2020年、世界の ドローンセンサー市場は 3億9,470万ドルと評価されました。COVID-19パンデミックは、世界中のこれらのセンサーの需要に大きな悪影響を及ぼしました。それにもかかわらず、当社の分析によると、市場は2020年に20.25％成長し、2017年から2020年までの平均年間成長率を上回っています。今後、市場は2020年の3億9,470万ドルから2028年には23億4,210万ドルに拡大し、2021年から2028年までの年間成長率は25.08％になると予想されています。
情報源：
https://www.fortunebusinessinsights.com/jp/drone-sensor-market-102596
近年、ドローン技術は急速に進歩し、航空写真、測量、捜索救助、農業監視などの分野で幅広い新しい用途を可能にしています。これらの進歩の主な原動力は、最新のドローンに装備されているセンサーの継続的な改良と小型化です。
このレポートでは、2023 年 8 月時点で商用およびエンタープライズ グレードのドローン プラットフォームに統合されている最新かつ最も革新的なセンサー テクノロジーのいくつかについて説明します。
高解像度イメージングセンサー
多くのドローン アプリケーションにとって最も重要な機能の 1 つは、高品質の画像撮影です。画像センサー技術の進歩により、ドローンはより詳細な航空写真やビデオ映像を撮影できるようになりました。
メガピクセルイメージセンサー
ドローン カメラのメガピクセル数は増加し続けており、現在では上位モデルでは 48MP や 64MP のセンサーが当たり前になっています。これにより、非常に詳細な大判画像を空中から撮影できます。最新の 64MP ドローン カメラは、幅 9,000 ピクセルを超える写真を個別に撮影できるため、高度から複雑な詳細や質感を撮影できます。
大型イメージセンサー
ドローン カメラは、メガピクセル数が多いだけでなく、通常は 1 インチまたは中判の大型イメージ センサー サイズも備えています。大型センサーは、エントリー レベルおよびミッドレンジのドローンに搭載されている小型センサーと比較して、低照度でのパフォーマンスが向上し、被写界深度が浅くなり、全体的な画質が向上します。
マルチレンズカメラ
新しいドローン モデルの中には、多くの最新のスマートフォンに搭載されているものと同様のマルチレンズ カメラ システムが搭載されているものもあります。これらのシステムでは、焦点距離の異なる複数の画像センサーを使用して、より広い視野を撮影したり、デジタル ズーム、背景のぼかし、高ダイナミック レンジ イメージングなどの高度な計算写真技術を使用したりできます。
サーマルイメージング
サーマルカメラは、捜索救助、建物の点検、野生生物の監視などの用途で特に、ドローンの搭載物としてますます一般的になりつつあります。これらのセンサーは赤外線を検出し、可視光ではなく熱のシグネチャを視覚化する画像を作成します。これにより、ドローンは暗闇やその他の視界の悪い状況でも「見る」ことができます。
LiDARセンサー
光検出および測距 (LiDAR) は、ドローンに統合されているもう 1 つの重要なセンサー技術です。LiDAR システムはレーザー パルスを使用して距離を正確に測定し、ドローンの周囲の非常に詳細な 3D マップを作成します。
コンパクトLiDARモジュール
最近の進歩により、小型から中型のドローン プラットフォームに簡単に統合できる、コンパクトで軽量な LiDAR モジュールが開発されました。これらのソリッド ステート LiDAR センサーは、わずか数百グラムの重さでありながら、センチメートル レベルの 3D マッピング機能を提供します。
長距離LiDAR
新しい長距離 LiDAR センサーにより、ドローン搭載システムの到達範囲が広がり、数百メートル離れた場所の地図を作成できるようになりました。これにより、LiDAR を搭載したドローンは、大規模な建設現場の調査、鉄道や送電線などのインフラストラクチャの監視、地形や景観の 3D モデリングなどの用途に役立ちます。
マルチビームLiDAR
一部のドローン LiDAR システムでは、複数のレーザー ビームを利用して、より効率的にデータを取得しています。これらのマルチビーム システムは、シングル ビーム LiDAR と比較して、より広い範囲をスキャンしたり、より高いポイント クラウド密度を実現したりできるため、より詳細な 3D モデリングと分析が可能になります。
マルチスペクトルおよびハイパースペクトルイメージング
ドローンは、マルチスペクトルおよびハイパースペクトル画像センサーを統合することで、可視光スペクトルを超えた使用例も見つけています。
マルチスペクトルカメラ
マルチスペクトル カメラは、赤、緑、青、近赤外線など、複数の個別の波長帯域にわたって画像をキャプチャします。この追加のスペクトル情報は、特定の材料や植物の健康指標を識別することが重要な植生分析、鉱物学、精密農業などのアプリケーションに役立ちます。
ハイパースペクトルイメージング
ハイエンドでは、ハイパースペクトル イメージング センサーが数十、数百の狭いスペクトル バンドにわたってデータを収集します。この非常に詳細なスペクトル情報により、ドローンはさまざまな材料、化学物質、生物学的特徴を識別して区別することができます。ハイパースペクトル イメージングは、環境モニタリング、地質調査、防衛/セキュリティ アプリケーションなどの分野で使用されています。
