事業内容

福島県南相馬市における取組み

テラ・ラボは、東日本大震災の復興に寄与すべく、「ロボットのまち南相馬」で
災害支援を主題とした研究開発を進めながら、雇用創出と産業振興を目指しています

拠点整備までの動き

2019年2月 企業立地セミナー 初訪問
2019年3月 本社機能移転(福島支店登記)
2019年9月 福島ロボットテストフィールド研修室入居(57.85㎡)
2019年12月 南相馬市連携協定締結
2020年9月 南相馬市産業創造センター工場区画入居(約120㎡)
2021年2月 南相馬市と立地協定締結
2021年3月 新工場着工(敷地12000㎡、建物1320㎡)
2021年11月 竣工

災害対策DXの取り組み

2019年4月 災害対策DX検証
2019年8月 無人航空機システム研究開発
2019年10月 台風19号の被災地となった南相馬市で災害対策DXの社会実験
2021年2月 福島県沖地震の発災と同時にヘリコプター(有人)により南相馬市上空を情報収集、災害対策本部へ情報提供
2021年4月 NEDOのプロジェクトに採択、社会実装化
2021年7月 熱海土砂災害現場で災害対策DXの社会実装

私たちが目指すもの

これらのシステムを活用し、発災時のタイムラインの迅速化を図ることで、
災害対策の意思決定において重要な役割を果たし、被害の軽減へとつなげます

テラ・ラボは、長距離無人航空機による広域災害システムの研究開発をしてきました
Terra Labo has been researching support systems for wide area disasters with Long-Range UAVs.

1.衛星通信による長距離無人航空機の研究開発

Long-Range UAVs using satellite communication

2.空間情報データの収集・解析システムの確立

Collecting and Analyzing spatial information data

3.地上支援システムの構築

Ground Control System

TERRA Dolphin 4300

LongRange UAV FixWing
4300

全長|Length 2,900mm
全幅|Wingspan 4,300mm
全高(脚除く)|Height 975mm
機体重量|Weight 20kg
最大離陸重量|Max Takeoff Weight 30kg
積載量|Payload 10kg
推進装置|Equipment レシプロエンジン|Reciprocating Engine
水素燃料電池|Hydrogen Fuel Cell
ジェットエンジン|Jet Engine
巡航速度|Cruising Speed 100km/h〜150km/h
最大速度|Max Cruising Speed 250km/h
航続時間|Cruising Time 10時間(h)
航続距離|Cruising Distance 1,000km
最大高度|Max Altitude 6,000m
短距離(〜3km)|Short Range 2.4GHz
中距離(~100km)|Middle Range 5.7GHz
長距離|Long Range 衛星通信|Satellite Communication

TERRA Dolphin 8000

LongRange UAV FixWing
8000

全長|Length 4,600mm
全幅|Wingspan 8,000mm
全高(脚除く)|Height 1,950mm
機体重量|Weight 80kg
最大離陸重量|Max Takeoff Weight 120kg
積載量|Payload 40kg
推進装置|Equipment レシプロエンジン|Reciprocating Engine
水素燃料電池|Hydrogen Fuel Cell
ジェットエンジン|Jet Engine
巡航速度|Cruising Speed 100km/h〜150km/h
最大速度|Max Cruising Speed 250km/h
航続時間|Cruising Time 20時間(h)
航続距離|Cruising Distance 2,000km
最大高度|Max Altitude 6,000m
短距離(〜3km)|Short Range 2.4GHz
中距離(~100km)|Middle Range 5.7GHz
長距離|Long Range 衛星通信|Satellite Communication

 

地域復興実用化開発等促進事業の採択(2019~2021年)

衛星通信を活用した長距離無人航空機による大規模な災害発生時における
高高度広域3次元モデル生成を可能とする情報共有システムの実用化に向けて

時期(年度) 事業内容(3年間・各年度の取り組み) 総事業費用 補助金額 補助率
2019 ●翼長2m試作試験機による設計検証
●広域3次元モデル化を想定したオルソ、DEM画像の精度検証
●車両型地上支援システムの仕様検討~構築
233,770,824 152,070,000 2/3
2020 ●翼長4m試作試験機による成型前の最終仕様検証
●広域3次元モデル化に向けたSfM精度検証および点群データ共有検証
●航空管制レーダーおよびADS-Bによる周辺有人機/飛翔体の安全な監視検証
253,541,658 168,590,000 2/3
2021 ●翼長4m試験機による衛星通信を利用した自動飛行検証
●広域データ収集検証、および共通状況図の社会実装
●拠点型地上支援システムの仕様検討~構築
175,610,000
(予定)
131,707,000
(予定)
3/4

