JP2019036269A - Flight control method of pilotless small flying object, and inspection method of condition of internal space and condition of wall surface thereof - Google Patents

Flight control method of pilotless small flying object, and inspection method of condition of internal space and condition of wall surface thereof Download PDF

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望 杉本
秀昭 白髪
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秀昭 白髪
隆康 伊藤
Takayasu Ito
隆康 伊藤
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Abstract

To fly a pilotless small flying object by a remote control while locating the pilotless small flying object in an internal space such as a chimney or a tunnel by a method not using GPS, and to reduce a cost of an inspection work and shorten an inspection period by inspecting a condition of the internal space and a condition of a wall surface thereof during a flight of the pilotless small flying object.SOLUTION: In an internal space 110 such as a chimney or a tunnel, a front view is photographed by a camera 6 during a flight of a pilotless small flying object 1A, and measurement of a flight height and measurement of a distance between the pilotless small flying object 1A and a wall surface 120 of the internal space 110 in multiple lateral directions are performed during the flight. An image taken by the camera and each measurement data are transmitted to a wireless control terminal 10 in a wireless manner, and an operator can operate the wireless control terminal 10 while looking at a display 21 at hand to fly the pilotless small flying object 1A.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、煙突、トンネル等のGPS電波が捕捉されない内部空間に無人小型飛行体を無線操縦飛行させる無人小型飛行体の飛行制御方法と、
この飛行制御方法によって無人小型飛行体を飛行させながら、前記内部空間の状況及びその壁面状況を点検する、内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法に関する。
The present invention relates to a flight control method for an unmanned small vehicle that wirelessly flies an unmanned small vehicle in an internal space where GPS radio waves such as chimneys and tunnels are not captured,
The present invention relates to an internal space state and a wall surface state inspection method for checking the state of the internal space and its wall surface state while flying an unmanned small flying object by this flight control method.

無人小型飛行体の1種にマルチコプタがある。マルチコプタの無線による遠隔操縦では、GPSを利用した位置確認が行われる。
しかしながら、煙突、焼却炉、大径管路、トンネル、坑道、地下道、地下鉄駅構内、地下街、地下施設、大型ドーム施設、一部の建物内、等の内部空間においてはGPS電波が届かないため、マルチコプタを位置認しながら飛行させることが出来ない。
One type of unmanned small aircraft is a multicopter. In multi-copter wireless remote control, position confirmation using GPS is performed.
However, because GPS radio waves do not reach in internal spaces such as chimneys, incinerators, large diameter pipes, tunnels, tunnels, underground passages, subway stations, underground malls, underground facilities, large dome facilities, and some buildings, I cannot fly while locating the multicopter.

ところで、工場やゴミ焼却施設等の大型炉や煙突は、永年経過により、内壁の厚さが薄くなっている箇所、耐火材の一部脱落や亀裂等もあり、内壁に付着物がこびりついていることや、煙突事態に孔が開いていることもある。このため内壁の点検を定期的に行って、不具合な箇所があれば補修をする必要があり、煤煙物質等の付着物の除去もする必要がある。大型の下水道に例示される大径管路、トンネル、地下道等の内壁も、定期点検する必要がある。  By the way, large furnaces and chimneys in factories and garbage incineration facilities, etc. have become thinner over the years, there are places where the thickness of the inner wall has become thinner, some refractory materials have fallen off, cracks, etc., and deposits are stuck to the inner wall In some cases, there are holes in the chimney. For this reason, it is necessary to periodically inspect the inner wall and repair any troubled parts, and it is also necessary to remove deposits such as smoke substances. It is also necessary to regularly inspect the inner walls of large-diameter pipes, tunnels, underground passages, etc., exemplified by large sewers.

従来、高い煙突、焼却炉等の内壁の点検は、点検作業者が煙突内や焼却炉内に吊り下げたゴンドラに乗って行っていた。大径管路、トンネル、地下道等の各内壁の点検は、高所作業車等を使って、点検者が点検位置まで移動していた。そして、不具合がある箇所があれば、その個所をカメラ撮影し、スプレー塗料でマーキングし、点検書類に記入していた。
しかしながら、このような点検は、作業に手間と時間と人手を要する。このため、点検作業コストが高くなり、点検作業に日数を要していた。
Conventionally, inspection of inner walls of high chimneys, incinerators, etc. has been carried out on gondola suspended in the chimneys or incinerators. Inspecting the inner walls of large-diameter pipes, tunnels, underpasses, etc., the inspector moved to the inspection position using an aerial work vehicle. And if there was a faulty part, the part was photographed with a camera, marked with spray paint, and filled in the inspection document.
However, such inspection requires labor, time, and manpower for work. For this reason, inspection work cost became high, and the inspection work required days.

最近では、例えば特許文献1に例示される自走式探傷装置等も提案されている。
しかしながら、この装置は、点検現場までの運搬に時間と人手を要し、大径管路、トンネル、地下道、一部の建物の内壁の点検には使用できない。
Recently, for example, a self-propelled flaw detector as exemplified in Patent Document 1 has been proposed.
However, this device requires time and manpower to transport to the inspection site, and cannot be used for inspection of large diameter pipes, tunnels, underground passages, and inner walls of some buildings.

本願発明者達は、カメラを搭載した無人小型飛行体を前記内部空間に飛行させて、内部空間の状況、及びその壁面状況を点検する方法を検討したが、GPS電波が捕捉されない内部空間という環境下では、無人小型飛行体の飛行位置の確認ができないため、危険である。
また、内部空間の状況及びその壁面カメラ撮影しても、撮影した箇所の特定がしにくい、ということが判明した。
The inventors of the present application have studied a method for inspecting the state of the internal space and the wall surface state by flying an unmanned small vehicle equipped with a camera in the internal space, but the environment of the internal space where GPS radio waves are not captured. Below, it is dangerous because the flight position of the unmanned small vehicle cannot be confirmed.
It was also found that it was difficult to specify the location of the image even when the internal space and its wall camera were photographed.

特開2013−210296号公報JP 2013-210296 A 特開2016−107843号公報JP, 2006-107843, A

そこで、本願発明者達は、さらに鋭意検討を重ねた結果、GPS電波が捕捉されない内部空間という環境下においても、無人小型飛行体の飛行高さと、無人小型飛行体と前記内部空間の壁面との間隔とが、それぞれ計測できれば、無線による遠隔操縦によって飛行させることできるという結論を得た。そして、繰り返しの試験飛行によって、安全に飛行させることができ、特に前記内部空間の状況及びその壁面状況の点検の時間が格段に早くなることを確認した。  Therefore, as a result of further intensive studies, the inventors of the present application have determined that the flying height of the unmanned small flying vehicle and the unmanned small flying vehicle and the wall surface of the internal space can be obtained even in an environment where the GPS radio wave is not captured. If the distance can be measured, it was concluded that the flight could be done by wireless remote control. And it was confirmed that it was possible to fly safely by repeated test flights, and in particular, the time for checking the condition of the internal space and the wall surface condition thereof was remarkably fast.

本発明が解決しようとする課題は、煙突、焼却炉、大径管路、トンネル、坑道、地下道、地下鉄駅構内、地下街、地下施設、大型ドーム施設、一部の建物等の内部空間に、GPSを利用しない方法で無人小型飛行体の位置確認しながら、無人小型飛行体を遠隔操縦飛行させる、無人小型飛行体の飛行制御方法を提供することにある。
また、この無人小型飛行体の飛行中に、前記内部空間の状況、その壁面の状況を点検して、点検作業のコストダウン、点検期間の短縮化を図る、内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法を提供することにある。
Problems to be solved by the present invention include chimneys, incinerators, large-diameter pipes, tunnels, tunnels, underpasses, subway stations, underground malls, underground facilities, large-scale dome facilities, some buildings, etc. It is an object of the present invention to provide a flight control method for an unmanned small vehicle that allows the unmanned small vehicle to be remotely controlled while confirming the position of the unmanned small vehicle without using the method.
In addition, during the flight of this unmanned small aircraft, the state of the internal space and its wall surface are inspected to reduce the cost of inspection work and shorten the inspection period. The purpose is to provide an inspection method.

