【取材レポート】隠れた鹿をドローンで探せ！鹿検知コンペティション in INA Vally 2017

けもの道の狩猟ノート

2024年5月28日 19:43

本稿は『けもの道 2018春号』（2018年4月刊）に掲載された記事を note 向けに編集したものです。掲載内容は刊行当時のものとなっております。あらかじめご了承ください。

鹿検知コンペティションとは？

鹿検知コンペティション（以下「コンペ」）とは、2017年10月18日から21日まで長野県伊那いな市で行われたドローンの一大イベント「ドローン・フェス」内で実施されたドローン競技（競技実施日は19、20日）だ。

近年、野生鳥獣対策の担い手が不足する中、無人自律飛行や空撮が可能で、さらに技術の発達により様々なカスタマイズが可能になったドローンを使うことで、効率的な野生鳥獣対策を目指そうという動きが活発になっている。

今回行われたコンペは、広く一般から参加者を募り、互いにその技術やアイデアを競うことで野生鳥獣対策、特に増え過ぎた鹿の対策に活用されるドローン技術や鹿の検出手法の向上を図ろうというもの。

決められたエリア内に配置された鹿ダミーの位置や数を、ドローンの自律飛行により探索、検知し、その早さや正確さを競うというもの。ドローンは山野に隠れる鹿を見つけられるのか？

鹿検知コンペティションのルール

指定エリア（約700m×200m）に設置した鹿ダミーを、ドローンを活用していかに正確に早く検知できるかを競う。
ドローンの飛行方法は、あらかじめ飛行ルートを設定して飛行させる自動航行（飛行時間は15分）。
検知の方法や使用する機器は自由（検知に使用するドローンは2機まで）。
鹿ダミーは、剥製を使用。胴体にハクキンカイロを巻き、周囲より高い温度を発する特徴を有する。
鹿ダミーは、一体ごとに大きさや形などが異なり、個体差がある。
得点は、鹿を検知した検知数、座標値（不正解はマイナスポイント）、解答提出までの時間（競技開始から検知データ解析までに掛かる時間）から採点。
入賞は3位までのほか、特別賞1チーム、全チームに参加賞が贈られる。

コンペ競技用に用意された鹿ダミーの背の毛布をめくると、6～8個ほどのハクキンカイロが袋に入れられている。ハクキンカイロとは、ベンジンを触媒燃焼させ、その燃焼熱をカイロの熱として利用するもので、12～24時間程度の保温力がある

雨天となった初日

コンペには全国からの応募25団体から選出された14チームが参加し、結果発表まで含めコンペは3日間の日程で行われた。

全国から集まった参加者たち。ドローンで野生鳥獣の調査や測量、空撮を行ったり、その他顧客の要望に応じたドローンを製作するなど、業務としてドローンを活用しているチームが多い。事業者単位のほか、有志連合、大学の研究生なども参加

一般社団法人日本UAS産業振興協議会の千田泰弘副理事長によれば「（日本国内で）ここまで大きなドローンのイベントは初めて」であり、主催である長野県伊那市を初め、参加者、大会関係者らの意気込みの大きさが伺える。

ところが競技初日は、あいにくの雨天となり、開会式は競技地近くの施設『ほりでいドーム』内で執り行われ、続けてルール説明と各チームのプレゼンテーションを披露することになった。

特に防水機能を備えていない通常のドローンは、配線などがむき出しの状態で非常に水に弱い。雨はもちろん、濃い霧などでも無理にフライトすれば機器に不具合を起こし墜落の可能性が高まったり、フライト後に配線などに錆びが発生しやすくなる。フライトが出来なければもちろん競技は開催できない。

各社のドローンが一同に会するのもドローン・フェスの魅力の1つ（コンペ3日目に撮影）。市販の既製品から、用途に応じたカスタマイズ品まで、多種多様なドローンが並ぶ

鹿をドローンで検知することは難しい？

ドローンにサーモカメラを搭載して飛ばせば、すぐにでも鹿を見つけられるというわけではない。

「鹿をドローンで検知する」ということの中身は、ドローンを飛ばすことにより「それ（鹿）らしいものをどうにかして撮影すること」と、そこから「鹿のみを検出すること」に分けられる。

まずは熱源を探知したり、怪しい物体を可視光で確認したり「鹿らしいもの」を像として捉えなければならないが、そもそも「鹿らしいもの」を機械に判断させるプログラムは確立されていない。

