Research on technology to measure the condition of a wide range of river embankments and river beds in three dimensions in real time and with high accuracy

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研究内容の主要項目について報告する．（１）緑色レーザースキャナ搭載の長時間かつ強風下の安定飛行が可能なドローン測量の開発：近赤外線レーザー光を波長約530nmの緑色帯にする光ファイバーを使用する小型変調器を開発し，UAV専用の近赤外線レーザースキャナを緑色レーザーに変換することを実現し，結果として総重量3.0㎏以下の小型緑色レーザスキャナを製作することを可能にした．さらに電気自動車の航続距離の延長用に開発されたレンジエクステンダーを使用し，ガソリンを使用するエンジンによる発電器の製作を可能にした．これにより，エンジンにより給電しながら飛行するドローンと小型緑色レーザスキャナの組み合わせにより，2時間以上の飛行が可能なUAVによるレーザー測量が実現した．（２）携帯型緑色レーザーデータを活用する広範囲地上レーザー測量技術の開発：レーザースキャナを携帯型にして，伸縮が可能で剛性の高いフレームに設置して背負い，徒歩にて周囲150mのレーザー点群を取得するシステムを構築した．このシステムの自己測位にSLAM技術を導入することで，歩きながらレーザ測量することで，堤防形状を±50㎜精度で再現する技術を構築した．ただし，本年度はまだ近赤外線レーザスキャナでの試行であり，緑色レーザスキャナでの試行は来年度の課題とした．（３）高密度レーザー点群によるビッグデータからのリアルタイム変状箇所抽出技術の開発：1時期目と2時期目に計測した3次元レーザ点群に対して，各対応点間の距離が最小になるように図形を回転および平行移動させるICP (Iterative Closest Point)アルゴリズムの自動処理化を（１）および（２）の手法と組み合わせ，瞬時に堤防の変状個所を検知する技術を構築した．また，この技術で抽出できる変状が，±50㎜精度で定量化できることを実証した．