ドローンによる点検とは？インフラや危険な場所で活躍！

ドローンとは、小型の無人飛行機の総称です。空撮に使うイメージが強いですが、人が入りにくい場所や高所など危険な場所の点検にも活用されています。ドローンを使って点検を行えるようになれば、安全性が守られるだけでなく点検にかかる費用も節約できます。

「自分たちの会社にもドローンによる点検を取り入れたい」

「ドローンによる点検を取り入れるか検討しているので、点検できる場所を知りたい」 という人もいるでしょう。この記事では、ドローンで点検を行うメリットや行える場所を詳しく解説します。

点検用ドローンとは？

点検用ドローンとは、カメラや赤外線調査機器などを搭載したドローンのことです。2021年9月に航空法施行規則の一部改正を受け、ドローンの活用規制も緩和されました。（※）さらに2022年4月より建築基準法で義務付けられている法定定期点検でも、ドローンを活用した赤外線調査が認められ、結果として点検用ドローンにさらなる期待と注目が集まるようになりました。（※）

これらの法改正を受けて点検用ドローンの進化も加速の一途です。おかげで従来の点検費用よりも低コストで、安全性の高い点検が可能です。インフラや設備建築などの多くの現場で、点検用ドローンの導入が進んでいることも納得です。

※出典：国土交通省「航空法施行規則の一部改正を実施しました！～ドローン等の飛行規制を一部緩和します！～」

※出典：国土交通省「定期報告制度における外壁のタイル等の調査について」

点検用ドローンに期待される役割

点検用ドローンを用いた点検業務には、民間が主に設備点検で発注するものと、行政が主にインフラ点検で発注するものがあります。両者ともに作業を効率的に行うことと、より低コストで精度の高い点検を行うことが重要視されるのは間違いありません。

点検用ドローンが活用される場面は多岐にわたります。特に建設業では活躍の場に事欠きません。屋根や建物の外壁など公民関係なく需要の多い事例もあります。

また、橋や風力発電所、道路や鉄道といったインフラの場合も珍しくありません。これまでは作業者が多くの危険を伴って点検していた高所から狭所まで、点検用ドローンが効率的に代行してくれます。

コスト面でも安価に済む点検用ドローンは、まさに切り札的存在として注目を浴びています。

点検用ドローンを活用した具体的な検査の様子はこちらの記事をご覧ください。 「国産ドローンに搭載した高性能カメラによるプラント点検撮影事例」

点検用ドローンを活用するメリット

点検用ドローンを使った検査には数々のメリットがあり、建設業を始めとした分野で注目を集めています。そこで、勤め先の職場への導入や実際に働いている現場での活用を検討している方向けに、具体的にどのようなメリットがあるのか、特に注目を集めている4点について詳しく解説します。

メリット①作業者の安全を確保しやすい

点検用ドローンを用いた検査では、検査作業員が高所に登る必要がありません。厚生労働省の「令和4年労働災害発生状況の分析等」には、業種別の労働災害発生状況が記載されています。（※）建設業で最も多い労働災害は「墜落・転落」となって突出しています。それだけ高所の作業には危険が伴うものです。

墜落や転落の危険がある中でも、インフラの老朽化を理由に点検やメンテナンスの需要が増えています。

そこで点検用ドローンの出番です。作業員が高所に登ることなく離れた場所から撮影ができます。足場を組む必要も高所作業車なども必要ありません。場合によっては可燃性ガスの漏れなどの危険がある場所での作業も、点検用ドローンが調査してくれます。今まで作業員が負担してきた危険を肩代わりしてくれるのです。

もちろん点検が必要なのはインフラ以外にもあります。マンションなど、ビルの外壁や民家の屋根の上などです。これらの高所も点検用ドローンで調査できます。

点検用ドローンのおかげで作業員の安全性が増したことは大きなメリットです。

※出典：厚生労働省「令和4年労働災害発生状況の分析等」

メリット②少人数・短時間で作業できる

点検作業の現場において、経験者の高齢化による作業員の減少や点検ノウハウの継承も問題になっています。点検用ドローンを導入することで、従来よりも大幅に少ない人員で、短時間で点検作業が可能です。

