JP2007267484A

JP2007267484A - 無人ヘリコプタによるパイロットロープの延線方法

Info

Publication number: JP2007267484A
Application number: JP2006087579A
Authority: JP
Inventors: Yoji Shimo; 洋二志茂; Tateaki Nakahara; 健晶中原
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】パイロットロープの延線を円滑かつ安全に行うことができるようにする。
【解決手段】パイロットロープ３が延線されるｎ本の高圧線鉄塔２について、ｋ番目（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の高圧線鉄塔２の上空に、その一端がｋ−１番目の高圧線鉄塔に固定されているパイロットロープ３の他端を繋いだ、地上局５から無線送信されてくる位置目標値に従ってＧＰＳを利用した自律航行が可能な無人飛行体１０を、ｋ番目の高圧線鉄塔２にパイロットロープが掛かるように通過させ、無人飛行体１０がｋ番目の高圧線鉄塔２を通過する際に、パイロットロープ３をｋ番目の高圧線鉄塔２に固定するとともに、ｋ番目の高圧線鉄塔２に固定されている別のパイロットロープ３に繋ぎ直すことにより、高圧線鉄塔２に順にパイロットロープ３を延線していくようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、無人ヘリコプタなどの無人飛行体によるパイロットロープの延線方法に関し、パイロットロープの延線を円滑かつ安全に行えるようにするための技術に関する。

従来、高圧線鉄塔間の架線工事において行われる、いわゆるパイロットロープの延線は、実機のヘリコプタを使用して行われていた。しかしながら、実機ヘリコプタはチャータ料金が高く、また安全面や騒音の問題により、場所によっては実機ヘリコプタを使用できないこともある。このため、昨今では、無線操縦による無人ヘリコプタを利用した延線が行われている。

ここで例えば、特許文献１には、無人ヘリコプタによる延線方法として、無人ヘリコプタの下部にパイロットロープを巻き取ったドラムを装置し、無人ヘリコプタを浮上させてドラムに巻き取ったパイロットロープの一端を垂らして鉄塔の高所のアームにパイロットロープを掛け、その後ドラムのパイロットロープを繰り出しながら無人ヘリコプタを張架する建造物に向けて飛行させ、建造物のアーム上方を通過した後、無人ヘリコプタからドラムを切り離し、切り離されたドラムをパラシュートで地上に落下させることが開示されている。
特開平７−１４３６２８号公報

ところで、無線操縦による無人ヘリコプタを用いた延線では、一人のオペレータが操縦可能な範囲は基本的に見通し範囲内に限られる。このため、長距離の延線が必要な場合には、所定間隔おきに複数人のオペレータを配置して、オペレータ間で操縦をリレーしていく必要があった。

しかしながら、この方法では、無線の不具合などによってリレーがうまく行えず、機体が制御不能になるなどして、延線を中断せざるを得ない場合があった。また無人ヘリコプタの場合、搭載可能なドラムの重量が制限されてしまうため、パイロットロープの供給の仕方や取り扱いを工夫する必要があった。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、パイロットロープの延線を円滑に行うことが可能な無人飛行体によるパイロットロープの延線方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の請求項１に記載の発明は、地上局から無線送信されてくる位置目標値に従ってＧＰＳを利用した自律航行が可能な無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、パイロットロープが延線されるｎ本の各鉄塔について、ｋ番目（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の鉄塔の上空に、その一端がｋ−１番目の前記鉄塔に固定されているパイロットロープの他端を繋いだ前記無人飛行体を、前記ｋ番目の鉄塔に前記パイロットロープが掛かるように通過させ、前記無人飛行体が前記ｋ番目の鉄塔を通過する際に、前記パイロットロープを前記ｋ番目の鉄塔に固定するとともに、前記ｋ番目の鉄塔に固定されている別のパイロットロープに繋ぎ直すことにより、前記各鉄塔に順にパイロットロープを延線していくようにする。

