KEY PAPERS
主要論文
ドローン点検の研究で、よう引用される論文を分野ごとに選び、読んだ範囲と要点・限界をまとめた。
Selection: started from a candidate list of widely cited UAV-inspection papers across eight topic areas (review, crack/defect detection, photogrammetry/3D, GNSS-denied navigation, contact inspection/aerial manipulation, thermal, radar/LiDAR, coverage planning) and verified each by DOI. Web search quota was exhausted early in the session, so candidates were confirmed through bibliographic APIs: OpenAlex works endpoint (api.openalex.org/works/doi:<DOI>, field cited_by_count = citing works indexed in OpenAlex), OpenAlex search endpoint for papers whose DOI was unknown, Crossref (api.crossref.org/works/<DOI>, is-referenced-by-count = citations deposited with Crossref by publishers), and Semantic Scholar Graph API (citationCount) where used for abstracts. All counts were retrieved on 2026-10-22; counts differ between indexes because of coverage. Selection is by citation count within each topic area, not a single global top-30, so that every topic is represented; high-citation general papers (e.g. photogrammetry reviews) were kept only where they are standard references for inspection work. Full-text reading was possible only for open-access pages that the fetch tool could open (MDPI, SpringerOpen, IEEE OA, etc.); ScienceDirect and some Wiley pages blocked automated access, so those are marked abstract. Summaries are the author's own words; no third-party text copied. Retrieval notes: citation counts are OpenAlex cited_by_count for all 30 items; Crossref is-referenced-by-count and Semantic Scholar citationCount were retrieved only for some items (null where not retrieved) because the shared fetch budget was limited. Abstracts came from Semantic Scholar, from Crossref, or reconstructed from OpenAlex abstract_inverted_index. Highly cited candidates were dropped when neither the abstract nor the body could be opened (publisher or index abstract missing or blocked): Nex & Remondino 2014 (10.1007/s12518-013-0120-x, OpenAlex 1864), Rakha & Gorodetsky 2018 (10.1016/j.autcon.2018.05.002, 460), Seo et al. 2018 (10.1016/j.autcon.2018.06.006, 373), Tsanakas et al. 2016 (10.1016/j.rser.2016.04.079, 371), Omar & Nehdi 2017 (10.1016/j.autcon.2017.06.024, 265), Khaloo et al. 2018 (10.1080/15732479.2017.1330891, 217), Bircher et al. 2016 Autonomous Robots (10.1007/s10514-015-9517-1, 191). Where they were dropped, the most cited readable paper in the same area was used instead, found with OpenAlex filtered searches sorted by cited_by_count (e.g. title_and_abstract.search for 'UAV inspection bridge', 'UAV LiDAR power line inspection', 'UAV thermal infrared photovoltaic inspection'). Ground-penetrating radar from UAVs was searched (OpenAlex title search 'ground penetrating radar UAV') but the most cited results were landmine or soil studies, not infrastructure, so no GPR paper is included; the radar-lidar topic is covered by LiDAR papers. Cha et al. 2017 and 2018 are included as foundational crack/damage-detection work although their abstracts do not describe UAV imagery.