従来のやり方では、点検場所にクレーンなどの重機を持ち込んだり足場を組んだりする必要があり、前準備だけでもかなりの時間と人手を要します。点検作業中も重機のオペレーターなど、点検そのものを行う作業員以外の人員も必要でした。

点検用ドローンなら点検現場に直接飛んで行って検査できるため、重機も足場も必要ありません。前準備の作業時間と必要人員の数を大幅に削減できるだけでなく、点検作業中もドローンの操縦者を始めとした少人数で作業が行えます。

結果として特殊な技能が必要とされる点検作業以外では、点検用ドローンが効率的な点検作業に欠かせなくなってきています。

メリット③高精度の映像や画像が撮影できる

点検用ドローンは人が近づきにくい場所の画像撮影も可能です。点検用ドローンに搭載されるカメラの性能の進歩も著しく、これまで以上に幅広いパターンで精度の高い画像が撮影できるようになりました。

状況に合わせて特定の場所や幅広い範囲の撮影ができるようになっただけではありません。赤外線カメラや光学ズームなどを利用した、詳細かつ鮮明な画像の撮影もできます。

AIの技術を組み合わせることで、人の目にも見えないような劣化も自動検出できます。撮影しながら画像確認をできるだけでなく、必要ならインターネットを介して遠方の関係者もリアルタイムで確認することが可能です。

メリット④コストパフォーマンスが高い

点検用ドローンを使った点検作業は、携わる人員や必要とする設備を従来の点検方法と比較して大幅に縮小できます。インフラの点検作業となれば、交通規制も必要になります。

例として国土交通省の橋梁の定期点検で点検用ドローンを使った事例を取り上げてみましょう。ドローン技術を活用したトラス橋の橋梁定期点検によると、橋梁点検車の必要性がなくなったことなどから、機械経費が2,400万円ほどかかっていたものが700万円に削減されました。（※）

さらに交通規制が必要なくなったことから300万円のコスト削減になり、最終的には3,800万円から1,900万円と大幅なコスト削減につながっています。

以上の事例から、点検用ドローンはコスト削減にも大きく貢献してくれることが分かるでしょう。

※出典：国土交通省「ドローン技術を活用したトラス橋の橋梁定期点検」

ドローン点検が可能な項目

では、ドローンで点検できる項目にはどのようなものがあるのでしょうか。ここではその一例を紹介します。

屋根

屋根は定期的に塗り替えや修繕が必要な場所です。また、屋根材が壊れると雨漏りが起こります。屋根の点検は職人が屋根に登って行っていましたが、検査をする人が転落するおそれがあることや、屋根材を職人が壊す可能性があることからドローンによる検査はメリットが多いと考えられています。

一般住宅の屋根ならば小さなドローンでも可能なので、取り入れる業者も増加しています。

また、依頼主が業者から屋根の状態などの説明を受ける際に、ドローンで撮影した画像をモニターで同時に見ることができるのもメリットといえます。

煙突

現在、煙突がある施設は工場など一部のみです。短くても数メートルはあるため、検査は手間や時間がかかりました。ドローンを使えば、外壁の検査はもちろんのこと、ゴンドラを使用し人手で行っていた内壁の検査も可能です。煙突に異常があると火災や爆発事故の危険があります。

ドローンを使えれば今までより時間と費用を節約可能です。また、作業を止める時間も短期間ですむでしょう。

工業プラント

工業プラントは広いだけでなく、高所や危険な場所などもあり点検を行うのが大変でした。ドローンを用いれば、高所や危険な場所も短時間で効率的に検査が可能です。総務省消防庁や厚生労働省、経済産業省などもドローンの活用を後押ししており、実証実験なども行われています。

