狭い空間をより安全にマッピングするには？ 新型SLAM X1フライング3D LiDARシステムのご紹介
トンネル、暗渠、タンク、パイプギャラリー、地下施設、その他の閉鎖空間内で正確な三次元データを収集することは、容易ではありません。これらの環境は狭く、暗く、アクセスが困難であったり、作業員にとって危険な場合があり、また、従来の高所作業車は壁、天井、パイプ、構造物などの障害物の近くで作業する際に衝突の危険性があります。
こうした困難な環境下で航空測量をより実用的にするために、Foxtech RoboticsはSLAM X1DJI Matrice 4TおよびMatrice 4Eフライトプラットフォーム向けに設計された、衝突保護機能を備えた飛行型3D LiDARスキャンシステム。
SLAM X1は、SLAMベースのスキャン、コンパクトな構造、全面的な衝突防止機能、内蔵照明、グローバルシャッターイメージセンサー、リアルタイムの点群プレビュー、およびスキャン再開機能を組み合わせることで、従来の測量方法では困難、非効率的、または危険な空間でも、オペレーターが3次元データを取得することを可能にします。
狭い空間のスキャンが難しいのはなぜか？
狭い空間でのマッピングは、同時に複数の問題を引き起こします。GNSS信号が弱かったり、全く利用できなかったりする場合があります。通路が狭すぎて大型航空機が進入できないこともあります。照明が暗いと航行や目視による記録が難しくなり、複雑な構造物では周囲の表面との接触リスクが高まります。
こうした環境に人員を派遣する場合、追加の安全手順、特殊な機器、または一時的な操業停止が必要となる場合もあります。緊急時や未知の空間では、調査開始前に内部状況が完全に把握できない場合もあります。
SLAM X1は、データ収集プラットフォームを宇宙空間に移動させつつ、オペレーターがより安全な距離を保てるように設計されている。互換性のあるDJI Matrice 4Tまたは4Eに搭載することで、制限区域内を飛行し、ミッションの進行に合わせて点群データを生成することができる。
近距離飛行のための全面保護
トンネルやタンク内での飛行は、屋外での飛行とは大きく異なります。航空機は壁、天井、梁、パイプ、その他の障害物に接近して飛行する必要があり、飛行経路のミスはほとんど許されません。
SLAM X1は、近距離でのスキャン作業時にシステムを保護するため、全面を覆う衝突防止フレームを採用しています。この保護構造により、周囲の表面との直接接触のリスクが低減され、トンネル、暗渠、貯蔵タンク、地下室などの狭い場所での使用に適しています。
また、コンパクトな設計により、狭い開口部を通過させたり、調査員が直接アクセスするのが困難または危険な場所に到達したりするのにも役立ちます。
DJI Matrice 4T および Matrice 4E 用に設計
SLAM X1は、DJI Matrice 4TおよびMatrice 4Eフライトプラットフォーム専用に開発されました。これにより、互換性のあるM4シリーズ航空機を既に運用しているユーザーは、全く別の航空プラットフォームを導入することなく、狭い空間での3Dスキャン機能を追加できます。
この組み合わせにより、DJIの小型業務用航空機が特殊なSLAMマッピングワークフローに組み込まれ、産業検査、地下調査、緊急探査、インフラストラクチャ文書化プロジェクトなど、屋内と屋外の両方でのデータ収集をサポートします。
DJI Matrice 4TまたはMatrice 4Eの機体は、SLAM X1の購入には含まれていません。
詳細な空間記録のための高密度3Dデータ
SLAM X1は、毎秒20万点のスキャン周波数を実現し、最大1cmのスキャン精度をサポートします。360 °×59°のスキャン視野により、システムは環境内を移動しながら周囲の構造情報を収集できます。
スキャン半径は以下の範囲に達します。
- 反射率10%で40m
- 反射率80%で70m
これらの機能により、システムは壁、天井、床、配管、設備、構造物などを、統一された3次元データセット内に記録することができます。
エンジニア、測量士、施設管理者、救助隊員にとって、得られた点群データは、従来のビデオ映像だけの場合よりも、空間形状をより明確に理解するのに役立つ。
コントローラーから直接スキャンを監視する
モバイルスキャンにおける一般的な課題の一つは、現場を離れる前に十分なデータが収集されたかどうかを判断することです。オペレーターが現場でスキャン結果を確認できない場合、欠落箇所は後処理の段階で初めて明らかになる可能性があります。
SLAM X1を使用すると、オペレーターはミッション中にコントローラー上で点群データを直接プレビューできます。リアルタイム表示により、ユーザーは周囲の環境を監視し、スキャン範囲を確認し、航空機がまだ目標エリア内にある間に飛行経路を調整できます。