本発明は、無人小型飛行体の飛行制御方法と、煙突、トンネル等の内部空間における壁面状況の点検方法とがある。何れの方法も、前記内側空間に無人小型飛行体を無線で遠隔操縦して飛行させる点と、カメラ撮影する点と、GPS以外の同じ技術で飛行位置の確認をする点とにおいて共通する。  The present invention includes a flight control method for an unmanned small air vehicle and a method for inspecting wall surfaces in an internal space such as a chimney or a tunnel. Both methods are common in the point that the unmanned small flying object is remotely controlled by radio to fly in the inner space, the point of photographing by the camera, and the point of confirming the flight position by the same technique other than GPS.

請求項1に係る無人小型飛行体の飛行制御方法では、次の工程が実行される。
(1)煙突、焼却炉、大径管路、トンネル、坑道、地下道、地下鉄駅構内、地下街、地下施設、大型ドーム施設、一部の建物内、等のGPS電波が捕捉されない内部空間に、カメラを搭載した無人小型飛行体を前記内部空間の地面上に居る操縦者が操作する無線操縦端末器による無線信号によって遠隔操縦飛行させる。
(2)前記無人小型飛行体の前方は、該無人小型飛行体に搭載した照明下にある。
(3)この飛行中に、前記カメラによって前記無人小型飛行体の前方視界が撮影される。
(4)また、この飛行中に、飛行高さ計測手段による前記無人小型飛行体の飛行高さの計測と、前記無人小型飛行体に搭載した複数個の距離計測センサによる前記無人小型飛行体と前記内側空間の横複数方向の壁面との間隔の計測と、がされる。
(5)前記カメラが撮影した撮像と、前記各計測による各計測データは、無線によって前記無線操縦端末器に送信されて、該無線操縦端末器のディスプレイ及び/又は該無線操縦端末器に通信接続されたディスプレイに表示される。
(6)前記無人小型飛行体の遠隔操縦者は、前記撮像と前記各計測データが表示された前記2つのディスプレイの何れか及び/又は無人小型飛行体を見て、無人小型飛行体の飛行高さの確認と、前記壁面に接触させない横方向の位置確認をしながら、前記無人小型飛行体を安全に前記内部空間の所望の位置まで飛行させる制御をする。
In the flight control method for an unmanned small aircraft according to claim 1, the following steps are executed.
(1) Cameras in internal spaces where GPS radio waves are not captured, such as chimneys, incinerators, large-diameter pipes, tunnels, tunnels, underground passages, subway stations, underground malls, underground facilities, large dome facilities, and some buildings The unmanned small flying vehicle equipped with is remotely controlled by a radio signal from a radio control terminal operated by a pilot on the ground of the internal space.
(2) The front of the unmanned small flying vehicle is under illumination mounted on the unmanned small flying vehicle.
(3) During this flight, a front view of the unmanned small flying object is photographed by the camera.
(4) Further, during the flight, the flight height measurement means measures the flight height of the unmanned small vehicle, and the unmanned small vehicle includes a plurality of distance measurement sensors mounted on the unmanned small vehicle. The distance between the inner space and the wall surface in a plurality of horizontal directions is measured.
(5) Image data taken by the camera and measurement data obtained by each measurement are wirelessly transmitted to the radio control terminal and connected to the display of the radio control terminal and / or the radio control terminal. Appears on the display.
(6) The remote operator of the unmanned small flying vehicle looks at either of the two displays and / or the unmanned small flying vehicle on which the imaging and the measurement data are displayed, and The unmanned small flying vehicle is safely controlled to fly to a desired position in the internal space while confirming the position and confirming the lateral position without contacting the wall surface.

本発明に係る無人小型飛行体の飛行制御方法(以下、本発明飛行制御方法と略称する。)は、GPS電波が捕捉されない内部空間において、前記無人小型飛行体を地面上から無線で遠隔操縦して、安全に所望の位置に飛行させる方法である。
本発明飛行制御方法は、人が行くことが容易でないこれらの内部空間に、人に代わってこの無人小型飛行体を行かせる。また、人が行ける場合でも、人よりも早く行かせる。
A flight control method for an unmanned small vehicle according to the present invention (hereinafter, abbreviated as a flight control method of the present invention) remotely controls the unmanned small vehicle wirelessly from above the ground in an internal space where GPS radio waves are not captured. This is a method of safely flying to a desired position.
The flight control method of the present invention allows the unmanned small air vehicle to go on behalf of a person in these internal spaces that are not easily accessible by the person. Also, even if people can go, let them go faster than people.

前記無人小型飛行体は、ドローン、UAVとも称され、本発明飛行制御方法に最適な無人小型飛行体は、複数組のプロペラがある小型のマルチコプタである。
市販の小型マルチコプタは、低速飛行、上昇、空中停止、水平回転、旋回等が行えるため、前記内部空間の飛行に最適な機種であり、カメラを搭載する機能も標準装備されている。
The unmanned small flying vehicle is also called a drone or UAV, and the unmanned small flying vehicle most suitable for the flight control method of the present invention is a small multicopter having a plurality of sets of propellers.
Commercially available small multicopters can perform low-speed flight, ascending, stopping in the air, horizontal rotation, turning, etc., so they are the most suitable models for flying in the internal space, and are equipped with a camera-equipped function as standard.

請求項2においては、前記無人小型飛行体について、このマルチコプタに限定した。
このマルチコプタは、前記各プロペラが前記内部空間の壁面に接触するのを防止するガード枠材を備えている。
このガード枠材は、複数組のプロペラ全体を囲む図1に示す円形リング枠、又は、特表2016−522113号公報の図1〜図5に示すプロペラ毎に囲む連結円形リング枠である。更に、マルチコプタが天井に直接接触しないようにする、アーチ形状の枠材、又は、ドーム格子形状の枠材を前記無人小型飛行体の上方に設けてもよい。
In claim 2, the unmanned small vehicle is limited to the multicopter.
The multicopter includes a guard frame member that prevents the propellers from coming into contact with the wall surface of the internal space.
This guard frame member is a circular ring frame shown in FIG. 1 that surrounds a plurality of propellers as a whole, or a connected circular ring frame that surrounds each propeller shown in FIGS. 1 to 5 of JP-A-2006-522113. Further, an arch-shaped frame material or a dome-lattice-shaped frame material that prevents the multicopter from directly contacting the ceiling may be provided above the unmanned small aircraft.

請求項1に記載のカメラは、マルチコプタの前方を撮影するためにある。
このカメラは、マルチコプタのセンターフレームの下方に、横方向に向けて取り付けられており、上下回動方向の移動調整、横回動方向の移動調整が自在である。
これらの移動調整機能は、市販のマルチコプタの多くの機種が備える公知技術である。
The camera according to claim 1 is for photographing the front of the multicopter.
This camera is attached to the lower side of the center frame of the multicopter in the horizontal direction, and can be adjusted for movement in the vertical rotation direction and movement adjustment in the horizontal rotation direction.
These movement adjustment functions are known techniques included in many types of commercially available multicopters.

このカメラによって撮影した撮像は、地面上側の無線操縦端末器のディスプレイ及び/又は該無線操縦端末器に通信接続されたディスプレイに表示される。
無線操縦端末器に通信接続されたディスプレイとは、例えば、ゴーグル型ディスプレイや、液晶ディスプレイを指す。
無線操縦端末器は、無人小型飛行体の無線による遠隔操縦用のコントローラの他、スマートフォンも含む。
The image taken by this camera is displayed on the display of the radio control terminal above the ground and / or the display connected to the radio control terminal.
The display connected to the wireless control terminal is, for example, a goggle type display or a liquid crystal display.
The wireless control terminal includes a smart phone as well as a wireless remote control controller for an unmanned small aircraft.

本発明飛行制御方法は、GPSを利用しない方法で、高さ計測手段を用いた前記無人小型飛行体の飛行高さの計測(以下飛行高さ計測と略称する。)と、無人小型飛行体と前記内側空間の壁面との間隔の距離計測(以下、間隔の計測と略称する。)と、を行う。これらの計測は、無人小型飛行体の飛行中に行われ続けるようにしてもよく、間欠的に行われるようにしてもよい。  The flight control method of the present invention is a method that does not use GPS, measures the flight height of the unmanned small vehicle using height measurement means (hereinafter abbreviated as flight height measurement), unmanned small vehicle, The distance measurement of the space | interval with the wall surface of the said inner space (henceforth abbreviated as space | interval measurement) is performed. These measurements may be continued during the flight of the unmanned small aircraft or may be performed intermittently.

