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DJIが測量用高精度ドローン「PHANTOM 4 RTK」を発表

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DJI Phantom4が産業向けに自律飛行ドローンに!

民生用ドローンと空撮テクノロジーで世界をリードするDJIは、センチメートル単位でのナビゲーションと測位を可能にする測量用の高精度ドローン「PHANTOM 4 RTK」を発表した。Phantom 4 RTKは、測量調査の効率性と正確性を向上させながら、複雑な業務の簡素化と費用の削減を実現する。「Phantom 4 RTKは、ドローンを測量やマッピング、測量調査などの業務で使用するユーザーの要求に満たすよう、マッピングや測量業界からのフィードバックをいただき、設計しました。DJIは、今後も需要の拡大と成長の可能性がある様々な業界へのイノベーションを強化するというDJIのコミットメントを、このソリューションで実証できると確信しています。」と、DJI エンタープライズ ヨーロッパのディレクター Sunny Liaoは述べた。

センチメートル単位での測位システム

RTKモジュールは、ドローンの機体に直接統合されているので、センチメートル単位での詳細な測位データがリアルタイムに提供され、画像メタデータの精度が向上する。
RTK非搭載のドローンの場合、1平方キロメートルあたり最大40個の標定点(GCP)が必要となり、その設置だけで数時間かかることが想定される。正確なRTKナビゲーション測位システムと高性能イメージングシステムを内蔵したDJI Phantom 4 RTKは、RTK測位モジュール(GPS L1 L2/ GLONASS L1 L2, Galileo E1 E5aとBeiDou B1 B2)と併せて使用することで、標定点を設置する必要なく、設置時間を少なくとも75%短縮可能となった。RTK受信機の下側に設置されている冗長性を備えたGNSSモジュールは、電波の密集する都市部など、信号の弱い地域での飛行安定性を維持する。

両方のモジュールを組み合わせることで、Phantom 4 RTKは、飛行の安全性を最適化しながら、複雑な測量、マッピングや調査のワークフローにおいて最も正確なデータを取得。

RTKモジュールは、1cm+1ppmの水平方向の測位精度、1.5cm+1ppmの垂直方向の測位精度と、5cmの写真測量モデルの水平方向の絶対精度を実現。[1]
※[1]晴天時の風速4 m/s以下の条件で、高度36m、地上画素寸法(GSD)1cm、オーバーラップ率 80%、サイドラップ率60%で飛行している場合。

D-RTK2モバイルステーションと4Gドングルを使用したNTRIP方式(インターネットプロトコル経由のRTCMネットワーク転送)に接続できるPhantom 4 RTKは、多様なワークフローに適合。

TimeSyncで正確なデータ収集
Phantom4 RTKの測位モジュールを最大限に活用するために、フライトコントローラー、カメラとRTKモジュールを調整するTimeSyncシステムを開発した。TimeSyncは、Phantom4 RTKに位置や高度、その他のデータと共に、工場出荷時の状態にキャリブレーションされたレンズパラメーターを各写真に記録させる。これにより、測位データをカメラのCMOSセンサーの中心に合致させ、写真測量方式の結果を最適化する。

高精細イメージング システム
Phantom4 RTKは1インチ20MP CMOSセンサーを搭載。メカニカルシャッターがローリングシャッター現象による歪みを生じさせることなく、移動しながらでも撮影が可能なため、マッピングや通常の撮影データの取得がシームレスに行える。高解像度性能により、Phantom 4 RTKは飛行高度36mで1cmの地上画素寸法(GSD)を撮影できる。

卓越した正確性を実現するため、Phantom4 RTKのすべてのレンズは、半径方向および接線方向のレンズ歪みが測定される厳しいキャリブレーション工程を経ている。収集された歪みパラメーターは各画像のメタデータに保存され、後処理ソフトウェアですべてのユーザーが調整できる仕様になっている。

