私たちの生活やビジネスにメリットをもたらすドローンの空撮技術ですが、搭載されるカメラは標準の可視光カメラだけではありません。赤外線カメラをドローンに搭載することで、通常では困難だった場所での撮影・観測が可能になりました。今回は、注目が集まる「赤外線カメラ」を、ドローンにどのように活用できるのか。具体的な導入事例や、ドローンに搭載できる代表的な赤外線カメラを解説します。
赤外線カメラとは？
赤外線カメラとは、温度を可視化する特殊なカメラのことです。すべての物体は、ある程度の熱を持っており、その熱にともなって赤外線を放出しています。赤外線カメラは、物体から放出される赤外線エネルギーをとらえ、温度の違いを画像として表示します。
通常のカメラは、私たちの目で見える光（可視光線）をとらえますが、赤外線カメラは物体が放出する赤外線を感知するのが特徴です。目に見えない温度差を感知できるため、肉眼では分からない建物や機械の異常、さらには夜間の動物や人の位置まで把握できます。
この技術は「赤外線サーモグラフィ」とも呼ばれ、建物の点検や自然観察などさまざまな業界で導入されています。
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赤外線カメラを搭載したドローンの導入事例5選
ドローンにカメラを搭載することで、立ち入れない場所の点検や危険地域の調査など、さまざまな場所・状況でのデータ収集が可能になりました。赤外線カメラを使うことで、従来とは異なる視点からの情報も得られるようになります。
結果、赤外線カメラはドローンを活用した新たな解決手段として、以下の分野で実際に導入されています。
- 太陽光発電所ソーラーパネル点検
- 野生動物の生態調査・監視業務
- 遭難者の捜索
- 精密農業
- 住宅・インフラ設備の点検
- 夜間の警備
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太陽光発電所ソーラーパネル点検
近年、赤外線カメラを搭載したドローンの導入で需要が高まっているのが、ソーラーパネル点検の分野です。
ソーラーパネルに汚れや影、破損があると、特定の箇所が異常に発熱して「ホットスポット」が発生する場合があります。ホットスポットは、パネルの性能低下や故障の原因となるため、早期の発見と対応が重要です。
ドローンによる赤外線点検であれば、上空から広範囲を一度に撮影し、異常発熱部分を検知できるため、安全かつ迅速な点検が可能になります。
しかし従来では、点検者が赤外線カメラを手に持ち、発電所内を歩きながら1つひとつパネルの異常箇所を点検していました。人の手で1つひとつのパネルを点検する方法は、規模が大きくなるほど時間がかかります。
そこで、赤外線カメラを搭載したドローンを使用することで、パネルの異常な発熱箇所や破損部位を迅速に特定できます。
実際に弊社のソーラーパネル点検作業では、1メガワットの発電所で約9時間かかっていた作業が、ドローンでの撮影に切り替えたところ、わずか50分ほどで完了しました。従来よりも10倍の速さで作業が完了している背景から、いかにドローンによる点検作業が効率的かがわかります。
さらに、赤外線カメラ付きドローンを使えば、人が直接触れずに、広範囲のソーラーパネルを安全かつ効率的に点検できます。
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野生動物の生態調査・監視業務
赤外線カメラは、目に見える光の影響を受けないため、山の中で野生動物の生態調査や監視業務にも活用されています。特に夜行性の動物は、従来の調査手法で追跡するのが難しく、観察には労力と時間がかかっていました。赤外線カメラを搭載したドローンであれば、動物の体温を映像としてとらえられるため、昼夜問わず調査が格段に効率的になります。
近年、野生のクマが村に出没するニュースが話題となっていますが、ドローンに赤外線カメラを搭載することで、山中に生息するクマの調査も可能です。
実際にクマの調査を行い、マスコミで報道された記事がこちら。
一見すると、ただの草むらで何もいるようにみえません。ところが赤外線カメラで撮影してみると・・・
草むらに何かがいるのが確認できます。結果的にこれがクマでした。ドローンで上空からクマを監視し、爆竹などで山のほうへと追い返したようです。
被害が出る前に対処できてよかったですね。
JA.com（農業協同組合新聞）ではイノシシやタヌキを上空でドローンから撮影した映像を公開しています。
遭難者の捜索
