大林組は11月13日、建設コンサルタントのトップライズ（新潟市）と、トンネル坑内のGNSS（全地球航法衛星システム）が利用できない環境下で、作業中の人や重機といった動的障害物を回避し自律飛行するドローンを開発し、実証試験に成功したと発表した。
開発したドローンは、トンネル坑内で作業中の人や重機を回避しながら掘削形状を計測し、計測結果と設計値を比較して、掘削不足箇所を重機オペレーターに指示する。カーネギーメロン大学機械工学科の嶋田憲司教授が主宰する、計算工学・ロボティクス研究室（CERLAB）の協力を得て開発した。
具体的には、ドローンに、撮影した対象物の距離と色を認識するセンサー付カメラを搭載。センサーで検知した物体を独自のアルゴリズムで、動的障害物かどうかを判別する。カメラから取得した情報はドローンに搭載するコンピュータで処理し、リアルタイムでトンネル坑内の3次元地図を生成することで、GNSSの使用できない環境下でも自律飛行を可能にした。そのため、動的障害物を回避しながら、目的地への最適飛行ルートを自動生成することができる。
また、撮影したカメラ画像を、複数枚の写真から3次元の形状を復元し、3次元点群を取得する技術「SfM解析」を使用し掘削形状を計測。計測結果を基に、設計値と実際の掘削形状を比較し、可視化することで重機オペレーターに掘削不足箇所を指示する。この機能によって、切羽付近への作業員の立ち入りが不要となり、重機オペレーターは、画面上で掘削箇所と形状を確認しながら作業が行える。
2社は開発したドローンを、実際のトンネル坑内で稼働させる実証試験を実施。その結果、人や重機が動いている環境で切羽直前まで近づき、迅速で十分な精度で計測を行えることを確認した。
今後は、2023年度中にカーネギーメロン大学からプログラミングや操作の技術移転を受けると共に、様々な状況下での実証実験を重ねながら、トンネル工事の安全性と生産性向上につながる自律飛行ドローンの実用化を目指す。
さらに、開発した動的障害物を回避しながら自動的に飛行ルートを生成する機能が、トンネルの掘削形状を計測する目的以外でも、広く活用の場が見込めることから、ほかの工種や建設業以外での活用も視野に入れ開発を進める。