このように、本発明の延線方法にあっては、地上局から無線送信されてくる位置目標値に従ってＧＰＳを利用した自律航行可能な無人飛行体を用いてパイロットロープの延線を行う。このため、従来の無人飛行体を用いた延線方法に比べてパイロットロープの延線を円滑かつ安全に行うことができる。また延線対象となる鉄塔を通過するごとに、鉄塔に固定されているパイロットロープを別のパイロットロープに繋いでいくため、無人飛行体にかかる重量を抑えることができ、連続した径間を一度の航行で延線することができる。また操縦をオペレータ間でリレーする必要がなく、作業の中断もなく安全に作業を進めることができる。また無人飛行体の重量が抑えられることにより、無人飛行体の機動性が確保され気象条件の影響も受けにくい。さらにある程度太く重量のあるパイロットロープを延線することができる。また誤差や風の影響などによって無人飛行体の位置がずれた場合でも、地上局から無人飛行体に位置目標値を送り直すことで、無人飛行体の位置を容易に調節することができる。このため、延線作業を効率よく確実に進めることができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、地上局から無線送信されてくる位置目標値に従ってＧＰＳを利用した自律航行が可能な無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、パイロットロープが延線されるｎ本の各鉄塔について、ｋ番目（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の鉄塔の上空に、前記ｋ番目の鉄塔に前記パイロットロープが掛かるように通過させ、前記無人飛行体が前記ｋ番目の鉄塔を通過する際に、前記パイロットロープを前記ｋ番目の鉄塔に固定することにより、前記各鉄塔に順にパイロットロープを延線していくこととする。
本発明によれば、パイロットロープを繋ぎ直す必要がなく、また繋ぎ直しのためのパイロットロープを鉄塔に用意しておく必要もない。このため、作業員の負担が少なく、パイロットロープの延線を円滑に行うことができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれか一項記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、前記無人飛行体に無線による制御が可能な切断装置を搭載し、ｎ番目の前記鉄塔に前記パイロットロープが固定された後、前記無人飛行体が、無線送信されてくる指示に従って前記パイロットロープを切断することとする。
本発明によれば、無線により無人飛行体に指示を出すことにより、無人ヘリコプタから垂れ下がっているパイロットロープを遠隔操作によって切断することができる。このため、パイロットロープが木などの障害物に引っ掛かってしまうようなこともなく、無人飛行体を安全に帰還させることができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、前記無人飛行体にビデオカメラを搭載し、前記ビデオカメラによって撮影された画像又は影像を無線により前記地上局に送信し、前記地上局において、前記ビデオカメラによって撮影された画像又は影像を受信し、受信した画像又は影像を表示装置に表示することとする。
このように、無人飛行体にビデオカメラを搭載することで、地上局において延線作業の様子を監視することが可能となり、パイロットロープの延線を円滑かつ安全に行うことができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、前記無人飛行体を、前記ｋ−１番目の鉄塔から前記ｋ番目の鉄塔までの間をバック飛行により航行させることとする。
このように、鉄塔間の航行中に無人飛行体をバック飛行させることで、航行中はパイロットロープが無人飛行体の機首側に靡きやすくなるため、パイロットロープがテールロータに接触するのを防ぐことができる。また無人飛行体に撮影方向を機首側に向けるようにしてビデオカメラを搭載した場合には、パイロットロープが常にビデオカメラの撮影範囲に位置させることが可能となり、航行中のパイロットロープの様子を確認することができる。

本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、前記無人飛行体が航行することにより前記パイロットロープが引き出されるように、前記パイロットロープを前記各鉄塔に固定されたドラムに巻き付け、前記ドラムは前記パイロットロープにかかる張力を調節するためのブレーキ機構を有し、前記ブレーキ機構は、前記パイロットロープに所定値以上の張力が印加された場合にスリップするスリップ機構を有することとする。
このように、パイロットロープを、ブレーキ機構を有するドラムに巻き付けておくことで、張力を調節しつつスムーズにパイロットロープを供給することができる。またスリップ機構によって、所定値以上の張力がかかった場合はブレーキ機構がスリップするため、過大な張力が無人飛行体に印加されてしまうことがない。

本発明によれば、パイロットロープの延線を円滑に行うことが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面とともに詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態として説明するパイロットロープの延線システム（以下、延線システム１と称する。）の概略的な構成を示している。同図に示すように、延線システム１は、本発明の無人飛行体の一例としての、高圧線鉄塔２への送電線の架設に先だって行われるパイロットロープ３の延線を行う自律航行型の無人ヘリコプタ（以下、ヘリコプタ１０と称する。）と、ヘリコプタ１０との間の無線通信によってヘリコプタ１０の制御や監視を行う地上局５とを含んで構成されている。

図２Ａに本体カバー９が装着された状態のヘリコプタ１０の側面図を、また図２Ｂに本体カバー９を取り外した状態のヘリコプタ１０の側面図を示している。これらの図に示すように、ヘリコプタ１０は、本体フレーム１１、スキッドアーム１２１を介して本体フレーム１１の下方に設けられるスキッド１２、及び本体フレーム１１から後方に延びるテールブーム１３を基本骨格とし、本体フレーム１１の上方には本体フレーム１１に軸支されたメインロータ１４を、また機体後方のテールブーム１３の端部にテールロータ１５を有している。

