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 フジタと山口大学は共同で、ドローンにカメラを少しだけ傾けて搭載することで空中写真測量の精度を向上させる「斜め往復撮影ドローン」を開発した。造成工事における測量に適用したところ、地上の「標定点」という目印で測量結果を補正しなくても、高さ方向の誤差を2cm程度に抑えられた。標定点の設置・計測にかかる時間を省け、ドローンによる一連の測量時間を最大で4分の1に短縮できる。

左は従来手法によるドローン測量のイメージ。鉛直下方に向けたカメラで地上を連続撮影する。高さ方向の誤差が大きくなりやすいので、標定点を100~200m間隔で設置する必要があった。右は開発した手法。カメラを傾けたまま現場を往復し、地上を2方向から撮影する(資料:フジタ)
左は従来手法によるドローン測量のイメージ。鉛直下方に向けたカメラで地上を連続撮影する。高さ方向の誤差が大きくなりやすいので、標定点を100~200m間隔で設置する必要があった。右は開発した手法。カメラを傾けたまま現場を往復し、地上を2方向から撮影する(資料:フジタ)
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 ドローンを使った空中写真測量は、鉛直下向きのカメラで連続撮影した写真を基に、SfM解析という手法で3次元の点群を作るのが一般的だ。点群の座標は、ドローンの位置情報などを使って専用のソフトウエアが幾何学的に求める。ただし、高さ方向の座標だけは幾何学的に定まらないので、様々なパラメーターから推定するしかなく、誤差が大きくなりやすい。

 国土交通省は、ドローン測量を出来形計測や数量算出に用いる場合、標定点を100~200m以下の間隔で現場内に配置するようマニュアルで規定。標定点は点群の座標の補正に用いるため、あらかじめ測量しておかなければならない。こういった事前の作業は、ドローン測量に要する時間の4割程度を占めていた。

 開発した手法では、ドローンのカメラを鉛直下方から進行方向に10~30°傾けて取り付ける。角度は現場条件に応じて調整し、飛行中は一定に保つ。飛行経路やラップ率は通常のドローン測量と同様に設定し、現場内をくまなく撮影できるように往復飛行させる。SfM解析には市販のソフトウエアを使えばよい。

飛行経路のイメージ。オレンジ色は撮影範囲を示す(資料:フジタ)
飛行経路のイメージ。オレンジ色は撮影範囲を示す(資料:フジタ)
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 往復の行きと帰りの2方向から撮影した写真を混ぜて解析すると、精度が向上する。様々な角度や高度から撮影することを「多様性飛行」と呼び、山口大学の神野有生准教授の研究で、高さ方向の誤差を抑えられると分かっている。解析で使えるパラメーターの増加などが理由だ。