小型スペクトルセンサー
ドローンのマルチスペクトルおよびハイパースペクトル イメージング ペイロードのサイズと重量の縮小において、大きな進歩が遂げられています。新しいマイクロ分光計の設計と高度な検出器技術により、小型および中型の UAV プラットフォームに簡単に統合できる高性能スペクトル センサーが実現しました。
高度なナビゲーションセンサー
多くのドローンアプリケーションでは、正確な制御とナビゲーションを維持することが重要です。新しいセンサー技術により、ドローンの自律飛行機能が強化されています。
GNSS 拒否ナビゲーション
都市の谷間や森林地帯など、全地球航法衛星システム (GNSS) 信号が利用できない、または信頼できないエリアでは、ドローンはナビゲーションに代替センサーを利用できます。これには、カメラと慣性測定ユニット (IMU) からのデータを融合してドローンの位置と方向を追跡する視覚慣性オドメトリ システムが含まれます。
センサーフュージョン
現在、多くのドローンには、GNSS、IMU、気圧計、視覚オドメトリなど、複数のナビゲーション センサーからのデータを組み合わせたセンサー フュージョン システムが搭載されています。この冗長化された相互参照データにより、困難な環境でもより堅牢で正確な測位が可能になります。
同時位置推定とマッピング (SLAM)
SLAM アルゴリズムにより、ドローンは周囲の地図を同時に作成し、同時にその地図内で自身の位置を特定できます。これは、未知の環境や構造化されていない環境での自律航行に特に役立ちます。SLAM 対応ドローンは、動作エリアの 3D モデルを作成し、外部の測位インフラストラクチャに頼ることなく安全に航行できます。
特殊センサー
多くの商用ドローンに搭載されているコアセンサースイートに加えて、ニッチな用途向けに統合される特殊センサーの範囲も拡大しています。
ガスセンサー
ガスセンサーを搭載したドローンは、空気の質を監視したり、化学物質の漏れを検出したり、産業施設の排出物を調査したりするために使用できます。小型の電気化学、赤外線、金属酸化物半導体ガスセンサーにより、この機能が実現されています。
放射線センサー
原子力施設の検査や原子力事故後の環境監視などの用途では、ドローンにガイガーカウンターやその他の放射線検出センサーを装備することができます。これにより、ドローンは対象エリア全体の放射線レベルをマッピングして特徴付けることができます。
音響センサー
ドローンのマイクロフォン アレイは、野生動物の追跡、インフラストラクチャの検査、特定のサウンド シグネチャの識別に依存するセキュリティ アプリケーションなどの音響監視および分析タスクに使用できます。
磁力計
高感度磁力計を搭載したドローンは地球の磁場をマッピングするのに使用でき、地質学、考古学、パイプラインなどの埋設インフラの検出などの分野で応用されています。
データ処理と分析
ドローンのセンサーペイロードがより高度になるにつれて、結果として得られるデータの処理と解釈のタスクも進化しています。
エッジコンピューティング
現代のドローンの多くは、機体上で直接リアルタイムのデータ分析と処理を実行できるオンボードコンピューティング機能を備えています。この「エッジコンピューティング」機能により、ドローンは自律的に決定を下し、実用的な洞察を生成し、最も関連性の高いデータのみをオペレーターに送信できます。
AIを活用した分析
人工知能と機械学習アルゴリズムがドローン ソフトウェアに統合され、センサー データの分析が自動化されています。コンピューター ビジョン、ディープラーニング、その他の AI 技術を使用して、ドローンで撮影した画像、ポイント クラウド、その他のセンサー出力からオブジェクトを検出して分類し、パターンを識別し、意味のある情報を抽出できます。
データの融合と統合
複数のドローン センサーからのデータを融合し、そのデータを地上システムや衛星画像などの他のソースからの情報と統合することに重点が置かれるようになっています。この総合的なデータ駆動型のアプローチにより、精密農業からインフラ監視まで、さまざまなアプリケーションで強力な分析機能を実現できます。
規制と安全に関する考慮事項
ドローンのセンサー技術が進歩するにつれ、規制機関や業界団体は、これらのシステムの安全で責任ある使用を確保するための標準とベストプラクティスを確立する取り組みを進めています。
プライバシーとセキュリティ
特に画像撮影や監視などの分野でドローンセンサーの能力が高まったことで、プライバシーとデータセキュリティに関する懸念が高まっています。ドローンに搭載されたセンサーによって収集されたデータの収集、保存、使用を管理するための規制枠組みが策定されています。
安全とリスク管理
高度なセンサーの統合により、ドローンの運用に新たな安全上の考慮事項も導入されます。空中衝突や制御不能などのリスクを軽減するために、検出および回避システムなどの堅牢な手順とテクノロジーが導入されています。
オペレーターのトレーニングと認定
センサー搭載の UAV を安全かつ効果的に展開するには、ドローンのパイロットとオペレーターに適切なトレーニングと認定を受けることが不可欠です。業界標準と教育プログラムは、これらの高度なシステムの操作に必要な専門知識とスキルに対応するために進化しています。
この記事をシェア