赤外線カメラは、物体が放出する赤外線エネルギー（温度）を検知できるため、通常のカメラでは確認できないような場所での、遭難者の捜索に役立ちます。
従来は、ヘリコプターに遠赤外線カメラを搭載しての捜索も行われてきましたが、高コストが問題でした。そこで、赤外線カメラを搭載したドローンを導入したことで、より迅速かつコストを抑えて人命救助を行えます。
実際に、この画像は行方不明になっていた女性（画像下側）とレスキュー隊2名を、ドローンが夜間に赤外線カメラで撮影したものです。
またDJIは2020年に、ドローンを活用した救助活動によって500人以上の人命が救われたと発表しました。将来的には、自律飛行型のドローンが救助活動に活用される可能性もあります。
精密農業
赤外線カメラを搭載したドローンは、精密農業の分野でも注目されています。農地を上空から撮影することで、作物の温度分布を把握し、健康状態や生育状況を一目で確認できます。異常がある箇所を早期に発見できるため、効率的な管理が可能です。
たとえば、赤外線カメラで作物の光合成の状態や生育ムラ、高温障害が起きているエリアを特定しやすくなります。特に高温障害は、作物の温度が上がりすぎて水分不足などの障害を引き起こすことがあり、早期の対策が必要です。
赤外線カメラで異常が見つかったエリアに水や肥料を適切に与えることで、農作業の効率化と収穫量の向上が期待できます。また、虫害が原因で特定のエリアだけ温度が上がっている場合も確認でき、早期に対策を打つことで被害を抑えられます。
詳しくは「ドローンのお仕事〜精密農業〜」でも紹介しているので、参考にご覧ください。
外壁点検
住宅やインフラ設備の定期点検には、赤外線カメラを搭載したドローンが有効です。通常、点検作業は人の目視や手で行われますが、屋根や外壁の調査に時間と労力がかかるだけでなく、高所作業にともなうリスクもありました。そこで、赤外線カメラを搭載したドローンを活用すれば、高所や危険な場所も安全に、短時間での点検が可能になります。
国土交通省の指針と自治体の方針
赤外線カメラを搭載したドローンによる外壁点検は、国土交通省により正式に認められた調査方法です。2022年4月1日から施行された建築基準法施行規則の改正により、ドローンを用いた赤外線調査が定期報告制度における外壁調査の一環として明確化されました。この調査方法は、従来の打診法と同等以上の精度を持つとされ、特に高層建物の外壁調査において有効です。
12条点検について
建築基準法第12条に基づく定期報告制度、通称「12条点検」は、特定建築物の所有者や管理者に対して、定期的な建物や建築設備の調査を義務付けています。この点検は、建物の安全性や防火性を確保するために重要であり、赤外線カメラを搭載したドローンを用いることで、より効率的かつ安全に実施できます。
赤外線カメラ搭載ドローンを活用するメリット
- コスト削減: ドローンを使用することで、足場やゴンドラの設置が不要となり、調査費用を大幅に削減できます。従来の方法と比較して、調査費用が30～70％削減される可能性があります。
- 時間短縮: ドローンによる調査は、準備から撮影までを短時間で完了でき、通常の調査期間を大幅に短縮します。例えば、通常20～30日かかる調査が約2日で完了することもあります。
- 高精度なデータ取得: 赤外線カメラは、外壁の温度差を利用して劣化箇所を特定するため、目視では確認できない浮きや剥離を高精度で検出できます。これにより、修繕の必要性を正確に判断するためのデータを提供します。
赤外線カメラ搭載ドローンを活用するデメリット
赤外線カメラを搭載したドローンは多くの可能性を秘めていますが、一方でその運用にはいくつかの課題もあります。本記事では、物理的な制約、天候による影響、そして許可や事前調整の必要性といった3つの主要なデメリットについて詳しく解説します。
- 物理的に使用できない環境がある: 赤外線カメラ搭載ドローンは、運用環境に制限があることがデメリットの一つです。たとえば、GPS信号が届かない屋内や地下、狭い空間、障害物の多い環境での操作は困難です。赤外線カメラ自体は温度差を感知する優れた機能を持ちますが、障害物が多い環境では、ドローンの操縦が制約されるため十分な性能を発揮できません。さらに、爆発性ガスが存在するエリアでは、ドローン自体が危険因子となる可能性があるため、使用を避ける必要があります。これらの問題を解決するためには、用途に応じた別の検査方法を併用したり、事前に十分な環境調査を行うことが求められます。
