大林組、【世界初】人や重機など、動的障害物を回避して自律飛行するドローンの実証実験に成功

大林組とトップライズ（新潟市）は共同で、トンネル坑内の非GNSS環境下において、作業中の人や重機といった動的障害物を回避しながら自律飛行するドローンを開発し、世界で初めて実証試験に成功したと発表した。



トンネル掘削工事では、掘削が計画通りに進んでいるかの確認を切羽直下で目視により行うが、切羽付近は崩落のリスクがあるため、作業員が危険区域に立ち入ることなく確認できるよう、スキャナ等を用いた計測の開発が進んでいる。

しかし、地上型スキャナはトンネル坑内の状況によって、切羽付近まで進入できないため計測精度が落てる。

また、ドローンにスキャナを搭載する場合は、飛行ルート上に人や重機が入れないため、目視での確認よりも時間を要することが課題だった。

トンネル坑内で作業中の人や重機を回避しながら、掘削形状を計測

今回両社は、非GNSS環境下で動的障害物を回避しながら自律飛行するドローンを、カーネギーメロン大学機械工学科の嶋田憲司教授が主宰する、計算工学・ロボティクス研究室（CERLAB: Computational Engineering and Robotics Lab）の協力を得て開発。



本ドローンには、撮影した対象物の距離と色を認識するセンサー付カメラが搭載されており、センサーで検知した物体を独自のアルゴリズムにより、動的障害物かどうかを判別する。

また、カメラから取得した情報はドローンに搭載されたコンピュータ上で処理され、リアルタイムでトンネル坑内の3次元地図を生成するため、非GNSS環境下での自律飛行が可能となる。


これらの機能により、動的障害物を回避しつつ、目的地への最適飛行ルートを自動生成することができる。

そして、トンネル坑内で作業中の人や重機を回避しながら掘削形状を計測し、計測結果と設計値を比較して、掘削不足箇所を重機オペレーターに指示する。

今回、実際のトンネル坑内で実証試験を行い、人や重機が動いている環境で切羽直前まで近づき、迅速かつ十分な精度で計測を行えることを確認した。