本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 無人航空機システムの利用技術の動向 2015年3月 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 防災分野 用途・アプリケー ション 使用機体 使用ペイロード 使用周波数帯 利用環境 飛行高度 飛行距離 運 用 離発着方法 方 制御・運用 法 方法 特徴的な安 全確保の措 置 通信の課題、将 来ニーズ ・災害発生地域・被災地域の画像取得（一般静止画・動画、モザイク画像、オルソ画像等）、崩壊現場の上空 撮影、火山観測、遭難者探索 ※有人機が航行できない場合に使用（強風・濃霧等の天候条件、夜間飛行、雪山（ヘリのダウンバーストによ る雪崩懸念）、等） ・固定翼機（エンジン） ・マルチロータ機、シングルロータ機 ・デジタルカメラ（可視/赤外、静止画/動画） ・2.4GHz帯（制御、動画伝送）、1.2GHz帯（動画伝送）、 ・2.4GHz帯（制御） 73MHz帯（シングルロータ機） ・被災地、山間部、海上等の上空 ・1km未満（画像の利用可能な解像度の限界） ・150～250m未満（500～600m程度を希望） ・10～15km程度の範囲内 ・数百m～5km程度の範囲内 ・滑走路が必要（離着陸場を準備している自治 ・任意地点で離発着（手動・自動） 体事例あり）、手動制御 ・GPSによるウェイポイント自律航行 ・GPSによるウェイポイント自律航行 ・電波見通し内（15km程度）では手動制御可 ・ヘリ運航者への事前通知、ノータム発行 ・人のいない上空での利用 ・ヘリと空域を分けて運航 ・目視見通し内での運用（一部機関） ・市街地は特殊事情がないと運航しない ・10数km程度の範囲の航続距離と通信確保 ・動画伝送が必要（撮影場所や経路の確認：VGA画質・15 ・動画伝送が必要（撮影場所や経路の確認： ～30fps以上、伝送遅延なし） VGA画質・15～30fps程度） ・ペイロード用動画の高画質化（フルHD画質・30fps以上） ・トランスポンダを搭載することによる周辺運航 ・空中衝突防止機能の導入 中の有人ヘリへの位置通知が必要 ・複数機体が運用された場合の管制技術、チャネル確保、 混信除去 ・災害時の公共用専用チャネルの確保 1 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 セキュリティ分野 用途・アプリケーション ・郊外のスーパー、店舗、工場棟の夜間警備、異常発生時の画像取得 （侵入車両のナンバー・色、侵入者の顔・服の色等） 使用機体 ・マルチロータ機 使用ペイロード ・デジタルカメラ（動画：警備用画像基準と同等画素数、フレームレートは低いもので可） 使用周波数帯 ・免許不要の複数周波数 運用 方法 利用環境 ・ビル等の建物のある一定面積の敷地内でのみ運用 （無線通信区間は敷地内のベースステーションと機体間、コントロールセンターとベースステー ションは既存のネットワークを使用） 飛行高度 ・50m程度 飛行距離 ・最大数100m2の範囲内（飛行時間15分程度） 離発着方法 ・異常検知時に施設内のステーションから自動離陸、自動でベースステーションに帰還 制御・運用方法 ・完全自律飛行、施設内の空間座標に従って飛行（決められた敷地外には出ない） ・施設内のセンサ等で検知した標的の位置情報に対し、一定距離を保って飛行し、画像を取得 ・バッテリー低下時には自立的にベースステーションに帰還し充電 特徴的な安全確 保の措置 ・3次元座標と外部センサにより、人物標的と一定距離を保持 ・機体の自律飛行制御が不可となった場合、人がいないところを検知して緊急着陸 通信の課題、将来ニーズ ・建物等による電波遮蔽への対応が課題 ・完全自律飛行、遠隔制御であり、人との接触を避ける対応など、安全面の課題あり 2 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 