わずか5分の飛行で空間三次元データ化、新型ドローン「Antigravity A1」の即戦力性を検証
短時間・簡易運用で「実務に使えるデータ」取得に現実的な手応え、ドローンフィールドKAWACHIにて検証
高山ドローンリサーチ株式会社（本社：千葉県市川市、代表取締役：高山誠一）と株式会社アイ・ロボティクス（本社：東京都千代田区、代表取締役：安藤嘉康）は、昨年12月に発売された小型ドローン Antigravity A1 の飛行撮影映像を用いて、点群等の三次元データを生成する共同実証実験を実施しました。
本実証はアイ・ロボティクスが管理・運営する技術研究所「ドローンフィールドKAWACHI」にて実施され、飛行時間は約5分程度という非常に短時間のデータを用いて行われました。短時間・簡易なドローンの運用でありながら、屋内大空間を対象とした実務利用を想定した点群等の三次元データの取得が可能であることを確認しました。
検証の背景
屋内空間における三次元計測および点検業務では、機体サイズや重量による制約、高度な操縦スキルの必要性、ならびに作業時間の長さが大きな課題でした。特に、工場、倉庫、トンネル、上下水道といったGNSS（GPS等)の利用できない屋内空間や閉鎖空間においては、技術的な可能性と日常業務としての安定運用の間に大きな隔たりが存在しています。
本検証では、軽量かつコンパクトな Antigravity A1 を活用し、これらの制約条件下で無理なく継続運用が可能かという観点から、点群等の三次元取得手法の実用性を検証しました。
Antigravity A1 の概要
Antigravity A1 は、Insta360の支援を受けた新ブランド Antigravity が開発した、360°全方位撮影に対応した8Kドローンです。
機体にはデュアルレンズ構成の360°カメラを搭載しており、飛行中にドローン周囲すべての映像を8Kの高解像度で同時に記録することが可能です。撮影方向を意識した機体姿勢制御を必要とせず、後処理段階で任意の視点を切り出せる点が大きな特長となっています。
また、飛行時重量は約249gと軽量かつコンパクトに設計されており、高い携帯性と即時運用性を備えています。専用ゴーグルやモーションコントローラーを用いることで、操縦者の動きに直感的に追従した視点操作が可能となっており、飛行操作と視点制御を柔軟に分離した運用を実現します。
さらに、衝突回避やペイロード検知システムなどの安全機能も搭載しており、視界が制限される屋内空間や閉鎖環境においても、安定した飛行と運用を行える設計となっています。
なぜ Antigravity A1 なのか
本実証においてAntigravity A1を採用した最大の理由は、従来のドローンとは異なる撮影アプローチが可能という点にあります。
一般的なドローンによる撮影では、操縦者が飛行中にカメラの向きや機体姿勢を意識しながら撮影を行う必要があり、特に屋内や閉鎖空間では撮り逃しや撮影ムラが生じやすいという課題がありますが、Antigravity A1は、360°全方位を同時に記録する撮影方式を採用しているため、飛行中に撮影方向を細かく意識する必要がありません。
これにより、操縦者は飛行経路の安全確保や機体の安定飛行に集中でき、結果として撮り逃しの少ないデータ取得が可能となります。この特性は、点検や計測といった「一度の飛行で必要な情報を確実に取得したい」用途において、大きな利点となります。
また、8K解像度の360°映像は、取得後の後処理において任意の視点へリフレーミングできるため、点群生成の観点でも有効です。撮影時に視点を固定しないことで、空間内の構造物や壁面、天井部などの情報を広範囲に含んだ映像データを確保でき、三次元点群生成時に詳細な構造情報を抽出しやすいという特徴があります。これは、後処理工程での解析自由度を高めると同時に、撮影条件に対する許容度を広げることにもつながります。
