これまで、産業用途におけるドローンを活用した民間企業による実証実験が数多く行われ、実用化に向けた動きが本格化してきた。最新の3Dカメラやセンサを搭載したドローンと、リアルタイムでの画像処理・解析を連携させることで、各種産業分野での業務の高度化や効率化が、いよいよ現実のものとなってきている。産業利用にフォーカスした「第4回 国際ドローン展」で、その最新の状況を追ってみた。

 

2018年度の国内ドローン市場規模は860億円に拡大

インプレス総合研究所によると、2017年度の国内のドローンビジネスに市場規模は503億円と推測され、2016年度の353億円と比較すると42%増になるという。そして、2018年度は対前年比71%増の860億円に、さらに2024年度には、2017年度の約7倍に匹敵する3,711億円にまで達すると見込まれている。分野別にみると、2017年度はサービス市場が全体の30%強の155億円、機体市場が約42%の210億円、周辺サービス市場は約27%の138億円。これが2024年度においては、サービス市場が2017年度の約16倍におよぶ2,530億円にまで拡大すると予測され、ドローン市場の68%強を占めるまでに成長すると見込まれている。

 

各産業分野におけるドローンの活用状況を見ると、2017年度は全体の70%が農業での活用となっているが、今後は測量や空撮、防犯、物流、屋内等、それぞれの産業分野におけるドローンの活用が継続的に拡大し、2024年度には検査用途が全体の38%を占め、最大の利用分野になると見られる。

 

ドローンに搭載するカメラでは、一眼レフやズームカメラ、超高画素等の可視光カメラと、サーモグラフィ、マルチスペクトルなどの赤外線カメラなど、利用シーンに応じて最適なカメラを多様な選択肢から選択できるまでに充実してきている。また、センシング技術の進展に加え,センサそのものの小型化や低価格化,低消費電力化,高感度化の実現により,IIoTの主要構成ツールとして搭載数が増加しているセンサだが、ドローン市場の拡大が、センサ市場拡大のひとつの要因にもなっている。

 

世界各国のドローン企業を業種別に網羅した業界地図の作成で知られるドイツの調査会社、 Drone Indusry Insight社(DRONEII)は、2017年のドローン市場では、機体そのものへの投資からソフトウェアへの投資が劇的に拡大したと報告している。ドローン関連のソフトウェア市場の拡大により、2018年度は、非GPS環境下でのドローンの安定飛行に向けたSLAM技術の開発や、3次元点群データを解析する画像処理技術を活用した各種の検査システムの開発等が、さらに進むものと期待される。

 

産業利用にフォーカスしたドローン専門展示会「第4回 国際ドローン展」で、

IIoTにおけるドローン活用の今後を占う

 

4月18日(水)から20日(金)の3日間にわたり、幕張メッセで「第4回国際ドローン展」が開催された。「国際ドローン展」には、IIoTにおけるドローンの利用に焦点を当てた展示会で、物流・輸送や警備・監視、巡視・点検、災害対応、計測・観測、農林水産など、多岐にわたる産業分野の48社が出展し、ドローン本体のほか、構成技術や産業応用事例までが一堂に紹介され、開催期間中に合計約5,600名が来場した。今回の出展内容を見てみると、最新のセンサやカメラ等を組み込み、自動航行などができる最新のドローン機体の他、データ管理システムと連携した点検・検査用途のサービス内容が多く見られたほか、水中や閉鎖性空間で利用するドローンなど、空以外で活躍するドローンも登場し、来場者の注目を集めていた。

 

非GPS環境下でのドローンの安定飛行への取り組み

 

株式会社みるくるのブースでは、ドローンの完全自律飛行を可能とするレーザー計測システムHovermapを紹介していた。世界屈指のSLAM(Simultaneous Localization and Mapping:自己位置推定と環境地図作成を同時に行う)技術により、重くて高価なGPS/INS機器が不要な、空中レーザーマッピングを実現している。屋内や地下、大きな構造物の付近など、GPSが使用できない環境でも、正確な3Dマッピングが可能な仕組みだ。Hovermapの回転レーザーにより、ドローンの周りに仮想の「バーチャル球体シールド」が出現し、全方への強力な衝突回避が可能だという。リアルタイムSLAMにより、GPSなしで安定した飛行とナビゲーションが実現される。