1.衛星通信による長距離無人航空機の研究開発
Long-Range UAVs using satellite communication

2019
翼長2m試作機
制御試験機による自動飛行試験
2020
翼長4m試作機
DO178/254認証取得制御装置を導入した自動飛行試験
2021
翼長4m成形モデル
衛星通信を利用した自動飛行試験

2.空間情報データの収集・解析システムの確立
Collecting and Analyzing spatial information data

2019
土砂災害現場のオルソ画像検証
土砂災害現場のDEM画像検証
2020
点群データの解析共有検証
高精度カメラによるSfM精度検証
2021
南相馬市全域の広域DEM検証
衛星通信を利用した自動飛行試験

3.地上支援システムの構築
Ground Control System

2019
地上支援システム(車両型)の仕様検討
車両内の設備導入、運用試験の実施
2020
ADS-Bによる周辺空域の有人機情報検証
航空管制用レーダーの運用検証
2021
地上支援システム(拠点型)
管制室内の仕様検討、運用試験の実施
危機対策室におけるCOP(共通状況図)の運用試験

福島県・南相馬市に新拠点進出

“無人航空機(UAV)”ד災害対策システム”
国内初 長距離無人航空機を活用した実用化・事業化拠点

自立帰還支援雇用創出企業立地補助金の採択

長距離無人航空機の生産拡張に伴う製造、整備工場及びデータ解析試験研究施設整備事業

時期(年度) 事業内容 総事業費用 補助金額 補助率
2019〜
2021
●敷地面積:10,754.18㎡(約3,259坪)
●延床面積:1,320.00㎡(約400坪)
●所在地:福島県南相馬市原町区萱浜字北赤沼185番 南相馬市復興工業団地 第6区画
277,860,000 136,463,301 1/2

管制室
目的

無人航空機が安全かつ迅速に飛行できるよう運航管理(制御)、取得したデータを解析する

役割
  • コマンダー
  • 各オペレーター配置
    →主にフライト関連、情報収集(気象/メディア/映像)、外部との連携調整、データ解析
過程

①ドローン飛行計画を立案
②被害エリアの飛行(飛行制御/安全管理)
③甚大な被害箇所の情報収集(スキャン)
④データ解析
⑤COP(共通状況図)ベースマップ作成

設備
  • 114パターン(マルチスイッチャー)の映像レイアウトが可能
  • 3次元データ解析システム導入
  • クラウドシステムで遠隔地の送受信可能
危機対策室
目的

災害の危機対策に備え、管制室で解析した情報をもとに各関係機関と連携し、情報共有を行う

役割
  • コマンダー
  • 各オペレーター配置
    →主に情報収集、外部との連携調整、GIS操作(解析データ合成)
過程

①GIS操作(解析データ合成)
②テラ・クラウドへ情報更新
③情報トリアージ
④災害対策本部と連携
⑤各関係機関と情報共有

設備
  • 大画面モニター、映像、音響設備を設置
  • 災害対策オンライン会議システムを導入
製造格納庫
目的

多様な無人航空機を格納
緊急時に迅速に飛行できるよう日頃から機体整備をするとともに、災害に適した製造開発を行う

役割

機体組み立て/製造/整備

過程

①管制室と連携し、飛行準備
②飛行前安全確認
③飛行計画実施
④離発着管理

設備
  • 面積約800㎡の大規模格納庫
    ▶︎翼長4mUAVを16機格納可能
    ▶︎翼長8mUAVを4機格納可能
  • 福島RTF内滑走路(500m)と格納庫を結ぶ地点に駐機場を設置し飛行準備、待機可能

 

 

災害対策DX

令和元年東日本台風(台風19号) 被害状況調査

テラ・ラボは、全国各地で甚大な被害をもたらした2019年10月の台風19号で
被災した南相馬市をドローンを活用して被害状況を調査しました

令和元年東日本台風(台風19号)