飛行高さの計測とその確認は、無人小型飛行体を所望の所に安全飛行させるために行う。また、前記カメラが前記内部空間及びその壁面のどの高さの辺りを撮影するのかを知るために行う。  The flight height is measured and confirmed in order to safely fly the unmanned small vehicle to the desired location. In addition, it is performed in order to know which height of the internal space and its wall surface the camera will shoot.

飛行高さの計測は、具体的には、次の何れかの方法で行われる。  Specifically, the flight height is measured by one of the following methods.

(a)煙突内、焼却炉内等に吊るした巻尺の目盛を、前記カメラ(標準搭載したカメラ、又は360°パノラマビューカメラ)で撮影し、これを前記ディスプレイで見て確認する方法。
標準搭載したカメラは90°程度の視野角であるため、前記巻尺が撮影されない場合があり、この場合には、カメラの向きを横方向に回動させる、無人小型飛行体の向きを変える等して、巻尺が撮影されるようにする。
(A) A method in which a scale of a tape measure suspended in a chimney, an incinerator, or the like is photographed with the camera (a camera mounted as a standard or a 360 ° panoramic view camera), and this is confirmed on the display.
Since the camera mounted as standard has a viewing angle of about 90 °, the tape measure may not be photographed. In this case, the direction of the unmanned small vehicle is changed by rotating the camera sideways. So that the tape measure is shot.

(b)細径のワイヤーを巻き付けたリールを地面上に固定し、この細径のワイヤーの先端部を無人小型飛行体に接続して、この細径のワイヤーの繰り出した長さを測定して行う方法。
この長さの測定は、例えば、この細径のワイヤーに接触させたプーリーの回転数を回転数検知センサで検知して行う。
ワイヤーに目盛になる着色をしてもよい。
細径のワイヤーは、上昇させた無人小型飛行体(マルチコプタ)が煙突内、焼却炉内の上方から、不用意に飛び出すのを防止するためにも利用される。
(B) A reel around which a thin wire is wound is fixed on the ground, the tip of this thin wire is connected to an unmanned small flying vehicle, and the length of this thin wire is measured. How to do.
The length is measured by, for example, detecting the number of rotations of the pulley brought into contact with the thin wire with a rotation number detection sensor.
The wire may be colored to be graduated.
The small-diameter wire is also used to prevent an unmanned small flying vehicle (multi-copter) that has been raised from inadvertently jumping out from above the chimney or the incinerator.

(c)前記無人小型飛行体に気圧センサを搭載して、離陸した地点からの気圧の変化量によって、前記無人小型飛行体の上昇、下降した高度を計測する方法。(C) A method in which a barometric pressure sensor is mounted on the unmanned small flying vehicle, and the altitude of the unmanned small flying vehicle is measured based on the amount of change in atmospheric pressure from the point of takeoff.

(d)地面上にレーザ距離センサを上向きに設置し、このレーザ距離センサから前記無人小型飛行体に向けて微弱レーザ光を出射して、距離計測する方法。
具体的に例示すると、高精度レーザ変位センサを用い、高精度レーザ変位センサから半導体レーザ光を無人小型飛行体に向けて投光して、三角測距方式で距離計測する。
高精度レーザ変位センサは、煙突、焼却炉等の高さがある距離も測定できる。
高精度レーザ変位センサは、市販品を用いることが可能である。
(D) A method of measuring a distance by installing a laser distance sensor upward on the ground and emitting a weak laser beam from the laser distance sensor toward the unmanned small flying vehicle.
Specifically, using a high-precision laser displacement sensor, a semiconductor laser beam is projected from the high-precision laser displacement sensor toward an unmanned small flying vehicle, and distance measurement is performed by a triangulation distance measuring method.
A high-precision laser displacement sensor can also measure a certain distance such as a chimney or an incinerator.
Commercially available products can be used for the high-precision laser displacement sensor.

(e)レーザ距離センサを前記無人小型飛行体に下向き姿勢で搭載して、地面上までの距離を計測する方法。このレーザ距離センサも、高精度レーザ変位センサで対応できる。(E) A method of measuring a distance to the ground by mounting a laser distance sensor on the unmanned small aircraft in a downward posture. This laser distance sensor can also be handled by a high-precision laser displacement sensor.

内部空間の壁面との間隔の距離計測とその確認は、前記無人小型飛行体(特にマルチコプタのプロペラ)が、常に壁面との距離を同じ間隔で行えるようにするために行う。
また、前記カメラ(前述の標準装備されるカメラ、360°パノラマビューカメラ)による撮影が、常に同じ間隔で行えるようにするために行う。
前記壁面は、周側壁、両側壁、前方壁、天井壁等である。例えば、前記内部空間が煙突内及び焼却炉内である場合、無人小型飛行体を煙突内及び焼却炉内の中心に沿って昇降させる過程で、内側の壁面を撮影することができる。
The distance measurement and confirmation of the distance from the wall surface of the internal space are performed so that the unmanned small air vehicle (particularly, the propeller of the multicopter) can always perform the distance from the wall surface at the same distance.
In addition, it is performed so that photographing by the camera (the above-mentioned standard camera, 360 ° panoramic view camera) can always be performed at the same interval.
The wall surface is a peripheral side wall, both side walls, a front wall, a ceiling wall, or the like. For example, when the internal space is in a chimney and an incinerator, the inner wall surface can be photographed in the process of raising and lowering the unmanned small aircraft along the centers of the chimney and the incinerator.

前記内部空間の壁面との間隔の計測は、複数個の距離計測センサを用いて行う。
具体的には、各距離計測センサを、無人小型飛行体の前記センターフレームの横120°毎の3個所、又は、横90°毎の4個所に、夫々外方向に向けて搭載する。無人小型飛行体(マルチコプタ)を煙突内及び焼却炉内の中心に沿って上昇させることに限定すると、距離計測センサを横120°毎の3個所に搭載するだけで十分である。無人小型飛行体(マルチコプタ)を煙突及び焼却炉以外の内部空間に飛行させる場合も含めると、センサを横90°毎の4個所に搭載する。このようにすると、無人小型飛行体の飛行位置が偏らない。各計測センサは、例えば、超音波式センサ、気圧センサ、光学式センサの何れかが用いられる超音波式センサの使用については、実施例において詳述する。
The distance between the inner space and the wall surface is measured using a plurality of distance measuring sensors.
Specifically, each distance measurement sensor is mounted in an outward direction at three locations every 120 ° in the center frame or four locations every 90 ° in the center frame of the unmanned small vehicle. If the unmanned small vehicle (multicopter) is limited to being raised along the center in the chimney and incinerator, it is sufficient to mount the distance measuring sensors at three locations every 120 ° laterally. Including the case of flying an unmanned small aircraft (multicopter) in an internal space other than the chimney and the incinerator, the sensors are mounted at four positions every 90 ° laterally. If it does in this way, the flight position of an unmanned small aircraft will not be biased. For each measurement sensor, for example, the use of an ultrasonic sensor in which any one of an ultrasonic sensor, an atmospheric pressure sensor, and an optical sensor is used will be described in detail in the embodiments.

請求項1,2に記載の飛行制御方法は、例えば、次の目的で利用される。  The flight control method according to claims 1 and 2 is used for the following purposes, for example.

(a)前記内部空間の様子のカメラ撮影。(A) Camera photography of the interior space.

(b)前記内部空間における、CO,CO2、その他のガス、放射能等の濃度測定。
無人小型飛行体に搭載した濃度測定センサによる濃度測定データを順次メモリに記憶させる方法と、この濃度測定データを無線で地面上の端末装置に送信する方法とがあり、これらの何れか或いは双方で行われる。
濃度測定センサは、CO濃度測定センサ、CO2濃度測定センサ、放射能濃度測定センサのように、測定目的に見合った1又は複数個のセンサが選択される。濃度測定データは、カメラ撮影した撮像と共に或いは別途、前記ディスプレイに表示される。この表示は、数値表示の他、ソフトウエア処理により測定場所毎の一覧表による表示、グラフ表示、チャート表示、マッピング表示等に変換可能である。
(B) Measurement of concentrations of CO, CO2, other gases, radioactivity, etc. in the internal space.
There are a method for sequentially storing the concentration measurement data from the concentration measurement sensor mounted on the unmanned small flying vehicle in the memory and a method for wirelessly transmitting the concentration measurement data to the terminal device on the ground. Done.
As the concentration measurement sensor, one or a plurality of sensors suitable for the measurement purpose are selected, such as a CO concentration measurement sensor, a CO2 concentration measurement sensor, and a radioactive concentration measurement sensor. The density measurement data is displayed on the display together with the image taken by the camera or separately. This display can be converted into a display based on a list for each measurement location, a graph display, a chart display, a mapping display, etc. in addition to a numerical display.

