新型LiDARモジュール「DJI ZENMUSE L3」をご紹介します。ドローン用LiDARの前モデル Zenmuse L2 との違いや、実際に屋外で検証したデータをご覧いただき、新型の効率性をぜひご確認ください。

　

　

Zenmuse L2 と前モデルとの比較

項目	L2 の仕様・特徴	L3 で改善・強化された点	現場での意味／効果
検出／測距レンジ（LiDAR）	最大約450 m	最大約950 m	高高度／広域エリアを一飛行でカバーできるため、飛行回数削減・重複軽減が期待できる。
リターン数	最大 5 returns まで。	最大 16 returns に拡張。	植生・林地・複雑構造物などで地表を捉えやすく、地形・構造物再現性が向上。
レーザー波長・ビーム仕様	波長：905 nm。ビーム発散角（例：0.2 mrad×0.6 mrad）など。	波長：1535 nm。発散角も縮小（例0.25 mrad等）で細かく照射。	波長変更により反射・透過特性が変化。深林や構造物間隙への貫通性・検出精度改善。ビーム小径化で細部構造（電線・鉄骨など）取得力UP。
RGBカメラ（可視光）仕様	4/3 CMOS 20MP 1眼、FOV 約84°など。	デュアル 100MP（4/3 CMOS）2眼、FOV 約107°等拡張。	高解像度＋広視野により、オルソ画像・点群色彩・フォトグラメトリとの併用効果が増大。映像質・資料質が向上。
スキャンモード・撮影モードの多様化	主に「反復／非反復」スキャンモード。	「反復」「米字」「非反復」スキャンモード。	任意用途（例：構造物モデリング／地表取得／植生内部透過）に対してモード選択でき、適材適所のデータ取得が可能に。
精度（水平・垂直）	垂直精度：4 cm程度（150 m高度）／水平精度：5 cm程度。	「垂直精度：3cm程度（120 m高度）／水平精度：4 cm」等改善。	精度向上により「高精度地形モデル」「CIM/BIM活用」「土量計算時の誤差低減」など、よりエンジニアリング用途で信頼性が増す。
機種・運用プラットフォーム互換性	Matrice300,350 Matrice400	Matrice 400専用	運用中ドローン構成や機体変更が必要なケースあり。既存機体との互換を確認する必要。

リターン／レーザーパルスについて

Zenmuse L2では、24万発/秒で最大5リターン、ZenmuseL3では35万発/秒で最大16リターンとなり、地表面までレーザーがさらに到達しやすくなりました。
また、L3は200万発/秒で最大4リターンに切り替えることもできます。こちらは、狭い範囲でより多くの点群を必要とする、構造物などに対して使用するとより良い結果となります。

ビーム発散角について

100mの高度で飛行させている際に、地上に照射されるレーザーの大きさは、L3が3.5cm×3.5cmで正円になり、L2が12cm×4㎝で楕円形になります。
レーザー測量では、植生をすり抜けながら、地表にレーザーを照射してデータを取得しますが、レーザーの大きさが小さい方がすり抜けやすいので、L3の方がデータ取得がしやすくなっていることがわかります。

　

検証データ比較

今回は弊社のドローンフィールドのデルフリキャンプドローンフィールドにて Zenmuse L3 と L2 での比較検証を行ってきました。検証条件は以下のとおりです。

• 使用機体：Matrice 400 + Zenmuse L3、Matrice400 + Zenmuse L2
• D-RTK3を既知点に設置
• 対空標識は 600mm✕600mm 2セット設置
• 対空標識の座標はRTKローバーにて測定
• 天候：曇り、弱風、気温20℃前後
• DJI Terra の構築設定
  • 点群精度最適化ON／点群平滑化OFF
  • グラウンドポイントタイプ：緩斜面デフォルト

飛行場所と飛行ルート

飛行場所：デルフリキャンプ ドローンフィールド　滋賀県長浜市小谷上山田町

L3とL2の高度による違いを検証しました。検証ポイントは上図の青〇印となります。

※各断面図のスライス幅は50㎝に設定しています。

　

〇L2、繰り返しなし、高度100m

　

〇L3、繰り返しなし、高度100m

　

〇L2、繰り返しなし、高度50m

　

〇L3、繰り返しなし、高度50m

　

L2で高度50ｍで飛行した場合と、L3で高度100ｍで飛行させた場合のグラウンドデータ取得状況がほぼ変わらないことが分かります。L3のビーム径が小さくなったことやリターン数の向上によって、このような結果になったと考えられます。

高度を下げることが難しい現場であっても、L3であれば、比較的多くのグラウンドデータの取得が可能となるため、より活用の場が広がったと考えられます。

　

点群の厚みの比較

対空標識を認識したデータから、L3とL2の点群の厚みの比較を行いました。

　

〇L2、繰り返しなし、高度100m

　

〇L3、繰り返しなし、高度100m

　

〇L2、繰り返しなし、高度50m

　

〇L3、繰り返しなし、高度50m

　

L2とL3の点群の厚みを見ると一目瞭然です。

L1からL2にアップデートされた時にも、点群の厚みがグッと下がった印象でしたが、L3ではさらに下がったことで、精度の良さがよくわかりました。

　

厚みの標準偏差

L3、L2それぞれの標高の標準偏差を求めましたので、ご参照ください。

　

〇L2、繰り返しなし、高度100m

　

〇L3、繰り返しなし、高度100m

　

〇L2、繰り返しなし、高度50m

　

〇L3、繰り返しなし、高度50m

　

L3もL2も高度が低い方が標準偏差が小さく、点群のばらつきが小さいのがよくわかりますが、L3はけた違いのばらつき具合になっています。

　

L3を使用した感想

L3を実際に運用してみて特に印象的だったのは、測量現場の効率化がさらに進んでいる点です。
高度を上げて広範囲を一度に取得しても精度が落ちにくく、L2から大きく進化していることを実感しました。

これからレーザー測量の導入をご検討されている方や、L1・L2からのアップグレードをお考えの方も、ぜひお気軽にご相談ください。

　

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