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Jul 07, 2023

UAV Lidar が地雷除去計画をどのように改善するか

アンゴラのプロジェクト 英国の地雷撤去慈善団体 HALO Trust は Routescene と提携し、アンゴラのクアンド・クバンゴ州クイト・クアナバレで UAV Lidar プロジェクトに取り組みました。 この場合

アンゴラでのプロジェクト

英国の地雷除去慈善団体 HALO トラストは Routescene と提携し、アンゴラのクアンド・クバンゴ州クイト・クアナバレで UAV Lidar プロジェクトに取り組みました。 このケーススタディでは、地雷原の特徴を検出してマッピングし、除去計画に情報を提供するための UAV Lidar の利点を示します。 その結果、除去作業がより安全になり、的を絞ったアプローチを通じて除去を迅速化することができます。

地雷は無数の動物と年間 5,000 人もの人々を無差別に傷つけ、殺し、生息地をアクセス不能にして使用不能にし、生命と生計を破壊します。 世界中の少なくとも 60 の州と地域が、過去の遺産のためか、あるいはウクライナやその他の地域で最近または進行中の紛争の結果によるかを問わず、地雷によって汚染されています。 地雷除去は骨の折れる時間と費用がかかるプロセスであり、世界中で地雷除去を加速する必要があることは明らかです。

アンゴラでは、地雷は 1975 年から 2002 年まで続いた内戦の名残です。クアンド・クバンゴ州 (図 1) では最も激しい戦闘が発生し、クイト・クアナバレの戦いは戦争最大の紛争でした。 紛争中、双方に広範囲にわたる地雷が敷設され、その結果、複数の地雷原が生じた。 その多くは長さ 20 ～ 30km で、その中には対車両 (AV) 地雷と対人 (AP) 地雷の混合脅威地雷帯が含まれており、地域社会に致命的な脅威を与え続けています (図 2)。

2005 年にクイト クアナバレで始まった除去活動を支援するために、HALO トラストは、不発弾 (UXO) を識別するための熱赤外線 (TIR) カメラや RGB カメラを含む無人航空機 (UAV または「ドローン」) を使用したリモート センシングの使用を試行しました。 しかし、溝、掩蔽壕、クレーターなど、AV 地雷や AP 地雷の存在を示唆する紛争の兆候の多くは、現在では植物が生い茂っており、UAV に搭載された RGB センサーや TIR センサーを使用しても地上からも空からも見ることができなくなりました。 したがって、別の検出方法が必要でした。 UAV Lidar は、植生に侵入し、調査チームがエリアをマッピングして地雷線が存在する可能性のある場所を予測できる能力により、可能な解決策として特定されました。

UAV Lidar システムとソフトウェアのメーカーである Routescene と The HALO Trust は、どちらもスコットランドに本社を置き、2020 年に初めて現地でテストを実施し、UAV Lidar が後処理ソフトウェアで識別可能な戦場跡を効果的にマッピングできることを確認しました。 適切に植生が生い茂った場所が見つかり、アンゴラで見つかった状況を再現するためにクレーターのレプリカが掘られました。 シミュレートされたクレーターは、結果として得られた数値地形モデル (DTM) で簡単に識別できました (図 3)。 これにより、UAV Lidar がアンゴラの戦場跡の位置を特定し、マッピングできることが検証されました。

調査プロジェクトの目的は、主塹壕、通信塹壕、塹壕（一人防御陣地）、砲弾の削れ（兵士が砲弾の炸裂や小火器の発砲から身を守ることができる浅い掘削）、爆発によるクレーターなどの戦場の特徴を検出することであった。 アンゴラのプロジェクトには、戦場の特徴が知られている、または疑われている 3 つの場所が選ばれました。

3 つのサイトの地形は標高の点で類似しており、すべて比較的平坦でした。 ただし、植生の程度は大きく異なります。 サイト A と C には木々が密に覆われていましたが、サイト B には木々や低木が薄く覆われていました。

このプロジェクトのために、1 秒あたり約 600,000 ポイントを収集できる 16 チャネル Lidar センサー、GNSS/INS センサー、および 12 時間のデータを収集するデータ ストレージで構成されるデモンストレーション UAV Lidar システムが構築されました。 このシステムは、飛行中の振動やユーザーによる取り扱いに耐えられるように設計されており、動作にモバイル接続やインターネット接続を必要としないため、動作の自律性とデータのセキュリティが提供されます。 データが可能な限り正確であることを保証するために、軌道の後処理のために GNSS データが収集されました。 UAV Lidar システムは、5kg のペイロードを約 15 分間持ち上げることができるヘキサコプターに取り付けられました (図 4)。