その言葉では見つからんかったよ。短くして探してみてつかぁさい。
detection · 2017 · 被引用数 3,213
Deep Learning-Based Crack Damage Detection Using Convolutional Neural Networks
コンクリート表面のひび割れを、人が特徴量を設計せずにCNNで直接判定する手法を示した論文。256×256画素の小画像約4万枚で学習し、スライディングウィンドウで大きな写真全体を走査する。学習に使っていない別構造物の高解像度写真で、影や反射、細いひび割れがある条件でも従来のエッジ検出より良い結果を示した。なお抄録上はUAV撮影を前提とした研究ではなく、手持ちカメラ画像を対象としている。
photogrammetry · 2014 · 被引用数 2,958
Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing: A review
写真測量とリモートセンシングの分野で、無人航空機がどう発展してきたかを整理したレビュー。安価な市販機材とコンピュータビジョン・ロボティクス・測地学を組み合わせれば、数百ユーロのカメラでもセンチメートル級の解像度と精度が得られるようになったと述べる。歴史と規制の概観に続き、機体・センサー・航法・姿勢推定・データ処理の進展を、小型機を中心に解説する。
review · 2019 · 被引用数 2,335
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Survey on Civil Applications and Key Research Challenges
監視、通信、リモートセンシング、救助、配送、農業、構造物点検など、民生分野のUAV利用を幅広く整理したサーベイ。中でも土木インフラが最大の利用分野になると見込み、市場規模を450億ドル超と紹介している。共通の研究課題として、充電、衝突回避と群制御、通信とセキュリティの3つを挙げ、それぞれの未解決問題と方向性を示す。
detection · 2018 · 被引用数 1,540
Autonomous Structural Visual Inspection Using Region-Based Deep Learning for Detecting Multiple Damage Types
ひび割れだけでなく複数種類の損傷を一度に見つけるため、物体検出モデルFaster R-CNNを改良して適用した研究。コンクリートのひび割れ、鋼材の腐食（中・高）、ボルトの腐食、鋼材の剥離の5種類をラベル付けした画像で学習した。1枚あたりの処理が速く、動画からの損傷検出の枠組みにも広げている。抄録ではUAVは前提にしていない。
review · 2019 · 被引用数 1,193
Advances in Computer Vision-Based Civil Infrastructure Inspection and Monitoring
カメラとUAVを使った非接触の土木インフラ評価について、コンピュータビジョン・機械学習・構造工学の研究を整理したレビュー。点検（部材の認識、局所・全体の損傷の把握、基準画像との変化検出）と、モニタリング（静的なひずみ・変位、動的変位からのモード解析）に分けて論じる。画像や動画を自動かつ確実に使える情報に変えることを目標に置き、完全自動化までに残る課題をまとめている。
review · 2015 · 被引用数 1,056
A review on computer vision based defect detection and condition assessment of concrete and asphalt civil infrastructure
鉄筋コンクリート橋、プレキャストのトンネル覆工、地中のコンクリート管、アスファルト舗装を対象に、画像処理による欠陥検出と状態評価の研究を整理したレビュー。多くの欠陥は自動で「見つける」段階には来ているが、欠陥の寸法などの性状を取り出し、健全度を評価するところまでは自動化できていないと結論づける。土木と情報科学の双方に向けて課題を示している。
detection · 2020 · 被引用数 775
Detection of Power Line Insulator Defects Using Aerial Images Analyzed With Convolutional Neural Networks
空撮画像から送電線の碍子の欠損を見つけるため、まず碍子を検出し、次にその中の欠陥を検出する2段階のCNNを提案した研究。背景が複雑な空撮画像では、従来の手作り特徴量や浅い学習は条件が限られていたと指摘する。欠陥画像が少ない問題には、アフィン変換、碍子を切り出して別背景に合成、ぼかし、明るさ調整でデータを増やして対応した。
planning · 2016 · 被引用数 627
Receding Horizon "Next-Best-View" Planner for 3D Exploration
