OpenDroneMap

MetaShapeを保有し、Phantomなどで撮影した鉛直空中写真からオルソ画像などを作成したりしています。またそれらを使った3次元化にはいろいろな用途がありこれからも活躍してくれるものと思います。

このようなソフトには前述のMetashapeのほかにもPix4D等いろいろなものがあるようです。が、フリーの物もあります。OpenDroneMapというのがそれで、この操作をGUI(グラフィカルインターフェース)にしたものがWebODMというもので、基本的にはLinuxの上で動くもののようです。

そのため手持ちのUbuntuのパソコンに入れてみました。情報はネット上の物だけですが、Ubuntuに入れるのにはその情報の通り少し苦労をしました。ライブラリの依存関係が満たされずに簡単に入れられる Ver.とそうでないものがあるようで依存関係の解明の前に安易に Ver.を変えてOSの入れ直しをして動くようにしました。

それではと、今度はWindows10のモバイルのノートに入れてみましたがこちらは思いのほか簡単に動くようにできました。基本的にはDockerという仮想化ソフトの上でWebODMを走らせるということで、仮想化OSのメモリの量などの設定はありますが、やるべき事を守れば(Dockerを入れてPythonを入れてGitを入れてそしてGitHubの中に書いてあるやり方通りに)動くようになりました。

ただ、インストールはインストーラーを走らせてOKというわけでは無く、インストール中にもいろいろなファイルをダウンロードしながらやっているようで最初は赤い文字でFailedが4,5個並んで、あれ??まともに走らない??とも思いましたが、ルーターのLEDを見てみると一生懸命何かをダウンロードしている様子で、ここはひたすらじっと待つ、が必要でした。

一度そのFailedを通り越せば次の起動ではその部分はちゃんとしてそしてブラウザから演算ができます。

同じ写真群をUbuntu とWindowsとで加工演算させてみましたが、やはりNativeのUbuntuでしたほうが処理時間は短くて済むようです(当たり前といえば当たり前ですが) テスト用に整理した写真20枚を処理させてみましたが明らかにUbuntuのNativeの方が、性能的には明らかに早いWindows10よりも上です。ただし、Dockerを使用するためにメモリは8GB搭載の半分程度にしています。

まだ、GCPの設定方法などには至っていませんし、また、Metashapeに比べると扱えるファイル形式も限られているようですが、それでもフリーソフトで点群処理ができるというのはすごいと思いますし、また、それなりの需要もあるものと思います。

弊社でもこのフリーソフトのインストールや使用について講習ができるものと思います。途中Gitやターミナルをいじるという工程があり、一般的にはインストールはかなり高いハードルだと思われます。そして、パソコン自体にはかなりの性能が求められます。

今後の画像処理についても精通していきます。

 

津浪地区 詳細写真地図

詳細写真地図、と普通の人にもわかるような表現をしましたがオルソ画像です。ヨシムラドローンスクールのインストラクター、森脇さんが合計5日間もかけて津浪全域を撮影してくれました、先日このデータを受け取って現在メタシェイプにて画像合成中です。

正式な測量に使うわけではないので評定点などは入れませんがそれでもかなりな精度でのオルソ画像の作成ができることはわかっています。

写真の総枚数はおよそ6千枚、50数ギガバイトに達します。合計6個のフォルダに入ったデータとして受け取りました。津浪全域を6地区に分けての撮影でそれぞれが別のフォルダに分類されています。そのため別のフォルダに同じ名前の(例えばDJI100-1)別の場所の写真があってそのままでは扱いにくい。それぞれのフォルダの中身(これが約1000枚)を別の名前に変えて(もちろん自動化してです、1枚1枚名前を変更などはとても人のやることではありません)そして縮小して1枚のオルソに仕上げました(これはまずは全体像の把握のためです、縮小してからの画像処理なので細部を見ればひずみがかなりあります)(20%に縮小した写真で画像処理、それでも面白いように細部まで立体視が可能)

そしておとといからは高精度な画像処理、さすがに1000枚の高精度処理はうちのGeforce2080i搭載のパソコンでも時間がかかっています。アラインメントと点群まで手動で処理しましたがその後はバッチ処理をさせて今現在も静かな冷却ファンの音をさせながら計算処理してくれているはずです。

