背景
近年建設業界では、入職者の減少や働き方改革などにより、労働生産性の向上や労働時間の改善などが強く求められており、より高い生産技術の追求が進められている。このため、建設現場においてロボットによる定期巡回や物資運搬による作業効率化のニーズが高まっており、特にドローンは路面状況の影響を受けず、建設現場の日々の環境変化に強いため注目されている。
自律制御を行うためにはまず機体の位置の把握が重要となるため、これまでの建設業界では様々な取り組みが行われてきた。例えば、GNSS/RTKなどの衛星測位の技術は屋外においては詳細な位置情報を得ることが可能であり、ドローンを屋外で位置把握のために既に数多く利用されている。
一方屋内ではこの衛星測位方式が利用できないため、SLAM/VSLAMなどのレーダーや映像を分析し地図のマッピングと自己位置推定を行う方法を利用することが一般的だ。しかしこれらの方式は、特徴点の少ない壁面では測位に失敗する場合や、似たような構造をしているフロアの区別ができないなどの弱点がある。
今回、屋内外を問わずシームレスに測位可能であるMBSの技術を元に、こうした屋内外を行き交うドローンの自律制御のためのリアルタイム位置測位技術が実現可能であるかを検証した。
今回の取り組みについて
今回の実証では、まず3次元屋内外位置測位を行うMBSサービスを元に数十ミリ秒ごとのリアルタイム測位を行う独自方式の位置トラッカー(以下MBSトラッカー)を試作してドローンに搭載した。MBSサービスが建設現場において機能することは既に実証済みであるため、今回は屋外において係留状態のドローンを手動で航行させ、ドローンでRTKの位置測位をすると同時に真下の地面に向けてレーザー測距を行い、MBSトラッカー、RTK、レーザー距離計のデータを同時に取得して比較分析を行った。
また、MBSサービスの利用やデータの出力先としてクラウドとの通信を行うために、MBSトラッカーと地上との間はプライベートLTE方式であるsXGPを用いて高信頼なデータ回線を構築した。
成果と今後の取り組み
今回のドローン上での実証により、MBSサービスを元にしてリアルタイム測位を実現可能であることや、sXGPにより高品質なデータ回線が確保できることが確認できました。また、高さの測位に気圧を利用するMBSに対しドローンのプロペラによる気圧の変動の影響についても確認することができ、測位誤差の修正に向けた知見を得ることが出来た。
このリアルタイム位置測位の技術をドローンの自律制御と連携させ、屋内外をシームレスに運行させる技術を開発することで、今後の建築現場での労働生産性の向上や、物流運搬における改革が期待できるという。