通信分野（研究開発） 用途・アプリケーション ・災害時等のネットワーク孤立地域への通信中継（WiFI環境提供、安否確認等） ・数km～20km程度の区間の通信中継を提供、複数機による中継も可能 ・高さ数百m程度の山岳地帯を挟んだ地区間の通信中継等を確認 使用機体 ・固定翼機（バッテリ） 使用ペイロード ・無線中継装置（伝送速度：無線／情報→6Mbps／400kbps） ・無人機1機による中継、2機による中継を確認 使用周波数帯 ・2GHz帯（制御、通信ペイロード） 運用 方法 利用環境 ・山間部を含む陸域、離島など 飛行高度 ・70～1200m程度（実証実験における実績） 飛行距離 ・最大15km程度の範囲内（飛行時間2～4時間程度） 離発着方法 ・手投げ離陸、胴体着陸（失速回収） 制御・運用方法 ・GPSによるウェイポイント自律航行 （動画伝送、手動制御機能あり） 特徴的な安全確 保の措置 ・ノータム発行 通信の課題・将来ニーズ （関連する現研究開発課題） ・通信リンクの高速化、安定化 ・周波数利用効率、エネルギー利用効率に優れた中継伝送技術の開発 ・複数ノードリレー中継技術の開発 ・研究開発用のため、実用での利用可能周波数の確保 3 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 インフラ分野 用途・アプリケーション ＜道路＞災害時の道路状況把握、道路建設現場の把握、橋梁点検等（検討中） ＜電力＞送電線の点検（検討中）、メガソーラーパネル点検、 使用機体 ・マルチロータ機 使用ペイロード ・デジタルカメラ（道路：HD動画等、メガソーラ：カラー静止画・赤外線動画） ・最初に動画を撮影し、異常個所について高精細な静止画を撮影する運用形態あり 使用周波数帯 ・2.4GHz帯（制御、動画伝送） 利用環境 ・高速道路付近上空、橋梁周辺、山間部、メガソーラー施設上空 飛行高度 ・80m程度（道路）、40m程度（メガソーラー） 飛行距離 ・100～500m程度の範囲内（飛行時間20～50分（機体性能による）） 離発着方法 ・現場付近の任意地点で離発着（手動・自動） 制御・運用方法 ・タブレット端末によるマップベース制御（GPSによるウェイポイント自律航行） ・操縦時は低画質にした撮影動画（ペイロード画像）を確認 ・橋梁点検の際は構造物から10m程度の離隔距離を維持する必要があり、目視確認しながら手 動で制御 ・送電線点検では、送電線から2～3mの離隔距離で200m程度を一度に点検 ・メガソーラ点検では、20分間の飛行点検を数回に分け、一エリアの点検を実施 特徴的な安全確 保の措置 ・目視見通し内のみでの運用 ・高速道路の真上・民家上空は運用しない、複数人による運用（安全基準の策定を検討中） 運用 方法 通信の課題・将来ニーズ ・構造物に接近するため、距離センサ等による構造物との距離情報の伝送が必要、あるいは衝 突防止機能が必要 ・離着陸に利用可能な空地が狭いため、高度な位置制御が要求される ・構造物との位置関係により、GPSが届かない、目視範囲外の運航に課題がある 4 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 農業分野 用途・アプリケーション ＜散布・輸送等＞ ・農薬散布、種籾散布、肥料散布等 使用機体 ・シングルロータ機 使用ペイロード ・散布・輸送 使用周波数帯 ・73MHz帯 運用 方法 利用環境 ・耕作地 飛行高度 ・3～10m 飛行距離 ・150m程度の範囲内 離発着方法 ・現場付近の任意地点から離発着（手動） 制御・運用方法 ・マニュアル操縦 ・動画を伝送（QVGA・30fps） 特徴的な安全確保 の措置 － 通信の課題・将来ニーズ ・レーザ等による障害物検知情報、対地距離情報等の伝送 ・農作物等の山岳地や離島への輸送・配達ニーズの増大に対応、数十～ 数百kmの見通し外飛行を可能とするため、衛星通信を利用したい 