非GPS環境｜衛星が見えん場所で、ドローンは自分の位置をどう知るんか

屋外のドローンは、GNSS（GPS・みちびき・Galileo などの衛星測位）で自分の位置を数十cm〜数mの精度で知り、風に流されても同じ場所に止まっとる。ところが、コンクリートや鋼の構造物が空を遮ると、受かる衛星の数が減り、壁に反射した電波（マルチパス）で位置が飛ぶ。屋内や地下では、そもそも電波が届かんのよ。

GNSSの代わりに、機体は自分のセンサーで周りを観測し、動いた量を積み上げて位置を推定する。代表的なのが、カメラと加速度・角速度のセンサー（IMU）を組み合わせる視覚慣性オドメトリ（VIO）と、LiDAR（レーザー距離計）で周囲の形を測るLiDAR SLAMじゃ。SLAMは「自分の位置の推定」と「地図づくり」を同時にやる技術で、同じ場所に戻ってきた時に誤差を補正（ループ閉じ）できるんよ。

非GPS環境は、点検のど真ん中にある。橋梁の桁下、トンネル、ダムの監査廊や放流設備、下水道管路、地下トンネル・共同溝、煙突やボイラーの内部、貯槽、船舶のバラストタンク、鉱山の坑道。人が入るのが一番危ない場所ほど、衛星は見えんのよ。

• 入る前に、受信状態を想定する：図面で「空がどれだけ見えるか」を確かめ、GNSSに頼る区間と頼らん区間を分けた飛行計画を立てる。
• 測位方式を目的に合わせる：橋の桁下なら視覚測位・自律回避の機体、真っ暗な箱の中ならLiDAR SLAMと照明、決まったルートの反復ならマーカーやUWB。
• 手動で戻れる腕を残す：自動の位置保持が切れても、操縦者が姿勢モード（位置保持なし）で安全に離脱できる訓練をしておく。
• 通信の途切れを想定する：地下や金属の箱の中では電波も届きにくい。中継機、テザー（有線）、通信が切れた時の自動動作（その場で停止か、来た道を戻るか）を事前に決める。
• 記録に測位方式を残す：写真の位置情報がGNSSなのかSLAMなのかで、信頼できる精度が違う。後で比べる人のために残しておく。

屋内や地下の飛行は、多くの国で航空法の対象外か、扱いが異なる。日本でも屋内の飛行は航空法の飛行ルールの対象外とされ、出入口が開いとっても中と外がはっきり分かれた空間（トンネルや地下道の内部など）は屋内に含まれる。じゃが、それは何をしてもええという意味ではない。下水道やタンクは酸欠・有毒ガスの危険があり、労働安全の法令が効く。プラントなら防爆の区分もある。航空の手続きと、現場の安全の手続きを、別々に確かめようや。

関連：酸欠・有毒ガス、爆発性雰囲気、狭小空間、各国の規制。

• 水面・鏡面・ガラス：カメラもLiDARも、反射や透過で距離を間違えやすい。
• 濃い粉じん・蒸気・煙：カメラは見えず、LiDARも散乱する。レーダーを使う研究が進んどる。
• 長い単調な管路：幾何学的な退化。数kmの下水道を自律で往復するのは、まだ研究段階が多い。
• 位置精度の保証：SLAMの誤差は距離とともに積み上がる。点検記録として「何cmの精度」と言い切る方法は、まだ業界で統一されとらん。

構造物ごとに「点検用の地図」があり、ドローンは入った瞬間にその地図と照らして自分の位置を知る。前回の点検と同じ位置に、数cmの差で戻ってきて、同じ角度で撮る。衛星の有無は、もう点検の計画を左右せん。橋の下も、管路の中も、屋外と同じように「いつもの見回りルート」になっとる——これが編集部の見立てじゃ。