JP2005265699A - 無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送電線への接近樹木の点検などを自動的に行うことができる無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法を提供する。
【解決手段】自律飛行しつつ送電線の点検箇所まで飛行するための飛行制御系および点検箇所の画像並びに距離測定データを含む各種情報を収集するための情報収集系を備える無人ヘリコプターと、無人ヘリコプターの飛行を制御するとともに無人ヘリコプターからの各種情報を収集して処理する飛行制御・情報収集系を備える管制センターと、無人ヘリコプターの情報収集系により収集された点検箇所の画像および距離測定データから３次元画像を作成し、作成した３次元画像を処理し、処理された３次元画像に基づいて点検箇所の送電線に異常があるか否かを点検する接近樹木等点検手段１００と、接近樹木等点検手段１００における点検に使用される各種データが記憶された記憶装置とを具備する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法に関し、特に、架空送電線への接近樹木の点検，敷地の点検，線下地状況の点検および鉄塔の点検などを無人飛行体を用いて行うための無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法に関するものである。

従来、架空送電線（以下、「送電線」という。）の点検は、巡視員が有人ヘリコプターに同乗して送電線に沿って飛行して双眼鏡で送電線を見ながら異常個所の有無を確認していた。しかしながら、双眼鏡を持っての点検は、巡視員（特に、乗り物に苦手な人）の負担となっており、また、異常個所を見過ごすおそれがあった。
そこで、有人ヘリコプターから送電線の画像撮影（ハイビジョン撮影など）を行って、撮影した画像を巡視員が見て送電線の素線切れやアーク痕の有無の点検，接近樹木離隔測定および碍子のひび割れ点検などをすることもなされている。

しかしながら、有人ヘリコプターを使用した送電線の点検は、その費用が高いという問題のほかに、急に点検が必要になった場合に簡易かつ迅速に対応することができないという問題がある。
また、画像撮影による送電線の点検作業も、最終的な異常個所の発見は巡視員が画像を見ながら行っているため、迅速かつ正確な点検が行えないという問題がある。

なお、無人ヘリコプターを使用して送電線やダム湖の取水口などの保守および監視を行う方法に関する技術として、たとえば以下に示す２つの特許文献に開示されているものがある。
特開２００３−１２７９９４号公報 特開２００３−１２７９９７号公報

上記特許文献１（特開２００３−１２７９９４号公報）は、ラジコンヘリコプターおよび地上局にＧＰＳ信号受信装置および衛星通信装置を設けることによりラジコンヘリコプターを地形の影響を受けることなく無視界操縦を可能にするとともに、鉄塔や送電線などの障害物の座標をあらかじめ飛行ルートと共に入力しておいてラジコンヘリコプターが障害物に接近しすぎると自動的に回避させることにより障害物への衝突事故を防止することを開示する。
上記特許文献２（特開２００３−１２７９９７号公報）は、ラジコンヘリコプターおよび地上局にＧＰＳ信号受信装置および衛星通信装置を設けることによりラジコンヘリコプターを地形の影響を受けることなく無視界操縦を可能にするとともに、鉄塔や送電線などの障害物の座標をあらかじめ入力しておいてラジコンヘリコプターが障害物に接近しすぎると警報を発生させたり自動操縦により回避させたりすることにより障害物への衝突事故を防止することを開示する。

本発明の目的は、送電線への接近樹木の点検，敷地の点検，線下地状況の点検および鉄塔の点検などを自動的に行うことができる無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法を提供することにある。

本発明の無人飛行体を用いた送電線点検装置は、自律飛行しつつ送電線（９１）の点検箇所まで飛行するための飛行制御系（２０）および前記点検箇所の画像並びに距離測定データを含む各種情報を収集するための情報収集系（３０）を備える無人飛行体（１０）と、該無人飛行体（１０）の飛行を制御するとともに該無人飛行体（１０）からの前記各種情報を収集して処理する飛行制御・情報収集系（６０）を備える管制センター（５０）と、前記無人飛行体（１０）の前記情報収集系（３０）により収集された前記点検箇所の画像および前記距離測定データから３次元画像を作成し、該作成した３次元画像を処理し、該処理された３次元画像に基づいて前記点検箇所の送電線（９１）に異常があるか否かを点検する点検手段（１００）と、該点検手段（１００）における点検に使用される各種データが記憶された記憶装置（８１）とを具備する。
ここで、前記無人飛行体（１０）の前記情報収集系（３０）が、２台のカメラからなる情報収集用カメラ（１４）と距離センサー（１５）とを備えてもよい。