ヘリコプタ１０の本体フレーム１１には、エンジン１６１／マフラー１６２／燃料タンク１６３などからなる動力機構１６、エルロン／エレベータ／ピッチ／ラダー／エンジン出力制御などを行うための各種操舵機構１７、操舵機構１７や後述する延線補助機構を制御するサーボモータ１８、サーボモータ１８及び後述するリール３３を制御するための制御回路１９、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られてくる電波を受信するＧＰＳ受信機２１、ＧＰＳ受信機２１に接続するＧＰＳアンテナ２２、地磁気／加速度（３軸）／角速度（３軸）／エンジン回転数などを計測して出力する各種センサ２３、地上局５との間でデータ通信を行うためのデータ送受信機２４、データ送受信機２４に接続される無線アンテナ２５、地上局５からの指示や各種センサ２３の計測値に基づいて、ヘリコプタ１０の自律航行のための処理を実行する、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータ２６、ビデオカメラ２７及びビデオカメラ２７の動作や撮影方向などを制御し、ビデオカメラ２７によって撮影された画像又は影像をデータ送受信機２４に入力するカメラ制御装置２８などが実装されている。

スキッド１２には、延線作業を補助するための機構（以下、延線補助機構という）が取り付けられている。一つは、スキッドアーム１２１の所定位置に固定された、ヘリコプタ１０の機軸(ロール軸）方向に平行に延びる所定長さの棒状のロープガイド３１であり、ロープガイド３１は、留め具３２を介してスキッドアーム１２１に固定されている。また前後して設けられる２つのスキッドアーム１２１の間には、上記延線補助機構として、リール３３と、リール３３よりも機首寄りに位置する切断装置３４とが取り付けられている。なお、リール３３及び切断装置３４は、いずれも所定の取付け具によってロープガイド３１に固定されている。

リール３３には、ナイロンロープなどのパイロットロープ３が接続される補助ロープ４が巻回されている。補助ロープ４としては、例えば、釣り糸などの細くて強靱な材質のものが用いられる。リール３３は、鉄塔監視者や地上局５からの無線による遠隔制御によって正転／逆転の制御が可能であり、これにより、遠隔制御による補助ロープ４の引き出し／巻き取りを行うことが可能である。なお、補助ロープ４に所定値以上の張力が加わった場合に、その張力がそのままヘリコプタ１０に印加されてしまわないよう、リール３３は、補助ロープ４に一定の張力が加わるとスリップする機構を有している。

図３Ａ、図３Ｂに切断装置３４の構成を示している。図３Ａは、切断装置３４の一部透視平面図であり、図３Ｂは、切断装置３４の一部透視斜視図である。これらの図に示すように、切断装置３４は、扁平直方体形状の収容ケース３４１と、収容ケース３４１に収容されたカッター３４２とを含んで構成されている。収容ケース３４１の内部には、カッター３４２をスライド可能に位置決めしている複数本の柱材３４３が設けられている。また収容ケース３４１の６つの面のうち、面積最大の対向する２つの面の対応する位置には、各面に垂直に貫通する通し孔３４４が形成されている。この通し孔３４４には補助ロープ４が挿通される。カッター３４２の柄の部分３４２１の一部は収容ケース３４１の外部に露出している。そして、露出している柄の部分３４２１は、カッター３４２を制御するためのサーボモータ１８の稼働部１８１に連結されている。可動部１８１が回転すると、カッター３４２が収容ケース３４１に対してスライドし、これによりカッター３４２の刃の部分が補助ロープ４に接触して補助ロープ４が切断される。なお、収容ケース３４１及びサーボモータ１８は、いずれも本体フレーム１１の所定位置に固定されている。

一方、図２Ａに示すように、ロープガイド３１の機首側の先端部には、補助ロープ４が挿通されるリング体３５が設けられている。補助ロープ４の先端には、補助ロープ４に張力を与えるためのウェイト３６が取り付けられており、これにより補助ロープ４はロープガイド３１に沿って機首側に垂れ下がり、従って、補助ロープ４がテールロータ１５に接触しにくくなる。またロープガイド３１の先端は、メインロータ１４が機首側に最大に突出する位置よりも機首側に突出するので、航行中に補助ロープ４はメインロータ１４にも接触しにくい。

