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ユーザー事例紹介

驚異の低価格と高性能の実現で広がるセンサリング
技術の応用領域<DJI JAPAN>

2020.03.18

自動車の自動運転をはじめとして、建築分野でもさまざまな応用が期待されるセンサリングの
技術。特にレーザー光を使い物体までの距離や物体表面の反射率を測定できるLiDAR(ライ
ダー)は、高精度な検知で注目されているが、高価格なことが、利用や研究段階での適用に大
きな障壁となっていた。
そうした中で世界的なドローンメーカーとして知られるDJIは、独自の非反復走査パターンで
スキャンできるハイブリッド型LiDARを自社開発しさらに自社工場で生産を行うことで従来
の約1/10という破格の低価格を実現した高精度高品質のLiDARセンサ「Livox」をリリ
スし、販売を本格的に開始。
高い性能を確保しながら、圧倒的な低価格を実現した開発の経緯や製品の特長について、
DJI JAPANの蒋氏と万氏に伺った。

 車載レベルの信頼性を考慮した高性能LiDAR

 車載レベルの信頼性を考慮した高性能LiDAR


DJIグループの強みを最大限に活かしたLivoxの開発
一般的な空撮用から産業用のドローンをはじめ、世界規模のロボット大会「DJI RoboMaster」
を手掛けるなど多方面へのビジネスを展開しているDJI。加えてレーザー光を照射してター
ゲットまでの距離を測定するLiDARでのセンサーに注力し「Livox」のラインナップを発表し、
SB C&Sが販売している。
Livoxの開発には、DJIグループの強みが惜しみなく注がれている。まずは、ドローンで培って
きた技術力が挙げられる。「プロペラを回すモーターを高い精度で常に安定して動作させるた
めには、高度な技術が必要です。ドローンは航空産業用品であるため、精密であることはもち
ろん、安定して供給するノウハウを持つことで高い信頼を得てきました」とLiDAR事業部ディ
レクターの蒋 力氏は語る。

       DJI JAPAN 株式会社
       LiDAR事業部 ディレクター
       蒋 力 氏

       DJI JAPAN 株式会社
       LiDAR事業部 ディレクター
       蒋 力 氏


LiDARには可動部品が組み込まれるため、「何をどう回すのかという高度な設計ノウハウが必
要で、モーターの技術は不可欠です」。
また、DJIグループがスウェーデンのカメラメーカーのHASSELBLADを傘下に収めていること
Livoxの開発に活きている「DJIのモーターの開発技術力HASSELBLADのレンズの開発
技術力が活かされています。このように機械設計の固定部分と、光学設計の回転部分を組み合
わせる方式は、我々にしかできません」と蒋氏は強調する。LiDARという用語は光(light)と
レーダー(radar)をかけ合わせた造語。対象物にレーザー光を照射し、反射してくる点群情
報を処理することでターゲットまでの距離を測定する測量方法を指す。電波を使って測定する
レーダーに対して、LiDARはレーザー光を使って測定するため、光を扱うレンズや光学設計が
重要になるのである。

破格の低価格の実現が広げるセンサリングのさまざまな活用シーン
後述するが、センサリングの技術には高い将来性があり、その活用が期待されている。しかし、
センサーの価格が高額だったため、各業界で導入があまり進んでいなかったのが現状だ。

 自動運転で検知した点群データより障害物を特定

 自動運転で検知した点群データより障害物を特定


Livoxの最大の特長は、価格にある。税別価格で「Mid-40」は70,445円、「Horizon」で
90,000円100,000円を切る価格は既存製品に比べるとなんと約1/10という破格の低価格
で、インパクトは相当に大きいのだ。「自社で一貫した量産体制を整えたことで、高性能であ
りながら低単価での製品化を実現しました。製造のプロセスで何か問題が生じても、原因を分
析しフィードバックしやすいのが自社内で完結していることのメリットです」と蒋氏は語る。
「Mid-40」は2018年12月、「Horizon」は今年の1月16日にリリースしたばかりだが、製造
ラインでは1ライン1日に300台を製造することが可能な体制を整え、信頼性のテストだけでも
これまでに各業界の応用に対応できるよう、複数のテスト項目を設け、数千ピースをテストの
ために破壊して信頼性も高めてきたという。
「もともとLiDAR自体の価格が、あまりに高すぎました。データを収集するセンサーは、あら
ゆるサービスを組むための第一歩です。後段の処理のアルゴリズム、ライブラリーのリソース
などが世の中になかったのはLiDARの導入のハドルが高かったため。Livoxは価格のストッ
パーを外したので、さまざまな企業で導入してチャレンジしやすいでしょう。ここから応用し
て出てくるアイデアに大いに期待しています」と蒋氏。しかもLivoxはコンパクトであるため
ユーザーは既存の製品やシステムに容易に組み込むことができ、多くの分野で活用されること
が期待されている数台のLivoxを同時に使う場合はタを同期するためのハブなどもすで
に用意されている。コストだけでなく、手間も省略できることは導入のハードルをさらに下げ
ることになるだろう。