参加チームの1つ「Liberaware（リベラウェア）」のデモンストレーション画像。パソコン画面の左側は赤外線で撮影した鹿の群れの画像。右側は解析結果の画像。サーモグラフィで検出した特定の熱源と、可視カメラで検知した特定色情報により「鹿らしい物体」を自動で検出するという独自のアルゴリズムを使用している

次に撮影した画像から、その像が鹿か否かを判別しなければならない。何をもって「それは鹿だ」とするのか？　人の目に頼れば正確性の程度が不明な上に効率も悪い。かといって自動で行うためにはやはり何かしらの基準を定めてプログラムやアルゴリズムを新たに構築しなければならない。

天気に弄ばれた2日目

競技の初日にして、最終日となったコンペ2日目。

開催場所は標高1800mほどの鹿嶺高原かれいこうげん。朝一番、雨はほぼ止んでいたものの、濃霧に巻かれてかなり視界が悪く、天候回復までまずは待機となった。

そして開始予定から約2時間遅れで霧が晴れ、第1組がフライトを開始した。

集合当初は濃霧に巻かれていた会場も、霧が晴れると目が痛くなるほどの澄み渡る青空が見えた。いよいよ競技開始

第1組目「チーム遠州」のドローンが勢い良く飛び立った。霧が晴れるまで長時間待たされた参加者たちのうっぷんを晴らすかのように、順調なフライトを見せた

コントローラーの画面をのぞく「チーム遠州」のパイロット。ドローンのフライトは基本的に自動航行だが、不測の事態も考えられ、帰還するまで気が緩むことはない

続けてフライトを開始する第2組の「Liberaware（リベラウェア）」。参加者たちの中ではかなり若い技術者たちからなるチーム。順調な滑り出しだったが……

フライト開始直後から発生した濃霧により、途中で自動航行から手動での操作に切り替えて帰還を目指したが、帰還目前にしてまさかの墜落となった「Liberaware」のドローン。高度が不十分で立木に衝突したのだ。木の枝の途中で引っ掛かり、地面との激突が避けられ大破を免れたのは不幸中の幸いだった

試されるドローン魂

ドローンは基本的に天候には勝てない。

再び鹿嶺高原が濃い霧に包まれると、今度は一向に晴れる気配が訪れない。主催者側からの待機指示に従い、天候回復のタイミングを待つが、参加者たちの間には重苦しい空気までもが流れ始める。

「もう中止でいいじゃないか」誰もがそう考えるほど霧が濃くなったところで、主催者側が参加者たちを集めて申し出たのは「ルール変更による競技再開」だった。

当初予定されていた3位までの入賞は無し。霧の中でも飛ぶという「志願チーム」を募り、検出方法や結果を個別に見て、伊那市長からの技術特別賞を1チームに贈るというものだ。ただし、墜落など不測の事態に対して主催者側は責任を負わない。

当初の入賞が無くなった以上、参加者にとって無理なフライトはリスク以外の何物でもないはずだった。

にもかかわらず、この後、果敢にフライトに挑んだ「TEAM MOREWELL（チームモアウェル）」、「Team ArduPilotJAPAN（TAP-J）＆エンルートM’s（現イームズロボティクス）」、「クイック＆ロックガレージ」、「Lunopix.comと環境戦士見守朗のコラボチーム」の4チームが手を上げた理由は、「当たって砕けろ」という蛮勇からではない。

通常、ドローンを飛ばす開けた平地とは違い、コンペ会場である鹿嶺高原は高地で、多少の起伏のある山林が広がる。こういった場所でフライトする機会は少なく、フライトすること自体が貴重な経験とデータの積み上げになる。

また、山野では天候の急な変化はつきものであり、「霧が出たら即中止」という対応では自然を相手にドローンを飛ばせなくなってしまう。

今後のドローン技術の向上や発展のため、あえてリスクを受け入れた志願チームの「ドローン魂」には、大きな敬意を表したい。

写真で見る濃霧の中のフライトチャレンジ

（有）森山環境科学研究所、中日本赤外線空撮（株）、ケイプラス（株）からなる「TEAMMOREWELL（チームモアウェル）」。夜間赤外線空撮の経験やノウハウの蓄積がある

モアウェルが使用するのはDJI社の Mavic Pro 。「志願チーム」のトップを切ってフライトを開始する。濃霧の中でも無事に帰還し、拍手喝采を浴びる

五百部商事（有）と、プログラミングを担当するロックガレージとのコンビチーム「クイック＆ロックガレージ」。コンペ参加のためAIによる画像診断システムで鹿の位置の特定に挑む。パイロットが若く、会場全体が1つになり、ドローンの帰還を喜んだ