未知の空間を飛行ロボットが自律的に探索・地図化するための経路計画法を提案した研究。その場でランダムな木構造を伸ばし、まだ地図にない空間を最も多く見られる枝を選び、その最初の一区間だけを実行することを繰り返して、空間全体を探索する。計算資源の限られた機体で動くよう設計され、シミュレーションと実機の小型回転翼機で検証し、大きく複雑な環境にも拡張できることを計算量の分析で示した。
review · 2018 · 被引用数 596
Automatic autonomous vision-based power line inspection: A review of current status and the potential role of deep learning
送配電線の目視点検を自動化する研究を整理し、UAVと深層学習を中心にした点検の構想を示したレビュー。従来の巡視やヘリコプター点検は遅く高価で危険を伴い、自動ヘリや線上ロボットも精度要求の厳しさから普及していないと整理する。光学画像を主なデータとし、深層学習を航行と点検の両方に使う考え方を提案し、その機会と課題を論じる。
planning · 2019 · 被引用数 577
Survey on Coverage Path Planning with Unmanned Aerial Vehicles
UAVで指定区域をくまなく撮影・計測するための経路計画（カバレッジ経路計画）の研究を整理したサーベイ。区域の形（長方形、凸・凹多角形、不規則形）と、領域を分割しない方法・厳密分割・格子による近似分割に分けて手法を比較する。往復型やスパイラル型などの飛行パターンを、経路長・時間・旋回数・エネルギーで評価する考え方を示し、旋回と風が消費電力を増やす点を強調している。
contact · 2018 · 被引用数 529
Aerial Manipulation: A Literature Review
飛行ロボットの機動性とロボットアームの作業能力を組み合わせる「空中マニピュレーション」の研究成果を、技術と制御の観点からまとめた文献レビュー。一般的な空中ロボットと宇宙用マニピュレーションの研究にも簡単に触れている。接触点検や空中での作業を行うドローンの研究の入口となる総説である。
review · 2016 · 被引用数 505
Visual monitoring of civil infrastructure systems via camera-equipped Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): a review of related works
カメラ付きUAVによる建設現場と既存インフラの目視モニタリング研究を、データ収集・解析・可視化の3段階で整理したレビュー。収集では飛行計画と自律性、解析では画像からの3次元復元とBIMとの比較、可視化ではARやWebでの点群表示を扱う。当時の実務は熟練操縦者とGPSウェイポイントに頼っており、鋼構造の近くでの磁気・GPSの問題など自律化の障害を具体的に挙げている。
contact · 2022 · 被引用数 489
Past, Present, and Future of Aerial Robotic Manipulators
ヘリコプター、通常のマルチコプター、推力方向を変えられる機体などに、さまざまなアームを載せた空中マニピュレーターの発展と現状を体系的に整理したレビュー。機体を推力の性質（一方向・多方向・完全駆動など）で分類し、アームや工具の形式、柔らかさの持たせ方、協調作業、遠隔操作、認識、計画まで扱う。タンク・配管・橋・プラントの接触点検やバルブ操作などの用途を挙げ、飛行時間、安全、風の影響下での精度、自律判断を今後の課題とする。
radar-lidar · 2016 · 被引用数 408
Remote sensing methods for power line corridor surveys
送電線と周囲の樹木を監視するためのリモートセンシング手法を比較したレビュー。衛星レーダー、光学衛星・航空写真、熱画像、航空レーザー測量、地上移動計測、UAVまで扱う。電線の自動抽出は研究が最も多く、レーザーや航空写真で90%超の精度が報告されているが、小さなデータでの検証が多く定量評価が不足しているとする。UAVは発展が速く、さらに注目すべき手段と位置づける。
navigation · 2018 · 被引用数 386
Autonomous UAVs for Structural Health Monitoring Using Deep Learning and an Ultrasonic Beacon System with Geo-Tagging
橋の下などGPSが届きにくい場所でも自律飛行できるよう、GPSの代わりに超音波ビーコンで位置を測るUAVを作り、CNNによるひび割れ検出と組み合わせた研究。検出した損傷には位置情報を付け、どこにあるかを特定できるようにした。自律飛行中に撮った動画でコンクリートのひび割れを検出できることを示した。
photogrammetry · 2020 · 被引用数 305
Image-based crack assessment of bridge piers using unmanned aerial vehicles and three-dimensional scene reconstruction