前記点検手段（１００）が、前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所付近の樹木の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて樹木３次元画像を作成する３次元画像作成手段（１０１）と、該３次元画像作成手段（１０１）により作成された前記樹木３次元画像に、前記記憶装置（８１）に記憶されている鉄塔装柱データおよび電線データを挿入して、前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を測定するための３次元合成画像を作成する３次元画像処理手段（１０２）と、該３次元画像処理手段（１０２）により作成された前記３次元合成画像に基づいて前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を計算して、該計算した離隔距離が所定の基準を満たすか否かを調べるとともに、前記計算した離隔距離が前記所定の基準を満たさない範囲を前記点検箇所の地図データに挿入して接近樹木点検結果画像を作成する判定手段（１０３）と、該判定手段（１０３）により作成された前記接近樹木点検結果画像を表示装置（５６）に表示する判定結果通知手段（１０４）とを備えてもよい。
前記判定手段（１０３）が、前記接近樹木点検結果画像の任意の縦断が切り取られると、該縦断に沿った前記縦断画像を作成し、前記判定結果通知手段（１０４）が、前記作成された縦断画像を前記表示装置（５６）に表示し、前記判定手段（１０３）が、前記表示された縦断画像の任意の電線が指定されると、該指定された電線と該電線に最も近い樹木との間の距離を計算し、該計算された距離を前記縦断画像に挿入し、前記判定結果通知手段（１０４）が、前記距離が挿入された縦断画像を前記表示装置（５６）に表示してもよい。

前記点検手段（１００）が、前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）の敷地の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて敷地３次元画像を作成する３次元画像作成手段（１０１）と、該３次元画像作成手段（１０１）により作成された前記敷地３次元画像に基づいて敷地図および縦断図を作成する３次元画像処理手段（１０２）と、該３次元画像処理手段（１０２）により作成された前記敷地図および前記縦断図と前記記憶装置（８１）に記憶されている過去の敷地図データおよび縦断図データとを比較して、前記敷地における土砂の流出および流入を検出するとともに、前記敷地図および前記縦断図と前記敷地図データおよび前記縦断図データとをそれぞれ合成した敷地図および縦断図を作成する判定手段（１０３）と、該判定手段（１０３）による土砂の流出および流入の検出結果と、前記判定手段により合成された敷地図および縦断図を表示装置（５６）に表示する判定結果通知手段（１０４）とを備えてもよい。
前記判定手段（１０３）が、前記表示装置（５６）に表示された敷地図および縦断図に記入された基礎コンクリートが指定されると、該指定された基礎コンクリートの天端と地面との間の距離を計算するとともに、該基礎コンクリートにクラックが発生しているか否かを調べ、前記判定結果通知手段（１０４）が、前記計算された距離および前記クラックの発生の有無の結果を前記表示装置（５６）に表示してもよい。

前記点検手段（１００）が、前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）下の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて線下地３次元画像を作成する３次元画像作成手段（１０１）と、該３次元画像作成手段（１０１）により作成された前記線下地３次元画像と前記記憶装置（８１）に記憶されている過去の線下地３次元画像データとを比較して該２つの線下地３次元画像の差分データを得る３次元画像処理手段（１０２）と、該３次元画像処理手段（１０２）により得られた前記差分データに基づいて前記送電線（９１）下の状況の変化に有無を判定する判定手段（１０３）と、該判定手段（１０３）による判定結果を表示装置（５６）に表示する判定結果通知手段（１０４）とを備えてもよい。
前記管制センター（５０）の前記飛行制御・情報収集系（６０）が有するホストコンピュータ（５３）が、前記点検手段（１００）と前記記憶装置（８１）とを備えてもよい。
前記無人飛行体（１０）の前記飛行制御系（２０）が有するコンピュータ（２１）が、前記点検手段（１００）と前記記憶装置（８１）とを備えてもよい。

本発明の無人飛行体を用いた送電線点検方法は、管制センター（５０）による制御により無人飛行体（１０）を自律飛行させて送電線（９１）の点検箇所まで飛行させ、前記無人飛行体（１０）に搭載されかつ２台のカメラおよび距離センサー（１５）を含む情報収集系（３０）を用いて前記点検箇所の画像および距離測定データを含む各種情報を収集し、該収集された画像および距離測定データから３次元画像を作成し、該作成された３次元画像を処理し、該処理された３次元画像に基づいて前記点検箇所の送電線（９１）に異常があるか否かを点検することを特徴とする。
ここで、前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所付近の樹木の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて樹木３次元画像を作成し、該作成された樹木３次元画像に鉄塔装柱データおよび電線データを挿入して、前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を測定するための３次元合成画像を作成し、該作成された３次元合成画像に基づいて前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を計算して、該計算された離隔距離が所定の基準を満たすか否かを調べるとともに、前記計算した離隔距離が前記所定の基準を満たさない範囲を前記点検箇所の地図データに挿入して接近樹木点検結果画像を作成し、該作成された前記接近樹木点検結果画像を表示してもよい。

