| 研究課題/領域番号 |
21K04348
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| 研究機関 | 国立研究開発法人建築研究所 |
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研究代表者 |
宮内 博之 国立研究開発法人建築研究所, 材料研究グループ, 上席研究員 (40313374)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | マイクロドローン / 建物調査 / 狭所空間 / 操縦 / 電波 / 人材教育 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、建築狭所空間における点検調査の省力化を図るため、マイクロドローンの活用を前提にした機体開発と点検調査に必要となる技術情報の収集と実証実験を行った。マイクロドローンの活用に関するアンケート調査を実施した。その結果、狭所暗所空間として代表される屋根・床下・EV設備点検へのマイクドローンの活用の期待が高いが、バッテリーの回収、衝突時のプロペラガードの安全性、通信技術、操縦について課題が挙げられた。これら課題を克服するために、狭所空間を模擬したモデルを製作し、マイクロドローンの性能比較及び操縦技能の検討、及び撮影状況について検討を試みた。狭所模擬空間モデルは屋内空間に設置可能な縦×横×幅2mの正六面体の空間とし、単管パイプ、ボード等を用いて解体できるようにした。
本試験で使用したマイクロドローンは市販のホビー用2.4GHzと、開発した高度維持制御が可能な産業用5.7GHzの2種類を用いた。試験項目については、①ドローンの操縦性能に関わる垂直離着陸、ホバリング、水平移動、低速移動、衝突を伴う飛行、裏返し復旧操作、②飛行方法としてのドローン目視飛行、モニターによるFPV飛行、③点検調査精度に関わるクラックスケールの視認性の検証を行った。実証実験により、狭所空間において産業用5.7GHzマイクロドローンの有効性が確認された。一方、撮影対象物へのマイクドローンの近接撮影の安定性、ダクト内の気流の影響、電波干渉の課題、そしてマイクドローンの操縦には高い技能が要求されることが分かった。これにより、建築狭所空間を対象としたマイクロドローンの活用法における適用範囲やドローンの人材教育やその水準のあり方について検討する必要があると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画調書に記載した2021年度の計画に対する研究成果の自己点検の評価は以下の通りであり、おおむね順調に進展している。
1）【研究計画】建築狭所空間に関わるドローンの性能に関わる機体寸法・重量、制御形態、電波状況、カメラ、LEDライト、バッテリー、セキュリティ等の調査とドローンを取り巻く環境情報の収集を行う。【結果】日本建築ドローン協会内に建築狭所空間ドローン利活用WGを設置し、ドローン及び各建築分野における委員との協議を通して検討項目と課題の情報収集と整理を行った。
2）【当初の研究計画】既存技術調査を踏まえた建築狭所空間へのドローンの要件について、各建築部門へヒアリングを行う。これら結果を踏まえて、建築狭所空間においてドローンを適用するためのメリットとデメリットの整理・分析を行う。【R3年度結果】マイクロドローンの活用に関するアンケート調査を実施し、バッテリーの回収、衝突時のプロペラガードの安全性、通信技術、操縦について課題と解決すべき点についてとりまとめた。
3）【当初の研究計画】建築狭所空間における点検調査を可能とするドローンと関連技術の開発を行うために、独自開発するドローン制御部、ドローンの飛行のためのハードウェア、カメラ部、その機体を制御する操作部の構成の検討を行う。【R3年度結果】産業用5.7GHzマイクドローンにLEDカメラ、高度維持センサを搭載し、FPVモニターが可能な仕様の機体を開発した。
4）【当初の研究計画】これら開発したドローンの性能評価については建築研究所及び外部の天井裏等の建築狭所空間において実証実験により飛行精度や撮影精度の検証を行う。【R3年度結果】マイクロドローンの飛行性能が検証可能な模擬空間モデルを製作し、飛行操縦性能及びクラックスケールの視認性の検証を行い、既存のドローンとの性能と撮影状況の比較を行い結果としてとりまとめた。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度で開発した狭所空間モデルの結果を踏まえて、実構造物の狭所空間（天井裏等）を利用したマイクロドローンによる実証実験も行う。また、前年度開発したマイクロドローンの改良、及び点検調査の性能向上と省力化を図る。実験場所については特徴的な建築狭所空間を選定し、既存点検調査とドローン調査の定量的な比較検証を行う。なお、マイクドローンの有用性が発揮できる点検調査方法を模索し、準備・飛行・画像分析時間等のコストに繋がる要因について配慮し、各種カメラの撮影方法、撮影画像の分析のあり方の検討を行う。特に、現場で完結可能なマイクドローンの運用方法に注力し、機体側、撮影側、報告書作成等の観点から開発・検討・評価を行う。
日本建築ドローン協会内に設置した建築狭所空間ドローン利活用WGの協力を得て、建築狭所空間ドローン利活用実施ガイドライン(案)を作成する。ガイドライン（案）の内容については、総則、マイクロドローンと制御、マイクロドローンを使用する上で必要な電波利用の条件、マイクロドローンによる点検・調査の水準、マイクロドローンによる定期点検・調査業務の運用方法、マイクロドローンの模擬運用事例を中心に、マイクドローンと各建築部門の関係者から意見を収集し、実用的かつ汎用性のある内容とする。本ガイドライン（案）の運用方法について検討を行い、発注者・受注者間の契約にも利用可能な仕様とし、マイクドローンの点検・調査者が具備すべき共通する項目について検討・整理を行う。
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