 

株式会社自律制御システム研究所 ACSLも、独自の画像処理技術を利用したVisual SLAMにより、橋梁下や室内など、GPS・GNSSデータが取得できない環境下における自律飛行を可能とするドローン、PF1-Visionを紹介していた。下向きに搭載したカメラの画像を、独自のアルゴリズムで処理することで、ドローンが位置や方角を把握するという。また、前向きに搭載したステレオカメラにより、前方にある対象物との距離を把握し、一定距離を保持する機能がある。ACSLでは、このPF1-Visionを、建物・インフラ点検ソリューションとして紹介している。

 

また、株式会社ブイキューブロボティクスでは、世界初の商用サービスとして、全自動運用ドローンシステムDRONBOXを提供している。DRONBOXは、ドローン機体に加え、自動離着陸や自動充電に対応する基地が一体化されたシステムで、あらかじめ設定されたルートへの自動飛行や、大規模な工場の巡回や設備の点検などの業務を自動的に行う。同社が提供する画像認識や解析サービスと組み合わせることで、様々な業務に対応できるという。このように、飛行のみならず、離着陸や充電の自動化も可能となっている。

自律制御システム研究所 ACSLのPF1-Vision

ブイキューブロボティクスの全自動運用ドローンシステムDRONBOX

 

捜索や農業、測量等、用途に応じた様々なカメラシステムがドローンに搭載

 

SkyLink Japanでは、光学30倍ズームのカメラシステムを搭載し、遠距離でのリアルタイム画像診断が可能なソリューションを紹介した。捜索や施設点検など、近接した撮影が困難な対象物の撮影に対応している。また、熱赤外線と可視光ズームのデュアルカメラで、害獣の調査や捜索に対応するソリューションも紹介していた。赤外線カメラが発見した熱源に対し、可視光でズームしていくことで害獣の発見につながる。上空100mの距離から撮影できるため、動物からは一切警戒されないという。SkyLink Japanでは、上空からの温度測定を可能とするFLIR社のドローン搭載用サーモグラフィカメラFLIR Vue Pro Rの取扱を開始した。対象物の非接触温度を正確に測定することができ、建物や屋上の点検、電力などのインフラ設備の点検、農業等、様々な用途で利用することができる。また、可視青、可視赤、可視緑、レッドエッジ、近赤外の5バンドの画像を同時に撮影する、MicaSense社のマルチスペクトルカメラRedEdgeを搭載したドローンも複数社が展示しており、クラウドベースのデータ処理・解析プラットフォームとの連携も可能になっており、農業分野における活用を想定している。

 

ACSLでは、時速50㎞の高速飛行においても、鮮明な画像を撮ることができる4眼レフ高速カメラを搭載したドローンPF1-Surveyを、計量・測量ソリューションとして提供している。計量・測量分野では、オーバーラップ率80%程度が必要であり、一般的にドローンに使用されているカメラでは、ドローンの飛行速度に対して、十分な速さで撮影することができないという課題があるが、ACSL は独自の4眼高速カメラ開発し、この課題に対応している。

 

3Dモデルを自動生成するソフトウェアが多数出展

 

写真やポイントクラウドから詳細な3Dモデルを自動生成するBentley社のソフトウェアContextCaptureは、エンジニアリング可能な3Dリアリティメッシュを作成するため、例えば切土と盛土の体積の計算を、専門的な知識がなくても簡単に行うことができる。その他、アジア航測株式会社の3Dモデリングサービスや、株式会社トプコンの3Dレーザースキャナーに搭載されている、iコンストラクションの現場で活用できる3D点群処理ソフトウェアMAGNET Collage、同じくiコンストラクションでの利用を想定したアイサンテクノロジー株式会社の大規模3D点群高速編集ツールWing Earth、国際航業株式会社の3次元空間クラウドサービスKKC-3Dなど、3Dモデルを自動生成する画像処理ソフトウェアが多数出展されており、クラウドサービスとの連携が進んでいる。