図４はヘリコプタ１０及び地上局５に設けられる各種装置のブロック構成である。同図に示すように、ヘリコプタ１０に搭載されるＧＰＳ受信機２１及び各種センサ２３は、いずれもヘリコプタ１０に搭載されているコンピュータ２６に接続している。ＧＰＳ受信機２１は、ヘリコプタ１０の現在位置（３軸）を示す情報をコンピュータ２６に与える。また各種センサ２３は、地磁気／加速度（３軸）／角速度（３軸）／エンジン回転数などの情報をコンピュータ２６に与える。

コンピュータ２６は、地上局５や、各種センサ及びＧＰＳ受信機２１から伝えられる情報に応じて制御回路１９を介してサーボモータ１８を制御し、ヘリコプタ１０の自律航行を実現する。なお、ヘリコプタ１０は、手動制御による航行又は自律制御のうちのいずれか一方優先制御による半自律制御による航行、といった各種の飛行モードで航行させることができる。この場合の各モードへの切り換えは、ヘリコプタ１０の位置の微調整や緊急時のバックアップなどに際して行われる。またヘリコプタ１０の飛行モードの切り換えは、地上局５からの指示によって行うことができる。

データ送受信機２４は、地上局５から送られてくるヘリコプタ１０の航行制御のための指示を受信して、これをコンピュータ２６に入力する。データ送受信機２４は、各種センサ２３のリアルタイムな計測値を地上局５に送信する。データ送受信機２４は、カメラ制御装置２８から入力されるビデオカメラ２７によって撮影された画像又は影像を地上局５に送信する。またデータ送受信機２４は、地上局５から送られてくるビデオカメラ２７の動作や撮影方向の制御指示を受信して、これをカメラ制御装置２８に入力する。さらにデータ送受信機２４は、地上局５から送られてくるリール３３や切断装置３４の制御指示を受信して、その制御指示をコンピュータ２６に伝える。コンピュータ２６は、入力された制御指示に応じてリール３３や切断装置３４を制御する。

カメラ制御装置２８は、データ送受信機２４を介して地上局５から送られてくる制御情報に応じて、撮影開始／終了制御、ズーム制御、ビデオカメラ２７の撮影方向の制御などのビデオカメラ２７に関する各種制御を行う。

受信機４０は、オペレータや鉄塔監視者などによって所持される送信機４２から送信されてくる電波を受信して、これに含まれる制御信号を制御回路１９に入力する。オペレータや鉄塔監視者は、送信機４２によってヘリコプタ１０の位置を調整することができる。また送信機４２によってリール３３や切断装置３４を制御することもできる、
受信機４０は、データ送受信機２４やコンピュータ２６とは独立した系統で動作する。受信機４０は、データ送受信機２４やコンピュータ２６が正常に動作しなくなった場合、オペレータや鉄塔監視者の手動操縦を可能とするためのバックアップ系として機能する。

図５に制御回路１９のうちのリール３３及び切断装置３４を制御するための回路部分を示している。同図において、信号発生回路１９１は、コンピュータ２６又はデータ送受信機２４から入力される信号に応じて、サーボモータ１８を制御するための制御信号を生成する。

信号弁別回路１９２は、受信機４０又はデータ送受信機２４から入力される制御信号に応じて、モータ制御回路１９３にリール３３の正転／逆転の制御をさせるための信号を生成する。

切換回路１９４は、受信機４０又は信号発生回路１９１から入力される制御信号のうちのいずれか一方を選択し、選択した制御信号をサーボモータ１８に出力する。すなわち、切換回路１９４は、信号発生回路１９１から制御信号が正常に入力されている場合には、信号発生回路１９１から入力される制御信号をサーボモータ１８に入力し、信号発生回路１９１から制御信号が正常に入力されていない場合には、受信機４０から入力される制御信号をサーボモータ１８に入力する。

図４に示すように、地上局５には、データ送受信機５１及びこれに接続する無線アンテナ５２、制御用コンピュータ５３、及び監視用コンピュータ５４が設置される。データ送受信機５１は、ヘリコプタ１０に搭載されているデータ送受信機２４と通信する。データ送受信機２４とデータ送受信機５１との間の通信は、例えば、無線ＬＡＮの仕組みによって行われ、通信装置としては、例えば、多重化無線通信が可能なレピータ（無線ＬＡＮのアクセスポイント）などを用いることができる。

