近年、様々な分野でドローンの導入が進んでいますが、その中でも注目されている技術の一つが「RTK」というものです。「RTK」を使うことで、これまでよりもさらに高精度な測位が可能となり、その精度はわずか数センチの誤差！測量分野での活躍はもちろん、障害物との距離が近い場所でのドローン飛行など、様々な分野で導入が期待されています。
そこで今回は、この「RTK」の特徴やGPSとの違い、DJIドローンでの使用方法などをご紹介していきたいと思います。
目次
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・RTKとは？
「RTK」とは『リアルタイムキネマティック』の略で、地上に設置した「基準局」からの位置情報データによって、高い精度の測位を実現する技術のことです。「RTK」は、一般的に「RTK-GNSS」という表記がされています。この「GNSS」とは「汎地球測位航法衛星システム」のことで、GPSなど、衛星を用いた測位システムの総称のことです。
通常、GPSのみの場合、位置情報データは2メートル前後の誤差となりますが、このRTKを組み合わせることで、数センチ内の誤差に抑えることが可能になります。
これまでGPSでは難しいとされていた、センチメートル単位での高精度な位置情報データを活用することができるため、様々な産業分野での利用が期待されています。
・ドローンに搭載可能なRTKモジュール「D-RTK」
このRTK技術を活用した、ドローンにも搭載可能なモジュールが、DJIより発売されている「D-RTK」という商品です。「D-RTK」はDJIのフライトコントローラー「A3」シリーズ用に設計された位置情報測位システムで、『Matrice600Pro』、『Matrice210 RTK』モデルに対応しています。この「D-RTK」モジュールをドローンに搭載することで、高い精度が必要とされる様々な場所で瞬時にRTKの測位システムを利用することができるようになりました。
今後は、送電線などのインフラ点検や3Dマッピング、農薬散布、精密農業、物流分野などでの活躍が期待できます。
「DJI Agras T-20」、「Matrice300 RTK」といった最新の「D-RTK2」を採用した機体も続々誕生しています。
>>関連記事：ドローンによる農薬散布方法が変わる！農業用ドローンの自動航行（自動運転）で実現できること
・RTKのメリットその１：数センチ単位での位置情報が測位できる
GPSでの数メートル単位での誤差とは違い、RTKでは垂直・水平方向に1センチメートル単位の正確な測位が可能になります。例えば、農薬散布や精密農業において、ドローンや農機を自動飛行させようとした場合、地理的に密集地が多い日本では、数メートルの誤差は致命的な誤差となり、用途として使いづらくなってしまうのが現状です。しかし、数センチの範囲内で、正確な測位ができるのであれば、自動飛行での安全性もかなり向上し、農業における自動飛行での運用も行いやすくなります。
その他にも、高精度な測位を行うことで、インフラ点検や、大規模な太陽光発電所などのメンテナンス作業においても、一度飛行ルートの設定をしておけば、高い再現性で運用を行うことが可能になります。
・RTKのメリットその２：電波妨害に強い
D-RTKでは、RTK用に2本のアンテナをドローンに搭載することで、単体のコンパスセンサーを用いるよりも、はるかに正確な機首方位の表示を行うことが可能です。ドローンの機体の方角をブレなく、安定的に処理することができ、かつ、コンパスに影響しないため、磁気などの干渉にも強いという特徴があります。
このため、現場によくある金属の構造物をはじめ、高電圧線や無線基地などによる電波障害、コンパスエラーを回避し、他のドローンでは飛行できないような環境でも正確な運用を可能とします。
・RTKのメリットその３：正確な高度計算ができる
ドローンで採用されている高度計算は、主に気圧計を用いた手法が一般的です。そのため、離陸時や操縦時には高度の計測がズレることもあり、また突然の気流が発生した場合には、高度計算が狂うこともよくあります。しかし、RTKでの計測では、誤差を1センチ程度に抑えることができるため、安定的な高度計測を可能とし、信頼性が高いデータ収集を行うことができます。
・D-RTKを活用したドローンでの利用方法
現在、「D-RTK」はDJIドローン『Matrice600 Pro』か、『Matrice210 RTK』モデルに対応しています。そのため、RTKでの測位システムを利用したい場合、これらの機体が必要となります。基本的な「D-RTK」の構成は、「RTK」と「Datelink Pro」をそれぞれ用意し、ドローン（エアシステム）と地上の基準局（グランドシステム）に設置しお互いをリンクさせる方法です。上記ドローンには、この「D-RTK」の測位システムを導入しやすいよう、あらかじめパッケージングされた商品がありますので、すぐに導入をすることが可能となっています。
＜Matrice600 Pro＞