- 天候に左右される: 赤外線カメラ搭載ドローンは、天候条件によって性能が大きく左右されます。特に、雨や強風といった悪天候では、ドローンの安定飛行が難しくなるため、撮影精度が低下します。悪天候の環境下では、赤外線カメラでデータを収集する際、信頼できるデータが収集できない可能性が高いです。また、晴天時でも高温環境では物体全体が均一に温まるため、赤外線カメラが捉えるべき異常箇所を特定しづらくなります。一方で、極端に低温の環境下でも温度差が少なくなり、検査精度に影響が及ぶことがあります。天候の変化は予測しにくい要因ではありますが、ドローンの運用計画を柔軟に調整し、気象データを基に最適な日を選定することが重要です。
- 許可承認や事前調整が必要: ドローンの運用において、許可や事前調整が必要な点もデメリットとして挙げられます。航空法や各自治体の条例によって、ドローンの飛行区域や方法が厳しく規制されています。夜間飛行、目視外飛行、人や建物から一定距離内での飛行などは、特定飛行に該当し事前申請が必要です。許可が下りるまでに時間がかかる場合があり、緊急性の高い調査には対応できないこともあります。また、飛行予定地周辺の住民や施設への事前説明と調整も不可欠です。これを怠ると、住民の反発やトラブルにつながるリスクがあります。スムーズな運用のためには、規制を熟知し、計画的に申請手続きを行うことが求められます。
夜間の警備
赤外線カメラを搭載したドローンは、夜間の警備でも効果的なツールです。広いエリアを人の目だけで監視するのは難しく、不審者の侵入や火災などの異常を見逃すリスクがありました。
そこで、赤外線カメラを積んだドローンが役立ちます。暗闇でも温度の変化をとらえ、人や異常箇所をすばやく発見できます。また、警備専用のドローンは、不審者を発見した際にライトで照らしたりスピーカーで警告を発したりする機能があるのも特徴です。
赤外線カメラを搭載したドローンを導入する4つのメリット
赤外線カメラを搭載したドローンの利便性が評価されて、現在では高所の点検や危険な場所での捜索などにも広く活用されています。
以下に、赤外線カメラ搭載ドローンのメリットを紹介します。
- 点検・調査にかかるコストを削減できる
- 人の立ち入りが難しい場所でも安全に点検・調査ができる
- 対象物を傷つけずに点検・調査ができる
- 点検・調査したデータを画像で残せる
メリット1：点検・調査にかかるコストを削減できる
赤外線カメラを搭載したドローンの導入で、点検や調査にかかる「お金」と「時間」のコストを削減できます。
従来、建物やインフラの点検には足場を組む必要があり、費用は建物の規模に応じて数十万円から数百万円と高額になることもありました。しかし、ドローンであれば足場を設置する必要がなくなるため、コストをまるごとカットできます。
また、人が手作業で行う点検には複数名が必要で、人件費がかさんでいましたが、ドローン1台であれば操縦者1名で広範囲を短時間で点検できます。加えて、ドローンの赤外線カメラであれば、大規模な建物でも1日で調査を完了できるため、従来の方法に比べて時間も短縮できます。
メリット2：人の立ち入りが難しい場所でも安全に点検・調査ができる
赤外線カメラを搭載したドローンは、人が立ち入りづらい場所でも、安全に点検や調査を行えます。高層ビルの外壁や橋梁、ダムの壁面など、通常の作業では足場を組んだり特殊な装備が必要になる場所でも、ドローンなら遠隔操作でアクセスできます。
また、被災地や事故現場のように人が立ち入ると危険な場所でも、ドローンによるリモート操作でリスクを抑えた調査が可能です。さらに、狭い配管やダクトの中の点検にも使えるため、設備の内部診断にも活用されています。
メリット3：対象物を傷つけずに点検・調査ができる
赤外線カメラを搭載したドローンを使えば、対象物に触れることなく点検や調査を行えます。
これまで、12条点検の打診点検では、ハンマーで叩いたり手で触れたりすることで、老朽化した部分が損傷するリスクがありました。赤外線カメラは、非接触で異常箇所を検知できるため、こうしたリスクを避けられます。ドローンから離れた位置で温度を測定し、内部のひび割れや水漏れなども見つけられるため、建物や設備を傷つける心配がありません。
また、外壁や配管のように劣化が進んでいる箇所でも、現状に影響を与えずに点検できるため、建物の保全をしながら効率的な調査ができる点もメリットです。
メリット4：点検・調査したデータを画像で残せる
赤外線カメラを搭載したドローンを使えば、点検・調査した結果を画像データとして保存できます。従来の点検方法では、外壁の打診調査で音の変化を頼りに異常を判断するため、記録として残しても客観的な証拠として使いづらい場合がありました。