制御用コンピュータ５３及び監視用コンピュータ５４は、キーボードやマウスなどの入力装置、液晶モニタなどの表示装置、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置を有するコンピュータである。制御用コンピュータ５３としては、例えば、ノート型パソコンが用いられる。制御用コンピュータ５３は、オペレータが、航行制御の指示や、ビデオカメラ２７の制御指示（撮影開始／終了制御、ズーム制御、撮影方向等）をヘリコプタ１０に与えるためのユーザインタフェースを提供する。制御用コンピュータ５３には、オペレータがヘリコプタ１０に指示を与えるために必要となる、地図情報、高圧線鉄塔２の位置や延線対象となる区間を示す情報などの情報が格納されている。制御用コンピュータ５３には、オペレーションアシスト装置５３１及びカメラコントローラ５３２が接続している。オペレータは、これらの装置を利用することによって、ヘリコプタ１０に容易かつ迅速に指示を与えることができる。

監視用コンピュータ５４は、ビデオカメラ２７によって撮影された画像又は影像を監視用コンピュータ５４の表示装置に表示する。また監視用コンピュータ５４は、ヘリコプタ１０の各種センサのリアルタイムな計測値を表示する。監視用コンピュータ５４によって、オペレータはヘリコプタ１０の飛行状態や延線の様子をリアルタイムに把握することが可能である。

図６にヘリコプタ１０の水平方向の自律航行制御系を示している。位置制御部４１１には、地上局５から送られてくるヘリコプタ１０の位置目標値（緯度、経度）が入力される。位置制御部４１１は、ヘリコプタ１０の現在位置と与えられた位置目標値とを比較することにより速度目標値を求め、求めた速度目標値を速度制御部４１２に入力する。速度制御部４１２は、ヘリコプタ１０の現在速度と与えられた速度目標値とを比較することによってヘリコプタ１０の姿勢目標値を求め、求めた姿勢目標値を姿勢制御部４１３に与える。姿勢制御部４１３は、ヘリコプタ１０の現在姿勢と与えられた姿勢目標値とを比較することによりサーボモータ１８の動作量を求め、求めた動作量に従ってサーボモータ１８を制御する。一方、サーボモータ１８による制御後におけるＧＰＳ受信機２１や各種センサ２３及びによって計測された計測値（現在位置、現在速度、現在姿勢）は、位置制御部４１１、速度制御部４１２、姿勢制御部４１３にそれぞれフィードバックされる。ヘリコプタ１０の水平方向の自律制御は以上の仕組みによって行われる。なお、ヘリコプタ１０の垂直方向の自律制御についても、水平方向の自律制御の場合と同様にして行われる。

＜＜延線方法１＞＞
次に、以上に説明した延線システム１を用いて行われる具体的な延線方法について説明する。なお、以下の延線方法の説明では、地上局５には、制御用コンピュータ５３を操作する第１のオペレータ、及び監視用コンピュータ５４を操作する第２のオペレータ、及び緊急時等において送信機４２によりヘリコプタ１０を手動制御する第３のオペレータが配置されているものとする。延線対象となる各高圧線鉄塔２には、鉄塔監視者が配置され、また高圧線鉄塔２のアームには、作業員が待機している。

また本実施形態では、延線対象となる高圧線鉄塔２は３本であるものとするが、本発明の適用範囲は高圧線鉄塔２が３本である場合に限られない。ヘリコプタ１０は、機体や装備の点検、操縦機能の動作確認、ＧＰＳ受信機２１や各種センサ２３の較正を終えて離発着場９に待機しているものとする。

延線対象となる高圧線鉄塔２のアーム６には、パイロットロープ３が巻かれた延線用ドラム７０があらかじめ取り付けられている。図７にアーム６に取付けられる延線用ドラム７０を示している。同図に示すように、延線用ドラム７０は、その両端に当該延線用ドラム７０をアーム６に取り付けるための平板状の取付部７１１を有する矩形枠状の台座７１と、パイロットロープ３が巻回されるドラム７２と、ドラム７２の回転軸７２１を軸支している、底辺が台座７１に固定された略三角形状の２つの支持部材７３と、回転軸７２１の一端側に設けられ、パイロットロープ３にかかる張力を調節するためのブレーキ機構７４とを有している。

ブレーキ機構７４は、その操作位置を段階的にロックさせることが可能な操作レバー７４１を有している。作業員は、操作レバー７４１を操作することによりパイロットロープ３にかかる張力を調節することができる。またブレーキ機構７４は、パイロットロープ３に印加された張力がヘリコプタ１０に伝わらないようにするためのスリップ機構を有している。

高圧線鉄塔２のアームに延線用ドラム７０が設置されている様子を図８Ａ、図８Ｂに示している。このうち図８Ａは、延線用ドラム７０が固定されているアーム６の近傍を水平方向から眺めた図であり、図８Ｂは、アーム６の近傍を上方から眺めた図である。延線用ドラム７０は取付具８１を介してアーム６に取り付けられている。