故郷の画像を残すというかなり美しい作業(業務ではない、まだお金がもらえるようなものにはできていないので)を続けています。

1,2号機 飛行許可へ

今日、国交省の担当者さんから申請書を紙にして送るように、と、メールが来ました。

今までと同じパターンでメールは金曜日に来ました。

今回の飛行申請は自動飛行試験1号機と、2号機、許可書が届けば、1,2,3,4号機とKAWAU-2の5機で遠隔地への自動飛行試験ができるようになります。

目視外飛行の自動操縦の飛行許可申請で、今回はたぶん5回メールのやり取りをしました。前回の申請に比べてとても審査が厳しくなっているといった実感です。

機体の準備はいつでもOKですし、コースの設定もパソコンの中にちゃんと保存してあり、また、シミュレーター上では無事に到着しています。

後は実施するだけ、天候とメンバーを見て実行します。

3,4号機KAWAU-2では申請書を紙にすると80枚を超える量でしたが今回は設定ソフトのマニュアルやら監視場所の写真などの追加資料がありますので前回の80枚を大きく超える量になるものと思います。

明日にでもプリントアウトして、そして送ります。

ドローンの操縦免許と安全運行管理者

本日、来客あり。

ドローンについていろいろと教えてほしいとのこと。コロナ禍の中でドローンを新規に何かに使いたいとのこと。

その中で、やはりドローンの操縦免許の質問があった。

基本的にドローンには操縦免許などは必要ありません。存在していません。ラジコンの飛行物体です。(ある意味おもちゃと同じ扱いです、ただ非常に便利なので撮影等仕事にも使われるようになってきました)

操縦用の電波も免許の要らない周波数帯を使っています。(家庭用のWiFiと同じ周波数帯、信号の載せ方が違うけれど)

また、世の中には公認のドローンスクールとうたっているところもありますが、弊社スクールと同じ国交証ホームページ掲載講習団体というのが正しい。国交省のホームページに掲載されるにはそれなりの人もの経験知識、と勿論審査がありますが、決してドローンの免許が出せる公認の、とかとは全く違う。

しかし、全く何もわからないという人はうちのようなドローンスクールで正しい技術と知識を学ぶことはよいことだと思います。

飛行許可が必要な飛行などをするときに申請する書類の一部を省略できる、と、いうもので、ドローンスクールの認定証が無くても書類さえ整えてかつ、飛行経験などが証明できれば許可される。(書類の数は少なくは無い、また、この分野に進出しようとしている司法書士さんなどからのDMもたくさんと届いてはいるが)

安全運行管理者、これは企業などで仕事としてドローンを飛ばす時に書かなければいけないようであるが、その会社の経験豊富な人が安全運行管理者になればいいだけで法的には何も決まっていない。

安全運行管理者講習などと言って講習をしているところもあるが、法的には全く必要の無い物である。

ドローンを飛行させているのだから安全運行管理などは、して当たり前、決まり以前の問題である。これも前記の理由と同じであるが、全く経験のない人ではそれなりの学習は必要である。

人が乗る飛行機などでもあれだけちゃんとした整備をして熟練のパイロットが操縦しても墜落があるのだから模型のラジコン飛行物体が墜落しないなどは無理な話で、しかし、墜落させないように細心の注意と整備と自己研鑽は必要不可欠、人の物の上空を飛ばす時などは細心の、なおかつ最高級の細心が必要であることは言うまでもない。

何事もそうであると思うが正しい情報と(そのためには正しい情報源は必須であると思われる)正しい知識で対応したい。

目視外飛行許可申請 修正依頼

今月初めに確か3回目の修正をして提出した自動飛行試験1号機2号機の申請について昨日、二たび、三度四たび?修正依頼が。別に申請していた3号機4号機KAWAU-2については4月初めに飛行許可を取得済み。

修正依頼のメールはだいたい、金曜日に届くのがパターンのようで。

目視外飛行については、申請の度に条件などが厳しくなっていて今回は監視場所の周囲の状況の写真の提出,が一番今までとは違った所。

で、今回の修正依頼は、仕事の都合で本格的に見たのが今日の夕方であったが、内容は意外にも書式の修正だけ。

提出した書類の一部の書式が古いので,国交省の無人航空機のこのページのこの書式で提出しろ、とのこと、だけ。

もしかしたら、もうすぐ1号機2号機も目視外飛行の許可が下りそうである?

