大林組がダム建設現場でドローンを用いた監査廊点検システムの実証実験を実施：ドローン

大林組は、ダム監査廊の点検作業向けに、自動飛行ドローンを用いた点検システムを開発し、Spiralの協力を受け、三重県伊賀市で施工中の川上ダムに導入した。

[BUILT]

　大林組は、ダム監査廊※1の点検作業向けに、自動飛行ドローンを用いた点検システムを開発し、Spiralの協力を受け、三重県伊賀市で施工中の川上ダムに導入し、点検作業の省人化と省力化を目的とした実証実験を行ったことを2022年8月2日に発表した。

※1 ダム監査廊：ダムの堤体内部に備わるトンネル（地下道）の形状をした管理用の通路であり、監査（検査、点検、測定）やゲート操作、排水、グラウト作業などに使用される。

SLAMが使えない環境でもドローンの自動飛行が可能

　完成後のダム点検作業では、管理者が監査廊を実際に歩いて、壁面のクラックや漏水の有無を目視で確認するが、長距離の移動や急勾配の階段を昇り降りする必要があるため、肉体の負担や転落災害などのリスクを伴うケースがあった。

　解決策として、大林組は、自動飛行ドローンを活用した監査廊点検システムを開発した。自動飛行ドローンを活用した監査廊点検システムは、マーカーによって飛行を指示する手法「MarkFlex Air※2」を用いる。

※2 MarkFlex Air：Spiralの特許技術。GPSが届かない屋内でも独自のマーカーを用いてドローンの自動飛行を可能にする手法。

自動飛行ドローンによる点検システムの飛行概要　出典：大林組プレスリリース

　MarkFlex Airは、飛行動作に関する指令がひも付けされたマーカーを監査廊における階段の始点、終点、曲がり角など、飛行動作が変化する地点の壁面に設置することで、ドローンをマーカーに沿って飛行させる。さらに、今回のシステムでは、ドローンが自動飛行しながら搭載したカメラで撮影した映像をリアルタイムで遠隔地のPCに表示・記録するため、管理者が現地に行かなくても現状を確かめられる。

階段の傾斜に沿って上昇飛行する自動飛行ドローン　出典：大林組プレスリリース

曲がり角に設置されたマーカー　出典：大林組プレスリリース

　具体的には、ドローンの飛行時は、機体と床面、壁面の距離を常にレーザセンサーで計測し、飛行位置を制御することで安定した飛行を行う他、レーザセンサーと飛行動作に関する指令がひも付けされたマーカーを用いた制御で、衛星測位ができない屋内環境や監査廊のような同一形状で特徴点が少なく、SLAMが使えない環境でも自動飛行が可能。

川上ダムの監査廊イメージ　出典：大林組プレスリリース

　加えて、1キロ以上の距離がある川上ダムの監査廊を飛行する際には、ドローンに搭載されたバッテリーの容量では継続して飛ぶことが困難ばことを踏まえ、飛行ルート上に充電ステーションを設け、充電器に離着陸し充電を繰り返しながらフライトさせることで、自動飛行を実現している。

　また、飛行ルート内の無線LANを介して、ドローンに搭載したカメラからの映像をリアルタイムに遠隔地のPCに表示し点検箇所の状況を確かめられ、専用のWebアプリケーションにより、過去の映像履歴やマーカー認識時の時刻、機体周辺の温湿度、バッテリー残量などの情報やドローン本体の大まかな飛行位置を記録する。

　なお、データを時系列で記録することで、長期にわたる監査廊壁面などの経年変化を容易に比べられる。

専用Webアプリケーション画面　出典：大林組プレスリリース

　今後の開発では、AIを用いた壁面におけるクラックの自動検出や揚圧力※3を測定する圧力メーターの数値撮影、自動読み取りとそれに基づく装置の自動制御など、さらなる技術の向上に取り組むだけでなく、監査廊以外にも衛星測位ができない環境での点検作業への適用も検討していく。

※3 揚圧力：ダムが設置されている岩盤などに浸入した水により、ダムの堤体を浮き上がらせようとする力。