UAVで橋脚のひび割れを点検する際の2つの問題、近接写真の遠近ゆがみと曲面によるゆがみ、狭い範囲しか写らずひび割れの位置が分からないことに取り組んだ研究。飛行経路と撮影方法、ひび割れ検出、3次元復元を一連の手順にまとめた。検出したひび割れを3次元の三角形メッシュに投影することで、両方のゆがみを補正し、橋脚上の位置も特定できるようにした。実際の橋脚で検証し、誤差を分析している。
detection · 2018 · 被引用数 275
Application of Crack Identification Techniques for an Aging Concrete Bridge Inspection Using an Unmanned Aerial Vehicle
老朽化したコンクリート橋で、市販ドローンの写真からひび割れを見つけ、幅と長さを測る手順を試した研究。小さな学習データでR-CNNを転移学習してひび割れを検出し、構造物に貼った70mm角のマーカーで画素の大きさを求め、射影変換でゆがみを補正して寸法を算出した。橋の下ではGPSが不安定なため手動で約2mの距離から撮影した。実橋では12本のひび割れの寸法を出したが、現地での真値との照合はしていない。
thermal · 2014 · 被引用数 247
Light Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for Cooperative Inspection of PV Plants
太陽光発電所を、大型の固定翼機で全体を見渡し、小型の電動機で近づいて詳しく見るという、2機を組み合わせた熱画像・可視画像点検を試した初期の研究。イタリア北部の200kW・810枚のモジュールの設備で、ホットスポット、影やセル割れ、ガラス割れ、スネイルトレイルを見つけた。画像にはGPS位置を付けて不良モジュールの特定に使った。費用は年間保守費の5%未満と見積もるが、これは予備的な試算である。
navigation · 2013 · 被引用数 247
A UAV system for inspection of industrial facilities
発電所のボイラー内部のような閉鎖空間を点検する小型UAVを開発し、ボイラー内で自律飛行させた研究。GPSが使えないため、機体に載せたMEMS慣性センサーとステレオカメラだけで位置を推定する軽量な視覚慣性航法を使い、モデル予測制御で壁面の近くを正確に飛ばした。あわせて、カメラと慣性センサーを一体化して時刻と位置関係を校正したセンサーを試作し、レーザートラッカーとの比較で飛行中のずれが数センチにとどまることを示した。
detection · 2019 · 被引用数 227
Wind Turbine Surface Damage Detection by Deep Learning Aided Drone Inspection Analysis
ドローンで撮った風車ブレードの高解像度画像から、前縁のエロージョン、ボルテックスジェネレーター（欠けを含む）、雷レセプターを自動検出する深層学習の研究。Faster R-CNNを複数の骨格ネットワークで比較し、画像を縮尺を変えて切り出すピラミッド型の拡張で精度が大きく上がることを示した。デンマークの風車の画像で学習し、1基分の画像データを公開している。人の判定と比べ、AIの提案を見せると人の作業時間が短くなった。
review · 2015 · 被引用数 221
Vision and Control for UAVs: A Survey of General Methods and of Inexpensive Platforms for Infrastructure Inspection
低価格UAVで使える視覚処理と制御の手法（特徴点追跡、オプティカルフロー、ビジュアルサーボ、安定化、経路計画）を整理し、インフラ点検に絞って論じたサーベイ。例として鉄道点検の2つの使い方を設定し、適した手法を選んで小型機で実験した。一つは橋などの近接点検で目標を見つけて位置を合わせる方法、もう一つはレールの消失点を追って線路沿いに飛ぶ方法である。
review · 2021 · 被引用数 210
UAV-Based Remote Sensing Applications for Bridge Condition Assessment
UAVによる橋梁の状態評価を、可視画像、赤外線サーモグラフィ、LiDAR、その他のセンサーごとに整理した体系的レビュー。約700件から選んだ2000〜2020年の65本を分析し、性能に影響する要因（機材、操縦者、橋の形式、天候、規制）、飛行計画、データ解析、費用まで扱う。費用の比較は研究によって大きく異なり、UAVの方が高くついた例も含まれる。標準的な点検手順がないこと、風雨、バッテリー、橋の下でのGPS喪失を課題に挙げる。
contact · 2019 · 被引用数 197
A Truly-Redundant Aerial Manipulator System With Application to Push-and-Slide Inspection in Industrial Plants