前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）の敷地の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて敷地３次元画像を作成し、該作成された敷地３次元画像に基づいて敷地図および縦断図を作成し、該作成された敷地図および縦断図と過去の敷地図データおよび縦断図データとを比較して、前記敷地における土砂の流出および流入を検出するとともに、前記敷地図および前記縦断図と前記敷地図データおよび前記縦断図データとをそれぞれ合成した敷地図および縦断図を作成し、該検出された土砂の流出および流入の結果と前記合成された敷地図および縦断図とを表示してもよい。
前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）下の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて線下地３次元画像を作成し、該作成された線下地３次元画像と過去の線下地３次元画像データとを比較して該２つの線下地３次元画像の差分データを得、該得られた差分データに基づいて前記送電線（９１）下の状況の変化に有無を判定し、該判定の結果を表示装置（５６）に表示してもよい。

本発明の無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法は、以下に示すような効果を奏する。
（１）無人飛行体を使用して送電線の点検を行うことにより、費用を安くすることができるとともに、急に点検が必要になった場合でも簡易かつ迅速に対応することができる。
（２）無人飛行体に搭載した２台のカメラおよび距離センサーを用いて撮像した３次元画像を処理して送電線への接近樹木の点検，敷地の点検，線下地状況の点検および鉄塔の点検などを行うことにより、迅速かつ正確な点検を行うことができる。

送電線への接近樹木の点検，敷地の点検，線下地状況の点検および鉄塔の点検などを自動的に行うという目的を、無人飛行体を点検箇所まで飛行させるとともに無人飛行体から２台のカメラおよび距離センサーを用い収集した画像および距離測定データから３次元画像を作成し、この３次元画像を処理して、この処理の結果に基づいて接近樹木の点検，敷地の点検および線下地状況の点検などを行うことにより実現した。

以下、本発明の無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例による無人飛行体を用いた送電線点検システムの概略全体構成を示す図である。
本実施例による送電線点検システム１は、図１に示すように、無人飛行体としてのラジオコントロールヘリコプター１０（以下、「ラジコンヘリ１０」と称する。）と、ラジコンヘリ１０の飛行などを制御および管理するとともにラジコンヘリ１０からの映像情報などを用いて送電線の点検を行うホストコンピュータ５３を備える管制センター５０とから構成される。
ここで、ラジコンヘリ１０は、図２に示すように、管制センター５０との無線通信により各種情報を送受する通信アンテナ１１と、ラジコンヘリ１０の位置を検出するためにＧＰＳ（Global Positioning System）人工衛星１００（図１参照）からの信号を受信するＧＰＳアンテナ１２と、周囲の状況を監視するために前方および左右側方の３方向を撮影する３式の周囲監視カメラ１３と、所望の点検対象を撮影する情報収集用カメラ１４と、所望の点検対象との距離を測定する距離センサー１５と、情報収集用カメラ１４および距離センサー１５を収納する収納ケース１６ａを水平方向および垂直方向の２軸で回転させて情報収集用カメラ１４および距離センサー１５を向ける方向を操作する方向操作装置１６と、収納ケース１６ａの下部に固設されて環境測定をする観測センサー１７と、緊急時に起動してパラシュートを拡開させることによりラジコンヘリ１０本体の降下速度を緩和するパラシュート装置（安全装置）１８と、ラジコンヘリ１０本体とともに通信アンテナ１１，ＧＰＳアンテナ１２，監視用カメラ１３，情報収集用カメラ１４，距離センサー１５，方向操作装置１６，観測センサー１７およびパラシュート装置１８を統括制御するコンピュータ２１（図３参照）などが収納された制御ボックス１９とを備える。

ラジコンヘリ１０はまた、図３に示すように、飛行制御系２０として、コンピュータ２１と、コンピュータ２１に接続されたＧＰＳ部２６，距離センサー１５，制御用センサー２７，赤外センサー２８およびスイッチ機構２４（以下、「ＳＷ／Ｍｉｘｅｒ部２４」と称する。）と、ＳＷ／Ｍｉｘｅｒ部２４に接続されたモデム２３およびサーボ制御部２５と、モデム２３に接続されたデータ送受信機２２と、周囲監視カメラ１３と、周囲監視カメラ１３に接続された画像送信機２９とを備えて、自律飛行しつつ所望の位置まで自動飛行することができるようになっている。
なお、ＳＷ／Ｍｉｘｅｒ部２４は、管制センター５０からデータ送受信機２２およびモデム２３を介して送信されてくる制御情報に応じてラジコンヘリ１０本体の自動飛行，半自動飛行または手動飛行と飛行制御の切替を行うとともに、階層的安全制御における制御レベルを切り替えるためのものである。また、サーボ制御部２５は、ＳＷ／Ｍｉｘｅｒ部２４の切替に応じたデータ送受信機２２およびモデム２３を介する管制センター５０からの制御信号またはコンピュータ２１からの制御信号に基づいてラジコンヘリ１０本体各部１０’を機能させるサーボモータの駆動を制御する。