定期点検はもちろんのこと、災害が起きた際の緊急点検などにも使えます。

鉄道

鉄道は、広範囲で人が行きにくい場所や危険な場所も多い設備です。山奥を走る鉄道だけでなく、地下鉄や住宅街を走る鉄道設備の中にも検査が困難なところがあります。例えば東京メトロなどは検査専門のドローンを使って実際に検査を実施中です。

ドローンを使えば少人数で広範囲の点検作業が可能です。定期点検はもちろんのこと、大雨や台風などによる被害の点検などにも役立つことでしょう。

配管

配管は工場やプラントなどさまざまな場所に用いられています。配管に不備があれば工場やプラント全体に影響が出ることでしょう。実際、配管に不備があった工場やプラントが何ヶ月も操業停止になった例もあります。

配管の点検は必須ですが長い配管の場合、手間と費用がかかります。そこでドローンを使えば数日かかった検査を数時間まで短縮することができます。しかも、操業に与える影響も最小限で済むでしょう。

橋梁

橋梁は、水の上にかかっているので点検に手間がかかります。また、夜間に行うのも難しいので、一時的に交通を止めるなどの対策も必要です。ドローンを使えば橋の裏や下なども難なく検査できます。

橋は交通の要所であることが多いです。そのため定期点検はもちろんのこと、災害後の点検をスピーディに行えれば二次被害を防ぐことにもつながります。

高速道路

高速道路は高架や橋梁などさまざまな場所があります。範囲が広く通行止めをして検査をするとなると、交通にも支障が出るでしょう。そこで、ドローンを使うことにより少人数で短期間のうちに検査ができる体制を整えています。

例えばNEXCO西日本など高速道路を管理している会社のホームページでは、ドローンを使った点検の動画を公開しています。

太陽光パネル

太陽光パネルは、建物の屋上についているタイプのものや、山を切り開いた場所などに並んでいるタイプのものなどがあります。太陽光パネルは常に微弱の電流が流れているので、屋根についている小型なものでもうかつに検査はできません。そのため、点検にドローンを用いれば安全に作業ができます。

風車（風力発電）

風力発電のための風車は40～50mもの高さがあります。また、羽根の直径も数十ｍあり、人力で点検する場合は、風力発電を止めなければなりません。一度風車を止めてしまうと再度動かすのに手間がかかりますうえ、高所のため危険が伴います。

ドローンを使えば風車を止める時間を短縮し点検をすることが可能です。また、人が高所に上がる必要がなく、安全に点検を実施することが可能です。

下水道

下水道は太さも長さもさまざまです。都市部に網の目のように張り巡らされている他、郊外にも雨水を排出するための下水道があります。そのため定期点検には人手と手間がかかります。

ドローンを利用すれば、下水道の中を効率的に検査が可能です。定期点検だけでなく、台風など災害の後、壊れた場所を見つけるのにも役立つことでしょう。作業員一人で広範囲を受け持つことも可能になるかもしれません。

点検用ドローンの効率を高める科学技術

点検用ドローンにはさまざまな技術が使われています。より正確で精密な点検作業を行えるのは、これらの技術があってのことです。

実は点検用ドローンで重要な技術はカメラだけではありません。確かに精密な画像を撮影することは重要ですが、点検は画像を撮ることを指すわけではないからです。

問題がないかを判断するのに欠かせない、点検用ドローンを支える技術をご紹介します。

AI

AI（人工知能）は画像を診断するのに欠かせません。1回の点検作業で点検用ドローンで撮影される画像の枚数は膨大です。1枚ずつ目視で確認していては膨大な時間がかかってしまいます。AIによる画像診断なら、確認作業の効率化が実現可能です。

AIが正しく画像を解析できるようにするためには、たくさんの画像を使って学習させる必要があります。部品のサビの状態やクラックの異常、壁面のひび割れの有無などを高精度で判断するには、高い質のデータを大量にそろえてAIに学ばせることが必須です。高度に学習したAIは人が見落とすレベルの異常も検知します。

AIでも見落とす異常があり、全てを任せられるまでには至っていません。しかし、それでも飛躍的に効率が上がっており、今後もドローン点検へのAIの活用は進んでいくことでしょう。