2019年10月12日、非常に強い勢力のまま日本に上陸した台風。
政府は、この台風の被害を「激甚災害」に指定。また、大規模災害復興法に基づく「非常災害」にも指定している。(非常災害指定は、2016年の熊本地震に次いで2例目、台風では初めて)南相馬市では、死者1名をはじめ、545件の罹災証明書を発行するなどの被害を受け、2週間後に発生した大雨被害と合わせて、総額180億円を超える規模の被害を受けた。

南相馬市の主な被害状況(2020年2月29日現在)
人的被害:死者1名、負傷者2名/土砂崩れ・がけ崩れ 2か所/全壊2件、半壊・一部損壊46件、床下床上浸水497件/断水 約3,900戸(10/17〜22)/道路・河川被害 法面崩落、河川損傷等計620件/作物被害 約45万㎡

引用:台風経路図(気象庁台風19号)

テラ・ラボの取り組み|タイムライン

10月12日

19時頃、伊豆半島に上陸/南相馬市でも豪雨

10月13日

福島県を通過/正午頃、北海道南東海上で温帯低気圧に変わる

10月14〜16日

南相馬市職員が市内各地を巡回調査

10月17日
  • 9:00各事業者が市内各所を空撮(計27か所)
  • 16:00映像データを集約、3次元データ解析(簡易処理)
  • 17:00各データをクラウドへアップロード/3次元データ解析(高度処理)
  • 19:00解析データをWebアプリケーション化、順次公開
    関係者が各所で情報確認
  • 24:00収集した全データをWebアプリケーション化
10月18日
  • 9:00南相馬市災害対策本部会議内で解析結果を報告
10月25日

被災現場を再度、大雨被害に見舞われる
収集・解析したデータをもとに住民避難が促され、人的被害を回避

10月26日

25日に発生した大雨被害による土砂災害現場をドローンで観測し、以降2年間に現地の定点観測を実施

ドローンを使用し、広範囲の被害状況を把握
空撮・映像を解析し、3次元データを作成
10月18日(空撮翌日)撮影・作成データをもとに
災害対策本部会議で状況報告

福島県沖地震(令和3年) 被害状況調査

M7.3、宮城県・福島県で最大震度6強を観測した福島県沖地震(令和3年)発生後、
愛知県よりヘリコプターをチャーターして南相馬市の被害状況を調査しました

福島県沖地震(令和3年)被害状況調査

2021年2月13日午後11時7分、福島県沖でマグニチュード7.3、震源の深さ約55kmの地震が発生。
この地震により宮城県と福島県で最大震度6強を観測した。
このうち福島県内の高速道、常磐道・相馬IC〜新地ICでは、約70mに及ぶ土砂崩れが発生し、一時通行止めになったほか、4500件超の住宅被害(2021年2月25日現在)にも見舞われた。

土砂被害のあった高速道をヘリコプターから空撮

テラ・ラボの取り組み|タイムライン

2月13日
  • 23:07福島県沖で最大震度6強の地震発生
2月14日
  • 0:00対応について社内協議(情報収集、今後の動きを確認・調整)
  • 6:00ヘリコプターをチャーター
  • 9:00名古屋空港、ヘリ搭乗
  • 11:00栃木へリポート経由(燃料補給のため)
  • 12:00南相馬市周辺上空で被害状況調査(撮影)
  • 14:00福島空港到着〜移動
  • 17:00データ解析
  • 24:00南相馬市に空撮データ提供
2月15日
  • 6:00空撮データをクラウドシステムへ共有
  • 9:00南相馬市の災害対策本部会議で被害状況有無
    →市内上空から見た市街地・山間部の様子
    →土砂災害による高速道の通行止め状況
    →2019年に発生した台風19号による土砂災害現場の被害有無
名古屋空港から栃木へリポートを経由し福島県南相馬市上空へ(移動時間約3時間半)
南相馬市内空撮:(左)市街地、(右)山間部(※地震発生翌朝)
目立った被害は見受けられず
災害対策本部会議で状況報告(手前:テラ・ラボ代表 松浦)
2次災害への懸念、災害対策DXの重要性を訴求