ラジコンヘリ１０はまた、図４に示すように、情報収集系３０として、情報収集用カメラ１４と、情報収集用カメラ１４で撮影した画像を録画するためのＶＴＲ（Video Tape Recorder）３１と、有毒ガスなどの濃度センサーなどのラジコンヘリ１０の周囲における環境測定をするための観測センサー１７と、ＶＴＲ３１への録画・録音と並行して情報収集用カメラ１４からの撮影画像などを符号化および圧縮化するための高圧縮・並行処理部３２と、高圧縮・並行処理部３２で圧縮された撮影画像および観測センサー１７による測定データを管制センター５０に送信するための画像送信機２９と、データ送受信機２２を介して管制センター５０から受信した制御信号などに基づいて方向操作装置１６を動作させるサーボモータの駆動を制御するためのサーボ制御部３６とを備える。
なお、情報収集用カメラ１４は、通常の撮影カメラに限らず、所望の画像を撮影する場合には高倍率，広角または魚眼レンズなどの特殊なレンズを取り付けた可視カメラでもよく、温度差などの熱解析を行いたい場合やコロナ放電などを観察したい場合には赤外線カメラや紫外線カメラでもよい。また、画像送信機２９は、観測センサー１７による測定データを送信する際には、高圧縮・並行処理部３２からの撮影画像に重畳してまたは時分割して両者を同時に送信することができるようになっている。

管制センター５０は、図５に示すように、飛行制御・情報収集系６０として、ホストコンピュータ５３と、ホストコンピュータ５３に接続された操作パネル６５と、ホストコンピュータ５３に接続された情報モニター５４と、ホストコンピュータ５３および情報モニター５４に接続されたナビゲーションシステム６３（目的地設定手段、障害物設定手段および経路決定手段を構成する。）と、通信アンテナ５１（図１参照）を介してラジコンヘリ１０との間で各種情報を送受するデータ送受信機６１と、データ送受信機６１とホストコンピュータ５３との間に接続されたモデム６２と、ラジコンヘリ１０から同時に送られてくる周囲監視カメラ１３の監視映像情報および情報収集用カメラ１４の映像情報をパラボラアンテナ５２（図１参照）を介して受信して復号化・伸長させる画像受信機６４と、画像受信機６４から入力される周囲監視カメラ１３の監視映像を表示する安全監視モニター５５と、画像受信機６４およびホストコンピュータ５３に接続された収集映像モニター５６と、ホストコンピュータ５３との間に接続された記憶装置８１とを備える。
ここで、収集映像モニター５６は、情報収集用カメラ１４の情報収集映像や観測センサー１７の測定データをホストコンピュータ５３に受け渡して、ホストコンピュータ５３からその映像などを分析した結果の注目箇所などの分析映像が返送されてきたときには情報収集映像と重畳させて表示する。
モデム６２は、ホストコンピュータ５３が処理する各種情報をデータ送受信機６１とのやり取り可能にＡ／Ｄ変換またはＤ／Ａ変換する。
記憶装置８１には、後述する接近樹木点検動作において使用する鉄塔装柱データ，電線データおよび地権者情報と、後述する敷地点検動作において使用する敷地図データおよび縦断図データと、後述する線下地状況点検動作において使用する線下地３次元画像データとが格納されている。

ホストコンピュータ５３は、図６に示すように、接近樹木等点検手段１００として、３次元画像作成手段１０１と、３次元画像処理手段１０２と、判定手段１０３と、判定結果通知手段１０４とを備える。なお、接近樹木等点検手段１００はソフトウエアで構成してもよいしハードウエアで構成してもよい。

（接近樹木点検動作）
次に、送電線に樹木が接近していないか否かを点検するときの送電線点検システム１の動作（接近樹木点検動作）について、図７を参照して説明する。
ナビゲーションシステム６３などを用いて予め設定されている制御プログラムに基づいてラジコンヘリ１０の完全自動を指示する制御信号を管制センター５０からラジコンヘリ１０に送信してラジコンヘリ１０の飛行制御系２０を動作させることにより、接近樹木の点検箇所までラジコンヘリ１０を送電線に沿って自動飛行させる。このとき、たとえば赤外センサー２８で障害物を検知し、距離センサー１５およびコンピュータ２１で飛行方向を修正しながらラジコンヘリ１０を自動飛行させる。
接近樹木点検動作を行う場合には、情報収集用カメラ１４として２台の小型カメラを使用するとともに、距離センサー１５としてレーザー距離計を使用する。点検箇所において２台の小型カメラを用いてその付近の樹木を撮影する。ホストコンピュータ５３は、３次元画像作成手段１０１を用いて、ラジコンヘリ１０から送られてくる２台の小型カメラの撮影画像とレーザー距離計の距離測定データとに基づいて３次元画像（以下、「樹木３次元画像」と称する。）を作成したのち、作成した樹木３次元画像を収集映像モニター５６に表示させる（図７（ａ）参照）。