5G

5G回線も点検用ドローンを補助しています。5G回線は高速で大容量、超低遅延など、ドローン点検に適した通信技術です。自動車の自動運転でも注目を集めている技術となれば、どれだけ優れた技術か分かりやすいでしょう。

点検用ドローンはさまざまな施設のそばを飛行することになります。わずかな指示の遅れで調査施設に衝突してしまい、事故につながる危険性があることは回避しなければならない重大事です。

より安定した飛行の実現を可能とするため、5G回線の活用は拡大していく技術となることは間違いありません。

クラウド

クラウドは点検用ドローンが撮影した画像の効率的な管理に欠かせません。ドローンが撮影したそばから画像をクラウドに送ることでさまざまなメリットがあります。

まずは現場の担当者だけでなく、本部の技術者や関係者など複数人で情報共有ができる点です。リアルタイムでの映像確認はもちろん、点検結果をクラウド上で管理することもできます。AIでの画像解析を即実施することや、管理用のアプリケーションを用意しておけば、レポートの共有も可能です。

なにより大切なことは、事故などで点検用ドローンが破損しても、クラウドにデータを送信していれば大切な画像データを損失する心配がないことでしょう。重要な点検データを失う心配がありません。実際多くのドローン撮影サービスはクラウドを導入しています。AIの活用ともどもこれからさらに発展していく技術です。

RTK測位

RTKとは、Real Time Kinematicの略です。人工衛星を使った高精度の位置情報取得技術で、相対測位とも呼ばれます。

固定局と移動局の2つの受信機を使い、4つ以上の衛生から信号を受信することで2つの受信機でズレを補正する技術です。同じ衛星を使って位置を特定するGPS（単独測位）よりも高精度で位置情報を得ることができます。

点検用ドローンは施設のすぐそばを正確に飛行することが欠かせません。狭所や煙突などの危険な施設のすぐそばで、高精度な自立飛行を求められることも多いです。定期点検などでも大いに活躍する技術として、点検用ドローンに取り入れられています。

ドローンによる点検の4つの課題

点検用ドローンにはメリットもありますが、当然のことながらデメリットもあります。機体の強化や飛行規制、初期投資の必要性などの他に、ドローンで行う点検だからこそのデメリットです。

メリットだけに目を向けてデメリットを理解していないと、後々後悔する事態にもなりかねません。ここでは大きな4つの事柄を中心に解説していきます。

課題①撮影しにくい場所がある

点検用ドローンだからといってどこでも問題なく撮影できるわけではありません。形状も大きさも固定のため、橋梁の隙間などどうしても入れない狭所での撮影は困難です。建築物によっては人が身をよじってやっと入れるような場所も珍しくありません。そんな場所ではどうしても点検用ドローンは実力を発揮しきれなくなります。

技術が進歩していることで、機種によってはカメラを2台搭載することで車の自動運転のように飛行するタイプも登場しています。2台のカメラで3次元立体映像を構築して障害との位置関係を認識する方法です。

メーカーの努力によって点検用ドローンも進化し続けていますが、まだ全ての場所をカバーしきれるまでには至っていません。

課題②打音作業や触診ができない

点検用ドローンでは現在のところ打音検査できる機能を持った機種はありません。打音検査とはコンクリートをハンマーなどで叩いた際に鳴る音から、内部に亀裂がないか、鉄筋が腐食していないか、空洞はないかなど、音の異常を検知する検査方法です。

ドローンには安全に運用するための大原則があります。周囲の人やモノとは十分に距離を取るというものです。打音検査はこの大原則に矛盾します。そのため、点検用ドローンでの打音検査は難しいのが現状です。

しかし、点検用ドローンとしては打音検査も必要な機能であることは間違いありません。そのため接触を前提としたドローンの開発も進められています。

同様に触診ができないのも点検用ドローンのデメリットです。人であれば問題個所を触って確認できますが、点検用ドローンで代替する時は可視カメラや赤外線カメラでの撮影のみです。