『Matrice600 Pro』でRTKを使用するには、DJIより別途発売されている「D-RTK GNSS」のモジュールキットを購入する必要があります。「D-RTK GNSS」のモジュールキットには、2つのモデル「RTK-G」か「RTK-B」が用意されており、どちらか選択可能です。「RTK-G」はGPSとGLONASSを組み合わせたもので、ほとんどの国と地域で使用可能。「RTK-B」はGPSとBDSを組み合わせたもので、BDSをカバーしてる地域ではRTK-GよりRTK-Bの方が精度がよく、日本での利用ではRTK-Bの使用がよいとDJIでは推奨しています。
また、キットには「Datalink Pro」も同梱されており、これらを使うことで簡単にRTKの測位システムを構築することが可能です。
「D-RTK GNSS」：https://www.dji.com/jp/d-rtk
＜Matrice210 RTK＞
『Matrice210 RTK』モデルは、すでにRTKの測位システムを利用するために必要なモジュールが元々パッケージングされているのが特徴です。『Matrice210 RTK』モデルには、「D-RTK グラウンドシステムキット」、「Datalink Pro エアシステムキット」、「D-RTK アンテナ」が同梱されており、これらを使用することで、簡単にRTKでの測位を利用することが可能です。
※Matrice210 RTKは現在廃盤で製造中止となっています。
＜Matrice300 RTK＞
『Matrice300 RTK』モデルは、最新の産業用ドローンです。インフラの点検に特化した仕様で、点検業務を省力化してくれます。
>>関連記事：赤外線カメラとは？ドローンでの導入事例やメーカーなどを解説！
現場に固定局を設置しなくてもよい？ネットワークRTKとは？
現在では現場にD-RTKやD-RTK2といった固定局を設置しなくても、インターネット経由で位置情報を補正するネットワークRTKが登場しています。
ネットワークRTKとは、現場でドローンなどがGNSS衛星から受信した情報と電子基準点で観測した情報をリアルタイムで処理し、より正確な情報をドローンに送るシステムのことです。
D-RTKやD-RTK2といった従来型の固定局は現場で3脚などを使用して固定局設置し、現場で処理を行っていました。
それに対してネットワークRTKはインターネットで情報処理を行うため、現場に固定局を設置しなくてよいというメリットがあります。
しかしながらインターネットへの接続が必要なため、場所によっては使えない可能性もあります。
DJI製の産業用ドローンであれば、現在販売中のものはほとんどがネットワークRTKに対応しています。
- DJI Phantom4RTK
- DJI T10
- DJI T25
- DJI M300RTK
- DJI M350RTK
- DJI Mavic3Thermal
- DJI Mavic3Enterprise
- DJI FlyCart30
- EAVISON EA2020
上記の機体はRTKを使って飛行させる際、現場に固定局を設置しなくてよいため作業時間が短縮でき業務を効率化することができます。
このようにドローンを活用することで、人が行っていた作業の代替することが可能です。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、ドローンを活用して構造物の点検を行っています。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。
大手通信キャリアの動向
一方で大手通信キャリアはドローンとLTEで通信するサービスを展開したり、ドローン専業の子会社を設立したりM＆Aを行うなど活動が活発になっています。
この飛行方法はレベル4と呼ばれるものですが、レベル4を行う機体には大抵ネットワークRTKによる自動航行システムが搭載されるでしょう。
なぜなら通常のGNSS信号（GPS）だけの飛行では、位置情報に大きなズレが発生する可能性があり、場合によっては大変危険だからです。
また免許制によりレベル4の飛行方法が認められるようになると物流や点検の分野でドローンの導入がさらに活発になるでしょう。
まとめ
「RTK」の特徴やGPSなどとの違い、そしてDJIドローンでのRTKを使った測位システムの利用方法などを紹介してきました。
数センチの誤差で位置情報を測位できるRTKは、まさに今後のドローンの産業利用における最重要技術になると言っても間違いありません。
事前に設定した飛行ルートを誤差なく飛行できるため、人が行っていた様々な作業を代替できるます。例えば、高所作業や目視点検、運搬などです。
以前と比べて導入のハードルも低くなってきましたので、ぜひ早い段階で、最新技術の導入にチャレンジしてみてください。
とは言っても具体的にどのように導入していけばよいのか、そもそも現在の業務において、ドローンを導入することで効率化を図れるのか、検討中の方も多いのではないでしょうか？
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、法人へのドローン導入支援や、構造物の点検サービスを行っています。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。
