新型LiDARモジュール「DJI ZENMUSE L2」をご紹介します。ドローン用LiDARの前モデル Zenmuse L1 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

	DJI Zenmuse L2	DJI Zenmuse L1
レーザーパルス	240kHz	240kHz ※トリプルのみ160kHz
リターン	最大5リターン	最大3リターン
FOV	繰返し：70° x3° 繰返しなし ：70°x75°	繰返し：70.4°x4.5° 繰返しなし：70.4° x77.2°
ビーム発散角	1.2mrad x 0.4mrad	4.8mrad x 0.5mrad
検知範囲	250m （反射率10%、lOOklx)	190m （反射率10%、lOOklx)
保護等級	IP54	IP54
IMUウォーミングアップ	不要	必要(3~5分程度）
IMU精度	Yawリアルタイム：0.2゜、後処理：0.05° Pitch/Roll リアルタイム：0.05゜ 、後処理：0.025°	Yawリアルタイム：0.3゜、後処理：0.15° Pitch/Rollリアルタイム：0.05゜ 、後処理：0.025°
可視光カメラ	4/3インチ20MPメカニカルシャッター搭載	1インチ20MPメカニカルシャッター搭載
対応機種	Matrice300RTK (RC PLUSのみ） 、 Matrice350RTK	Matrice300RTK、 Matrice350RTK

リターン／レーザーパルスについて

Zenmuse L1 では、3リターンの設定時にサンプリングレートが160kHzに制限されていましたが、Zenmuse L2 であれば5リターン時でも240kHzでの照射が可能となり、より多くのレーザー照射が可能となりました。

ビーム発散角について

mradとは、カメラが対象物から1m離れている時に、対象物に照射されるレーザーの大きさがどの大きさになるかを表しています。
L2の場合は、1.2mrad x 0.4mradとなりますので、仮に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、12cm×4㎝になります。L1の場合は100ｍで飛行時は48cm x 50cmとなりますので、L2は非常にレーザーの大きさが小さくなったことがわかります。
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、L2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。

IMUウォーミングアップについて

Zenmuse L1では、LiDARの安定した出力を確保するために、電源を入れた際には3〜5分のウォーミングアップ時間が必要でした。現場で機体トラブルなどによる再起動が必要な場合、都度ウォーミングアップを待たなければならず、効率に影響が出ることがありました。しかし、Zenmuse L2ではウォーミングアップが不要ですので、設置から飛行までスムーズに業務を行うことができます。

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 L1 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 300 RTK + Zenmuse L2、Matrice300RTK + Zenmuse L1
• D-RTK2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15℃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

↑飛行ルート

現場状況としては、グラウンドデータの取得状況が分かるように、森林を含めた飛行ができるような場所を選定しました。

L1とL2の比較

L1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赤〇印となります。

※各断面図のスライス幅は50㎝に設定しています。

〇L1、繰り返しなし、高度100m

〇L1、繰り返しなし、高度50m

〇L2、繰り返しなし、高度100m

〇L2、繰り返しなし、高度50m

L1で高度50ｍで飛行した場合と、L2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。L2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、L2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。

L2を使用した感想

L2を使用してみて、印象的だったことは、さらなる効率化が図られていることだと感じました。IMUウォームアップが不要、高度を高くして広範囲のデータ取得を行っても問題ないことなど、L1からの大きな進化を感じました。
弊社は、DJI CAMP ENTERPRISE ZenmuseL2インストラクターが在籍しており、L2のご購入および導入時講習を実施することができます。これから、レーザー測量をお考えの方や、L1からのグレードアップを検討されている方等、お気軽にご相談ください。

前回、前機種のZenmuseL1との比較をご紹介しましたが、今回は、L2によるレーザー測量の点群取得の可能性について検証を行いました。ぜひご覧ください。

飛行概要

今回は弊社スタッフの所有する土地にて Zenmuse L2 での検証を行いました。検証条件は以下のとおりです。

• 使用機体：Matrice 300 RTK + Zenmuse L2
• 高度：100ｍ
• 飛行速度：15ｍ/ｓ
• D-RTK2は設置せず、国土地理院の電子基準点データを使って、PPK処理
• 天候：晴れ、弱風、気温15℃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