(c)前記内部空間に向けた物資の運搬、内部空間に置かれた物の持ち出し。
例えば、この内部空間がトンネル、地下道であって、人が居るこのトンネル、地下道、内で落盤、天井及び壁面の崩壊、交通事故、等の異常事態が発生した際に、すぐに救援者及び点検者等がこのトンネル、地下道、内に入ることが危険な場合もあることが想定される。
トンネル内、地下道内で異常事態が発生した場合、無人小型飛行体が救援者及び点検者隊に代わって救援物資をトンネル内、地下道内に搬送したり点検することが可能になる。救援物資は、小型照明器具、小型無線機、救命救護用品、誘導ロープ、食料、飲用水、消火用品等である。救命救護用品は、例えば、酸素マスク及び医療器具、医薬、医療用品等である。誘導ロープは、トンネル内、地下道内に居る人の誘導用の他、トンネル内、地下道内に居る人による排煙ダクト及び必要な物資の引き込み用等に使用される。
(C) Transporting goods toward the internal space and taking out objects placed in the internal space.
For example, if this internal space is a tunnel or underpass, and there are abnormal situations such as a fallen floor, ceiling or wall collapse, a traffic accident, etc. It is assumed that it may be dangerous for people etc. to enter this tunnel, underpass.
When an abnormal situation occurs in a tunnel or an underground passage, an unmanned small air vehicle can transport and inspect the relief supplies in the tunnel or the underground passage on behalf of a rescuer and an inspector team. Relief supplies include small lighting fixtures, small radios, lifesaving supplies, guide ropes, food, drinking water, fire extinguishing supplies, and the like. The lifesaving supplies are, for example, oxygen masks and medical instruments, medicines, medical supplies, and the like. In addition to guiding people in tunnels and underpasses, guide ropes are used for exhausting ducts and necessary materials for people in tunnels and underpasses.

上記(a)(b)(c)に記載の利用方法を併用すると、更に有効な利用方法になる。  When the usage methods described in the above (a), (b) and (c) are used in combination, a more effective usage method is obtained.

請求項3に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法では、次の工程が実行される。
(1)請求項1又は2に記載の無人小型飛行体の飛行制御方法によって該無人小型飛行体を前記内部空間に飛行させる。
(2)この飛行中に、前記カメラが撮影した前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮像は、順次2D又は3Dにマッピングされる。
(3)このマッピングによって仮想的に区切られた各撮像に位置識別情報が自動付与されて、該カメラが備えるRAM媒体、又は前記無人小型飛行体側に接続したRAM媒体に記憶され、或いは、無線を通じて前記無線操縦端末器に送信される。
(4)無人小型飛行体の遠隔操縦者は、前記無線操縦端末器のディスプレイ又はパソコンのディスプレイに表示された前記内部空間の状況及びその壁面状況を見て、該内部空間の状況及びその壁面状況を点検する。
In the method for inspecting the state of the internal space and the wall surface state according to claim 3, the following steps are executed.
(1) The unmanned small aircraft is caused to fly into the internal space by the flight control method for the unmanned small vehicle according to claim 1 or 2.
(2) During this flight, the situation of the internal space and the wall surface situation photographed by the camera are sequentially mapped to 2D or 3D.
(3) Position identification information is automatically given to each imaging virtually divided by this mapping and stored in a RAM medium included in the camera or a RAM medium connected to the unmanned small aircraft side, or via wireless Sent to the radio control terminal.
(4) The remote pilot of the unmanned small air vehicle looks at the state of the internal space and the wall surface state displayed on the display of the wireless control terminal or the display of the personal computer, and the state of the internal space and the wall surface state thereof Check.

請求項3に係る点検方法は、前記内部空間に無人小型飛行体を飛行させ、この飛行中に前記内部空間の状況及びその壁面状況をカメラ撮影し、このカメラ撮影をしながら前記何れかのディスプレイを見て点検する方法と、カメラ撮影後に前記何れかのディスプレイを見て点検する方法とがあり、少なくとも後者の点検方法を行う。  According to a third aspect of the present invention, there is provided an inspection method in which an unmanned small flying object is made to fly in the internal space, and the state of the internal space and the wall surface state are photographed with a camera during the flight, There are a method of checking by checking and a method of checking by checking any one of the displays after photographing with the camera, and at least the latter checking method is performed.

前記マッピングと前記位置識別情報に付加は、カメラ撮影した箇所を特定するためにある。  The mapping and the position identification information are added in order to specify the location photographed by the camera.

請求項4に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法は、請求項3に記載の点検方法において、更に次の工程を含む。
(1)小型のマルチコプタを用いた煙突、焼却炉等の前記内部空間の壁面状況のカメラ撮影においては、前記マルチコプタを前記内部空間の上端近くまで上昇させた後の下降飛行させる過程で前記壁面状況を撮影する。
(2)該マルチコプタが地上近くまで達すると、再び上昇させる。
(3)そして、横方向の向きを変えた状態で再び行われる下降飛行させる過程で前記壁面状況を撮影する。
(4)これを繰り返して前記壁面を水平360°の範囲で撮影する。
The inspection method for the state of the internal space and the wall surface state according to claim 4 further includes the following steps in the inspection method according to claim 3.
(1) In photographing a wall surface of the internal space such as a chimney or an incinerator using a small multicopter, the wall surface state is in the process of descending flight after the multicopter is lifted to near the upper end of the internal space. Shoot.
(2) When the multicopter reaches near the ground, it is raised again.
(3) Then, the wall surface situation is photographed in the process of descending flight performed again in a state where the direction of the horizontal direction is changed.
(4) This is repeated and the wall surface is imaged in a horizontal range of 360 °.

請求項4に係る点検方法は、カメラ撮影を縦列方向に行う。
縦列方向のカメラ撮影は、動画撮影によって連続的に行ってもよく、カメラ視野角ごとに間欠的に行ってもよい。
The inspection method according to claim 4 performs camera photographing in the column direction.
The camera shooting in the vertical direction may be performed continuously by moving image shooting, or may be performed intermittently for each camera viewing angle.

このようにして水平360°の範囲をカメラ撮影すると、縦長の壁面撮像が複数本になり、複数本の壁面撮像は隣り合う部分の一部が重複した状態で撮影されている。
全撮影後の画像処理において行われる壁面撮像の接ぎ合わせ作業では、この重複した部分があることによって、正確な接ぎ合わせができ、接ぎ合わせが終えると、この重ね合された部分は削除される。
When the horizontal 360 ° range is photographed in this way, a plurality of vertically long wall surfaces are captured, and the plurality of wall surface images are captured with a part of adjacent portions overlapping each other.
In the joining operation of the wall surface imaging performed in the image processing after the entire photographing, the overlapping portion is present, so that the accurate joining can be performed. When the joining is completed, the overlapped portion is deleted.

請求項5に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法は、請求項3に記載の点検方法において、更に次の工程が実行される。
(1)前記カメラは、水平方向の視野角が360°パノラマビューカメラが用いられる。
(2)小型のマルチコプタを用いた煙突、焼却炉等の内部空間の壁面状況の撮影においては、前記マルチコプタを前記内部空間の上端近くまで上昇させた後の下降飛行させる過程で前記壁面状況を水平360°の範囲で順次撮影する。
The method for inspecting the state of the internal space and the wall surface state thereof according to claim 5 is the inspection method according to claim 3, wherein the following steps are further executed.
(1) As the camera, a panoramic view camera having a horizontal viewing angle of 360 ° is used.
(2) When photographing the wall surface situation of the internal space such as a chimney or incinerator using a small multicopter, the wall surface state is leveled in the process of descending flight after raising the multicopter to near the upper end of the internal space. Shoot sequentially in the range of 360 °.

360°パノラマビューカメラは、市販品(例えば、株式会社ニコン製のKeyMission 360)が用いられる。360°のパノラマカメラで撮影した撮像も、マッピングされる。  A commercial product (for example, Key Mission 360 manufactured by Nikon Corporation) is used for the 360 ° panoramic view camera. An image taken with a 360 ° panoramic camera is also mapped.