       DJI JAPAN 株式会社
       LiDAR事業部 セールス
       万 佳奇 氏

       DJI JAPAN 株式会社
       LiDAR事業部 セールス
       万 佳奇 氏


Livoxは自動運転での活用が最も注目されているが、建築業界でもさまざまな使用が想定され
ている。既存の建物のデータを即座に得られることは、その1つ。スキャンした高い精度の立
体的なデタはリアルタイムで視点を変えながら見ることができVRと組み合わせるなどそ
の先の活用方法も実用段階に入っているという。また、LiDARは可視光線がないところでも使
え、瞬時に距離情報が出るため、夜間や人の入りにくい条件下での測量にも役立つ。建物の運
用やメンテナンスでも、反射率の違いを読み取ることができる特性を利用し、ひび割れや水漏
れ個所などの特定に役立てることが想定されている。「建設現場では、トラックや重機の運転
や工事計画の立案に役立つことでしょう。また、監視カメラにLivoxを付け加えて反射率や距
離情報を取得することで、セキュリティのサービスを高めるようなことも検討されています」
と蒋氏。データをスムーズに取り込み展開できるソフトウェアの出現によっても、さらに活用
法は広がるだろう。

 Mid-40を使ったSLAMより香港大学文化センターの3Dマップ

 Mid-40を使ったSLAMより香港大学文化センターの3Dマップ


高精度で高品質なデータが実現する計り知れない可能性
Livoxは測域センサに「非反復走査パタン」を採用している。従来のLiDARセンサで使
用されている反復リニア走査パターンでは、水平方向にのみレーザーを照射する。そのため、
描写される線と線の間は見えないままとなる。しかしLivoxでは、プリズムを回転させながら
花びらの形のように周辺をスキャンしていく。「LiDARが同じ領域内を非反復操作するので、
スキャンの密度が高まります。計測する時間が増加するにつれて、描写密度はほぼ100%まで
達します」とLiDAR事業部の万 佳奇氏は説明する。「人の目では反復リニア走査パターンの
スキャンでも輪郭から脳内で補正されますが、コンピュータでは元デタがなければ何も計算
できませんまたは想像してつくり出すためにタの演算の難易度が大幅に増加してしま
います」。

 Mid-40走査パターンと積分時間でのFOVカバレージ変化

 Mid-40走査パターンと積分時間でのFOVカバレージ変化


Livoxのもう1つの大きな特長は、距離とは別次元のデータを多く得られることである。「出力
したレーザーは、散乱などにより100%の状態で戻ってくるわけではありません。Livoxでは
感度よく情報を受け取り、ターゲットの物質による反射率の違いを可視化できるのです」と
万氏。例えば、道路に置かれたペットボトルやライン、トレーラーの側面にあしらわれた絵柄
などが鮮明に描写される。

 超短時間で白線を検知、道路状況把握

 超短時間で白線を検知、道路状況把握


これらの確かな技術に支えられているLivoxは、測定距離や視野角などのスペックによって複
数の製品がラインナップされている。エントリモデルの「Mid-40」の水平視野角は38.4°で、
2代目となる「Horizon」で81.7°。回すLiDARの数は「Mid-40」では1本「Horizon」は6本
という違いはあるが、どちらも約260m先まで測定できる。また、自動車に取り付ける場合な
どで遠くを測定したいという要望に応じて、「Tele-15」では視野角15°で約500m先まで
LiDARを飛ばすことができる。ほかの方式では測定距離が約100mであることと比べると、大
きな性能差があることがわかる。「いかにLiDARを遠くに集中して送り、受け取るか。これも
当社の光学設計の技術力です」と万氏は繰り返して強調する。

 Livox Tele-15:最大500mまでスキャン可能

 Livox Tele-15:最大500mまでスキャン可能


性能面コスト信頼性のバランスが高次元で取れたLivoxの可能性には、計り知れないものが
ある。「自分の目とは違う世界の見方ができるのは、とても刺激的で新鮮です。私自身も、応
用できるイメージを膨らませています」と蒋氏は熱意を持って語る。Livoxの利用を通して、
さらなる技術革新と新しい世界が、ごく近い将来に得られるだろう。

「Livox」についての資料のご請求やお問い合わせは、こちらのメールアドレスまで。
 ※SB C&Sの「Livox」担当セクションのメールアドレスです