産業用ドローンシステム

世界初、赤外線ドローンによる構造物の異常検出マーキングシステム

SKYSCAN®PRO [Building](スカイスキャン®プロ)は、構造体・建造物の異常箇所を検出する検査解析システムです。


技術背景

コンクリート製の構造体・建造物は、建築資材として一般的に最も広範に使用されており、橋梁、トンネル、ダム、道路等の公共構造体から住宅・ビル・マンション等の建築物を構成する重要な建築素材となっています。

コンクリート製の構造体・建造物は、安価に必要な強度を得られるため多用される一方、その性質上、形成過程または形成後にヒビ割れが発生することを完全に防止することは出来ないのが現状です。表面のヒビ割れは、構造体を目視することにより外観から発見することが可能ですが、構造体内部でヒビ割れ等の不具合が発生した場合には、目視で欠陥を発見することは極めて困難です。そのため、コンクリート製の構造体・建造物の内部欠陥を検査するための様々な非破壊検査方法が開発されています。

コンクリート製の構造体・建造物には、打設後の内部と外部の温度差により発生する温度ヒビ割れや、コンクリートの沈降が鉄筋などに拘束されることによる沈降ヒビ割れ、また、気温の低下によるコンクリート内部に残存する水分の凍結(体積膨張)によるものや、打重ねや打継ぎ等が要因となって様々な箇所にヒビ割れが生じることがあります。コンクリートの内部に生じたヒビ割れは、発生した箇所と程度によっては修繕・修復が必要であり、場合によっては構造体の強度等に大きな影響を与えかねない欠陥となる可能性があるため、早期の発見が必要とされています。

そこで、ドローンに赤外線カメラサーモグラフィおよびHDカメラと、不具合箇所を特定するマーキングシステムを搭載するとともに、
安価で安全で、かつ、全方位を撮影することが可能で、安全性に優れた検査システムの開発が望まれていました。

SKYSCAN®PROは、この様な課題を解決するために誕生した、構造体検査解析システムです。


効果・特長
No01

ドローンに搭載されたカメラユニットにより、赤外線画像による不具合箇所の検出に加え、可視光画像を目視で確認することができます。

飛行中のドローンがコンクリート製の構造体・建造物面の不具合箇所を余すことなく全方位に亘って撮影検出することが可能な検査解析システムです。

ドローンを一定の場所でホバリングさせた状態で、広範囲の検知画像を撮影することができます。また、構造体の異常または故障による表面の発熱量を測定検知することにより、表面からは窺い知ることの出来ない構造体の内部の欠陥を検出することが可能です。

No02

地上に設けられたグラウンドステーションは、現場上空のドローンから受信した赤外線データおよび可視光画像データを解析します。

受信した探査映像はリアルタイムでグラウンドステーションのディスプレイに表示させることが可能です。

専用の解析ソフトウェア(SKYANARYZER®)は、地上に設けられたグラウンドステーションに組み込まれた画像解析システムであり、コンクリート製の構造体・建造物の赤外線データおよび可視光画像データを解析し、画像に映し出された温度の変化によりコンクリート内部のヒビ割れ等の不具合箇所を発見・抽出・整理・マッピング・レポート化を行います。

No03

赤外線カメラとHDカメラを搭載した
ドローンにより、上空から不具合箇所を検知し、検出された箇所を表示します。

広大な壁面や、高層ビル、長距離に亘る橋脚・橋梁、高層ビルなどの巨大コンクリート製の構造体・建造物では、不具合箇所に作業員や修理機材を到達させるだけでも大掛かりな作業であり、不具合箇所の位置特定に少しでも誤りがあると膨大な時間と費用を浪費する事態となります。

SKYSCAN®PROは、マーカー発射システム(SKYMARKER®)で検査時に検出と同時にカラーボールなどの着色手段を高圧で発射し、検出した不具合箇所に塗料を付着させてマーキングを行うことにより、赤外線データおよび可視光画像データを基にした後日の位置特定作業が不要になり、巨大コンクリート製の構造体・建造物でも欠陥部分に容易に到達することが可能であるため、コンクリート製の構造体・建造物の検査のコストのみではなく、その後の再調査や修理に必要なコストをも抑えることが可能となります。

No04

ドローンに搭載された赤外線カメラをコンクリート製の構造体・建造物に対して一定の角度に保った状態で撮影検知することが可能です。

飛行制御システムは、ドローンの航路や高度と飛行角度を制御する装置であり、ドローンとコンクリート製の構造体・建造物との距離または角度を一定に保つことを可能としています。飛行制御システムは、探査するコンクリート製の構造体・建造物の調査対象となる範囲を安定した飛行状態で探査することが可能です。

No05

どのような規模の構造体・建造物であっても、ドローンと構造体・建造物の距離を一定に保ちます。

ドローンに設けられた飛行補正装置は、超音波センサおよびレーザからなり、飛行中の周囲の障害物とドローンとの距離を常に計測することにより、安全に航行することを可能としています。

ドローンが、予め設定された障害物との距離よりも障害物(コンクリート製の構造体・建造物を含む)に接近してしまった場合に、ドローンの飛行位置を瞬時に修正します。
これにより、ドローンがコンクリート製の構造体・建造物に接触する事故を回避でき、また、想定外の障害物および検査対象となるコンクリート製の構造体・建造物、更にはドローン自体の破損を回避することが可能となります。

No06

飛行制御不能など不測の事態が発生したときにパラシュートを自動展開することにより不時着現場とドローンの両方を保護することが可能となっ ています。

パラシュートは僅か0.5秒で開き、パラシュートが展開されると同時にモーター電源をOFFにする機能や、リモートコントローラーにて手動でもパラシュートを展開できます。

衝撃緩衝装置は、パラシュート自動起動機構からなり、ドローンが事故や故障などで飛行不能となった際に、自動起動機構によりドローンに搭載されているパラシュートを瞬時に作動展開させる構成です。ドローンが飛行不能に陥りコンクリート製の構造体・建造物の側面への衝突、または、床面や屋上に墜落してしまった場合でも、パラシュートにより落下速度を非常に低速に制御し、衝撃を吸収できる状態でコンクリート製の構造体・建造物に接触・着地させることが出来るので、各種機器およびコンクリート製の構造体・建造物を破損から守ることが出来ます。


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