリング エアロセンス株式会社 代表取締役社長 佐部 浩太郎 2020年10月9日 1 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロセンス概要 エアロセンスは、ソニーとZMPの合弁会社として始まり、ドローンによる産業用 ソリューションの事業化に取り組んでいます。 事業内容 所在地 設立日 資本金 主要株主 役員体制 2 :産業用UAVによる計測プラットフォームの 開発・製造及びソリューションの提供 :東京都文京区小石川5-41-10 :2015年8月3日 :1億円 :ソニー(株)、(株)ZMP、住友商事(株) :代表取締役 佐部 浩太郎 取締役 嶋田 悟 取締役(非常勤) 小田島 伸至 取締役(非常勤) 蛇谷 光生 取締役(非常勤) 室伏 一郎 監査役 山崎 信治 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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• ミッション – ドローン技術で変革をもたらし、 社会に貢献をする。 • ビジョン – 現実世界をICTに繋いで、様々な作 業を自動化していく。 • バリュー – 最先端の技術導入 – シンプルで使い易い – 安心・安全のサポート 3 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロセンスの特長 ハードウェア設計からクラウド・データ解析まで自社内の開発体制をフルに生かして、 現場の人がボタン一つ押すだけで仕事をこなせる “One push solution” を創ります。 国土地理院測量機器台帳登録 4 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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5 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロボ測量2.0 ドローン撮影、運用、データ処理、管理まで一連のワークフローをカバーする。 クラウド解析処理 データ アップロード ドローン 自律+安全・安心 測量画質 6 マーカー測量 使い勝手の向上(データ同期) 精度検証・精度保証 データ管理 オルソ地図 3次元モデリング 帳票出力 土量計算 クラウドサービス 高速・大容量実行 CAD連携 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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ドローン・マーカー・クラウド エアロセンスは、パッケージソリューションを一気通貫で自社で開発・提供。 7 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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AEROBO® Marker 小型、軽量、簡単操作(誰でも使える) GNSS測量機器性能認定(日本測量協会)  サイズΦ24cm × 3cm (本体) (高度70mまで対応)  重量 640g  受信方式 GPS, QZSS, GLONASS (1Hz) 8 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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AEROBO Cloud • 前処理・フォトグラメトリ処理・解析処理の3段階 • 機械学習は事前処理・解析処理で活用 処理終了 処理開始 前処理 GPSマーカーの ログ測位処理 空撮写真上の GPSマーカー検出処理 9 フォトグラメトリ処理 • 点群生成 • 三次元モデル生成 • オルソ画像生成 解析処理 Web地図用 タイル生成 シート点検処理 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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3次元モデル作成の原理 以下の手順によりフォトグラメトリ (写真測量)処理により、 3次元復元を行う オーバーラップを持たせた写真撮影に より、地物を様々な角度から撮影 高密度な点群 データ 写真間で同じ地点の特徴点を抽出 空中三角測量の原理で3次元復元 10 点群に面を貼っ て3次元モデル を復元 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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AEROBO Marker (画像処理) 11 • AEROBOマーカーのログファイルと空撮画像から、クラウドに実装されたAI 画像認識技術 (ディープラーニング)により、自動的にマーカーを検出・マッチング。 • GCPとして中心点を正確に捕捉し、手動の座標入力や標定点の指定が不要。 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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Workflow 1. Mission planning 2. Marker placement 3. Flight & measure 4. Data confirmation & upload 5. Data analysis 6. Data utilization 12 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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13 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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3D点群データの活用 点群を活用すると、コンター図作成や土量の体 積管理などが簡単にできます。 コンター図面の生成 断面図の生成 14 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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国土交通省 「i-Constructionの推進」資料より 15 15 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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広域ドローンソリューション 土木 (i-Construction) インフラ保守 ②点検 ①測量 地形・地図 建築進捗管理 自律飛行 × クラウド解析 イベント撮影 災害時監視 ③有線 設備警護 16 災害時物資配送 (国内) ④広域 検体輸送(海外) 広域測量 精密農業 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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17 AS-VT01 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロボウイングの基本仕様 機体名称 外形寸法 本体重量 最大離陸重量 最大搭載可能重量 最大使用可能時間 最大飛行距離 最高速度 巡航速度 飛行可能風速 飛行制御 改正航空法 安全機能 フライト コントローラー センサー 拡張端子 18 AS-VT01 2130 x 1200 x 450mm(プロペラなし) 8.54kg(バッテリ込み) 9.54kg 1kg 40分 50km 