その後、ホストコンピュータ５３は、３次元画像処理手段１０２を用いて、記憶装置８１に予め格納されている鉄塔装柱データおよび電線データを読み出して、読み出した鉄塔装柱データおよび電線データを樹木３次元画像に挿入することにより（図７（ｂ）参照）、送電線と樹木との離隔距離を測定するための３次元合成画像を作成する。続いて、ホストコンピュータ５３は、作成した３次元合成画像を収集映像モニター５６に表示させる（図７（ｃ）参照）。
その後、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて、３次元合成画像から送電線と樹木との間の離隔距離を計算して、離隔距離の電技基準（たとえば、１１０ｋＶの架空送電線について２．６ｍ）を満たさない箇所（以下、「電技危険範囲」と称する。）および電力会社が独自に定めている離隔設計指針に基づく基準（たとえば、１１０ｋＶの架空送電線について径間中央５．５ｍ以下、３／４Ｓ ５．５ｍ以下、２／４Ｓ ５．０ｍ以下、１／４Ｓ ４．５ｍ以下）を満たさない箇所（以下、「指針危険範囲」と称する。）があるか否かを調べる（図７（ｄ）参照）。続いて、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて、接近樹木点検用データベースに予め登録されているこの点検箇所の地図データを読み出して、この読み出した地図データに電技危険範囲および指針危険範囲を挿入することにより、接近樹木点検結果画像を作成する。続いて、ホストコンピュータ５３は、判定結果通知手段１０４を用いて、作成した接近樹木点検結果画像を収集映像モニター５６に表示させる（図７（ｅ）参照）。なお、伐採用に調査済みの地権者情報（地権者連絡先および土地所有範囲）を記憶装置８１に予め格納しておくことにより、接近樹木点検結果画像に地権者データを含ませてもよい。

巡視員は、収集映像モニター５６に表示された接近樹木点検結果画像の任意の縦断を切り取ることにより、この縦断面に沿った送電線および樹木を収集映像モニター５６に表示させることができる。たとえば、図７（ｅ）に示したＡ−Ａ線に沿った縦断を巡視員が切り取ると、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて、図７（ｆ）に示すように、この縦断に沿った送電線および樹木の画像（以下、「縦断画像」と称する。）を作成して、作成された縦断画像を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させる。また、巡視員が収集映像モニター５６に表示された縦断画像の任意の電線をクリックすると、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて、このクリックされた電線とこの電線に一番近い樹木との間の距離を計算して、計算された距離を縦断画像に挿入したのち、この縦断画像を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させる。
以上により、巡視員は、収集映像モニター５６に表示された縦断画像に基づいて送電線に樹木が接近していないか否かを点検することができる。

（敷地点検動作）
次に、送電線の敷地において基礎コンクリートの埋没や沈下，基礎コンクリートのクラックおよび敷地内における土砂の流出や流入が発生していないか否かを点検するときの送電線点検システム１の動作（敷地点検動作）について、図８を参照して説明する。
敷地点検動作を行う場合には、上述した接近樹木点検動作を行う場合と同様に、情報収集用カメラ１４として２台の小型カメラを使用するとともに、距離センサー１５としてレーザー距離計を使用する。点検箇所において２台の小型カメラとレーザー距離計とを用いて送電線の敷地を撮影する。ホストコンピュータ５３は、３次元画像作成手段１０１を用いて、ラジコンヘリ１０から送られてくる２台の小型カメラの撮影画像とレーザー距離計の距離測定データとに基づいて３次元画像（以下、「敷地３次元画像」と称する。）を作成したのち、作成した敷地３次元画像を収集映像モニター５６に表示させる（図８（ａ）参照）。

その後、ホストコンピュータ５３は、３次元画像処理手段１０２を用いて、敷地３次元画像に基づいて点検箇所の敷地の測量を行うことにより敷地図および縦断図を作成する（図８（ｂ）参照）。続いて、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて、記憶装置８１に予め格納されている過去に作成されたこの点検箇所の敷地図データおよび縦断図データを読み出して（図８（ｃ）参照）、読み出した敷地図データおよび縦断図データと前述の作成した敷地図および縦断図とを比較することにより、敷地における土砂の流出および流入を検出し、その結果を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させる。また、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて、読み出した敷地図データおよび縦断図データと前述の作成した敷地図および縦断図とを合成した敷地図および縦断図を作成して、作成した敷地図および縦断図を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させる（図８（ｄ），（ｅ）参照）。

