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 水中透過性の高いグリーンレーザースキャナーを搭載したドローンの技術開発が進んでいる。河川の地形計測で先行していたが、このたび、海底地形の高精細な3次元データの取得に、海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所が成功した。浅海域の地形の3次元データ化によって、サンゴ礁などが持つ波の減衰効果の定量化が期待される。

グリーンレーザースキャナーを搭載したドローンで計測したサンゴ礁の地形。高さの平均誤差が±2cmの高精度な3次元データを取得した(資料:海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所)
グリーンレーザースキャナーを搭載したドローンで計測したサンゴ礁の地形。高さの平均誤差が±2cmの高精度な3次元データを取得した(資料:海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所)
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 データの取得には、ガソリンを燃料とした発電機によってバッテリーに給電する「ハイブリッドドローン」を採用した。アミューズワンセルフ(大阪市)が開発したドローンだ。そこに同社製のグリーンレーザースキャナー「TDOT GREEN」を搭載した。532nmの波長のレーザーを照射する。

 「推定で2時間の飛行能力がある。バッテリーだけの一般的なドローンの制約だった飛行時間が改善された」。港湾空港技術研究所の伴野雅之主任研究官は、こう話す。

沖縄県竹富町の西表島で実証実験に使ったハイブリッドドローン。グリーンレーザースキャナーは、アミューズワンセルフ製の「TDOT GREEN」。小川精機が開発したドローン搭載型発電機によって給電する(写真:アミューズワンセルフ)
沖縄県竹富町の西表島で実証実験に使ったハイブリッドドローン。グリーンレーザースキャナーは、アミューズワンセルフ製の「TDOT GREEN」。小川精機が開発したドローン搭載型発電機によって給電する(写真:アミューズワンセルフ)
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 低い高度をドローンが長時間にわたって飛行できる――。これが浅海域の海底地形を高精細に計測するためのポイントとなる。

 高度200m以上を飛ぶヘリコプターなどの大型飛行体から照射するレーザーは、広い範囲を効率良く計測できるメリットがある半面、照射密度が低くなるため精度は落ちる。加えて浅海域では、砕けた波による気泡が海底へのレーザーの到達を妨げてしまう。そのため、波の切れ間から瞬時に計測する必要がある。ただし、ヘリコプターがタイミングを計って何度も繰り返し飛ぶことは、コストを要するため現実的ではなかった。

 一方、ドローンは高度50m程度を飛ぶため、ヘリコプターよりも高密度で点群データを取得しやすい。さらにハイブリッドドローンによって長時間飛行が可能になったため、繰り返し計測して点群データの取り逃しを防げる。「潮位が変われば波が砕ける場所も変わる。時間を変えて飛ばせる点もドローンのメリットだ」(伴野主任研究官)

 船を使って音響測深で計測する方法もあるが、そもそも砕波帯の付近は水深があまりなく波が砕けて危険なため、船で入れないケースも多かった。

空中から撮影した西表島の砕波帯。白い泡がレーザーの海底への到達を妨げる(写真:海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所)
空中から撮影した西表島の砕波帯。白い泡がレーザーの海底への到達を妨げる(写真:海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所)
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