ドローン点検の精度は従来工法とどう違うか｜非GPS閉鎖空間で決まる条件

「ドローン点検 精度 従来工法」で検索して出てくる比較記事は、その大半が橋梁や外壁など屋外構造物の話でした。高解像度カメラで撮ればここまで見える、足場を組んだ目視点検と比べて工期がこれだけ縮む、という比較です。ただ、下水道管の中やタンクの内部を調べたい立場で読むと、前提がまるごと違うことに気づくのではないでしょうか。

屋外では機体が衛星から自分の位置を知り、風にあおられても座標に戻れます。管の中や槽の中には、その電波が届きません。この記事では、閉鎖空間に限ってドローン点検の精度がどう決まるのかを、従来工法の届く範囲と照らし合わせて整理します。下水道管や排水管の清掃を三十年以上続けてきた清美環が、実際に管内で機体を飛ばしている立場から書きました。

屋外の精度比較を、そのまま管内に持ち込めない理由

ドローン点検の精度を語る記事はいま数多く出ていますが、対象物のほとんどは橋梁、外壁、屋根、太陽光パネル、送電鉄塔といった開けた場所にあります。こうした現場での精度は、おおむねカメラの画素数とセンサーの性能、それに撮影距離の掛け算で決まってきました。機体は衛星測位で位置を保ちながら、決めた経路を一定の速度でなぞるだけ。同じ場所を同じ条件で撮り直すことも難しくありません。

閉鎖空間はここが根本から違います。管の中、焼却炉の中、タンクの中に衛星の電波は入ってきません。機体は自分がどこにいるかを外部から教えてもらえず、壁は近く、照明は自前、粉塵や水面が視界を乱します。屋外向けの記事で「高精度」と紹介されている条件は、そもそもこの環境では成立しません。

だからこの記事では、屋外の話は切り離します。扱うのは、人が入れない・入りたくない閉鎖空間に限った精度の話。下水道管とマンホール、焼却炉、煙突、大型タンク、ボイラー本体、ピット内、天井裏、ダクト内、プラント設備の内部といった対象になります。

従来工法は、閉鎖空間のどこまで届いていたのか

比較の相手をはっきりさせておきましょう。閉鎖空間の点検で長く使われてきた手法には、それぞれ得意な範囲と止まる場所がありました。

目視点検と打音点検

人が現場に立って目で見て、ハンマーで叩いて音を聞く。精度という一点では、いまも基準になる手法でしょう。表面に出ていない浮きや剥離を音で捉えられるのは、現時点でドローンには置き換えられません。ただし閉鎖空間で人が中に入るには、開口部の確保、足場の設置、換気、酸素濃度と硫化水素の測定、監視員の配置といった段取りが先に必要になります。点検そのものより、入るための準備に費用と日数がかかるのが実情でした。

TVカメラ調査

自走式や牽引式のカメラを管路へ入れ、内部を連続して撮影する方法です。下水道管や排水管では長く標準的な手段として使われてきました。線として管路をたどれる強みがある一方、機材は管底を走るため、段差のある接続部、急勾配の区間、水位が高い区間では性能を出しきれません。ケーブル長やバッテリーによる距離の制約も残ります。

内視鏡・ファイバースコープ

細いスコープを差し込んで内面を見る方法で、口径の小さい管でも入れられるのが利点。届く距離は数メートル程度にとどまり、曲がりが続くと途中で進まなくなります。「点」を確かめる調査だと位置づけておくと、期待とのずれが起きません。

三つを並べると、精度そのものが足りないというより、精度を発揮できる場所まで機材や人が到達できないことのほうが、閉鎖空間では制約になっていたと分かります。ドローンが比較されるのは、この到達性の部分でした。

非GPS環境の精度は、まず「同じ場所を撮り直せるか」で決まる

閉鎖空間の点検映像で使えるかどうかを分けるのは、カメラの画素数より前に、機体を狙った位置へ運べたかどうかになります。壁から一定の距離を保ち、進む速度を一定に抑え、見たい面へレンズを向け続ける。この三つが崩れると、どれだけ高性能なカメラを積んでいてもぶれた映像しか残りません。

屋外との差はここに集約されます。衛星測位が使える場所では、機体が自律的に位置を保ってくれるため、操縦者の腕は精度に直結しにくい。非GPSの閉鎖空間では、機体から送られてくる映像だけを見て人が姿勢と距離を作ります。この操縦方式をFPVと呼びました。ドローン点検の課題として「非GPS環境下での安定飛行が難しい」と挙げられるのも、同じ事情によるものでしょう。

狭い空間では、機体自身が起こした気流が壁に当たって跳ね返り、姿勢を乱します。壁が近いほどこの影響は強くなり、進入した経路を記憶して戻ってくる操作も必要になりました。屋外で安定して飛ばせる操縦者が、そのまま管内で同じ精度を出せるとは限らないのが実際のところです。清美環が管内飛行の依頼を受けているのは、この非GPS環境を飛ばし慣れた熟練オペレーターが在籍しているからにほかなりません。