請求項6に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法は、請求項3に記載の点検方法において、更に次の工程を含む。
(1)前記カメラは、前記無人小型飛行体に標準装備された飛行用カメラと、前記壁面状況を撮影して点検するために前記無人小型飛行体に搭載した、前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮影のための点検用カメラとからなる。
(2)該点検用カメラで撮影された撮像が2次元マッピング又は3Dマッピングされる。
(3)無人小型飛行体の遠隔操縦者は、前記無線操縦端末器のディスプレイ又はパソコンのディスプレイにマッピング表示された前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮像を見て、該壁面の状況を点検する。
The inspection method for the state of the internal space and the wall surface state thereof according to claim 6 is the inspection method according to claim 3, and further includes the following steps.
(1) The camera includes a flight camera provided as a standard on the unmanned small aircraft, and the situation of the internal space and its wall surface mounted on the unmanned small aircraft for photographing and checking the wall surface situation. It consists of an inspection camera for taking pictures of the situation.
(2) Two-dimensional mapping or three-dimensional mapping is performed on the image captured by the inspection camera.
(3) The remote pilot of the unmanned small air vehicle checks the state of the wall surface by looking at the imaging of the internal space state and the wall surface state mapped on the display of the wireless control terminal or the display of the personal computer. To do.

請求項7に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法は、請求項6に記載の点検方法において、記点検用カメラは、水平方向の視野角が360°のパノラマビューカメラが用いられる。  According to a seventh aspect of the present invention, in the inspection method of the sixth aspect, a panoramic view camera having a horizontal viewing angle of 360 ° is used as the inspection camera.

360°パノラマビューカメラは、前述したものと同じものが用いられる。このパノラマカメラで撮影した撮像も、マッピングされる。  The same 360 ° panoramic view camera as that described above is used. An image captured by this panoramic camera is also mapped.

請求項1に係る無人小型飛行体の飛行制御方法によれば、GPS電波が捕捉されない、煙突、焼却炉、大径管路、トンネル、坑道、地下道、地下鉄駅構内、地下街、地下施設、大型ドーム施設、一部の建物等の内部空間において、無人小型飛行体を位置確認しながら安全に遠隔操縦飛行させることができる。  According to the flight control method for an unmanned small vehicle according to claim 1, a chimney, an incinerator, a large-diameter pipe, a tunnel, a tunnel, an underpass, a subway station, an underground mall, an underground facility, and a large dome, in which GPS radio waves are not captured. In an internal space such as a facility or a part of a building, it is possible to remotely control and fly safely while checking the position of an unmanned small flying vehicle.

請求項2に係る無人小型飛行体の飛行制御方法によれば、前記各プロペラを横方向から囲む位置にガード枠材を設けた結果、各プロペラを前記壁面に接触させる危険性がなく、安全に無人小型飛行体を飛行させることができる。  According to the flight control method of the unmanned small vehicle according to claim 2, as a result of providing the guard frame material at a position surrounding each propeller from the lateral direction, there is no risk of bringing each propeller into contact with the wall surface. An unmanned small vehicle can fly.

請求項3に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法によれば、GPS電波が捕捉されない内部空間の状況、その壁面の状況の点検を、カメラを搭載した無人小型飛行体を飛行させて行うことができるため、点検作業の大幅なコストダウンになる。また、点検期間の短縮化を実現させる。  According to the internal space situation and the wall surface inspection method according to claim 3, the state of the internal space where GPS radio waves are not captured and the state of the wall surface are checked by flying a small unmanned air vehicle equipped with a camera. This can greatly reduce the cost of inspection work. In addition, the inspection period can be shortened.

請求項4に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法によれば、無人小型飛行体に標準装備されるカメラを用いた水平360°の範囲の撮影が縦列ごとに行うことができる。According to the method for inspecting the state of the internal space and the wall surface according to the fourth aspect, it is possible to perform imaging in a horizontal range of 360 ° for each column using a camera that is standard equipment on an unmanned small aircraft.

請求項5に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法によれば、煙突、焼却炉等の内部空間の壁面の撮影が360°パノラマビューカメラで行えるため、無人小型飛行体の1回の上昇飛行と下降飛行だけで行えるため、壁面状況の点検が更に早く行える。According to the inspection method of the situation of the internal space and the wall surface condition according to claim 5, since the photographing of the wall surface of the internal space such as the chimney and the incinerator can be performed with a 360 ° panoramic view camera, Since it can be done only by ascending and descending flights, the wall surface status can be checked even faster.

請求項6に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法によれば、標準搭載した飛行用カメラと、前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮影及び点検用のカメラを用いて行うため、内部空間に合わせた飛行と撮影が行える。According to the inspection method of the internal space situation and its wall surface condition according to claim 6, since it is carried out using a flight camera mounted as standard, and a camera for photographing and checking the internal space situation and its wall surface condition, You can fly and shoot according to the interior space.

請求項7に係る内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法によれば、更に、壁面状況の撮影及び点検用に360°パノラマビューカメラを用いため、無人小型飛行体の1回の上昇飛行と下降飛行だけで壁面状況の撮影と点検が更に早く行える。According to the internal space situation and the wall surface inspection method according to claim 7, since a 360 ° panoramic view camera is used for photographing and inspection of the wall situation, It is possible to shoot and check the wall surface more quickly by just descending.

(a)は本発明点検方法で用いるカメラを搭載した第1実施形態のマルチコプタを示した斜視図、(b)はマルチコプタの無線操縦端末器を正面図、(c)は同じく背面図。(A) is the perspective view which showed the multicopter of 1st Embodiment carrying the camera used by this invention inspection method, (b) is a front view of the radio control terminal of a multicopter, (c) is a rear view. 第1実施形態のマルチコプタを煙突内に飛行させて壁面状況を点検する方法を示した正面断面図。Front sectional drawing which showed the method of making the multicopter of 1st Embodiment fly in a chimney, and checking a wall surface condition. (a)は第1実施形態のマルチコプタを煙突内に飛行させて壁面状況を点検する方法を示した平面断面図、(b)はマルチコプタと壁面との間の間隔を計測する距離センサの配置例を示した図、(c)はマルチコプタの飛行経路を展開して示した図。(A) is a plane sectional view showing a method for inspecting a wall surface condition by flying the multicopter of the first embodiment into a chimney, and (b) is an arrangement example of a distance sensor for measuring a distance between the multicopter and the wall surface. The figure which showed (c), the figure which expanded and showed the flight path | route of the multicopter. 第1実施形態に係る無人小型飛行体の飛行制御及びカメラ撮像処理の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the flight control and camera imaging process of the unmanned small air vehicle which concerns on 1st Embodiment. 360°パノラマビューカメラを搭載した第2実施形態のマルチコプタを示した斜視図。The perspective view which showed the multicopter of 2nd Embodiment carrying a 360 degree panoramic view camera. 第2実施形態のマルチコプタを煙突内に飛行させて壁面状況を点検する方法を示した正面断面図。Front sectional drawing which showed the method of making the multicopter of 2nd Embodiment fly in a chimney, and checking a wall surface condition. 第2実施形態に係る無人小型飛行体の飛行制御及びカメラ撮像処理の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the flight control and camera imaging process of the unmanned small air vehicle which concerns on 2nd Embodiment. (a)は第2実施形態のマルチコプタをトンネル内に飛行させて壁面状況を点検する方法を示した正面断面図、(b)はトンネル内の点検を示す側面断面図。(A) is front sectional drawing which showed the method which makes the multicopter of 2nd Embodiment fly in a tunnel, and inspects a wall surface condition, (b) is side sectional drawing which shows the inspection in a tunnel.