山間僻地への安価な自動飛行を実現させるべく引き続き取り組んでいきます。

シミュレーター上では完全に安全な飛行はできているのだが、いざ実施となるとどうしても監視員の配置や、また、機体のロスト、なども考えてしまって。

しかし、那須への自動飛行成功させます、実行に移せます。

1号機から4号機そしてKAWAU2と合計5機体制で試験飛行に望めそうである。

おりしも、明日は安芸太田町の町長選挙投票日。(だから???)

技適 テレメトリー

今回、自動飛行でのテレメトリーが合法的に達成できましたので報告します。

使用した技適付きのXBee   アンテナがプリント基板型のモノ。

これを設定して(専用ソフトをダウンロードして設定する、理解してしまえば簡単、であるが最初はちょっと手間取った)フライトコントローラーのテレメトリ端子に接続、もう一個は写真のようにUSBケーブルでパソコンに接続。機体側と基地局側で通信させる。

今回は普通のヘリ(マルチコプターではなく)に付けて自動飛行をさせてみた。機体を外に置いて部屋の中から起動してスイッチだけで離陸させて自動飛行に移らせる。操縦としてはこれだけ(スイッチを倒すだけ)

飛行する軌跡はパソコンの画面上にほぼリアルタイムで映し出される。

(プレハブの窓から撮影した)

完全に手放しの飛行、機体は450クラスの電動ヘリコプター、自動飛行の設定もほぼ終わって機体自体は離陸時さえ気を付ければドローンと同じ程度の飛行技術があれば飛行させることができるまでに調整された機体。フライトコントローラーのおかげである、このフライトコントローラーに飛行位置を記憶させてその地点を通過するように自動飛行ができる。

テレメトリーについてはこのフライトコントローラー専用に作られて特別な設定が不要(つなげば認識されてそのまま使える)なものも売られてはいるのだがこれらは日本では非合法的(技適が無い)なものなので電波暗室の中でしか使用することができない。

今回のXbee の使用によって合法的、かつ比較的長距離でのテレメトリー飛行が可能になった(カタログ値で1.2km)

今回は450タイプのヘリであるが550タイプのヘリコプターも同じフライトコントローラーを使用して安定に飛行させることができているのでますます自動飛行の範囲、用途が膨らみそうである。

RTK観測

以前からやっておきたかった弊社周辺地点の正確な座標値の取得。

大型連休最後の日に実施してきました。新型コロナウィルス問題で一人遊びと(単独行動)空気の流れはものすごくよいし(アンテナが倒れそうなくらいの強風が吹くときもあり)で、最適な日。

基準局は自前基準局。RTK2GO.COMとラズベリーパイ、でネット上に公開している(時々、運営がストップしますが)この日は間違いなく動作していることを確認して、バッテリーが元気な手持ちのノートパソコン(バッテリーが元気な器械は手持ちの中では1台だけ、ほとんどがヤフオクで仕入れた中古のノートパソコンなのでACアダプタが無いと動作しない器械ばかり持っている)この1台はこういう時のため用の物でバッテリーは一度交換している、性能自体は良くない、昔のi5の器械。に携帯電話回線使用のデータ端末を繋いで観測に出かけた。(スマホのテザリングという手もあるが、あえてデータ端末を使用、虫干しの意味もあり)

弊社を囲むように上空からの目印になるところの座標を測って数字を撮影記録していった。

基準局のアンテナを高価(比較的という意味で、もっと高価な高性能なものもありますが)なものに交換してから格段にFIXまでの時間は短くなった。上空視界が良いところではすぐにFIX解が得られて測定値もLL(北緯、東経)は8桁目が動くくらい(ミリメートルの動き)の数字が得られた。

高度に関しては、やはり、教科書通りの性能で、2,3センチの動きがあるが、大した問題ではないはず。

以前、測量コンサルタント様より依頼のあったPhantom4での撮影写真が点群処理に時間がかかりすぎるという問題の時の評定点のデータでも普通にこれ以上の誤差が含まれていた。(本職の測量コンサルタント様が測定した数字でもという意味で、精度が良くない評定点はやはり建物のそばとかであった)