しかし、赤外線カメラで撮影した画像には、異常箇所が温度差としてはっきりと映るため、データとして客観的で分かりやすく残せます。画像データは、点検結果を関係者と共有したり、修理が必要な箇所を検討したりする際に役立ち、後のメンテナンスにも活用しやすいのが特徴です。
視覚的データで、点検内容がより信頼性の高いものとなるため、記録として長期保存も可能になります。
※関連記事 ドローン点検サービスの導入効果とは？
赤外線カメラを搭載したドローンを導入する際の注意点3つ
ドローンに赤外線カメラを搭載して導入する際には、効率的に調査・点検が行える一方で、注意すべき点もあります。知らずに飛行すると、法律に違反したり撮影の質に影響が出たりしてしまうため、あらかじめ確認してから使用しましょう。
以下に、導入時の注意点を3つ紹介します。
- 法律や条例によって飛行制限がある
- 適切な撮影距離の確保が必要
- 天候や気温によって撮影の質が左右される
注意点1：法律や条例によって飛行制限がある
赤外線カメラを搭載したドローンの導入には、法律や条例で定められた飛行制限がある点に注意が必要です。ドローンは自由に飛ばせるわけではなく、場所や飛行方法によってさまざまな規制が適用されます。
例えば、夜間飛行や目視外での飛行、人や建物から30m以内での飛行などは許可が必要です。これらの行為を無許可で行うと違法となり、50万円の罰金が科されることもあります。
特に市街地や公共施設周辺などでは、航空法や地方自治体の条例に基づいた申請手続きが必要になる場合があるため、事前の確認が欠かせません。また、ドローンの重量が100グラム以上ある場合は航空法が適用され、さらに厳しい制限が課されることもあるため、飛行エリアと規制内容を把握しておきましょう。
注意点2：適切な撮影距離の確保が必要
赤外線カメラを搭載したドローンで点検や調査を行う際には、対象物との適切な距離を確保しましょう。赤外線カメラは、対象物に近づくほど高精度な画像を撮影できますが、近すぎると、どの位置を撮影したかがわかりづらくなります。
また、ドローンと対象物の距離は、撮影対象の規模やカメラの性能によって適切な範囲が異なります。そのため、対象物との距離を見極め、明確に位置が判別できる範囲で撮影しましょう。
注意点3：天候や気温によって撮影の質が左右される
温度差をとらえて異常箇所を検知する赤外線カメラですが、気温が高すぎたり直射日光が長時間当たったりすると、表面全体が均一に温まって異常が見つけられません。また、気温が低すぎる場合も温度差が出にくくなり、正確なデータが得られない可能性があります。
加えて、風や雨などもドローンの安定性に影響するため、作業日は天候が安定している日を選ぶ必要があります。
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ドローンに搭載可能な代表的な赤外線カメラ
現在、ドローンに搭載可能な赤外線カメラとしては「FLIR（フリアー）」社と「DJI（ディジェイアイ）」社の赤外線カメラが挙げられます。FLIR社は世界シェア60％以上を誇る、赤外線カメラメーカーです。
一方のDJIは独自にドローン用の赤外線カメラを販売しています。
以下で、DJIが発表しているドローン用の赤外線カメラを4つ紹介します。
Zenmuse H30T
DJIのZenmuse H30Tは、プロフェッショナル向けに設計された高性能ドローン用カメラです。産業用設備の点検や緊急時の捜索活動などで、強力なツールになります。
＜Zenmuse H30Tの特徴＞
- 産業用設備の点検や緊急時の捜索活動に適したプロフェッショナル仕様
- 34倍の光学ズームと400倍のデジタルズームにより、遠距離の対象物も鮮明に撮影
- 夜間や視界不良時でも、精密なデータ収集が可能
- 暗所でも温度差を確認できる「ナイトシーンモード」付き
- 最大3,000メートル先の対象物まで正確に測定できる
- 「Matrice300RTK」「Matrice350RTK」との組み合わせで、公共安全や点検業務に広く活用
Zenmuse H30Tは、産業用ドローン「Matrice300RTK」や「Matrice350RTK」に搭載可能で、公共安全や点検業務での利用が広がっています。
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Zenmuse H20T