RTKでカバーできないエリアでは、ポスト処理キネマティック(PPK)が使用することも可能。DJI Phantom4 RTKは、RTCM 3.0~3.2(海事用無線技術委員会)からオリジナルの衛星観測データだけでなく、エフェメリスデータも取得し、RTCM 3.2フォーマットでPPKRAW.binファイルに保存できる。さらに、Phantom4 RTKは、飛行時の衛星データをRINEXフォーマット(Receiver Independent Exchange Format)に変換する。GNSSの測位情報とカメラ情報の内部同期により、Timestamp.MRKファイルが高精度の画像位置の正確な記録を提供する。すべての作業の関連データは、microSDカード内の固有フォルダーにミッションごとに保存される。Phantom4 RTKデータの一貫性は、データ検証に必要な時間を削減し、手動での調整を必要としない、高効率な後処理ワークフローを実現。

安全でスマート、安定した飛行を実現
Phantom4 RTKのOcuSync伝送システムは、ドローンと送信機間のより安定した接続を実現する。高い耐干渉性を備えたこの伝送システムは、720p動画伝送を最大伝送距離7km(日本国内では5km)で実現し、広域でのマッピングにも最適だ。最大飛行時間は約30分なので、バッテリー交換のためにドローンを着陸させることなく、パイロットはミッションを遂行できる。測量エリアが広くバッテリーの充電が必要な場合でも、GS RTKアプリのOperation Resumption機能により、バッテリーの交換後にミッションを自動再開することを可能とした。

Mobile SDKに対応
Phantom4 RTKはDJI Mobile SDKに対応し、モバイル端末を介してその機能を自動化およびカスタマイズできる。

専用の飛行計画アプリ
従来の飛行モードに加えて、写真測量とウェイポイント飛行の2つのモードを搭載した「GS RTK」アプリにより、ユーザーはPhantom4 RTKをよりスマートに制御できる。計画モードでは、オーバーラップ率、高度、飛行速度やカメラパラメーターなどを調整しながら自動マッピングまたは調査ワークフローを提供し、ユーザーはドローンの飛行経路を選択でき、これらの飛行計画は簡単に繰り返すことができるので、異なる時期に飛行した同経路のデータを収集し、現場の進行状況を確認できる。

このGS RTKアプリは、オフィス内で飛行計画を立てる際にKML(キーホールマークアップ言語)ファイルとKMZファイルを直接読み込む機能や全ての写真で露出を一定に保つ新しいシャッター優先モード、そして悪天候をパイロットに警告する強風アラームを実装。

D-RTK 2 モバイルステーションを用いたシームレスな互換性
Phantom4 RTKはD-RTK 2モバイルステーションと互換性があり、リアルタイム差分データをドローンに提供し、正確な測量ソリューションを実現する。モバイルステーションの堅牢な設計とOcuSync伝送システムにより、厳しい条件下でもPhantom4 RTKを使用してセンチメートル単位での正確なデータ取得が可能となる。

Phantom4 RTKの活用事例
DJIは、欧州の大手建設企業で輸送インフラストラクチャー事業者のStrabag SEと連携。Strabagは、2010年から複数の地図作成プロジェクトにドローン技術を活用している。3Dモデリング向けの空撮データの強みを生かし、コストの削減だけでなく、操作効率性も向上させた。現在、Strabagが業務に使用しているツールは、DJI Phantom4 RTKです。

「建設現場の地図作成にドローンを活用することにより、多くのメリットが生まれています。ドローン技術の統合でワークフローに変化が生まれ、さまざまな作業工程が簡素化されています。従来の測量方法でも3Dモデルは可能ですが、ドローンデータで作成するデジタル地形モデルは、より高い点密度を提供できるので、実際の状況に沿った高精度の詳細映像を実現します。」 と、Strabag SEのBusiness Unit Digital Object Survey部門のリーダーThomas Groeninger博士は述べてた。

Strabagのドローン事例については、以下を参照。
http://bit.ly/DJIStrabag (※英語)

価格と販売時期
Phantom4 RTKは、全国のDJI Enterpriseの正規代理店で10月下旬からの販売を予定している。価格については正規代理店より案内を開始する。
正規代理店は下記リンクを参照。
https://www.dji.com/jp/where-to-buy/enterprise-dealers

Phantom4 RTKについての詳細情報は、以下のリンクを参照。
www.dji.com/phantom-4-rtk

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この記事は私が書きました。