ローカル5Gを活用した自動走行及び4K映像の実証実験
屋外実験ヤードにおける建機２台の自動走行と4Kカメラ映像伝送を実施
１．目的
近年、調査、測量から設計、施工等すべての建設プロセスにおいてICTを活用する「i-Construction」に関する取り組みが進んでおり、災害補修時における二次災害予防のための無人化施工技術に注目が集まっています。無人化施工技術の高度化には、建設機械（以下、建機）への4Kカメラ搭載による映像の高品質化や、建機の傾きや振動等を検知するセンサによる現場情報のフィードバックが必要です。これらを実現するために、高速で低遅延な伝送を可能とする無線通信システムが求められています。
地域の企業や自治体などの様々な主体が個別ニーズに応じて構築可能なローカル5Gに注目し、屋外実験ヤードに構築されたローカル5Gシステムを用いて2022年6月に実証実験を行いました。屋外実験ヤード内での高い上り回線の伝送速度、低遅延性能を確認した結果を踏まえ、この度は２台の建機の自動走行の実証実験を2022年11月に実施いたしました。実験中に建機上の4Kカメラ映像を、エンコーダを用いて伝送し、遠隔操作室にあるデコーダ側の出力映像の品質を確認いたしました。
２．システム基本構成
技術研究所内の建物にNEC製ローカル5G基地局を設置し、アンテナを屋外実験ヤードに向けました。遠隔操作並びに自動走行が可能な建機上には受信電力情報をリアルタイムで取得できる京セラ製ローカル5G対応デバイス「K5G-C-100A」を設置しており（写真―１）、車載4Kカメラの映像をIP（インターネットプロトコル）ネットワークの上り回線を通じて高速なパケット伝送を行い、遠隔操作室内に設置されたディスプレイにデコーダ出力を80msecで表示することが可能となります（写真―２、写真―３）。また、基本構成図は以下となります（図―１）。
写真―１ 京セラ製ローカル5G対応デバイスを搭載した２台の建機 （２台ともに自動走行中）
写真―２ デコードされた車載4Kカメラ映像（建機２台分）
写真―３ 車載4Kカメラ映像
図―１ 基本構成図
３．実証実験の結果
移動する建機の位置を遠隔操作室内のディスプレイによって確認しました（図―２）。加えて、「K5G-C-100A」で取得された受信信号とGPS情報を使い、屋外実験ヤード内を移動した時の受信電力特性を確認しました（図―３）。図―３の濃い青色ほど受信電力が高く、ヤード内では4Kカメラ映像を安定的に伝送できる電力値であることを確認しました。これらの位置情報と受信電力特性の情報を活用することで、屋外実験ヤード内の建機２台が往路と復路のルートに対して安全間隔を保ちながら自動走行が可能となりました。
図―２ 屋外実験ヤードを移動する建機２台（遠隔操作室内のディスプレイ上）
図―３ 屋外実験ヤード内を移動した時の受信電力特性の一例 （受信電力の値と色が対応）
４．今後の展開
実際の建設現場における技術検証など、4Kカメラが搭載された建機の自動走行の高度化・実用化に向けて様々な実証実験を今後も行います。
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