IBIS2とELIOS 3、得意領域が分かれるところ

清美環では現場条件によって二種類の機体を使い分けてきました。どちらが優れているかという話ではなく、対象空間の形と条件で向き不向きが分かれるという話になります。

• IBIS2　非GPS環境に特化した小型機。開口部が小さい設備や、狭く入り組んだ管路のように、機体寸法そのものが入れるかどうかを左右する現場に向いています
• ELIOS 3　球体のガードで機体を囲った構造。障害物が多い槽内や、壁との接触が避けにくい場所で、接触しても飛行を続けられる余地があります

選定を誤ると精度は落ちます。開口部の小さい設備に大きな機体を持ち込めば、そもそも中へ入れません。逆に障害物の多い槽内へガードのない機体を入れると、壁との距離を取ることに操縦の注意が割かれ、撮影そのものが雑になりました。閉鎖空間での精度は、機体選定と操縦技術の掛け合わせで決まるものだと考えています。

現場の下見や図面の確認を先に行うのは、この選定のためです。口径、延長、開口部の寸法、堆積や水位の状況、粉塵の量。これらを事前に押さえておくと、当日の飛行が安定し、結果として映像の質も揃ってきました。

精度を全区間に均等配分しない、二段階の進め方

もうひとつ、閉鎖空間の点検で効いてくるのが調査設計の考え方です。全区間を最初から同じ密度で精密に見ようとすると、時間も費用も際限なく膨らみます。清美環は、まず対象の全体を飛んで映像で押さえるスクリーニング調査を行い、異状が疑われた箇所だけを本格調査でじっくり確認する二段構えを採ってきました。

当社の実績では、スクリーニング調査によって通常の1.5倍から1.6倍の距離を同じ時間で調査できています。調べるべき延長が積み上がっている現場ほど、この差は効いてくるでしょう。精度という言葉を「全区間を一律に高精細で撮ること」と捉えず、「危ない場所を見落とさないこと」と捉え直すと、限られた時間の配り方が変わってきます。

映像と報告書はデータで納品しており、更新計画の資料としてそのまま使えます。実績としては、中部地方で中規模の下水道管を約100メートルにわたって調査したほか、関西では薬品タンクの内部調査、北陸では焼却炉の煙突を高さ約30メートルにわたって点検してきました。

従来工法と置き換えるのではなく、届かない区間を埋める

ここまで読んで、ドローンが従来工法をすべて置き換えるという結論を期待された方には、はっきりお伝えしておきます。打音による浮きの判定はドローンにはできません。管の残存肉厚を数値で出すこともできません。口径の小さい給水管や排水管には機体が入らず、そこは内視鏡やTVカメラの領分のままです。受水槽や貯水槽のように、墜落したときの衛生上の影響が大きい設備も対象から外しています。

そのうえで、飛んで進む機体には管底を走る機材の制約が当てはまりません。段差を越えられ、急勾配でも姿勢を保ち、水位が残っていても水面より上の空間から内壁を撮れます。人が入るための足場と換気の段取りを組まずに、内部の状態を先に映像で確認できるのも違いでしょう。従来工法が止まっていた区間を埋める手段として位置づけるのが、実務では現実的な組み立てだと考えています。

点検で終わらないという点も付け加えておきます。清美環は本業として下水道管・排水管の清掃、排水処理施設の維持管理、タンク清掃を三十年以上手がけてきました。映像に映った堆積が、清掃すれば流れる汚れなのか、管の破損で土砂が入り込んだものなのか。この切り分けが現場感覚でできるうえ、見つかった詰まりや堆積はそのまま清掃まで一括で引き受けられます。

閉鎖空間の点検精度で迷ったら『フクロウ』へご相談ください

ドローン点検の精度と従来工法を比べるとき、屋外構造物の記事をそのまま管内や槽内に当てはめると判断を誤ります。閉鎖空間では衛星測位が使えないため、精度を左右するのはカメラの性能より先に、狙った位置へ機体を運び、壁との距離と速度を保てるかどうか。そしてIBIS2とELIOS 3のどちらが現場の形に合うかという機体選定です。打音や肉厚測定といった従来工法にしかできない確認は残るため、置き換えではなく、届かなかった区間を埋める使い方が実際に合ってきました。

清美環の管内点検ドローン『フクロウ』は、非GPS環境を映像だけで飛ばせる熟練オペレーターと二種類の機体、そして三十年の管清掃の知見で、下水道管、マンホール、焼却炉、大型タンク、ボイラー、ピット、ダクトといった閉鎖空間の調査をお引き受けしてきました。ドローンを保有していて管内を飛ばせないという点検・調査会社からの操縦委託にも対応しています。