2023/12/19

戸田建設（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）と（株）Spiral（本社：東京都葛飾区、社長：石川 知寛）は、2023年10月末に障害物検知センサを搭載した「非SLAM^※1型自律飛行ドローン」^※2を共同で開発し、飛行検証を茨城県つくば市にある実大トンネルにて実施しました。その結果、「GNSS（全地球航法衛星システム）」^※3が届かず重機等が輻輳する環境下においても、自動で障害物を検知し安全なルートを選択しながら飛行可能であることを実証しました。
両社は山岳トンネル建設の安全性と生産性を向上させるべく、自律飛行ドローンの現場実証を繰り返し、2025年度の実現場への本格運用を目指します。

昨今の建設業では、少子高齢化に伴う技術者不足や危険個所における災害抑止などの課題解決が求められており、目視点検や計測業務の省人化の必要性が増しています。当社とSpiral社は、山岳トンネルなどの非GNSS環境下において情報の取得を自動化するため、これまでに自律飛行ドローンを用いて3回の実証実験を行いました。ドローンが撮影する画像を中心としたデータの取得や、坑内に配置された設備の位置情報が把握できることの確認など、実現場への導入に向けた準備を進めてきました^※4。一方で、重機類をはじめ、坑内設備の位置が日々変化する動的環境に対応するためには、ドローンへの「障害物検知センサ」の搭載が不可欠でした。本共同開発は、より具体的な現場のニーズをもとに「障害物検知センサ」を搭載した機体を開発し、トンネルにおけるデータ取得の自動化を進めることを目的としています。
今回、動的環境への対応として、茨城県つくば市にある実大トンネル実験施設内において、障害物検知センサと障害物回避システムを搭載したドローンを用いた飛行実験を行いました。

自律飛行における制御機構は、Spiral社の「MarkFlexAir（マークフレックスエアー:MFA）」^※5を使用しました。システムの特徴は以下の通りです。

本検証では、障害物検知センサを搭載したドローンの自律飛行システムを用いて、実大トンネル実験施設内において飛行の安定性や画像取得の確認を行いました。その結果、速度7km/hで1800m区間の飛行に成功しました。障害物回避飛行では、設置した障害物を避けながら定められた飛行経路を通過し、障害物検知センサが正しく作動していることを確認しました。

本検証により、非SLAM型自律飛行ドローンの安定的な飛行と、障害物検知センサの正確性についての一定の成果を確認できたことから、重機類が輻輳する実際の現場での実用性がさらに高まり、トンネル坑内の情報取得が高精度化していくことが期待できます。
今後の開発については、現場での外乱影響が障害物検知センサに及ぼす影響について研究・改善、また誤作動回避の設計を行うなど、更なる精度向上と試験運用を進め、施工中のトンネル現場での本格運用を2025年度までに開始することを目指します。

今後も有望なスタートアップ・ベンチャー企業が持つ技術・サービスと、当社が持つ技術やノウハウ、顧客基盤を活用した価値共創活動に取り組んでまいります。