なお、ホストコンピュータ５３は、巡視員が収集映像モニター５６に表示された基礎コンクリートをクリックすると、判定手段１０３を用いてその基礎コンクリートの天端と地面と距離を計算して、計算した距離を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させるとともに、判定手段１０３を用いてその基礎コンクリートにクラックが発生しているか否かを調べ、その結果を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させる。
以上により、巡視員は、収集映像モニター５６に表示された結果に基づいて送電線の敷地において基礎コンクリートの埋没や沈下，基礎コンクリートのクラックおよび敷地内における土砂の流出や流入が発生していないか否かを点検することができる。

（線下地状況点検動作）
次に、送電線下の状況（伐採箇所や索道建設，送電線下の造成や建造物の計画および送電線下における重機の使用や多工作物の接近など）を点検するときの送電線点検システム１の動作（線下地状況点検動作）について、図９を参照して説明する。
線下地状況点検動作を行う場合には、上述した接近樹木点検動作を行う場合と同様に、情報収集用カメラ１４として２台の小型カメラを使用するとともに、距離センサー１５としてレーザー距離計を使用する。点検箇所において２台の小型カメラを用いて送電線の上から送電線下を撮影する。ホストコンピュータ５３は、３次元画像作成手段１０１を用いて、ラジコンヘリ１０から送られてくる２台の小型カメラの撮影画像とレーザー距離計の距離測定データとに基づいて３次元画像（以下、「線下地３次元画像」と称する。）を作成したのち、作成した線下地３次元画像を収集映像モニター５６に表示させる（図９（ａ）参照）。

その後、ホストコンピュータ５３は、３次元画像処理手段１０２を用いて、記憶装置８１に予め格納されている過去に作成されたこの点検箇所の線下地３次元画像データを読み出して（図９（ｂ）参照）、読み出した線下地３次元画像データと前述の作成した線下地画像とを比較することにより、両者の差分データを得る。これにより、たとえば図９に示した例では、同図（ｂ）に示す建造物が差分データとして得られるため、ホストコンピュータ５３は、判定手段１０３を用いて建造物造成中であると判定し、その判定結果を判定結果通知手段１０４を用いて収集映像モニター５６に表示させる
以上により、巡視員は、送電線下の状況を点検することができる。

（鉄塔劣化点検動作）
次に、送電線用の鉄塔が劣化していないか否かを点検するときの送電線点検システム１の動作（鉄塔劣化点検動作）について、図１０を参照して説明する。
一般に、鉄塔の支持物自体の劣化は認められない状況にあるため、鉄塔のメンテナンスとして鉄塔の塗装を定期的に実施すれば鉄塔の腐食を妨げられる。しかし、鉄塔の定期的な塗装には膨大な費用を必要とするため、この費用を下げられるか否かは、建設当初の溶融亜鉛メッキの腐食状況を判断し、第１回目の塗装をいかに延期するかによる。

そこで、鉄塔の溶融亜鉛メッキの腐食状況を点検するために、上述した接近樹木点検動作を行う場合と同様に、情報収集用カメラ１４として２台の小型カメラを使用するとともに、距離センサー１５としてレーザー距離計を使用する。点検箇所において２台の小型カメラを用いて送電線用の鉄塔を撮影する。ホストコンピュータ５３は、３次元画像作成手段１０１を用いて、ラジコンヘリ１０から送られてくる２台の小型カメラの撮影画像とレーザー距離計の距離測定データとに基づいて３次元画像（以下、「鉄塔３次元画像」と称する。）を作成したのち、作成した鉄塔３次元画像を収集映像モニター５６に表示させる（図１０（ａ）参照）。

その後、ホストコンピュータ５３は、得られた鉄塔３次元画像を３次元画像処理手段１０２を用いて高度画像処理したのち、判定手段１０３を用いて鉄塔の溶融亜鉛メッキの腐食状況を調べてその結果に基づいて劣化度合いを５段階に分けるとともに、メッキ余寿命診断を行う。ホストコンピュータ５３は、判定結果通知手段１０４を用いて、５段階に分けた劣化度合いおよびメッキ余寿命診断の結果を収集映像モニター５６に表示させる（図１０（ｃ），（ｄ）参照）。
なお、高画像処理による溶融亜鉛メッキの劣化診断技術としては、たとえば特開２００２−３２８０９５号公報に記載されている技術を用いることができる。
以上により、巡視員は、送電線用の鉄塔が劣化していないか否かを点検することができる。

以上の説明では、図６に示した接近樹木等点検手段１００および記憶装置８１を管制センター５０のホストコンピュータ５３が備えたが、接近樹木等点検手段１００および記憶装置８１をラジコンヘリ１０のコンピュータ２１が備えて、接近樹木等の点検結果を画像送信機２９およびデータ送受信機２２を介して管制センター５０に送信して収集映像モニター５６に表示させるようにしてもよい。
また、管制センター５０よりラジコンヘリ１０を送電線９１に沿って自動飛行させたが、管制センター５０の飛行制御・情報収集系６０を用いてラジコンヘリ１０を送電線９１に沿って半自動飛行または手動飛行させてもよい。
さらに、無人飛行体としてラジコンヘリ１０（無人ヘリコプター）を用いたが、無人気球，無人飛行船および無人飛行機などを用いてもよい。

