5分の飛行で空間全体を3Dデータ化！新型ドローン「Antigravity A1」の実力
高山ドローンリサーチ株式会社と株式会社アイ・ロボティクスは、昨年12月に発売された小型ドローン「Antigravity A1」を使って、建物の内部などを3Dデータにする共同実験を行いました。この実験は、アイ・ロボティクスが運営する「ドローンフィールドKAWACHI」で行われ、たった5分ほどの短い飛行時間で、屋内の広い空間を仕事で使えるレベルの3Dデータとして取得できることを確認しました。
なぜ今、ドローンで空間の3Dデータ化が必要なのか
これまでの建物内部の3D計測や点検作業では、大きなドローンは狭い場所に入りにくかったり、操作が難しかったり、時間がかかったりといった問題がありました。特に、工場や倉庫、トンネル、水道施設など、GPS（衛星からの位置情報）が使えない場所では、技術的には可能でも、実際に毎日使うのは難しい状況でした。
今回の実験では、軽くて小さい「Antigravity A1」を使うことで、このような難しい条件下でも、無理なく継続して3Dデータ（点群など）が取れるかを検証しました。
「Antigravity A1」ってどんなドローン？
「Antigravity A1」は、カメラブランドInsta360の支援を受けた「Antigravity」という新しいブランドが開発したドローンです。このドローンの大きな特徴は、360度すべてを8Kというとてもきれいな画質で同時に撮影できることです。
ドローンには、2つのレンズを持つ360度カメラが搭載されています。これにより、ドローンを飛ばしながら、どの方向を撮るかを細かく意識する必要がありません。後から映像を見て、好きな視点に切り替えることができるのが便利です。
また、飛んでいる時の重さが約249gととても軽く、持ち運びやすいので、すぐに使うことができます。専用のゴーグルやコントローラーを使うと、まるで自分が飛んでいるかのように直感的に操作でき、ドローンの飛行とカメラの視点操作を別々に行うことが可能です。
さらに、ぶつかるのを避けたり、荷物の重さを感知したりする安全機能も付いているため、見通しが悪い屋内の空間でも安心して飛ばせるように作られています。
なぜ「Antigravity A1」が選ばれたのか
今回の実験で「Antigravity A1」が選ばれた一番の理由は、これまでのドローンとは違う撮影方法ができる点にあります。
一般的なドローンは、操縦する人がカメラの向きやドローンの姿勢を常に意識して撮影する必要があります。特に屋内や閉鎖された場所では、撮り忘れや撮影ムラが起きやすいという課題がありました。
しかし、「Antigravity A1」は360度すべてを同時に記録できるため、飛行中に撮影方向を細かく気にする必要がありません。これにより、操縦する人はドローンを安全に飛ばすことだけに集中でき、結果として必要な情報を確実に撮り逃しなく手に入れることができます。これは、点検や計測のように「一度の飛行で必要な情報を確実に取得したい」という場合にとても役立ちます。
また、8Kの360度映像は、撮影後に好きな視点に調整できるため、3Dデータ（点群）を作る上でも非常に有効です。撮影時に視点を固定しないことで、空間内の柱や壁、天井など、広い範囲の情報を映像に収めることができ、3Dデータを作る際に細かい構造を抽出しやすくなります。
さらに、「Antigravity A1」は軽くて小さいので、屋内の狭い場所やトンネル、設備の中など、これまでドローンが入りにくかった場所でも扱いやすいのが特徴です。機体の大きさや重さがネックになりやすい環境でも、安全に効率良く使える点が、今回の実験で使われた理由の一つです。
今回の実験で分かったこと
今回の実験で、「Antigravity A1」を使って3Dデータ（点群）を取得することで、実際に仕事で使えるようになるためのいくつかの成果が得られました。
まず、約5分という短い飛行時間で、3Dデータを作るのに十分な量のデータを集められることが確認されました。短い時間でも空間全体の形が分かる3Dデータを作れたことは、「仕事で使える3Dデータを得るには長い時間飛ばす必要がある」というこれまでの考え方を変える結果と言えるでしょう。
次に、操作の面では、特別な操縦技術や難しい設定がなくても、一般的なレベルの操縦で安定してデータを取得できることが分かりました。操縦する人の熟練度に頼らずに運用できることは、点検や計測の仕事をする人の負担を減らし、作業をより標準化する上で大切なことです。
さらに、作った3Dデータ（点群）は、そのままでは場所によってデータの密度に差が見られることもありましたが、「メッシュ化」という処理（点群を面の集まりに変換する処理）を行うことで、見た目の粗さがなくなり、点検や空間の形を把握するのに十分な精度があることが確認されました。用途に応じて点群とメッシュを使い分けることで、実際の仕事での活用範囲が広がることが期待されます。
解析ソフトウェア「PIX4Dmatic」を使った結果では、バスケットコートのラインや壁の構造がはっきりと再現されており、この方法が空間の形を把握したり、点検したりするのに有効であることが目で見て分かります。
今後の課題と次のステップ
今回の実験で良い成果が得られた一方で、さらに技術を高めるための課題と方向性も明確になりました。これらは今の方法の限界を示すものではなく、実際の仕事で使える精度や再現性をさらに上げるための改善点と捉えられています。
360度データのさらなる活用
現在の解析では、360度データの中から特定の向きに切り出したデータが主に使われており、「Antigravity A1」の持つ360度すべてを撮影できる能力を十分に使いこなせていない部分があります。そのため、3Dデータ（点群）を作る際に、場所によってデータの密度に差が出ることが確認されました。今後は、360度映像の特性を最大限に活かせるデータの選び方や、前準備のプロセスを改善することで、3Dデータの密度を均一にし、再現性を高めていく予定です。
新しい3D表現技術「ガウシアン・スプラッティング（3DGS）」への展開
今の解析方法は、写真から3Dデータを作る「フォトグラメトリ」というこれまでの技術が中心です。そのため、「ガウシアン・スプラッティング（3DGS）」という新しい3D表現技術へ直接展開するには、データの形式や処理の面で課題があります。今後は、データの設計を最適化するとともに、「PIX4D」などの解析ソフトウェアの進化を見ながら、点群、メッシュ、そして3DGSといった複数の3D表現方法を用途に応じて使い分けられるように整理していく予定です。
これらの取り組みを通じて、短い時間で簡単に運用できるという今回の実験の強みを保ちつつ、より実用的で幅広い用途に使える3Dデータの取得・表現方法を確立することを目指します。
パートナー・技術者募集
高山ドローンリサーチとアイ・ロボティクスは、「短い時間で簡単に運用でき、現場で本当に役立つ3Dデータ取得」を目標に、これからも共同研究を続けていきます。
そこで、屋内の広い空間やトンネル、地下施設などの閉鎖された場所での点検・計測業務を考えている企業や団体で、実際に現場で使えるかどうかの検証を一緒に進めてくれるパートナーを広く募集しています。
また、この技術の導入を考えている事業者や施設管理者の方々からの相談や参加も歓迎しており、実際の仕事の流れや条件に合わせた検証を通じて、導入の判断や課題の整理に役立つ取り組みを進めていきたいと考えています。
さらに、3D計測・解析の技術をもっと深く研究し、社会で本格的に使えるようにしたいと考えている技術者の方も、ぜひ参加してほしいとのことです。
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高山ドローンリサーチ株式会社: https://www.tdr-drone.co.jp/
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株式会社アイ・ロボティクス: https://irobotics.jp/