令和3年7月伊豆山土砂災害 被害状況調査

テラ・ラボは、2021年7月3日に発災した静岡県熱海市伊豆山地区の逢初川で発生した大規模な土砂災害を受け被害状況を調査しました

令和3年7月伊豆山土砂災害

2021年7月3日午前10時半頃、静岡県熱海市伊豆山地区の逢初川で大規模な土砂災害が発生。
気象庁によると当日は大気の状態が非常に不安定で、東海地方から関東地方南部を中心に記録的な大雨となり、現場に比較的近い熱海市網代の観測地点では、3日午後3時20分までの48時間で321mmの降水量記録し、現地の7月の観測史上最多となった。
伊豆山地区において発生した土石流は、逢初川の源頭部の標高約390m地点(海岸から約2km上流)から、逢初川を流下。
土石流により被災した範囲は、延長約1km、最大幅約120m。

死者:26人/行方不明者:1人/被害棟数:128棟(135世帯)
※静岡県災害対策本部(2021年9月3日16時現在)

テラ・ラボの取り組み

発災直後から、「空域災害調査・情報支援チーム」を編成。ドローンやヘリを中心とした土石流発生場所周辺の調査を行い、上空から撮影した写真画像(オルソ画像)をもとに、捜索の手掛かりとなる共通状況図(以下、「COP」)のベースマップを作成。
市の災害対策本部や防災科学技術研究所が提供する防災クロスビュー等への情報提供を実施。
2次災害の危険性についての検証を進めるためにもより広域かつ高精度なCOPベースマップを目指して定期的に作成し続け、テラ・ラボの災害対策情報支援プラットフォーム「テラ・クラウド」上に公開し、必要に応じて各関係機関へデータ共有を行なってきた。

※COP=Common Operational Picture
(共通状況図、状況認識の統一図)災害の全体像を把握・共有し、組織間で足並みを揃えて被害状況の変化を確認するため使用

ドローンとヘリを使用したCOPベースマップ作成までのタイムライン

7月5日 COPベースマップ(第1号)
▶︎ 7月3日 土石流発生、現地入り
▶︎ 7月4日〜5日
  • ドローン、ヘリで撮影したデータを本社ワークステーション(1台)へ伝送
  • オルソ画像(真上から見た全体写真)生成
  • 「テラ・クラウド」へアップロード
  • 土石流発災2日後、COPベースマップ公開
  • 防災クロスビューへ公開
  • 自衛隊、警察、消防等へ提供
7月12日 COPベースマップ(第2号)
▶︎ 7月6日〜12日
  • ドローンやヘリで追撮したデータを本社、地上支援システム搭載のワークステーション(2台)へ伝送
  • 数千枚という膨大な写真データにも関わらず数時間で情報処理ができ、 より高精度で広域地図(前回約4倍の面積)を短時間で作成
  • 地図上に、等高線、家屋、道路、線路等の平面データを統合
  • 熱海市災害対策本部、防災科研、内閣府ISUTへ情報提供
7月5日 COPベースマップ(第1号)
▶︎ 7月3日 土石流発生、現地入り
▶︎ 7月4日〜5日
  • ドローン、ヘリで撮影したデータを本社ワークステーション(1台)へ伝送
  • オルソ画像(真上から見た全体写真)生成
  • 「テラ・クラウド」へアップロード
  • 土石流発災2日後、COPベースマップ公開
  • 防災クロスビューへ公開
  • 自衛隊、警察、消防等へ提供

私たちの未来

未曾有の災害に立ち向かう無人航空機×災害対策DXの取り組み

南相馬市における社会実験のフロー

今後想定される「南海トラフ地震」

多様な無人航空機を活用した情報収集は地上調査よりも迅速に対応できるほか、人が立ち入ることが難しい危険エリアにおいても、安全かつ広範囲に調査でき、人命救助やその後の復旧作業、各組織の初動や意思決定に役立つことが期待されます。
今後は、広域な災害に対応ができるよう、自治体の要請や緊急地震速報発令と同時に、素早く対応できるシステムを構築するなど、DX(デジタルトランスフォーメーション)にも力を入れるとともに、関係機関と連携を深めながら災害現場の第一線として貢献してまいります。

【引用】気象庁:南海トラフ地震防災対策推進地域