技術の発達により非破壊検査できる点検用ドローンも登場してきていますが、まだ普及には時間がかかるとみられています。

課題③墜落の可能性がある

点検用ドローンは空を飛ばすため、墜落や事故の可能性があるのもデメリットです。事故原因はさまざまですが人為的なものも当然あります。

また、天候に左右されやすいのも事実です。防水加工した点検用ドローンもありますが、さまざまなセンサーを搭載しているため非常にデリケートな面があることは否定できません。風にも左右されやすく、国土交通省のマニュアルでも、ドローンの耐風性能を上回る風速では飛行させないと定めています。（※）通常はこのマニュアルにそって飛行の許可・承認を受けているケースが一般的です。風速には気を配る必要があります。

天候に問題がなくても橋梁の下など衛星通信が使えない環境下では、RTK測位が使えないため安定した飛行ができません。操縦者の手動技術が必須となりますが、GPS電波が届かない場所でも安定した自立飛行をする点検用ドローンの開発も進んでいます。

※出典：国土交通省「無人航空機飛行マニュアル（インフラ点検を目的とした（場所を特定しない）申請について適用）」

課題④飛行音や騒音がトラブルになることも

点検用ドローンには特有の飛行音があります。また、点検用ドローンを見た住人が盗撮をされていると勘違いすることもあるでしょう。そのため、点検用ドローンを飛ばす前に周囲の住人や学校などの施設があるときには、事前に説明をする必要があります。特に学校などでは子供がドローンに注目して騒ぎになる可能性が高いです。

同様に国土交通省から飛行の許可・承認を受けていても、事前に警察にも連絡を入れておく方がよいでしょう。勘違いなどが原因となって、第三者から警察に通報されることもあるからです。

法を順守していても勘違いや物珍しさ、騒音などが原因で騒ぎになってしまうケースがあることもあります。場所によってはデータ収集に最適な時間があることもあるため、周辺の調査も念入りにしましょう。

点検用ドローンの需要は今後ますます拡大する

点検用ドローンを使った点検作業は今後需要が増していくことが予想されています。2021年9月に航空法施行規則が緩和され、ドローンを飛ばせる範囲が広がりました。内閣府の「ドローン飛行に関する規制改革について」によると、150m以上の場所では許可が必要だったのが、高層建築物でも周辺30m以内であれば国土交通大臣の承認がなくても飛ばせるようになりました。（※）

さらに人口密集地や夜間の飛行でも緩和がありました。十分な強度の30m以下の紐でドローンを係留し、かつ、飛行区域を第三者立ち入り制限とすれば許可や承認は不要です。おかげで橋梁検査などで点検用ドローンが使いやすくなりました。

現在、建築業のみならず幅広い分野からドローンによる点検作業は注目を集めています。点検用ドローンの需要は今後さらなる拡大を見せるでしょう。

※出典：内閣府「ドローン飛行に関する規制改革について」

点検用ドローンの進歩は止まらない

点検用ドローンは危険な点検業務において画期的なメリットを多数持っています。優れた点はさらなる進歩を見せるとともに、課題となる点においてもメーカーや大学などの研究機関によって改良が進んでいます。

当社ACSLの点検用ドローンは国産品ならではの長所が強みです。フライトコントローラーを自社開発することで、用途に応じた柔軟なカスタマイズを可能にしました。さらに最大対気速度は15～20m/sと風に強いため、過酷な環境下でも使いやすい点も魅力です。もちろん防塵・防水性にも優れているため、幅広い活躍が見込めます。

インフラ点検ならではの衛星通信が届かない屋内や煙突内部、橋梁、トンネルなどの環境下でも、自立飛行によって画像撮影が可能です。

また、データや通信などに対してセキュリティ対策もされている小型空撮ドローンSOTEN（蒼天）は、小型でありながら前述の機能を搭載しているためおすすめです。現場に点検用ドローンの導入を検討されている方は、ぜひ当社のホームページで特徴や性能をご確認ください。

https://product.acsl.co.jp/