図８Ｃは、取付具８１が設けられている部分を拡大した図である。取付具８１は、上面８１１ａと、上面８１１ａから垂直に立ち下がる２つの側面８１１ｂ，８１１ｃとを有する断面略Ｕ字形状であり、上面８１１ａの所定位置に設けられている孔に挿通される締結具８１２ａ（ボルト及びナット）と、側面８１２ｂの所定位置に設けられた貫通孔に設けられる締結具８１２ｂ（ボルト及びナット）とを含んで構成されている。同図に示すように、締結具８１２ａは、延線用ドラム７０の取付部７１１と取付具８１とを連結しており、締結具８１２ｂは取付具８１とアーム６とを連結している。なお、パイロットロープ３がドラム７２からスムーズに引き出されるようにするため、延線用ドラム７０は、ドラム７２の回転軸７２１が延線方向に対して直角となるように、すなわちアーム６に対して斜めにずれた状態で取り付けられている。

図９に示すように、延線に際しては、まず第１のオペレータが、制御用コンピュータ５３にヘリコプタ１０を自律航行させるための開始操作を行う。これによりヘリコプタ１０は、離発着場９を離陸して、延線の起点となる高圧線鉄塔２（１）の手前まで自律航行し、そこで空中停止（ホバリング）して待機する。

次に、第１のオペレータが制御用コンピュータ５３に補助ロープ４の引き出し指示を行う。これによりリール３３が回転し、図１０に示すように補助ロープ４が所定長さ引き出される。

次に、第１のオペレータは、延線方向に尾部（テール）が向くようにヘリコプタ１０を制御する。そして第１のオペレータは、ヘリコプタ１０を延線方向にバック飛行させ、第１の高圧線鉄塔２（１）のアーム６（１）の上空を通過させる（図１１を参照）。ヘリコプタ１０をバック飛行させるのは、ビデオカメラ２７の視界に第１の高圧線鉄塔２や補助ロープ４の状態が入りやすくするためである。またバック飛行することで、補助ロープ４は機首側に靡くので、補助ロープ４がテールロータ１５に絡みにくくなる。

補助ロープ４が第１の高圧線鉄塔２（１）のアーム６（１）にうまく引っ掛らない場合には、第１のオペレータは、位置目標値の変更や手動制御を行って、補助ロープ４がうまくアーム６（１）に引っ掛かるようにヘリコプタ１０の位置を調節する。

次に、第１の高圧線鉄塔２（１）で待機していた作業員がアーム６（１）に掛かっている補助ロープ４を受け取る。次に、作業員は、受け取った補助ロープ４に、延線用ドラム７０に巻回されているパイロットロープ３を接続する。このとき、必要であればリール３３を回転させてパイロットロープ３の弛みを調節する(図１２を参照）。このようにパイロットロープ３をあらかじめアーム６（１）に用意しておくようにすることで、航行中におけるヘリコプタ１０の重量を減らすことができ、ヘリコプタ１０の機動性を確保することができる。また軽量化によって燃費も節約される。

次に、第１のオペレータは、バック飛行のままヘリコプタ１０を第２の高圧線鉄塔２（２）の所まで移動させ、第１の高圧線鉄塔２（１）の場合と同じように、第２の高圧線鉄塔２（２）のアーム６（２）にパイロットロープ３（又は補助ロープ４）が引っ掛かるようにする（図１３を参照）。

次に、第２の高圧線鉄塔２（２）で待機していた作業員がアーム６（２）に掛かっているパイロットロープ３（又は補助ロープ４）を受け取る。そして、作業員は補助ロープ４からパイロットロープ３を切り離し、パイロットロープ３を第２の高圧線鉄塔２（２）の所定位置に固定する。またヘリコプタ１０側に接続する補助ロープ４には、第２の高圧線鉄塔２（２）に設置されている延線用ドラム７０（２）に巻回されている別のパイロットロープ３を接続する。この時、必要であれば第１のオペレータ又は鉄塔監視者は、遠隔操作によってリール３３を回転させてパイロットロープ３の弛みを調節する（図１４を参照）。

次に、第１のオペレータは、ヘリコプタ１０をバック飛行のまま第３の高圧線鉄塔２（３）の上空まで移動させ、第３の高圧線鉄塔２（３）のアーム６（３）にパイロットロープ３が引っ掛かるようにする。また第３の高圧線鉄塔２（３）で待機していた作業員は、パイロットロープ３を補助ロープ４から切り離し、パイロットロープ３を第３の高圧線鉄塔２（３）の所定位置に固定する（図１５を参照）。