アジア航測の3Dモデリングサービス

3D点群処理ソフトウェアMAGNET Collageを搭載してトプコンの3Dレーザースキャナー

 

ドローンにもAI機能が付加

 

ドローンの世界にも、AIの技術を採用した新しいソリューションやサービスが登場している。五百部商事有限会社のブースに出展していた株式会社ロックガレージは、飛行エリアを設定することで自動航行するドローンに搭載したAIが、探したい対象物をリアルタイムで検出・マッピングし、フライト中に処理結果をタブレットで確認することができる仕組みを開発した。遭難者の捜索や不法投棄、害獣、赤潮の発見など、様々な用途での利用が可能だ。また、NTTコムウェア株式会社の画像認識AI、Deeptectorを活用し、ミツイワ株式会社との協力による漁業密漁の監視システムの紹介も行われていた。漁場でのフールド検証が近く開始されるという。また、ブイキューブロボティクスでは、太陽光パネルの異常検出のためのパッケージ、SOLAR CHECKにAIを用いている。このように、様々なシーンでの利用が話題になっているAIのドローンへの採用も始まっており、今後さらに様々なソリューションが登場するであろう。

 

特定の用途に特化したユニークなドローンにも注目

 

ドローンに独自の技術を搭載し、具体的な利用シーンのために開発された製品も数多く見られた。芝浦工業大学 伊代田研究室/長谷川研究室と西武建設株式会社では、「補修材の吹付け」に対応したドローンを開発した。前方に向けられた2つのノズルからコンクリートの補修材などを噴射し、従来はクレーン車などを用いなければ到達できなかった高所での作業を容易に行うことができるドローンだ。また、NECのブースでは、「打音点検飛行ロボット」が展示されていた。機体前方に備えた検査用ヘッドをコンクリート壁などに密着させ、打ち付けることで、その反響音から異常を探る仕組みだという。さらには、水中での利用が可能なPowerVisionの海底水中ロボットPowerRayや、下水道管路等、管路・閉鎖性空間の点検・調査に対応する、株式会社NJSのAir Sliderなども出展され、空中以外でのドローンの活用が進んでいることも見て取れる。

 

芝浦工業大学 伊代田研究室/長谷川研究室と西武建設の「補修材の吹付け」ドローン

NECの「打音点検飛行ロボット」

PowerVisionの海底水中ロボット

管路・閉鎖性空間の点検・調査用ドローン、NJSのAir Slider

 

IIoTにおけるドローンの活用方法は無限大!

 

今回の「第4回 国際ドローン展」を見て、各種産業分野でのドローンの採用が、本格的に拡大することを確信した。3Dデータを確実に再現するカメラや、距離測定はもちろんのこと、音や温度測定にも対応する最新のセンサ、撮影した画像をリアルタイムで高度に認識・解析するソフトウェア、クラウドサービスとの連携、さらにはAIの活用による仕組みの高度化や効率化など、ドローンに組み込まれる技術は日々進化している。今後実用化が本格的に始まることで、新たな課題もでてくるだろうが、その課題をも解決するような新しい技術開発が、ますます活発化されるものと期待される。

 

なお、「国際ドローン展」の併設イベントとして、同じ幕張メッセで「TECHNO-FRONTIER 2018」が開催されていた。3日間合計で約2万人が来場したとのことで、大いに盛り上がっていた。メカトロニクスやエレクトロニクス、さらにそれらに関連する専門領域の最新技術と製品を、400以上の企業・団体が一堂に出展し、幅広い分野の開発設計・生産技術者の興味を引いていた。「TECHNO-FRONTIER 2018」は、「モータ技術展」をはじめ、「モーション・エンジニアリング展」や「メカトロニクス技術展」など、複数の専門展示会で構成されているが、今年は「第1回 AI/IoT活用技術展」が初めて構成展示会に加えられており、ここでもIIoTが外せないテーマとなっていた。産業用オープンネットワーク団体であるEtherCAT Technology Groupは、日本で販売・サポートしているEtherCATの対応製品を一堂に紹介したほか、「IoTをささえるEtherCAT」と題したセミナーを行っていた。

EtherCAT Technology Groupのブース風景