この即時フィードバックにより、現場作業中の不確実性を軽減し、作業員が追加の調査が必要となる可能性のある箇所を特定するのに役立ちます。
シーン理解を高速化するリアルタイムカラー化点群
幾何学的な点群は重要な空間情報を提供するが、色を用いることで複雑なシーンをより容易に認識・解釈できるようになる。
SLAM X1は、グローバルシャッター式イメージセンサーを用いて、リアルタイムでカラー化された点群データを出力します。このデータは、空間構造とリアルな色情報、均一な点密度を組み合わせることで、オペレーターが表面、機器、パイプ、開口部、その他の環境要素をより迅速に識別できるよう支援します。
これは、現場での分析、遠隔での共同作業、構造に関する文書作成、およびその後の検査レビューにおいて非常に役立ちます。
バッテリー交換後または一時的な停止後もスキャンを続行する
大規模または複雑な環境では、一度の連続飛行では完了できない場合があります。バッテリー交換、一時的な障害物、またはミッションの中断により、プロジェクトが複数のスキャンセッションに分割される可能性があります。
ワークフローによっては、これらの個別のデータセットを手動で位置合わせして結合する必要があり、処理時間が長くなり、位置合わせエラーが発生する可能性が高まります。
SLAM X1は、バッテリー交換後や一時的な停止後にスキャンを再開できます。システムは継続したスキャンを既存のデータセットに自動的に登録できるため、手動での再スティッチングの必要性が減り、多段階データ収集の効率が向上します。
この機能は、長いトンネル、広大な地下空間、大型タンク、および複数の階段を必要とする複雑な施設において特に役立ちます。
暗い環境でも使える内蔵照明
地下通路、密閉されたタンク、暗渠、工業用パイプギャラリーなどは、常時照明がほとんど、あるいは全く設置されていないことが多い。LiDARは可視光に頼らずに幾何学的データを収集できるものの、オペレーターは飛行環境を把握し、有用なカラー画像を撮影するために十分な視覚情報が必要となる。
SLAM X1は、低照度および暗闇での視認性を向上させるために、制御可能な前面照明を備えています。これにより、飛行中の視覚的なフィードバックがより鮮明になり、イメージセンサーがシーンを記録してカラー点群を生成するのに役立ちます。
物理的な接触なしにレーザー制御点を記録する
スキャンデータを既知の座標系または基準面に接続する必要がある場合、制御点はワークフローの重要な部分となります。
SLAM X1には、非接触で点マーキングと位置記録を行うためのレーザー制御点機能が搭載されています。記録されたこれらの点は、オペレーターが手の届きにくい場所にマーカーを物理的に配置する必要なく、後続の座標変換や基準面位置決めをサポートします。
これは、立ち入りが制限されているような、立ち入りが困難な場所や危険な場所で作業する場合に特に役立ちます。
SLAM X1はどこで使用できますか？
SLAM X1は、以下のような用途向けに設計されています。
- 狭小空間マッピング
- トンネルおよび暗渠のスキャン
- パイプラインおよびパイプギャラリーの検査
- タンク内部のスキャン
- 地下空間調査
- 産業施設文書
- 緊急救助支援
- 未知の宇宙探査
日常的な点検作業においては、このシステムはチームが内部構造を記録し、再利用可能な3D記録を作成するのに役立ちます。緊急事態においては、人員が不確実な環境に入る前に、空間情報を提供することができます。
アクセス困難な場所から実用的な3Dデータへ
狭小空間マッピングにおける主な課題は、単に高密度な点群を実現することだけではない。実用的なシステムは、目標領域に到達し、近距離での運用条件に耐え、ミッション中に有用なフィードバックを提供し、その後の効率的な処理をサポートする必要がある。
SLAM X1は、これらの要件をコンパクトな空中システムに統合しています。保護フレームにより衝突リスクを低減し、リアルタイムプレビューでより適切な飛行判断をサポート、カラー化された点群データでシーン認識精度を向上させ、スキャン再開機能により複数回の飛行が必要なプロジェクトを簡素化します。
すでにDJI Matrice 4TまたはMatrice 4Eプラットフォームを使用しているチームにとって、SLAM X1は、地上からの調査が困難なトンネル、タンク、パイプギャラリー、地下施設などの空間に航空測量を拡張する新たな方法を提供する。
SLAM X1は、スキャナーを環境内に移動させつつ、オペレーターをより安全な距離に保つことで、アクセスが困難な空間を、測定可能で検証可能、かつ再利用可能な3次元データへと変換します。