5 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 農業分野（研究開発、将来用途） 用途・アプリケーション ＜リモートセンシング利用＞ ・圃場の作物生育状態把握、病害の拡散状況把握（研究開発）＜空間分解能：数cm程度＞ ・播種作業等のアウトソーシング時の作業状況確認データの取得（将来用途）＜空間分解能：数cm程度＞ ・牧草地の雑草分布状況把握（将来用途）＜空間分解能：数cm程度＞ ・小麦の含水量推定と収穫適期の把握（将来用途）＜空間分解能：数m程度＞（現在、農協が地球観測衛星画 像をもとに小麦含水量に関する情報提供を実施しているが、雲の有無に左右される点、観測頻度が一律である 点を改善するために、UASによる観測タイミングの補完ニーズあり） ※農家が個別にマルチロータ機を導入している事例あり ・G空間ビッグデータ分析による「高度営農支援システム」の構成要素となるリモートセンシングプラットフォーム （研究開発） ・地球観測衛星とUASを統合した短周期リモートセンシング（研究開発） 使用機体 ・シングルロータ機（100m以下）、マルチロータ機（100-150m）、固定翼機（70-1200m） 使用ペイロード ・デジタルカメラ（可視・近赤外、静止画）、マルチスペクトルビジョンセンサ、ハイパースペクトルカメラ、レーザス キャナ、RTK-GPS 等 使用周波数帯 ・2.4GHz帯（制御） 運用 方法 利用環境 ・耕作地、牧草地（山間を含む） 飛行高度 ・100m程度（数cm分解能の画像取得） ・150～250m以上を含む（広域で数m分解能の画像取得） 飛行距離 ・数100m～数km程度の範囲内（農家による運用を想定） ・数km～十数km程度の範囲内（農協による地域一括運用を想定） 離発着方法 ・現場付近の任意地点から離発着（自動・手動） 制御・運用方法 ・GPSによるウェイポイント自律航行（GPS以外に高度センサを使用している事例あり） 特徴的な安全確 保の措置 ・農場、耕作地であり、人への接触可能性は低い 通信の課題・将来ニーズ ・操縦・制御のために動画伝送が必要（山間部の牧草地では、地形や樹木等の情報が必要） ・ペイロード用通信として、オンライン処理する上で10km程度の通信距離が必要 6 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 運輸分野 用途・アプリケーション ・離島への医療物資・緊急物資等の輸送＜認可済＞ - DHL事例（ドイツ）：12km区間の定期運航、着陸地点から配送先までは別途車両により配達 ・宅配サービス＜コンセプト・実証段階＞ - Amazon事例（米国）：時速80km/hで片道30分以内の配達を予定、配送先に着陸 - Google事例（米国）：商業用配送サービス、ホバリング状態で荷物をケーブルにより投下 ・山間地への血液・医療物資搬送 使用機体 ・マルチロータ機、テイルシッター型垂直離着陸機（4ロータ＋固定翼）、シングルロータ機 使用ペイロード ・輸送 使用周波数帯 － 運用 方法 利用環境 ・海上、山間部等 （住宅地等での運用についてはコンセプトのみ） 飛行高度 ・50m程度 飛行距離 ・数km～40km程度 離発着方法 ・特定地点における離着陸 （住宅地等の任意地点での離着陸はコンセプトのみ） 制御・運用方法 ・GPSによるウェイポイント自律航行 特徴的な安全確 保の措置 ・地上局から常時監視、緊急事態発生時には即時に手動制御に切り替え実施 ・降雨・降雪・粉塵の防護設計、防音構造（50mの距離で人の声と同等） ・住宅上空は飛行しないとの自主規制を設定 ・衝突回避センサーを検討中 通信の課題・将来ニーズ － 7 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 測量分野 用途・アプリケーション ・火山島などの航空測量（オルソモザイク画像作成、島の面積算定、3次元標高モデル作成等） 