弊社周りの地形は両側が山に囲まれていて空が細長くて狭いため山に近いところではFIX解が得られるまで非常に時間がかかったり、また、1か所は数分待ってみたがFIX解が得られそうになかったのであきらめ、地点を移動した。

いずれの場所でもネット上での弊社基準局は順調にデータを送って来てくれていたし、また、衛星の信号強度も十分にみえた。

1か所でのFIX解を10エポック以上記録して(撮影して)数か所の座標値を得た。

FIX解が得られており、上空視界が良いところではFloatに戻ることなく安定した数字を表示し続けてくれていた。8桁目が動く程度、つまり1センチ以内の数字が得られているということ。

精度は基準局が自前基準局であり、絶対値(VRSでかつ高精度、かつ高価な検定済みのGNSS測量機を使って得た数字ではないという意味)では無い物の、RTKという測定法の為、基準局との相対位置ベクトルはそれなりの精度が出ているはずである。

今回測定した地域のUAV撮影の写真データは持っているので今回の座標データを入れて再計算させてみる。

 

目視外飛行 1号機 2号機

1号機、2号機の目視外飛行の申請の修正依頼がまた届きました。修正依頼の度に内容が厳しくなってきているように思われます。

前回は無かった地上からの監視位置の現況写真の添付等々等々。

1号機、2号機の飛行許可には相当時間がかかるものと思われますが、修正申請を続け、許可が下りるまで頑張ります。

先日飛行許可が下りた3号機、4号機、Kawau2号機では試験飛行を実行するべく準備中です。

 

ArduPilot

ArduPilotというコミュニティーが。ドローンに関して(マルチコプターだけに限らず、最近の自動機についても)ものすごい量と質の情報を提供してくれています。

弊社もこの系統のFCを使用して自動飛行などをさせていますが、まだまだほんの、ほんの一部を使っているにすぎません。

世界シェアのトップを持つDJIの機体の出来は素晴らしいのですがここでの情報をすべて網羅し小型化したものがDJIの機体では無いかと思われてきました。

オープンソースなので利用は自由にできますし、DJIの様にブラックボックス化してしまえば、中身がどうなっているか容易にはわかりませんし。

ですが、設定や調整についてはやはりDJIはよくできています。

MetaShapeでの検証

某測量コンサルタント様より計算結果までの時間がかかりすぎるとのことで相談を受ける。テラマッパー使用とのことで、MetaShapeでもやってもらえないかと。

Phantomでの飛行で点群計算にあと180時間とか表示される模様。(1週間とかの時間)

弊社でも計算を開始、MetaShapeの自動評定点抽出では、このコンサルタント様使用の評定点マーカーにマンホールまで加えて表示される。上空から見たら確かに、と納得。手作業でこれらを削除して、もらった座標値を与える。中央当たりの点は検証点にする。

その前に、写真のアライメントを取った時に最初は気づけなかったがよく見てみるとあり得ないところに点が現れている(地下はるか深いところ)この原因は今のところ不明であるがもしかしたら高度が違う飛行を同じところでしたものの写真が混ざっているせいかもしれない。(これは今後の検証が必要である)測量コンサルタント様の意見としてはホバリング撮影のせいではないかと言われたのだが、それでは説明ができないような気がする。

不要なポイントをすべて削除して、また、計算範囲も不要な部分はカットして計算開始。

一晩ほどで結果が出たが、週末に当たり報告ができず月曜日に計算結果を報告した。

その後、測量コンサルタント様でも計算ができたようで(これはテラマップへの相談の後解決された模様)、また同時に観測されたInspireのデータと思われる。

弊社での計算結果と測量コンサルタント様との測量結果がともに精度を満足して同じような結果を出していることを確認していただきました。

弊社のパソコンはCPUは i9 グラフィックボードもかなりの物(2080)を積んでいます。今後、測量のみならず、3次元の立体計算にも役立てていきます。

今回のデータは引き続き2.5次元データまで計算させています。膨大な(パソコンにとっては)データ量です

さすがにMetaShapeでは表示に時間がかかります。また、普通の並みのパソコンではメモリ不足やフリーズしてしまう大きさになりました。

同じものを普段使いのパソコンにやらせると精度を3段階落としても3日では終わりませんでした。