以上説明したように、本発明の無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法は、送電線への接近樹木の点検，敷地の点検，線下地状況の点検および鉄塔の点検などを無人飛行体を用いて自動的に行う際に利用することができる。

本発明の一実施例による無人飛行体を用いた送電線点検システムの概略全体構成を示す図である。（実施例１） 図１示したラジコンヘリ１０の構成を示す図である。（実施例１） 図１に示したラジコンヘリ１０の飛行制御系２０の構成を示す図である。（実施例１） 図１に示したラジコンヘリ１０の情報収集系３０の構成を示す図である。（実施例１） 図１に示した管制センター５０の飛行制御・情報収集系６０の構成を示す図である。（実施例１） 図５に示したホストコンピュータ５３が備える接近樹木等点検手段１００の構成を示す図である。（実施例１） 図１に示した送電線点検システム１の接近樹木点検動作を説明するための図である。（実施例１） 図１に示した送電線点検システム１の敷地点検動作を説明するための図である。（実施例１） 図１に示した送電線点検システム１の線下地状況点検動作を説明するための図である。（実施例１） 図１に示した送電線点検システム１の鉄塔劣化点検動作を説明するための図である。（実施例１）

符号の説明

１０ ラジコンヘリ
２０ 飛行制御系
２１ コンピュータ
３０ 情報収集系
５０ 管制センター
５３ ホストコンピュータ
６０ 飛行制御・情報収集系
１００ 接近樹木等点検手段
１０１ ３次元画像作成手段
１０２ ３次元画像処理手段
１０３ 判定手段
１０４ 判定結果通知手段

Claims (13)

