Artec Jetの自律型で作動するLiDARマッピングで、崩落炭鉱に迅速対応

Artec Jetで取得した崩落炭鉱の高密度点群データ

炭鉱業界において、坑道の崩落はまさに最悪の事態です。地盤が崩れれば作業員の命が危険にさらされ、現場の閉鎖を余儀なくされることも珍しくありません。

そのような場合、鉱山労働者全員の安否確認が取れて初めて、本格的な復旧作業に移ることができます。しかしながら、視界が極めて悪い中でリアルタイムに状況を把握するのは困難です。換気システムが遮断されている可能性もあり、二次崩落の危険もあることから、スタッフを現場に送り込むことは不可能でした。

アメリカのある鉱山で地盤崩落が発生した際、従来の方法による点検は完全に選択肢から外れました。鉱山は非常に不安定で、落石が絶えず発生していました。彼らの選択肢は、狭い通行路と洪水によってさらに制限されてしまいました。鉱山が地下にあったため、GPSも利用できませんでした。そのため、対応策を計画することは非常に困難な状況でした。

この時点で、彼らは大手産業サービスプロバイダーに連絡を取りました。同社は鉱山オペレーターにArtec JetのSLAMベースのLiDARシステムを提供しました。このデバイスは手持ち、バックパック、車両、保護ケージ、伸縮ポール、ロボットとの統合など様々な形で使用できますが、今回はJetの自律調査機能を最大限に活かすため、ドローンへの搭載が選ばれました。

アクセス困難なエリアをリスクゼロで航行するのに最適なこのアプローチにより、チームは迅速な対応を組織するために必要な詳細なマッピングデータを取得することができました。

地下室と支柱構造を色彩強調で表示した点群の拡大画像

危機的状況での要となる自律航行

Artec Jetが現場に到着した際、他の多くのドローン搭載型ソリューションであれば実現不可能となるような数々の課題に直面しました。GPSが完全に使用不能で、100メートル以上離れると通信も途絶えるため、内部誘導システムだけで動作し続ける必要がありました。さらに、わずか15〜20cmしかない狭い入口を通り抜けなければなりませんでした。

しかしArtec Jetは、そのすべての課題を難なくクリアしました。GNSSの支援なしに、リアルタイムのSLAMベースのLiDARだけを頼りに狭い交差点を航行し、障害物を回避しながら正確な位置を維持し続けました。通信圏外で20分間稼働し続ける中、リアルタイムの自律的な判断がミッションの成否を左右しました。

緊急連絡から48時間以内に、Artec Jetは約9万平方メートルの崩落ゾーン全体のマッピングを完了させました。生成された高密度の3Dポイントクラウドにより、周辺支柱の状態、地盤の不安定化につながった水の湛水、そして今後の復旧作業に向けた安全な進入経路が明らかになりました。

LiDARと360度カメラ映像を組み合わせることで、危険区域に誰一人立ち入ることなく、視覚的な状況把握と正確な空間データの取得を両立することができました。12メートルを超える浸水、今もなお崩落が続く岩、そして漆黒の闇という状況では、人間のパイロットが航行すること自体が困難であり、自律マッピングこそが唯一の現実的な解決策でした。

ドローン飛行中に操縦者目線でリアルタイム配信される映像

有益な情報の収集

チームが同じ鉱山の1年前のLiDARデータを発見したことで、Artec Jetの緊急スキャンの価値はさらに高まりました。新しいスキャンをこの基準データに重ね合わせることで、エンジニアたちは定期的な目視確認では気づけなかった地盤の経年劣化を、精密な変化検出分析によって正確に把握することができました。

調査の結果、数年前に発生した別の地盤崩落が、鉱山の支柱に「砂時計状の変形」を引き起こしていたことが判明しました。またLiDARデータから、近隣農家の畑からの水が長期にわたって崩落ゾーンに流れ込んでいたことも明らかになりました。この集中的な水の流入が周辺の石灰岩を徐々に弱体化させ、最終的に地表の崩落につながったのです。

Artec Jetのこの「隠れた価値」により、今回の作業は事後的な記録作業から、原因究明を目的とした積極的なフォレンジックエンジニアリングへと転換しました。水の湛水や支柱の進行性変形など、崩落の要因を正確に把握することで、鉱山オペレーターは今後の現場の安全性についてデータに基づいた判断を下し、できる限り早期の再稼働を実現することができました。

パイロット不要のマッピングソリューションなしには、そもそもこの分析に必要なデータを取得すること自体が不可能だったでしょう。そのため、Artec Jetをドローンに取り付け、スマートなウェイポイント誘導による自律マッピングモードを起動して崩落した鉱山坑道内の障害物を回避することが、作業員に一切リスクを与えることなく、迅速かつ正確に現場を調査する唯一の方法でした。

Artec Jetで高速キャプチャされた現場の点群を可視化

Artec Jetによる積極的なマッピング

この事故を受けて、鉱山オペレーターはArtec Jetが単なる緊急用ツールではなく、安全インフラの重要な一部であると認識しました。同社は独自のシステムに投資し、地盤状況が安定するにつれて、最初は週次、その後は月次という厳格なスキャンスケジュールを導入しました。この積極的なアプローチにより、新たな基準状態を確立し、不安定化の兆候をいち早く検知することが可能になりました。

結局のところ、やはり予防は何よりの対策です。Artec Jetは危機時の迅速な展開に優れていますが、その最大の価値は日常業務で収集するデータにあります。事態をただ記録するだけでなく、悲劇を未然に防ぐことで、自律型3Dマッピングは業界のリスク管理のあり方を再定義し、地盤技術解析を新たな領域へと広げています。

300メートルの範囲をカバーし、7つの異なるモードを備えたArtec Jetは、5mmの精度で広大なエリアのデータ取得に対応します。鉱業、公共安全、建設業を問わず、このデバイスは困難な環境での点検に欠かせない詳細なデータを提供します。

SLAMによるLiDARマッピングについてもっと知りたい方は、Artec Jetのウェブページをご覧いただくか、sales@artec3d.comまでお問い合わせください。お客様のニーズに合わせたご提案をいたします。