飛行場所：滋賀県長浜市石田町

現場状況としては、グラウンドデータの取得状況が分かるように、森林を含めた飛行ができるような場所を選定しました。

取得した点群データ

こちらが、点群データの全体像となります。（フィルタリング前）

こちらが、フィルタリングをかけて、木々を削除したデータになります。
木の下のグラウンドデータをしっかりと取得できている様子が分かります。

今回の検証のポイント

本現場には、上記の赤線で示したところに田んぼからため池に繋がる坂道の通路が存在しますが、上記の画像を見てもその通路の形状はわかりません。
仮に写真測量でこの現場を測量したとしても、グランドデータの取得はできないため、上記の画像と同じ結果になります。
今回、L2によるグラウンドデータの取得を行いましたが、この通路がはっきりと形として現れました。

上記の点群データにフィルタリングをかけたのが以下のデータとなります。

角度を変えてみると、以下のようになり、はっきりと通路が表現されています。

2022年12月からドローンの国家ライセンス（無人航空機技能証明）が開始されて、当社を含めて各登録講習機関では国家ライセンス講習が開始されました。
多くの方が、国家ライセンス講習を受講をされ、技能証明証を取得されています。

業務でドローンを使用される場合、国家ライセンスだけで大丈夫でしょうか。
残念ながら、国家ライセンスはあくまでドローンを安全に飛行させるための資格です。測量や点検などの業務にドローンを使うために別の知識が必要なります。
また、映像作品を撮影するためには、ドローンの操縦技術が必要になります。
具体的に挙げていきたいと思います。

ハードウェアの知識

一般的にドローンにはデジタルカメラが搭載されていますが、国家ライセンスではカメラの操作は含みません。
産業用ドローンではペイロードを変更できる機体があります。
これは業務よってカメラを変更する必要があるためです。
写真測量では高解像度の光学レンズカメラが必要です。レーザー測量にはレーザーモジュール、点検内容によって赤外線カメラ、映像撮影には一眼レフカメラが必要になり、それぞれのハードウェアの知識が必要です。

また、測量のように精度が必要になれば、GPSだけの位置情報では精度が足りず、RTKのような相対測位を取るためのハードウェアを扱う技術も必要です。

撮影したデータを活用するための知識

次に撮影したデータをどのように活用するのか。処理するためのソフトウェアの知識が必要になります。
測量では、対象エリアの大きさによって数百枚の写真が撮られます。ここには位置情報が入っており、それを専用ソフトで処理することによって3Dデータを作成します。
また、赤外線カメラは、ただ撮影しただけでは微妙な温度差までは確認できません。これを適切な温度測定範囲に設定をして初めて異常を発見できます。
それぞれのデータを組み合わせて扱うことや、AIによる画像解析などの知識も必要になってくるかもしれません。

専門職の知識

ドローン活用は国にしても建築・土木分野や農業などの分野での活用を目指しています。
このために細かな基準を打ち出しています。
例えばi-Constructionなどが良い例になります。
他にも建築物や看板など老朽化による事故などで点検が必須化されいます。各業界団体もドローン活用を目指していますが、どの業務がドローンに向いているか判断するためにも、建築関連や屋外広告の知識が必要です。

それぞれの専門分野に合わせた講習でスペシャリスト講習

ドローンスペシャリスト講習は「安全に飛行させる」ための講習ではなく、業務に必要なドローン技術を指導する講習になっています。
「ハードウェアの知識」「撮影したデータを活用するための知識」「専門職の知識」を実習を含めて説明をさせていただきます。
ドローンフライトマスター講習で国家ライセンス講習の経験者として、国家ライセンス講習を受講して国家ライセンス取得、スペシャリスト講習でドローンの業務活用を目指してください。

DJIから新しいプロ向け撮影専用ドローン「Inspire3」、赤外線カメラ搭載機もある「Mavic 3 ENTERPRISE」、発表されたばかりのフラッグシップドローン「Matrice350RTK」が販売されました。機体とに購入と組み合わせて受講料が割り引かれるプランもご用意しています。

スペシャリスト講習についてはこちらから