使用機体 ・固定翼機（エンジン） 使用ペイロード ・デジタルカメラ（静止画：約2,100万画素） ※できるだけブレないことが重要 使用周波数帯 ・2.4GHz帯（制御） 運用 方法 利用環境 ・島嶼上空、火山上空、海上航行等 飛行高度 ・700m（全景撮影）、400～500m（希望撮影高度）、できるだけ低高度（生態系撮影） 飛行距離 ・片道130km（西之島事例） 離発着方法 ・滑走路で離発着（手動） 制御・運用方法 ・事前設定経路・高度の自律飛行 （モザイク画像（複数枚の画像を繋げて1枚の画像とする処理）作成のため、1回の航行で観測対 象を縦横に複数回飛行する航路を設定、2程度の高度を設定） 特徴的な安全確 保の措置 ・ノータム発行 通信の課題・将来ニーズ ・運航期間中の機体制御情報の取得（通信距離の長距離化、衛星通信の利用） ・撮影対象や障害物確認のための動画伝送（VGA画質・15～30fps） ・ペイロードカメラの設定変更、制御 8 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 環境分野（一部研究開発） 用途・アプリケーション ・放射線量モニタリング、除染効果測定等 使用機体 ・固定翼機（エンジン）（研究開発） ・シングルロータ機 使用ペイロード ・放射線検出器 ・放射線検出器、デジタルカメラ（動画） 使用周波数帯 ・2.4GHz帯、5.03GHz帯、UHF ・920MHz帯、1.2GHz帯、2.4GHz帯 ・5GHz帯（屋内のみ） 運用 方法 利用環境 ・森林・耕作地等の人が立ち入りにくい地域、高線量率場 飛行高度 ・150m程度 ・50～150m 飛行距離 ・地上局から40km程度の範囲内（電波見通し 内、飛行時間6時間、速度90～110km/h） ・地上局から数km程度の範囲内 （速度30km/h以下） 離発着方法 ・滑走路にて離発着（手動） ・任意地点から離発着（手動） 制御・運用方法 ・GPSによるウェイポイント自律航行 ・地形追従モードによる高度制御 ・屋内では、間接・直接目視での遠隔制御 ・屋外では、間接・直接目視での遠隔制御 もしくはGPSによるウェイポイント自律航行 特徴的な安全確 － 保の措置 通信の課題・将来ニーズ － ・通信距離、通信速度の増加 ・操縦・制御用に画像情報を利用可能であるこ とが必要（現状は通信距離、通信速度の制約 から画像情報の伝送不可） 9 ・屋内における自律制御飛行を検討中 ・建物等による通信途絶、通信遅延が課題 ・操縦・制御用の動画伝送に数十Mbps程度確 保できれば、運用側で画素数やフレームレート を適宜設定可能 本資料の内容は「無人航空機システムの利用技術に関する関係機関連絡会」の活動の一環として調査したものです。 高高度滞空監視（研究開発） 用途・アプリケーション ・豪雨による土砂災害・火山噴火等の進行性災害の連続監視 ・災害時の通信中継 ・広域海上監視 等 使用機体 ・固定翼機（エンジン） 使用ペイロード ・光学センサ、SAR、LiDAR等、各種リモートセンシング用センサ ・通信中継器 等 使用周波数帯 ・未定 利用環境 ・雲上で地上の天候に依存しない環境 飛行高度 ・16.5km以上 飛行距離 ・2000km程度の範囲内（我が国EEZをカバー） 離発着方法 ・所定の飛行場（800m滑走路）にて離発着 制御・運用方法 ・1機72時間の航続時間により、2機交替で連続滞空ミッションを実現 ・主系リンク（5GHz帯想定）：直接通信にてコマンド・テレメトリ伝送、ATC通信、遠隔手動操縦能 力を担保 ・衛星リンク：ミッション空域では衛星リンクでコマンド・テレメトリ伝送、ATC通信、最低限のC2リン クを確保 特徴的な安全確 保の措置 － 運用 方法 通信の課題・将来ニーズ ・高高度滞空技術、無人機運航技術、ミッション技術等の研究開発を実施 10
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