さらに、Antigravity A1は飛行時重量約249gクラスの軽量・コンパクトな機体であり、屋内空間や狭小部、トンネルや設備内部といった閉鎖環境においても取り回しやすい点が特長です。機体サイズや重量が運用上の制約となりやすい環境において、安全性と運用性の両立を図りやすい機体であることも、今回の実証に用いた理由の一つとなっており、現状民生用市販機のレベルで「短時間・簡易運用で、実務に耐える三次元データを確実に取得する」という本実証の目的に最も適した機体であると判断しました。
得られた成果
本実証を通じて、Antigravity A1 を用いた三次元点群取得において、実務適用に向けた複数の成果が得られました。
▲三次元データのウォークスルー動画
まず、約5分程度のフライトで、三次元点群生成に十分な量の入力データを取得できることを確認しました。短時間の飛行にもかかわらず、空間全体の構造を把握できる点群を生成できたことは、「実務で使える点群を得るためには長時間飛行が前提である」という従来の認識を見直す結果といえます。
次に、運用面においては、高度な操縦スキルや特殊な機体設定を必要とせず、一般的な操縦レベルで安定したデータ取得が可能であることが確認されました。操縦者の熟練度に依存しにくい運用が可能である点は、点検・計測業務における人材制約の低減や、運用の標準化に寄与する重要な要素となります。
さらに、生成した点群データについては、点群単体では一部に密度差が見られるものの、メッシュ化処理を行うことで視覚的な粗密差が緩和され、点検や空間把握用途において十分な表現精度を有することを確認しました。用途に応じて点群とメッシュを使い分けることで、実務への適用可能性が高まることが示唆されています。
PIX4Dmatic による解析結果では、バスケットコートのラインや壁面構造が明瞭に再現されており、本手法が空間形状の把握や点検用途において有効であることを視覚的にも確認できます。
見えた課題と今後の方向性
本実証を通じて、現時点での成果に加え、次の高度化ステップに向けた技術的課題と方向性を明確に整理しました。これらは現行手法の限界を示すものではなく、実務適用を前提とした精度・再現性向上に向けた改善ポイントと位置づけています。
【全方位データの活用】
現在の解析では、360°データから任意の向きに切り出したデータを中心に使用しており、Antigravity A1 が有する360°全方位撮影能力を十分に活用しているとは言えない状況です。その結果、点群生成時にエリアごとの密度差が生じるケースが確認されました。今後は、360°全方位映像の特性を前提としたデータ選別手法や前処理フローの最適化を進めることで、点群密度の均一化および再現性の向上を図る方針です。
【ガウシアン・スプラッティング（3DGS）への展開】
現時点の解析フローは、従来型のフォトグラメトリ手法を中心としており、3DGSへの直接的な展開には入力データ形式や処理プロセスの面で制約があります。今後は、入力データ設計の最適化を進めるとともに、PIX4Dなどの解析ソフトウェアのアップデート動向を踏まえながら、点群・メッシュ・3DGSといった複数の三次元表現手法を用途に応じて使い分ける整理を行っていく予定です。
これらの取り組みにより、短時間・簡易運用という本実証の強みを維持しつつ、より実戦的で汎用性の高い三次元データ取得・表現手法の確立を目指します。
パートナー・技術者募集
高山ドローンリサーチとアイ・ロボティクスの両社は、「短時間・簡易運用で、現場が本当に回る三次元データ取得」を軸に、今後も共同研究を継続してまいります。つきましては、屋内大空間やトンネル・地下施設などの閉鎖空間における点検・計測業務を主な対象とし、実運用を前提とした検証を共同で進めていただけるパートナー企業・団体を広く募集します。
また、現場への導入を検討されている事業者・施設管理者の方々からのご相談やご参加も歓迎しており、実際の業務フローや運用条件を踏まえた検証を通じて、導入可否の検討や課題整理に資する取り組みを進めていきたいと考えています。
さらに、三次元計測・解析技術をさらに深化させ、社会実装を本格的に推進していきたい技術者の方にも参画いただければ幸いです。
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