雪崩のリスク検知ノルウェー公道庁とNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU)

Mar 29, 2022

ノルウェーの公共道路行政Statens vegvesenとノルウェー科学技術大学（NTNU）は、2021年10月、様々な政府機関を集め、雪崩リスクモニタリングに役立つ最新のLiDARとドローン技術の利用を評価する概念実証イベントを開催しました。ノルウェーのトロルスティゲンと呼ばれる象徴的な道路周辺は、険しい山々もあり、山には一年中雪が積もっているため、この地域を選んだのです。 YellowScan PartnerのScandinavian Droneと Orbitonは、YellowScan Support Teamのサポートにより、このイベントへの参加に応じました。

チャレンジとは？

このイベントの目的は、3つありました。まず、ドローンとLiDARを組み合わせて、山間部の現実的な環境で道路上の雪崩リスクをマッピングするための機能を特定し、示すことができました。 2つ目は、従来の航空測量によるデータとの比較のために、テストエリアのデータ/点群マップを収集することです。最後に、ドローンで利用できるLiDAR技術の一般的なベンチマークを作りたいと考えていました。

イベントは、2日間で3つのミッションに分かれて飛行しました。サイトAは、最も簡単に飛行できるように設計されており、ベンダーが理想的な状況でLiDARデータを収集することができます。サイトBは、車道上の急峻な山岳地帯で、現実的な運用条件でのLiDARデータ収集を再現するように設計されています。最後に、Cサイトは、NPRAが車道からかなり離れた険しい場所から情報を収集する必要がある状況を再現するために、雪のある難しいサイトに設計されています。

ミッションの打ち上げ準備 © Scandinavian Drone

ソリューション

チームは、ノルウェーの厳しい気象条件に耐えられるよう、オービトンがカスタマイズして「ノルウェー化」したVelosV3ドローンヘリコプターを飛ばした。彼らはYellowScan Vx20-300をRiegl miniVUX 3とApplanixのAPX20に統合して搭載しました。これはYellowScanが提供する最も正確な完全統合LiDARソリューションの1つです。

20m/sの突風が吹き荒れる中、600mの崖の垂直マッピングを行うのは、はっきり言って大変なことでした。ミッションをクリアした後、YellowScan CloudStationソフトウェアソリューションを使用しました。 CloudStationは、アクイジションフライト後すぐに点群データを抽出、加工、表示することができます。短冊の自動生成やLASファイルの作成も、数クリックで簡単に行えます。

ミッションパラメータ

イベントの性質上、3つのミッションはすべて異なるパラメータを持っていました。ここでは、サイトA、B、Cの各セットを紹介します。

サイトA ：

<8分フライト、3本抜き
60mAGL、5m/s 4haをフィールド、ハウス、フォレストでカバー。
300KHz、120deg FOVで撮影。
6km離れた基地局で処理される
衛星放送のカバー率＝平均19

サイトB ：

28分フライト、26枚抜き取り
690mAGL、8m/s、崖に沿った水平飛行。
360mクリフカバレッジ
200KHz、180度FOVで撮影。
8km離れた基地局で処理される
衛星のカバー率＝平均で14

サイトC ：

2つのサブエリア（C1、C2）に分かれる。
C1は、雪が降っていても届きやすいエリアでした
C2は雪で到達困難な氷河でした
20分フライト、3枚抜き
790mAGL、8m/s
新雪12haのカバー率
200KHz、180度FOVで撮影。
8km離れた基地局で処理される
衛星放送のカバー率＝平均19

サイトCの位置写真 © Scandinavian Drone

他の参加者は、より簡単なC1エリアを選ぶか、まったく飛ばないので、C2でのデータ収集の望みは、私たちのチームにしか残されていなかったのです。慎重にミッションプランを立て、状況を見極めた結果、最終日の昼過ぎに窓が開きました。離陸地点から水平距離約2km、垂直距離約700mの雪原を目指すため、Velos e-copterは長い上昇を続けました。ドローンが上昇を続け、ついにC2エリアに到達し、関心領域のデータ収集を開始したときの観客の興奮が伝わってくるようです。

氷河の上にある山の稜線は、風で雪が舞い上がり、厳しい環境であることがよくわかる。飛行中、天候不良のため、過度の乱気流によりミッションが中止され、打ち上げ地点への帰還を余儀なくされた。しかし、C2の現場で使える短冊を加工することはできた。着陸時には、NPRAやNTNUなどの見物人から低い歓声が上がり、Orbitonチームの努力と巧みな飛行を称える声が上がりました。

このNTNUの概念実証イベントは、過酷な環境下でLiDARデータを収集する際の要件について経験と貴重な教訓を得るためのユニークな機会であり、我々はシステムの性能に非常に感銘を受けた。また、他の参加者もいたため、同業者と知り合う機会にもなり、他のシステムの動作もいくつか見ることができました。エントリークラスでも十分な性能を発揮できますが、ハイエンドクラスが必要なラインは明確に存在するということです。そして、すべてのケースに当てはまるのは、YellowScanシステムのように信頼性が高く、使い勝手の良いソリューションが、ミッションを成功させる鍵になるということでしょう。

マーティン・アンデルソン

スカンジナビアン・ドローン社CEO

結果

ノルウェー公道庁とノルウェー科学技術大学は、ドローンとLiDARの両方のソリューションを、さまざまな条件下で実際に見ることができたので、このイベントに満足しています。私たちのチームは、雪崩のリスク検知をより予測しやすく、これまでのような反応的なものでなくするための継続的な取り組みをサポートするミッションに挑戦することができることを証明したのです。

スカンジナビアン・ドローン/オービトン/イエロースキャン・チームは、他の参加者が飛行を試みなかった最も困難なエリア（BとC2）から高品質のデータを収集することができたに過ぎないのです。

YellowScan Vx20-300の主なメリット

Riegl miniVUX-3UAVスキャナを使用。
高精度点群
ロングレンジで山側から安全な距離を保ち、風による乱れを軽減します。
雪に適した波長
校正された強度値
最高精度
マルチロータードローンとの連携