[第1実施形態のマルチコプタ1A]
図1(a)は、第1実施形態マルチコプタ1Aを示している。
無人小型飛行体の一形態であるマルチコプタ1Aは、平面視六角形状のセンターフレーム2を有する。センターフレーム2から下方には脚部3,3が設けられ、センターフレーム2から横放射状に6本のフレームアーム4,4・・が突出している。各フレームアーム4,4・・の先端部には、モータM,M・・によって回転する6組のプロペラ5,5・・が位置している。センターフレーム2から下方には、ジンバル付きカメラホルダ(図示せず)を介して、カメラ6が横外向き姿勢で装着されている。プロペラ5,5・・の回転領域の外側には、プロペラ5,5‥が飛行周囲の壁面に接触するのを防止する大径リング状のガード枠材9が、マルチコプタ1に支持された状態で位置している。
[Multicopter 1A of First Embodiment]
Fig.1 (a) has shown 1st Embodiment multicopter 1A.
A multicopter 1A, which is one form of an unmanned small vehicle, has a center frame 2 having a hexagonal shape in plan view. Leg portions 3, 3 are provided below the center frame 2, and six frame arms 4, 4.. Six sets of propellers 5, 5,... Rotated by motors M, M,. Below the center frame 2, the camera 6 is mounted in a laterally outward posture via a camera holder (not shown) with a gimbal. On the outside of the rotation area of the propellers 5, 5..., A large-diameter ring-shaped guard frame member 9 that prevents the propellers 5, 5. positioned.

[無線操縦端末器10]
マルチコプタ1Aの遠隔操縦は、図1(b)に示す無線操縦端末器(コントローラ)10を操作して行う。無線操縦端末器10の本体ケース11上には、飛行制御を行う2本のジョイスティック12L,12Rが設けられている。この実施形態による無線操縦端末器10には、スマートフォン20が支持されている。無線操縦端末器10とスマートフォン20とは、信号線(図示せず)によって信号接続されて、カメラ6による撮像はスマートフォン20のディスプレイ21に表示される。カメラ6が撮影した撮像は、スマートフォン20内部のRAM媒体に、読出し可能に一時記憶できる。
[Radio control terminal 10]
The remote control of the multicopter 1A is performed by operating the radio control terminal (controller) 10 shown in FIG. Two joysticks 12 </ b> L and 12 </ b> R for performing flight control are provided on the main body case 11 of the wireless control terminal 10. A smartphone 20 is supported on the wireless control terminal 10 according to this embodiment. The radio control terminal 10 and the smartphone 20 are signal-connected by a signal line (not shown), and imaging by the camera 6 is displayed on the display 21 of the smartphone 20. The image taken by the camera 6 can be temporarily stored in a RAM medium inside the smartphone 20 so as to be readable.

図1(c)に示すように、無線操縦端末器(コントローラ)10の背面側には、フライトモードスイッチ13、ビデオ録画ボタン14、ジンバルボタン15、シャッターボタン16、再生ボタン17、カメラ設定ダイヤル18、USBポート19,19が設けられている。USBポート19,19には、カメラ撮影した撮像等を一時記憶させるHDDなどが接続される。  As shown in FIG. 1C, on the back side of the radio control terminal (controller) 10, a flight mode switch 13, a video recording button 14, a gimbal button 15, a shutter button 16, a playback button 17, and a camera setting dial 18 are provided. USB ports 19, 19 are provided. The USB ports 19 and 19 are connected to an HDD or the like for temporarily storing captured images taken by the camera.

[煙突100内におけるマルチコプタ1Aの飛行制御とカメラ撮影]
図2、図3(a)は、煙突100の内部空間110においてマルチコプタ1Aを位置決めしながら下降する途中の状態が示されている。マルチコプタ1A側からのカメラ撮影は、マルチコプタ1Aの下降中に行われ、壁面120の状態を撮影する。
[Fly Control and Camera Shooting of Multicopter 1A in Chimney 100]
FIGS. 2 and 3A show a state in the middle of lowering while positioning the multicopter 1 </ b> A in the internal space 110 of the chimney 100. Camera shooting from the multicopter 1A side is performed while the multicopter 1A is descending, and the state of the wall surface 120 is shot.

カメラ撮影する前段階において、マルチコプタ1Aを煙突100の内部空間110の中心になる地面G上に置き、マルチコプタ1Aの中心下方となる地面G上にレーザ距離センサ40を上向きにして置く。この後、無線操縦端末器10を操作してマルチコプタ1Aを煙突100の内部空間110の上部まで上昇させた後、マルチコプタ1Aを下降させる。  Prior to camera photography, the multicopter 1A is placed on the ground G, which is the center of the internal space 110 of the chimney 100, and the laser distance sensor 40 is placed on the ground G, which is below the center of the multicopter 1A. Thereafter, the radio control terminal 10 is operated to raise the multicopter 1A to the upper part of the internal space 110 of the chimney 100, and then the multicopter 1A is lowered.

マルチコプタ1Aの上昇と下降は、マルチコプタ1Aの飛行高さ計測と、マルチコプタ1Aが内部空間110の壁面120に接触しないようにする横方向の間隔を計測(距離計測)しながら行う。  The ascent and descent of the multicopter 1A is performed while measuring the flight height of the multicopter 1A and measuring the distance in the lateral direction (distance measurement) that prevents the multicopter 1A from contacting the wall surface 120 of the internal space 110.

図2に示す事例におけるマルチコプタ1Aの高さ計測には、レーザ距離センサ40が用いられている。
レーザ距離センサ40からマルチコプタ1Aのセンターフレーム2下面に向けて投光したレーザ光は、反射光となってレーザ距離センサ40に受光され、これによりマルチコプタ1Aの飛行高さが三角測距方式で距離計測される。マルチコプタ1Aの飛行高さを計測すると、カメラ撮影した壁面120の高さの位置が特定できる。飛行高さの計測データは、信号線又は無線或いは赤外線で無線操縦端末器10に送信される。
The laser distance sensor 40 is used for the height measurement of the multicopter 1A in the example shown in FIG.
The laser light projected from the laser distance sensor 40 toward the lower surface of the center frame 2 of the multicopter 1A is reflected and received by the laser distance sensor 40, whereby the flight height of the multicopter 1A is measured by the triangulation method. It is measured. When the flight height of the multicopter 1A is measured, the height position of the wall surface 120 photographed by the camera can be specified. The flight height measurement data is transmitted to the radio control terminal 10 by a signal line, radio or infrared.

図2、図3(a)に示すように、煙突100及び焼却炉等の大径縦向き円筒体の壁面120と無人小型飛行体1Aとの間隔の計測には、3個の距離センサS1,S2,S3が用いられる。
図3(a)及び(b)に示す実施形態によると、3個の距離センサS1,S2,S3は、何れも無人小型飛行体のセンターフレーム2下面の横120°毎の3個所に、夫々外方向に向けて搭載されている。3個の距離センサS1,S2,S3の搭載個所は,センターフレーム2下面に限定されず、センターフレーム2の側面、センターフレーム2の上面に搭載してもよい。3個の距離センサS1,S2,S3をこの向きにすると、無人小型飛行体1Aが水平回転方向のどの向きに変化しても、無人小型飛行体1Aと壁面120との間隔の計測が正確に行える。
As shown in FIGS. 2 and 3 (a), three distance sensors S1, S1 are used to measure the distance between the wall surface 120 of the large-diameter vertical cylindrical body such as the chimney 100 and the incinerator and the unmanned small air vehicle 1A. S2 and S3 are used.
According to the embodiment shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the three distance sensors S1, S2, and S3 are respectively provided at three positions every 120 ° on the lower surface of the center frame 2 of the unmanned small aircraft. It is mounted facing outward. The mounting locations of the three distance sensors S1, S2, S3 are not limited to the lower surface of the center frame 2, and may be mounted on the side surface of the center frame 2 and the upper surface of the center frame 2. When the three distance sensors S1, S2 and S3 are oriented in this direction, the distance between the unmanned small aircraft 1A and the wall surface 120 can be accurately measured regardless of the direction in which the unmanned small aircraft 1A changes in the horizontal rotation direction. Yes.

1台のカメラと、3個の距離センサS1,S2,S3を搭載した無人小型飛行体1Aの煙突100内における飛行は、図3(c)の飛行経路展開図に示すように、煙突内部の上端近くまで上昇をさせた後、そのまま下降させ、次及びそれ以降の上昇を終えた後は、無人小型飛行体1Aの横方向の向きを変更させる飛行経路になる。
この飛行経路を採ると、煙突内部空間の全ての壁面をカメラ撮影することができる。無人小型飛行体1Aの横方向の向きは、次の上昇をさせた後で行ってもよく、無人小型飛行体1Aの降下を終えた後で行ってもよい。
カメラ撮影は、無人小型飛行体1Aの上昇の過程で行うようにしてもよい。また、上昇と下降の双方の過程で行うようにしてもよい。
The flight in the chimney 100 of the unmanned small air vehicle 1A equipped with one camera and the three distance sensors S1, S2, S3 is as shown in the flight path development view of FIG. After raising to near the upper end, it is lowered as it is, and after finishing the next and subsequent rises, it becomes a flight path for changing the lateral direction of the unmanned small air vehicle 1A.
If this flight path is taken, all the wall surfaces of the chimney internal space can be photographed with a camera. The lateral direction of the unmanned small aircraft 1A may be performed after the next ascent or after the descent of the unmanned small aircraft 1A is completed.
The camera photographing may be performed in the process of ascending the unmanned small aircraft 1A. Moreover, you may make it carry out in the process of ascending and descending.