「クイック＆ロックガレージ」は、DJI社の PHANTOM3 ×2台を使用。ほかチームでもPHANTOMシリーズの使用は多数見られた

最後のフライトとなった（株）ビューロジェネロとネットワークプランニングサービス（株）の異業種コラボチーム「Lunopix.comと環境戦士見守朗のコラボチーム」。DJI社のPHANTOM ×2機という編成で臨んだところ、機体が山の陰に入ってしまい電波が届かなくなるというアクシデントが発生。濃霧だけでなく日も陰り始め、関係者一同もドローンの帰還を願いながら空を見上げた

霧の合間から白い PHANTOM の機体が見えた。1機目は何とか無事に帰還を果たし、出迎えの歓声に囲まれながらパイロットは余裕のハンドキャッチを見せる。しかし、2機目の “安否” が気がかりだ

一瞬、電波がつながったときに帰還命令を出した2機目だったが、バッテリー残量が無くなり、帰還途中で山中に不時着。木々を避けながら上手く笹の上にランディングさせることに成功し、機体の破損もなく回収することに成功した。満面の笑みのパイロット

必要なものは技術の発展と人材

霧雨によって、木すらまともに分からない状況だったため、「画像の中にある白い点のようなものを、イチかバチか鹿として提出した」という TAP-J の山口さん。

コンペで求められていたものは、鹿を判別した画像ではなく、鹿の正確な座標値だ。

他のほとんどのチームは画像を撮影したドローンの位置情報が分かっても、撮影した画像に写る鹿の座標を算出することが困難だった。

その一方で TAP-J は、検出した物体の位置をほぼ正確に取得することができたのだが、「検出自体はプログラムが自動で行ってくれるのですが、それよりも戻って来て濡れているドローンを拭いたり乾かしたりする方を優先した」ために座標値の提出が遅れたという。

それでも結果として、「複数正解」「検出時間が短い」「誤差が小さい（誤差4.3m）」といった点がポイントとなり見事、特別賞の受賞となった。

「ほかに有力なチームもあった中で、総合的に考慮していただいた結果、賞をいただき、非常に光栄に思います」と喜びを口にする山口さんだが、実は普段は、プログラムのセキュリティの脆弱性を診断することなどを仕事にしているそうで、ドローンに関わることはまだ「趣味とか副業レベル」だという。

今後の鳥獣害対策でのドローンの活用については、技術の発展や新しいアイデアだけでなく、山口さんをはじめ、まだ隠れている有能な人材の本格参入が必要だ。

特別賞受賞チームの技術

本コンペで特別賞を受賞した Team ArduPilotJAPAN（TAP-J）＆エンルートM’s（現イームズロボティクス）。チーム名にある「ArduPilot（アルジュパイロット）」とは Ardupilot.org が提供するオープンフライトコントロールソースのことだ。世界中の技術者たちがコミュニティに参加し、日々開発が続けられている。

そして今回の鹿検知コンペティションで入賞を果たした「TeamArduPilot JAPAN（TAP-J）」は ArduPilot に可能性を感じた日本国内の有志の集まりだ。

元々はコンペと同じ週に北海道で開催されている「Japan innovation challenge 2017（※）」への出場を目指したチームであり、同じ技術が利用できると考えメンバーの中から村田勝利さん（上記写真内中央）と山口達也さん（上記写真内左）がコンペに参戦した。

※Japan innovation challenge 2017：2017年10月16日から5日間に渡って北海道で行われた「ロボットによる山での遭難救助」を課題としたロボット関連技術を競うイベント。

コンペに使用したドローン「ZION QC730」（イームズロボティクス提供）。コンペ用に、GPSロストを避けるため位置測位をGPS対応のものからGNSS対応のものに交換し、撮影用カメラとして、Raspberry Pi3+Arducam 8MP ソニー IMX219カメラモジュールCSレンズ2717を使用

シカの検知方法と解析方法

TAP-J が使用した鹿検出用のツールは、オープンソースである「CanberraUAV Image Processing（cuav）」を使用。ArduPilot の開発メンバーがオーストラリアで開催される捜索救難コンテスト用に作ったもので、コンペではドローンで上空から撮影した画像を元に地面と異なる物体の検出を試みた。

《cuavの特徴》