Zenmuse H20Tは、「遠くからでも接近した映像を」をコンセプトに、安全性と性能を兼ね備えた設計が特徴です。被写体に近づかずとも鮮明な映像の撮影が可能で、操縦中のリスクを低減します。
＜Zenmuse H20Tの特徴＞
- 遠距離からでも細部を鮮明に撮影可能
- 20MP 1/1.7インチCMOSセンサーで高精細な画像を実現
- 4K動画撮影（30fps）で高解像度での動画記録に対応
- ズームカメラ・広角カメラ・レーザー距離計・赤外線カメラが1台に集約
- 画面上で気になる部分をタップするだけで、その地点の表面温度を即座に測定
Zenmuse H20Tは産業用ドローン「Matrice 300 RTK」「Matrice 350 RTK」に対応しており、安全性と高性能なデータ収集をサポートします。
Zenmuse H20Tは産業用ドローン「Matrice300RTK・Matrice350RTK」 に取り付けることが可能です。
⇒旭テクノロジーでは、ドローンのデモ会を開催しています。旭テクノロジーでは、ドローンのデモ会を開催しています。機体の特徴や活用事例・実演を行っています。ここ⇒からスケジュールを確認できますので、ぜひご参加ください。
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Mavic3 Thermal
Mavic 3 Thermalは、公共安全・捜索救助・インフラ点検・熱画像解析などの用途に対応する、プロフェッショナル用ドローンです。このモデルはMavic 3 Enterpriseシリーズに属し、複数のカメラと高精度の熱センサーを搭載しています。
＜Mavic 3 Thermalの特徴＞
- 48MPの広角カメラ・12MPの望遠カメラ・640×512ピクセルの熱カメラが搭載
- 56倍ハイブリッドズームで危険地帯や難所を遠距離からの観察が可能
- 最大45分の飛行が可能。緊急ミッションでの有用性が高い
- 全方位の障害物を検知。下部には赤外線センサーも搭載され、安全な飛行をサポート
- 640×512ピクセルの解像度と28倍のデジタルズームを備え、温度差の精密検出が可能
- DJI O3エンタープライズ伝送システムで、安定した通信とリアルタイム映像を確保
Mavic 3 Thermalは強力なカメラ機能と飛行性能で、複雑な現場での安全なデータ収集を可能にします。
⇒旭テクノロジーでは、ドローンのデモ会を開催しています。旭テクノロジーでは、ドローンのデモ会を開催しています。機体の特徴や活用事例・実演を行っています。ここ⇒からスケジュールを確認できますので、ぜひご参加ください。
・Autel EVOⅡ dual 640T
最後に紹介するのはAutelのEVOⅡです。
Autel EVO II Dual 640Tは、業務用に適した赤外線カメラ搭載ドローンで、特に点検や作業用途に最適なモデルです。DJI製ドローンとは異なり、飛行時にログインが必要ないなど、ユーザー情報の扱いに配慮しています。
＜Autel EVO II Dual 640Tの特徴＞
- ログイン不要で利用できるため、ユーザーのプライバシーが守られる
- 8K解像度の可視カメラと640×512解像度のFLIR製赤外線カメラを搭載しており、高精度のデータ収集が可能
- 飛行中の安全性を高め、複雑な環境でも安定した飛行を実現
- 最大38分の飛行が可能で、広範囲の点検作業を効率的に進められる
Autel EVO II Dual 640Tは、カメラ性能と安全性に優れ、点検や作業用途で幅広く活用できるドローンです。
旭テクノロジーではドローン導入に使用できる補助金・助成金のサポートも行っています。こちら⇒からお気軽にお問い合わせください。
まとめ
本記事では、赤外線カメラの概要や導入事例、およびドローンに搭載可能な赤外線カメラを紹介しました。
赤外線カメラを搭載したドローンは、従来の方法では難しかった点検や調査を効率的かつ安全に行えるツールです。コスト削減や非接触での点検が可能なため、幅広い分野で活用が期待されます。
しかし、飛行制限や適切な撮影距離、天候や気温による影響など、運用にはいくつかの注意点が必要です。これらのポイントを理解し、事前に準備を整えて撮影しましょう。
旭テクノロジーでは、プラント事業からスタートした長年の経験を活かし、法人向けにドローンの導入支援を行っています。ドローンの運用だけでなく、データ収集した後の画像処理まで一気通貫で支援が可能です。現場で課題を感じられている方はお気軽にご相談ください。専門家に無料相談してみる⇒