図4に示すブロック図によると、無線操縦端末器10から無線で送られてくる飛行制御信号は、データ送受信部39からモデム37に伝えられ、更に各種スイッチ及びセンサ類、カメラ6等を制御するスイッチ機構34からサーボ制御部35を経てマルチコプタ本体各部36を駆動させる。ここにいう本体各部にはプロペラを回転させるモータ、照明も含まれる。According to the block diagram shown in FIG. 4, the flight control signal transmitted from the radio control terminal 10 by radio is transmitted from the data transmitting / receiving unit 39 to the modem 37, and further controls various switches and sensors, the camera 6 and the like. Each part 36 of the multicopter main body is driven from the switch mechanism 34 via the servo controller 35. Each part of the main body here includes a motor for rotating the propeller and illumination.

距離センサS1,S2,S3は信号処理部30に信号接続されており、距離センサS1,S2,S3により計測された計測データは、データ送受信部39に至る。そして、無線信号で無線操縦端末器10に送られる。小型のマルチコプタを用いた煙突、焼却炉等の前記内部空間の壁面状況のカメラ撮影においては、前記マルチコプタを前記内部空間の上端近くまで上昇させた後の下降飛行させる過程で前記壁面状況を撮影し、
該マルチコプタが地上近くまで達すると、再び上昇させ、
横方向の向きを変えた状態で再び行われる下降飛行させる過程で前記壁面状況を撮影し、
これを繰り返して前記壁面を水平360°の範囲で撮影する、請求項3に記載の内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法カメラ6が撮影した撮像は、画像処理部32において2次元又は3次元にマッピングされて、撮像送信部33から無線信号で無線操縦端末器10に送られる。
The distance sensors S1, S2, and S3 are connected to the signal processing unit 30. The measurement data measured by the distance sensors S1, S2, and S3 reaches the data transmitting / receiving unit 39. And it is sent to the radio control terminal 10 by a radio signal. When photographing a wall surface situation of the internal space such as a chimney or an incinerator using a small multicopter, the wall surface state is photographed in the process of descending flight after raising the multicopter to near the upper end of the internal space. ,
When the multicopter reaches near the ground, it rises again,
Shoot the wall surface in the process of descending flight that is performed again with the direction of the horizontal direction changed,
The internal space state and the wall surface inspection method according to claim 3, wherein the image of the wall surface is imaged in a range of 360 ° horizontally by repeating this. The image is mapped to a dimension and transmitted from the imaging transmission unit 33 to the wireless control terminal 10 as a wireless signal.

レーザ距離センサ40で計測された飛行高さの計測データは、アンプ41を通じて無線操縦端末器10に送られる。  The flight height measurement data measured by the laser distance sensor 40 is sent to the radio control terminal 10 through the amplifier 41.

そして、カメラ撮影した撮像と、上記各計測データとが、ディスプレイ表示される。  Then, the image picked up by the camera and each measurement data are displayed on the display.

[第2実施形態のマルチコプタ1B]
図5は、第2実施形態のマルチコプタ1Bを示している。第2実施形態のマルチコプタ1Bは、センターフレーム2の上面中央に、360°の視野角があるパノラマビューカメラ7が搭載されている。これ以外の形態は、図1(a)に示す第1実施形態の無人小型飛行体1Aと同じであるため、同一符号を付すに留める。
[Multicopter 1B of Second Embodiment]
FIG. 5 shows a multicopter 1B of the second embodiment. In the multicopter 1B of the second embodiment, a panoramic view camera 7 having a viewing angle of 360 ° is mounted at the center of the upper surface of the center frame 2. Since forms other than this are the same as the unmanned small air vehicle 1A of the first embodiment shown in FIG. 1A, the same reference numerals are used.

[煙突100内におけるマルチコプタ1Aの飛行制御とカメラ撮影]
図6に示すように、第2実施形態の無人小型飛行体1Bは、ドーム型の360°パノラマビューカメラ7を搭載しているため、上昇の後の1回の降下で全ての壁面110がカメラ撮影できる利点がある。
[Fly Control and Camera Shooting of Multicopter 1A in Chimney 100]
As shown in FIG. 6, the unmanned small air vehicle 1B of the second embodiment is equipped with a dome-shaped 360 ° panoramic view camera 7, so that all the wall surfaces 110 are cameras in one descent after ascending. There is an advantage that can be taken.

図7に示すブロック図においては、飛行用のカメラ6と、360°パノラマビューカメラ7の双方がマッピング用の画像処理部32に信号接続されているが、煙突の点検用に限定した場合には、飛行用のカメラ6と360°パノラマビューカメラ7とは、別経路の無線送受信となっており、360°パノラマビューカメラ7は、マッピング用の画像処理部32から無線送信部33に信号接続されて、パソコンに撮像が送信される。図示していないが、カメラ6にもマッピング用の別の画像処理部を信号接続させてもよい。  In the block diagram shown in FIG. 7, both the flight camera 6 and the 360 ° panoramic view camera 7 are signal-connected to the image processing unit 32 for mapping. The flight camera 6 and the 360 ° panoramic view camera 7 are wirelessly transmitted / received in different paths, and the 360 ° panoramic view camera 7 is signal-connected from the mapping image processing unit 32 to the wireless transmission unit 33. The image is sent to the personal computer. Although not shown, another image processing unit for mapping may be signal-connected to the camera 6.

図8(a)及び(b)に示すように、360°パノラマビューカメラ7を搭載した無人小型飛行体1Bは、カメラ撮影する視野角が上方まで及ぶため、トンネル200の内部空間210における状況、壁面の点検に各段の有用性と効果がある。  As shown in FIGS. 8A and 8B, the unmanned small air vehicle 1B equipped with the 360 ° panoramic view camera 7 has a viewing angle extending upward, so the situation in the internal space 210 of the tunnel 200, There are usefulness and effect of each stage for wall inspection.

図示していないが、上述した各実施形態において、無人小型飛行体の飛行高さが所定高さを超えたとき、無人小型飛行体と壁面との間隔が所定距離を超えたときに、無線操縦端末器又は前述したスマートフォン或いはパソコンから信号音が発するようにしてもよい。  Although not shown in the drawings, in each of the above-described embodiments, when the flight height of the unmanned small vehicle exceeds a predetermined height, or when the distance between the unmanned small vehicle and the wall exceeds a predetermined distance, You may make it emit a signal sound from a terminal device, the smart phone mentioned above, or a personal computer.

また、無線操縦端末器側のディスプレイに代えて、或いはこのディスプレイと併用して、無線操縦者が着用するゴーグル型ディスプレイによる撮像表示と位置情報の表示が行えるようにしてもよい。  Further, instead of the display on the radio control terminal side or in combination with this display, it may be possible to perform imaging display and position information display by a goggle type display worn by the radio operator.

本発明に係る無人小型飛行体の飛行制御方法と、内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法は、建築構造物等の各種点検をする分野において利用される。  The flight control method for an unmanned small vehicle according to the present invention, the state of the internal space, and the inspection method of the wall surface state thereof are used in the field of various inspections of building structures and the like.

