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UAV グリーンレーザースキャナー 計測事例

ハイエンドモデル UAVグリーンレーザースキャナー RIEGL VQ-840-G を例に、
グリーンレーザーの計測事例をご紹介します。

ULBの計測ターゲット

測量で使用されている航空レーザー(ALS)や、UAVレーザー(ULS)での計測には、水域の3次元計測エリア が上手く計測できず、課題となっていました。 その問題を解決できるのが、グリーンレーザーでのスキャニングになります。

ULBの計測ターゲット図

グリーンレーザーの用途

グリーンレーザー取得データの特性

グリーンレーザーによる水面下の計測は、一般的な近赤外レーザーによる地形計測と下記の部分が全く異なります。

計測可能な深さは、濁り具合や河床部分の反射率に依存する

スキャナースペックの測深能力の通り計測可能かどうか。
近赤外レーザーのように〇〇m計測可能と断言が難しい技術です。
VQ-840-Gの測深能力は 2 Secchi Depthです。

※Secchi Depth は測深深度を表します。Secchi盤を水中へ投下し視認できる最大距離が1Secchi(1セッキ)となります。

ノイズが多い

データ解析において、どこまで自動処理可能かどうか。
受光感度を高くしているため近赤外レーザーよりも空中・水中にノイズデータが多く発生します。RIEGLソフトウェア「RiPROCESS」にて効率良くノイズ除去が可能です。

屈折率と減衰の補正

データ解析において、どこまで正しく補正可能かどうか。
RIEGLソフトウェア「RiHYDRO」にて高精度な補正をおこないます。
この補正が最終成果に大きく影響します。

UAV搭載型グリーンレーザーの現状

現在、VQ-840-G以外の他メーカー様より販売されてるUAV搭載型グリーンレーザースキャナーは全てラインスキャンタイプです。

※既にRIEGLより販売中 BDF-1はスキャナーではなくレンジファインダータイプです。

ラインスキャナータイプ
レンジファインダータイプ

ALB / ULB スキャンパターン

VQ-840-Gは、ALBと同じ円形スキャンパターンの機構を採用しています。

ALBパターン
ULBパターン

なぜ、円形スキャンか?

高精度に水面下のデータを生成するためには、円形スキャンが一番 理にかなったスキャン方法です。

円形スキャンの理由

VQ-840-G 計測設定(ビーム広がり角 / レシーバーFOV)

ビーム広がり角
1mrad~6mrad(選択)

飛行高度による目に安全な運用と空間分解能のバランスをとる。
※小型有人機搭載も可能としているため

レシーバーFOV (選択)

小さい設定:
地形計測、澄んだ水、浅瀬に適している

大きい設定:
濁った水に適している

VQ-840-Gは、発射するレーザービームの広がり角、受信側のFOVを、現場の状況にあわせた最適な設定をすることで最高のパフォーマンスを発揮します。

VQ-840-G データ (屈折補正について)

RIEGLのグリーンレーザー用処理ソフト「RiHYDRO」で水面による屈折の補正をおこないます。(1)の線はスキャナーから発射された1本のレーザーです。RiHYDROによって、波形解析で導き出される位置(補正前)から、正しい高さの位置にデータが補正されます(補正後)。

Refraction correction of targets below water surface
補正データ図
屈折補正データ

VQ-840-Gを用いた計測事例

株式会社 エアフォートサービス様 (新潟県)
株式会社 嶺水 様 (長野県)

VQ-840-G 国内ユーザー様は Freefly Systems製 ALTA-Xに搭載して運用しています。

Freefly Systems製 ALTA Xに搭載

VQ-840-G with ALTA-X

ALTA-Xの仕様につきましては、VUXオフィシャルサポートパートナー 金井度量衡(株)様へ、お問い合わせください。

VQ-840-G 計測事例:河川

計測事例 河川1

計測事例 河川2

計測の概要

計測箇所:ダム上流の河川部
飛行高度:100m
飛行速度:5m/s

ラップ率:60%以上
河床到達:7m
出来高 :70%程度

画像提供:株式会社エアフォートサービス

VQ-840-G 計測事例:貯水池

画像提供:株式会社エアフォートサービス

VQ-840-G 計測事例:砂防

計測の概要

計測箇所:砂防施設点検調査、延長4㎞
飛行高度:100m
飛行速度:5m/s

ラップ率:60%以上
河床到達:5m
出来高 :95%程度

画像提供:株式会社エアフォートサービス

VQ-840-G 計測事例:海岸

計測の概要

計測箇所:海岸の護岸施設調査
飛行高度:100m
飛行速度:4m/s

ラップ率:60%以上
海底到達:2.5m
出来高 :85%程度

画像提供:株式会社エアフォートサービス

VQ-840-G 計測データ

RIEGLの特長である「マルチターゲット測定機能」によって、1発の照射されたレーザーが複数の葉をかすりながらも水面下の地形まで到達しているのが確認できます。このデータでは、7つのリターンがあったことを示しています。

植生下のデータ/選択幅約1m

VQ-840-G 動画による紹介

提供:株式会社 嶺水様

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