2015 Fiscal Year Research-status Report
無人小型ヘリに搭載した熱カメラによる夜間の災害把握
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15K12480
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
山崎 文雄 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50220322)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | UAV / 建物被害 / 空撮 / 3Dモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無人航空機(UAV)は有害物質の流出地域や火山，ダムや高層ビルといった高所等，有人での調査・観測が困難な現場での運用が可能である．また，災害発生時においては，UAVは即時性に優れているため迅速な状況把握への利用が期待される．また，対象物に接近できるため高解像度の画像を得やすいという利点からも，最近非常に注目を集めている．本研究では，2011年東北地方太平洋沖地震津波によって被災した建物をUAVと地上から撮影し，得られた画像からSfM (Structure from Motion)手法によって，その3次元モデルの構築を試みた．構築した3Dモデルと別の3Dモデルを結合させることによって，モデルの精度向上を試みた．さらに2015年4月25日に発生したネパール地震の被災状況に関しても，現地で直後に撮影されたUAV空撮画像を用いて被害建物の3次元モデルの構築を行い，被災状況を正確にかつ視覚的に表現できることを示した．UAV空撮とSfM技術の融合によって，災害時に倒壊の危険性がある建物や有害物質の発生している場所などを安全，簡便，迅速に観測及びモデリングすることが今後可能となる．また，得られた情報をデジタルアーカイブとして保存し，今後の災害対応に役立てることができると考えられる．今後の課題として，UAV空撮画像のみによって，高精度の3Dモデルを構築するための飛行・撮影条件の検討が必要である．また被災建物だけでなく，土木構造物等のモデルを作成し，安全点検や災害時におけるUAVの有用性を示すことを考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
東日本大震災の被災建物が残されている地区があったので，その周囲でドローンを飛ばし，画像データを取得することができた．ネパール地震に関しては，各国の調査隊が持ち込んだドローン空撮映像がウェブ上に掲載されており，それらを使用して被害把握や3次元モデルを構築することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究に必要なUAV（ドローン）を購入し，千葉市の消防学校の訓練施設を借用して，空撮実験を行う段取りを整えている．最近，ドローンの市街地での飛行には国土交通省の許可が必要になったため，申請を行う．撮影対象として，千葉市緑区にある千葉市消防学校の訓練棟を選定し，この構造物を現地で自動操縦および手動操縦によりUAVから空撮を行う．使用するUAVは，4回転の小型マルチローターPhantom 2 vision+ (DJI社製)を用いる．飛行高度は地上約80m，撮影角度は鉛直下方とし，空撮を行なう．SfM手法による3次元モデル構築には商用ソフトウェアPhotoScanを使用する．SfMは，対象物をカメラの視点を変えながら撮影した複数枚の画像から，3次元幾何形状とカメラの位置・姿勢を同時に算出する手法である．また, GPSを測定する標定点として，白黒のプラスチックタイルを主塔屋上と訓練棟周囲の地上に設置し，空撮画像に写り込むタイルに 地上参照点として座標を追加することで，作成した3次元モデルに位置情報を与える．これにより，モデルからDTMや長さ，体積の情報を取得することが可能となる．またこのほか，国土地理院等が災害現場を撮影した映像を用いて，被害把握を行う．
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| Causes of Carryover |
空撮画像データなど，無料で一般公開されていたものを多く研究に利用したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高解像度4Kカメラを搭載した新型のUAVを購入し，より高精度な検証用空撮画像データを取得する．
国内外の学会などに積極的に参加し，情報収集と研究成果発表を行う．
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