1. 自律飛行しつつ送電線（９１）の点検箇所まで飛行するための飛行制御系（２０）および前記点検箇所の画像並びに距離測定データを含む各種情報を収集するための情報収集系（３０）を備える無人飛行体（１０）と、
   該無人飛行体（１０）の飛行を制御するとともに該無人飛行体（１０）からの前記各種情報を収集して処理する飛行制御・情報収集系（６０）を備える管制センター（５０）と、
   前記無人飛行体（１０）の前記情報収集系（３０）により収集された前記点検箇所の画像および前記距離測定データから３次元画像を作成し、該作成した３次元画像を処理し、該処理された３次元画像に基づいて前記点検箇所の送電線（９１）に異常があるか否かを点検する点検手段（１００）と、
   該点検手段（１００）における点検に使用される各種データが記憶された記憶装置（８１）と、
   を具備することを特徴とする、無人飛行体を用いた送電線点検システム。
2. 前記無人飛行体（１０）の前記情報収集系（３０）が、２台のカメラからなる情報収集用カメラ（１４）と距離センサー（１５）とを備えることを特徴とする、請求項１記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
3. 前記点検手段（１００）が、
   前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所付近の樹木の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて樹木３次元画像を作成する３次元画像作成手段（１０１）と、
   該３次元画像作成手段（１０１）により作成された前記樹木３次元画像に、前記記憶装置（８１）に記憶されている鉄塔装柱データおよび電線データを挿入して、前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を測定するための３次元合成画像を作成する３次元画像処理手段（１０２）と、
   該３次元画像処理手段（１０２）により作成された前記３次元合成画像に基づいて前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を計算して、該計算した離隔距離が所定の基準を満たすか否かを調べるとともに、前記計算した離隔距離が前記所定の基準を満たさない範囲を前記点検箇所の地図データに挿入して接近樹木点検結果画像を作成する判定手段（１０３）と、
   該判定手段（１０３）により作成された前記接近樹木点検結果画像を表示装置（５６）に表示する判定結果通知手段（１０４）と、
   を備えることを特徴とする、請求項２記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
4. 前記判定手段（１０３）が、前記接近樹木点検結果画像の任意の縦断が切り取られると、該縦断に沿った前記縦断画像を作成し、
   前記判定結果通知手段（１０４）が、前記作成された縦断画像を前記表示装置（５６）に表示し、
   前記判定手段（１０３）が、前記表示された縦断画像の任意の電線が指定されると、該指定された電線と該電線に最も近い樹木との間の距離を計算し、該計算された距離を前記縦断画像に挿入し、
   前記判定結果通知手段（１０４）が、前記距離が挿入された縦断画像を前記表示装置（５６）に表示する、
   ことを特徴とする、請求項３記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
5. 前記点検手段（１００）が、
   前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）の敷地の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて敷地３次元画像を作成する３次元画像作成手段（１０１）と、
   該３次元画像作成手段（１０１）により作成された前記敷地３次元画像に基づいて敷地図および縦断図を作成する３次元画像処理手段（１０２）と、
   該３次元画像処理手段（１０２）により作成された前記敷地図および前記縦断図と前記記憶装置（８１）に記憶されている過去の敷地図データおよび縦断図データとを比較して、前記敷地における土砂の流出および流入を検出するとともに、前記敷地図および前記縦断図と前記敷地図データおよび前記縦断図データとをそれぞれ合成した敷地図および縦断図を作成する判定手段（１０３）と、
   該判定手段（１０３）による土砂の流出および流入の検出結果と、前記判定手段により合成された敷地図および縦断図を表示装置（５６）に表示する判定結果通知手段（１０４）と、
   を備えることを特徴とする、請求項２記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
6. 前記判定手段（１０３）が、前記表示装置（５６）に表示された敷地図および縦断図に記入された基礎コンクリートが指定されると、該指定された基礎コンクリートの天端と地面との間の距離を計算するとともに、該基礎コンクリートにクラックが発生しているか否かを調べ、
   前記判定結果通知手段（１０４）が、前記計算された距離および前記クラックの発生の有無の結果を前記表示装置（５６）に表示する、
   ことを特徴とする、請求項５記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
7. 前記点検手段（１００）が、
   前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）下の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて線下地３次元画像を作成する３次元画像作成手段（１０１）と、
   該３次元画像作成手段（１０１）により作成された前記線下地３次元画像と前記記憶装置（８１）に記憶されている過去の線下地３次元画像データとを比較して該２つの線下地３次元画像の差分データを得る３次元画像処理手段（１０２）と、
   該３次元画像処理手段（１０２）により得られた前記差分データに基づいて前記送電線（９１）下の状況の変化に有無を判定する判定手段（１０３）と、
   該判定手段（１０３）による判定結果を表示装置（５６）に表示する判定結果通知手段（１０４）と、
   を備えることを特徴とする、請求項２記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
8. 前記管制センター（５０）の前記飛行制御・情報収集系（６０）が有するホストコンピュータ（５３）が、前記点検手段（１００）と前記記憶装置（８１）とを備えることを特徴とする、請求項１乃至７いずれかに記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
9. 前記無人飛行体（１０）の前記飛行制御系（２０）が有するコンピュータ（２１）が、前記点検手段（１００）と前記記憶装置（８１）とを備えることを特徴とする、請求項１乃至７いずれかに記載の無人飛行体を用いた送電線点検システム。
10. 管制センター（５０）による制御により無人飛行体（１０）を自律飛行させて送電線（９１）の点検箇所まで飛行させ、
    前記無人飛行体（１０）に搭載されかつ２台のカメラおよび距離センサー（１５）を含む情報収集系（３０）を用いて前記点検箇所の画像および距離測定データを含む各種情報を収集し、
    該収集された画像および距離測定データから３次元画像を作成し、該作成された３次元画像を処理し、該処理された３次元画像に基づいて前記点検箇所の送電線（９１）に異常があるか否かを点検する、
    ことを特徴とする、無人飛行体を用いた送電線点検方法。
11. 前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所付近の樹木の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて樹木３次元画像を作成し、
    該作成された樹木３次元画像に鉄塔装柱データおよび電線データを挿入して、前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を測定するための３次元合成画像を作成し、
    該作成された３次元合成画像に基づいて前記送電線（９１）と前記樹木との離隔距離を計算して、該計算された離隔距離が所定の基準を満たすか否かを調べるとともに、前記計算した離隔距離が前記所定の基準を満たさない範囲を前記点検箇所の地図データに挿入して接近樹木点検結果画像を作成し、
    該作成された前記接近樹木点検結果画像を表示する、
    ことを特徴とする、請求項１０記載の無人飛行体を用いた送電線点検方法。
12. 前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）の敷地の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて敷地３次元画像を作成し、
    該作成された敷地３次元画像に基づいて敷地図および縦断図を作成し、
    該作成された敷地図および縦断図と過去の敷地図データおよび縦断図データとを比較して、前記敷地における土砂の流出および流入を検出するとともに、前記敷地図および前記縦断図と前記敷地図データおよび前記縦断図データとをそれぞれ合成した敷地図および縦断図を作成し、
    該検出された土砂の流出および流入の結果と前記合成された敷地図および縦断図とを表示する、
    ことを特徴とする、請求項１０記載の無人飛行体を用いた送電線点検方法。
13. 前記２台のカメラで撮影された前記点検箇所の送電線（９１）下の映像と前記距離センサー（１５）による距離測定データとに基づいて線下地３次元画像を作成し、
    該作成された線下地３次元画像と過去の線下地３次元画像データとを比較して該２つの線下地３次元画像の差分データを得、
    該得られた差分データに基づいて前記送電線（９１）下の状況の変化に有無を判定し、該判定の結果を表示装置（５６）に表示する、
    ことを特徴とする、請求項１０記載の無人飛行体を用いた送電線点検方法。
    

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