100km/h 75km/h 10m/s 飛行計画による自動航行、またはマニュアル飛行 全国包括申請に対応 飛行中の自動航行/マニュアル操作切り替え LED灯火(赤/緑/白) 周囲確認(前方・下方カメラ) 落下防止(マルチコプターへの瞬時遷移) 駆動系・電源系冗長化 自動帰還(無線切断、バッテリー残量低下時) 自動着陸(GPS異常、バッテリー残量低下時) 自社製フライトコントローラー +高性能アプリケーションプロセッサ(Linux) GPS、IMU、カメラ、他 USB、UART、他 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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19 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロボウィングの特徴 (優れた自律運用性) 水平飛行 ヘリコプター(回転翼機) のように、ホバリングし垂 遷移 遷移 直離着 飛行機(固定翼機) のように、水平飛行 垂直着陸 垂直離陸 運用イメージ 20 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロボウィングの特徴 (圧倒的な広域カバレッジ) 高速巡航 20m/s 長時間飛行 40min. 21 通信機能と周囲監視カメラー>目視外飛行 Wireless Technology Multi channel Video Streaming Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロボウィングの特徴 (実用性と経済性) オンボードコンピュータによるペイロード拡張 唯一の国産VTOL ドローンソリューション! Flight Controller On Board Super Computer Expansion IO Board Various Payload Control 自律飛行・経路生成・運航管理 22 2020年8月当社調べ 高いコストパフォーマンス と安心安全の提供 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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セルラー通信による目視外飛行運用 セルラー通信 映像・制御・テレメトリ 2.4GHz通信 制御・テレメトリ 接続 インターネット 接続 サーバー※ ネット接続 A地点 セルラー通信 モジュール セルラー回線とインターネットを介した遠隔制御 ドローン映像及び位置を伝送し、コントロール端末で 運行を確認する。 北海道当別町での実証実験事例 23 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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過去の実績 石垣島・竹富島間のVTOL機による自律飛行実験(2017) 災害発生時の広域・迅速な被災状況把握に向 けて、VTOL で LTE映像伝送を実施(2018) 「小型無人航空機(ドローン)を用いた物流サービス普及促進 事業」がJICAにより採択。ザンビア保健省・航空局のサポ ートの元、総合病院・保険センター間で試薬と検体の輸送実験 を実施(2017) ポポタ農村 保健センター チョマ総合 病院 24 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロボウイングの技術進化 耐久性・制御安定性・飛行時間で大幅に性能を向上 課題であった重心部への積載も解決 空気抵抗50%以上削減 構造材:カーボンフレーム+発泡スチロール 駆動方式:チルトローター+サブローター 翼型:三角翼 25 繊維強化プラスチック(CFRP, GFRP) クアッドローター+メインローター 翼延長+胴体翼 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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市場機会 巨大な既存リモートセンシング市場(衛星、セスナ、ヘリコプター)と 伸びるドローンソリューション市場(測量、防災、監視、点検、農業、物流) 世界リモートセンシング市場 国内ドローンソリューション市場 30,000 億円 25,000 億円 20,000 15,000 10,000 測量 5,000 0 リモセン 2018 12,474 2019 13,809 2020 15,286 2021 16,922 2025 25,412 BCCリサーチ 26 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2018 424 2019 509 2020 609 2021 696 2025 1010 物流 11 18 27 37 98 点検 1121 1580 2030 2501 4404 農業 226 316 393 486 817 矢野経済研究所 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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応用例 27 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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ソリューション 大規模測量 Sony UMC-R10C 3D点群・オルソ地図 高速シャッター&インターバル撮影 で毎秒2000万画素の高精細画像 エアロボクラウド Micasense ALTUM 通常画像と近赤外・熱赤外画像を 同時に撮影可能な高精細カメラ 28 精密農業 NDVI・オルソ地図 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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精密農業 可変散布マップ NDVI画像による植生の分析 データ機械に 直接読み込み  VTOLによるNDVIオルソ画像の生成 GPS対応資材散布機(ブロードキャスタ) による自動可変肥料散布・可変農薬散布 スマート農業プロジェクト(北海道当別町)にて実証実験中 29 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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大規模測量 1回のフライト(20分)で100haのエリアの画像をエア ロボクラウドにて詳細に地図化 約2km 約100ha 圧倒的な広域の測量 30 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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広域監視・点検 GoPro Hero8 広角でブレの 少ない動画撮影 33 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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エアロセンスの成長戦略と社会貢献 広がる適用範囲 人が困難な作業を代替 道路・鉄道 河川・送電 農林・水産 長距離 広範囲・遠くまで上空をカバーする。 VTOL 長時間 中継 警備・監視 上空にずっととどまり観測しつづける。 有線ドローン 超接近 ビル・トンネル 橋・倉庫 人が近づけない高所・難所へのアプローチ 屋内ドローン 34 Copyright 2020 Aerosense Inc.

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