199gトイドローンでフォトグラメトリ用の写真撮影を検証してみた

山形大学VR部、代表の髙木です。

最近、「DJI Mavic mini」をVR部の備品として購入しました。

フォトグラメトリで建物を作成するために、様々な角度での建物の映像が必要になったのが理由です。

ドローンを購入するにあたって、航空法がネックになることが予想されたので、今回は 199g のトイドローン、Mavic mini を選択することにしました。

（購入したあとに気づいたのですが、山形大学米沢キャンパスの周辺は人口密集地なんですね）

地図を拡大してみると、農地や山林の上空は飛行OKの表示で、アパートや店舗がいくつか並んでいる区画は飛行禁止の色になっているようでした。かなり細かく区画が別れているみたいですね。大学内はすべてレッドなので、おそらくMavic Airなど 200g 以上のドローンは飛行ロックがかかります。

製品の開封写真や使い方の説明は別の解説記事に譲るとして、今回はフォトグラメトリで使用する場合に参考になりそうな情報を紹介していきたいと思います。

便利機能１:クイックショット

クイックショットとは、ドローンの操作をしなくても自動であらかじめ用意された数種類のカメラワークを動作させてくれる機能です。

その中でも、「circle」という、ドローンの軌道で円を描きながらカメラを常に中心に向けてくれる機能が、フォトグラメトリの作成にとても適しています。

クイックショット機能の注意点として、経路に障害物があってもそれを回避してくれるわけではないことと、思ったより大きく動くので公道や私有地の上空にはみ出さないようにすることがあげられます。

目視外飛行が認められている機体ですが、事故防止のために基本的には目が届く範囲での運用が良いでしょう。

なお、すべての建物のフォトグラメトリに使えるわけではなく、縦長の建物、周りの地形との兼ね合いで円を描くことができない場合なども多いので、そのときは手動操縦でなんとか頑張りましょう。

操縦中にスマホで映像を確認することができますが、慣れないうちはドローンからの映像に気を取られすぎると目視でのドローンの位置を見失います。

安全上の理由からも、撮影時のリアルタイムの確認は最低限にして、ドローンの位置を凝視して撮影を終えて、あとから映像確認したほうが良いです。

ダウンロードに多少時間がかかりますが、iPhoneやiPadに機体から動画をダウンロードしてその場で確認できる機能は便利でした。

映像をPCに取り込むシチュエーションが多い場合は、Micro SDカードをPCに挿して読み込んだほうが良いですね。

撮影は20Mbps、転送は8Mbpsくらいなので2分の動画の転送に5分くらいかかります。PCなしで映像が確認できる利便性を考えると許容範囲ですね。

上空が無風であることは珍しく、常にある程度の風が吹いています。その風に逆らって自分の位置を固定させる必要があるため、ドローンは常に複雑に揺れているのですが、カメラに3軸のジンバル（回転台）がついているおかげで、まるで静止画のような動画が撮影できます。

フォトグラメトリにおいてブレのない画像が得られることは精度の向上に直結するため、安物のトイドローンにはないこの3軸ジンバルがなかなか威力を発揮してくれそうです。

ここまでMavic mini の良いところをあげてきましたが、逆に微妙なところも見えてきましたので、そちらもリストアップしておこうと思います。

まず、「10分くらいしかバッテリーがもたない」問題ですが、これはバッテリー3本入りの Fly more を買うと良いです。

付属カメラの画角は83度。35mm判換算で24mm相当の広角レンズらしいのですが、iPhone11の120度超広角レンズを常用しているとちょっと不満です。建物によっては敷地外に出ないと全景が収まらないので、事前に建物周辺の飛行可能エリアを確認しておきましょう。

天気や電波環境によりますが、付属の送信機は100m程度でかなり不安定になります。せいぜい2,3千円なのでブースターは購入しておいたほうが良いです。

あとは衝突防止機能が下方にしか無いです。飛行には特に注意しましょう。いきなりフォトグラメトリ用の撮影をはじめるのではなく、まずは広い場所で操縦のみに集中して練習しましょう。直進はもちろん、カメラを円の中心に向けたままの円運動、カメラを振りながらの上昇・下降はよく使う動きです。

総評すると、いくつか欠点はありますが、200g以下、周辺機器をいれて7万円以下で得られるドローンとしての完成度はかなり高いです。

ホバリングの安定性もよく、信号をロストしても勝手に戻ってきてくれるし、カメラの画質も申し分なし。

今後、フォトグラメトリでビシバシ活躍してくれること間違いなしです！