1A (第1実施形態の)マルチコプタ(無人小型飛行体)
1B (第2実施形態の)マルチコプタ(無人小型飛行体)
5 プロペラ
6 カメラ
7 360°パノラマビューカメラ
8 支持アーム
9 ガード枠材
10 無線操縦端末器(コントローラ)
20 スマートフォン
21 ディスプレイ
40 レーザ距離センサ
100 煙突
110 内部空間
120 壁面
S1,S2,S3 距離センサ
1A (first embodiment) multicopter (unmanned small flying vehicle)
1B Multicopter (Unmanned Small Aircraft)
5 Propeller 6 Camera 7 360 ° panoramic view camera 8 Support arm 9 Guard frame material 10 Wireless control terminal (controller)
20 Smartphone 21 Display 40 Laser distance sensor 100 Chimney 110 Internal space 120 Wall surface S1, S2, S3 Distance sensor

Claims (7)

煙突、焼却炉、大径管路、トンネル、坑道、地下道、地下鉄駅構内、地下街、地下施設、大型ドーム施設、一部の建物内、等のGPS電波が捕捉されない内部空間に、カメラを搭載した無人小型飛行体を前記内部空間の地面上に居る操縦者が操作する無線操縦端末器による無線信号によって遠隔操縦飛行させ、
前記無人小型飛行体の前方は、該無人小型飛行体に搭載した照明下にあり、
この飛行中に、前記カメラによって前記無人小型飛行体の前方視界が撮影され、
また、この飛行中に、飛行高さ計測手段による前記無人小型飛行体の飛行高さの計測と、前記無人小型飛行体に搭載した複数個の距離計測センサによる前記無人小型飛行体と前記内側空間の横複数方向の壁面との間隔の計測と、がされ、
前記カメラが撮影した撮像と、前記各計測による計測データは、無線によって前記無線操縦端末器に送信されて、該無線操縦端末器のディスプレイ及び/又は該無線操縦端末器に通信接続されたディスプレイに表示され、
前記無人小型飛行体の遠隔操縦者は、前記撮像と前記各計測データが表示された前記2つのディスプレイの何れか及び/又は無人小型飛行体を見て、無人小型飛行体の飛行高さの確認と、前記壁面に接触させない横方向の位置確認をしながら、前記無人小型飛行体を安全に前記内部空間の所望の位置まで飛行させる制御をする、無人小型飛行体の飛行制御方法。
Cameras are installed in internal spaces where GPS signals are not captured, such as chimneys, incinerators, large-diameter pipes, tunnels, tunnels, underground passages, subway stations, underground malls, underground facilities, large dome facilities, and some buildings. Remotely maneuvering an unmanned small vehicle by a radio signal by a radio control terminal operated by a pilot who is on the ground of the internal space;
The front of the unmanned small vehicle is under illumination mounted on the unmanned small vehicle,
During this flight, a front view of the unmanned small aircraft is photographed by the camera,
Further, during the flight, the flight height of the unmanned small vehicle is measured by a flight height measurement means, and the unmanned small vehicle and the inner space are measured by a plurality of distance measurement sensors mounted on the unmanned small vehicle. The measurement of the distance from the wall surface in multiple horizontal directions is,
The image taken by the camera and the measurement data obtained by each measurement are wirelessly transmitted to the radio control terminal and displayed on the display of the radio control terminal and / or the display connected to the radio control terminal. Displayed,
The remote pilot of the unmanned small flying vehicle confirms the flight height of the unmanned small flying vehicle by looking at one of the two displays and / or the unmanned small flying vehicle on which the imaging and the measurement data are displayed. And a flight control method for the unmanned small vehicle, wherein the unmanned small vehicle is controlled to safely fly to a desired position in the internal space while confirming a lateral position that does not contact the wall surface.
前記無人小型飛行体は、複数のプロペラを備えた小型のマルチコプタであり、
該マルチコプタの飛行において、前記各プロペラを横方向から囲む位置に設けたリング形状のガード枠材によって、前記各プロペラが前記壁面に接触するのが防止される、請求項1に記載の無人小型飛行体の飛行制御方法。
The unmanned small aircraft is a small multicopter equipped with a plurality of propellers,
2. The unmanned small-sized flight according to claim 1, wherein the propeller is prevented from coming into contact with the wall surface by a ring-shaped guard frame member provided at a position surrounding the propellers from a lateral direction in the flight of the multicopter. Body flight control method.
請求項1又は2に記載の無人小型飛行体の飛行制御方法によって該無人小型飛行体を前記内部空間に飛行させ、
この飛行中に、前記カメラが撮影した前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮像は、順次2D又は3Dにマッピングされ、
このマッピングによって仮想的の区切られた各撮像に位置識別情報が自動付与されて、該カメラが備えるRAM媒体、又は前記無人小型飛行体側に接続したRAM媒体に記憶され、或いは、無線を通じて前記無線操縦端末器に送信され、
無人小型飛行体の遠隔操縦者は、前記無線操縦端末器のディスプレイ又はパソコンのディスプレイに表示された前記内部空間の状況及びその壁面状況を見て、該内部空間の状況及びその壁面状況を点検する、内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法。
The unmanned small flying object is caused to fly into the internal space by the flight control method of the unmanned small flying object according to claim 1 or 2,
During this flight, the image of the situation of the internal space and the wall condition taken by the camera are sequentially mapped to 2D or 3D,
By this mapping, position identification information is automatically given to each virtually divided imaging and stored in a RAM medium provided in the camera or a RAM medium connected to the unmanned small air vehicle side, or the wireless control is performed wirelessly. Sent to the terminal,
The remote pilot of the unmanned small vehicle looks at the state of the internal space and the wall surface state displayed on the display of the wireless control terminal or the display of the personal computer, and checks the state of the internal space and the wall surface state. , Inspection method of internal space and its wall surface.
小型のマルチコプタを用いた煙突、焼却炉等の前記内部空間の壁面状況のカメラ撮影においては、前記マルチコプタを前記内部空間の上端近くまで上昇させた後の下降飛行させる過程で前記壁面状況を撮影し、
該マルチコプタが地上近くまで達すると、再び上昇させ、
横方向の向きを変えた状態で再び行われる下降飛行させる過程で前記壁面状況を撮影し、
これを繰り返して前記壁面を水平360°の範囲で撮影する、請求項3に記載の内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法。
When photographing a wall surface situation of the internal space such as a chimney or an incinerator using a small multicopter, the wall surface state is photographed in the process of descending flight after raising the multicopter to near the upper end of the internal space. ,
When the multicopter reaches near the ground, it rises again,
Shoot the wall surface in the process of descending flight that is performed again with the direction of the horizontal direction changed,
4. The method of inspecting the state of the internal space and the wall surface state according to claim 3, wherein the wall surface is imaged in a range of 360 ° horizontally by repeating this.
前記カメラは、水平方向の視野角が360°のパノラマビューカメラが用いられ、
小型のマルチコプタを用いた煙突、焼却炉等の前記内部空間の壁面状況の撮影においては、前記マルチコプタを前記内部空間の上端近くまで上昇させた後の下降飛行させる過程で前記壁面状況を水平360°の範囲で順次撮影する、請求項3に記載の内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法。
The camera is a panoramic view camera with a horizontal viewing angle of 360 °,
When photographing the wall surface situation of the internal space such as a chimney or an incinerator using a small multicopter, the wall surface state is horizontally 360 ° in the process of descending flight after raising the multicopter to near the upper end of the internal space. The method for inspecting the state of the internal space and the wall surface state thereof according to claim 3, wherein images are sequentially photographed within a range.
前記カメラは、前記無人小型飛行体に標準装備された飛行用カメラと、前記壁面状況を撮影して点検するために前記無人小型飛行体に搭載した、前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮影のための点検用カメラとからなり、
該点検用カメラで撮影された撮像が2次元マッピング又は3Dマッピングされ、
無人小型飛行体の遠隔操縦者は、前記無線操縦端末器のディスプレイ又はパソコンのディスプレイにマッピング表示された前記内部空間の状況及びその壁面状況の撮像を見て、該壁面の状況を点検する、請求項3に記載の内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法。
The camera is a flight camera provided as a standard on the unmanned small vehicle, and the internal space and its wall surface are mounted on the unmanned small vehicle for photographing and checking the wall surface. And consists of an inspection camera for
The image captured by the inspection camera is two-dimensionally mapped or three-dimensionally mapped,
The remote pilot of the unmanned small air vehicle checks the state of the wall surface by looking at the image of the state of the internal space and the wall surface state mapped on the display of the wireless control terminal or the display of the personal computer. The inspection method of the condition of the interior space of Claim 3, and its wall surface condition.
前記点検用カメラは、水平方向の視野角が360°のパノラマビューカメラが用いられる、請求項6に記載の内部空間の状況及びその壁面状況の点検方法。  The method for inspecting the state of the internal space and its wall surface state according to claim 6, wherein the inspection camera is a panoramic view camera having a horizontal viewing angle of 360 °.
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