産業プラントでの非破壊検査を自律で行うため、プローブを曲面に押し当てたまま滑らせて走査できる空中マニピュレーターを開発した研究。推力方向を変えられる多方向推力の機体に、2自由度の軽量アームを組み合わせた。アームの弾性があっても安定するPID系の制御と、作業制約を考えた動作計画を組み合わせ、渦電流プローブで金属配管を走査して溶接部を検出・マッピングした。
navigation · 2014 · 被引用数 193
A Collision-resilient Flying Robot
障害物を避けるのではなく、ぶつかっても墜落せずに飛び続けるという発想で設計した飛行ロボットの研究。推進・姿勢制御を持つ内側の機体を、3軸ジンバルで自由に回転する保護ケージに入れ、衝突時の摩擦で生じる回転力が機体に伝わりにくくした。衝突のモデルと実験で設計を詰め、試作機GimBallで森の中を何度も衝突しながら自律飛行させた。
review · 2018 · 被引用数 191
Bridge inspection: human performance, unmanned aerial systems and automation
米国の橋梁点検制度の現状を整理し、無人機と自動化がどこまで役に立つかを論じたレビュー。現時点でドローンは点検者の作業を速く安全にし、交通規制なしの点検を可能にする補助役だとする。一方で、航空規制、GPSなしでの飛行、操縦者の費用と確保、準備と整備の時間、データの後処理、管理者がデータを受け入れるかが大きな障害だと指摘する。
thermal · 2021 · 被引用数 185
Drone-Based Non-Destructive Inspection of Industrial Sites: A Review and Case Studies
産業施設でのドローンによる非破壊検査を、熱画像（能動・受動）を中心に、目視、壁面吸着ドローンによる超音波、ガス検知、放射線などまで整理したレビューと事例研究。熱画像のつなぎ合わせ、反射の検出、動画の揺れ補正、航空機の複合材の能動サーモグラフィなどの事例を示す。振動、日射や反射による誤検出、撮影距離と解像度の両立、プロペラの風による表面温度の乱れ、積載重量の制約を課題として挙げる。
photogrammetry · 2021 · 被引用数 161
Quality Evaluation of Digital Twins Generated Based on UAV Photogrammetry and TLS: Bridge Case Study
オーストラリアの1893年建設の木造トラス橋で、UAV写真測量と地上レーザースキャナー（TLS）で作った点群の「デジタルツイン」の品質を比較した研究。平面・円柱のあてはめ、点群どうしの距離、断面形状、点密度、縮尺誤差で評価した。UAVの点群は多くの指標でTLSに近いミリ単位の精度だったが、点密度はTLSの約半分で、縮尺誤差はセンチ単位だった。
navigation · 2017 · 被引用数 159
Autonomous Navigation and Mapping for Inspection of Penstocks and Tunnels With MAVs
ダムの水圧管路（ペンストック）やトンネルの内部を、外部の測位設備なしで自律飛行・地図作成しながら点検するマルチコプターの研究。管路は暗く模様がないため、距離センサーだけでは情報が足りず、カメラも暗所では使いにくい。IMU・LiDAR・複数カメラを融合して6自由度の位置と速度を推定し、この論文では一般化円筒のモデルだけを使う距離計測側の推定を詳しく示す。米国テネシー州のダムの管路内で実証した。
thermal · 2018 · 被引用数 114
Thermal Infrared and Visual Inspection of Photovoltaic Installations by UAV Photogrammetry—Application Case: Morocco
小型ドローンの可視・熱画像から写真測量でオルソ画像を作り、太陽光モジュールの汚れ、セル割れ、ホットスポットを調べた事例研究。モロッコの小規模設備では地上解像度約1mmと約2mmで撮影し、セル割れは1mmでははっきり見えたが2mmでは見えにくかった。搭載熱カメラが80×60画素と低く、熱画像の多くは処理できなかった一方、スイスの5,012枚規模の設備のデータではホットスポットを抽出し、運営者の報告と一致した。
radar-lidar · 2018 · 被引用数 112
Automatic Clearance Anomaly Detection for Transmission Line Corridors Utilizing UAV-Borne LIDAR Data
UAV搭載LiDARの点群から送電線と鉄塔を自動で取り出し、電線と樹木・地面との離隔が足りない箇所を自動で見つける手法の研究。地表の除去、鉄塔の検出と径間の分割、高さのヒストグラムによる電線点の抽出、クラスタリングを経て、電線をカテナリー曲線で近似する。近似した電線から周囲の物体や地表までの最短距離を区間ごとに計算し、安全距離を下回る所を異常として示す。220kV送電線で樹木の接近を検出した。