次に、第１のオペレータ又は鉄塔監視者は、切断装置３４を制御して、ヘリコプタ１０から垂れ下がっている補助ロープ４を切断する（図１６を参照）。補助ロープ４を切断するのは、ヘリコプタ１０の帰還航行中に補助ロープ４が木などの障害物に引っ掛かってしまわないようにするためである。

次に、第１のオペレータは、ヘリコプタ１０を第３の高圧線鉄塔２（３）から離れた場所に移動させ、バック飛行を終了させる。そして、ヘリコプタ１０を離発着場９に帰還させる（図１７を参照）。以上のようにして、第１の高圧線鉄塔２（１）から第３の高圧線鉄塔２（３）までのパイロットロープ３の延線が行われる。

ところで、以上に説明した延線方法では、地上局５から無線送信されてくる位置目標値に従って、ＧＰＳを利用した自律航行可能な無人ヘリコプタ１０によってパイロットロープ３の延線を行う。このため、従来の無人ヘリコプタを用いた延線方法に比べて、パイロットロープ３の延線を円滑かつ安全に行うことができる。

またこのように、延線対象となる高圧線鉄塔２を通過するごとに高圧線鉄塔２に固定されている補助ロープ４に別のパイロットロープ３に繋ぎ直していくようにすることで、無人ヘリコプタ１０にかかる重量を抑えることができ、複数本の高圧線鉄塔２からなる連続した径間を一度の航行によって延線することができる。このため、操縦をオペレータ間でリレーする必要がなく、作業が中断するようなことがなく、作業を安全に進めることができる。また無人ヘリコプタ１０の重量が抑えられることにより、無人ヘリコプタ１０の機動性が確保され、気象条件などの影響も受けにくい。

また以上に説明した延線方法によれば、ある程度太く重量のあるパイロットロープ３を延線することが可能である。また誤差や風の影響などによって無人ヘリコプタ１０の位置がずれてしまった場合でも、地上局５から無人ヘリコプタ１０に位置目標値を送り直すことで無人ヘリコプタ１０の位置を微調整することができ、延線作業を確実に進めることができる。

＜＜延線方法２＞＞
次に、延線システム１によって、延線用ドラム７０を用いずに行う延線方法について説明する。この方法では、リール３３に巻回されている軽量な補助ロープ４をパイロットロープ３として延線を行う。オペレータ及び作業員の配置形態は上述の延線方法１の場合と同様である。

延線に際しては、まず第１のオペレータが、制御用コンピュータ５３に自律航行の開始操作を行う。これによりヘリコプタ１０は、離発着場９を離陸して、延線の起点となる高圧線鉄塔２（１）の手前まで自律航行し、そこで空中停止（ホバリング）する（図１８を参照）。次に、第１のオペレータは、制御用コンピュータ５３に補助ロープ４の引き出し指示を行う。これによりリール３３が回転し、補助ロープ４が所定長さだけ引き出される（図１９を参照）。

次に、第１のオペレータは、延線方向に尾部（テール）が向くようにヘリコプタ１０を制御する。そして第１のオペレータは、ヘリコプタ１０を延線方向にバック飛行させ、第１の高圧線鉄塔２（１）のアーム６（１）の上空を通過させる。ここで延線方法１の場合と同様に、補助ロープ４が第１の高圧線鉄塔２（１）のアーム６（１）にうまく引っ掛からない場合には、第１のオペレータは、位置目標値の変更や手動制御によってヘリコプタ１０の位置を調節し、補助ロープ４がアーム６（１）にうまく引っ掛かるようにする（図２０を参照）。

次に、第１の高圧線鉄塔２（１）で待機していた作業員が、アーム６（１）に掛かっている補助ロープ４を受け取り、受け取った補助ロープ４を、第１の高圧線鉄塔２（１）の所定位置に固定する。なお、このとき、必要であればリール３３を回転させて、補助ロープ４の弛みを調節する(図２１を参照）。

次に、第１のオペレータは、バック飛行のままヘリコプタ１０を第２の高圧線鉄塔２（２）の所まで移動させ、第１の高圧線鉄塔２（１）の場合と同じように、第２の高圧線鉄塔２（２）のアーム６（２）に補助ロープ４が引っ掛かるようにする。次に、第２の高圧線鉄塔２（２）で待機していた作業員が、アーム６（２）に引っ掛かっている補助ロープ４を受け取って、受け取った補助ロープ４を、第２の高圧線鉄塔２（２）の所定位置に固定する。このとき、必要であればリール３３を回転させて補助ロープ４の弛みを調節する（図２２を参照）。

次に、第１のオペレータは、ヘリコプタ１０をバック飛行のまま第３の高圧線鉄塔２（３）の上空まで移動させ、第３の高圧線鉄塔２（３）のアーム６（３）に補助ロープ４が引っ掛かるようにする（図２３を参照）。

次に、第３の高圧線鉄塔２（３）で待機していた作業員が、補助ロープ４を途中で切り離し、その一端を第３の高圧線鉄塔２（３）の所定位置に固定する。また必要であればリール３３を回転させて補助ロープ４の弛みを調節する（図２３を参照）。

次に、第１のオペレータ又は鉄塔監視者が切断装置３４を制御して、ヘリコプタ１０から垂れ下がっている補助ロープ４を切り離す（図２４を参照）。

次に、第１のオペレータは、ヘリコプタ１０を第３の高圧線鉄塔２（３）から離れた場所に移動させた後、バック飛行を終了させ、ヘリコプタ１０を離発着場９に帰還させる（図２５を参照）。延線用ドラム７０を使わない延線方法は以上のようにして行われる。

ところで、以上延線方法２として説明した延線方法によれば、延線方法１の場合のように、パイロットロープ３を繋ぎ直す必要がない。また繋ぎ直しのためのパイロットロープ３を高圧線鉄塔２に用意しておく必要もない。このため、パイロットロープ３の延線を円滑に行うことができる。

なお、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、以上の実施形態では、無人ヘリコプタを利用したパイロットロープの延線方法について説明したが、本発明は無人ヘリコプタに限らず、自律制御型の無人飛行船や無人飛行機など、飛行方式や操舵方法、動力機構などが異なる他の種類の無人飛行体を利用する場合にも適用することができる。

本発明の一実施形態として説明するパイロットロープの延線システム１の概略的な構成を示す図である。本発明の一実施形態として説明する本体カバー９が装着された状態におけるヘリコプタ１０の側面図である。本発明の一実施形態として説明する本体カバー９が取り外された状態におけるヘリコプタ１０の側面図である。本発明の一実施形態として説明する切断装置３４の一部透視平面図である。本発明の一実施形態として説明する切断装置３４の一部透視斜視図である。本発明の一実施形態として説明するヘリコプタ１０及び地上局５に設けられる各種装置又は設備のブロック構成を示す図である。本発明の一実施形態として説明する制御回路１９のうちのリール３３及び切断装置３４を制御するための回路部分を示す図である。本発明の一実施形態として説明するヘリコプタ１０の水平方向の自律航行制御系を示す図である。本発明の一実施形態として説明するアーム６に取付けられている延線用ドラム７０の一例を示す図である。本発明の一実施形態として説明する延線用ドラム７０が固定されているアーム６の近傍を水平方向から眺めた図である。本発明の一実施形態として説明するアーム６の近傍を上方から眺めた図である。本発明の一実施形態として説明する取付具８１が設けられている部分を拡大した図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法１を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。本発明の一実施形態として説明する延線方法２を説明する図である。

符号の説明

１延線システム２高圧線鉄塔
３パイロットロープ４補助ロープ
５地上局６アーム
１０ヘリコプタ１４メインロータ
１５テールロータ１６動力機構
１７操舵機構１８サーボモータ
１９制御回路２１ＧＰＳ受信機
２２ＧＰＳアンテナ２３各種センサ
２４データ送受信機２５無線アンテナ
２６コンピュータ２７ビデオカメラ
２８カメラ制御装置３１ロープガイド
３３リール３４切断装置
４０受信機５１データ送受信機
５３制御用コンピュータ５４監視用コンピュータ
７０延線用ドラム７１台座
７２ドラム８１取付具

Claims

地上局から無線送信されてくる位置目標値に従ってＧＰＳを利用した自律航行が可能な無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、
パイロットロープが延線されるｎ本の各鉄塔について、ｋ番目（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の鉄塔の上空に、その一端がｋ−１番目の前記鉄塔に固定されているパイロットロープの他端を繋いだ前記無人飛行体を、前記ｋ番目の鉄塔に前記パイロットロープが掛かるように通過させ、前記無人飛行体が前記ｋ番目の鉄塔を通過する際に、前記パイロットロープを前記ｋ番目の鉄塔に固定するとともに、前記ｋ番目の鉄塔に固定されている別のパイロットロープに繋ぎ直すことにより、前記各鉄塔に順にパイロットロープを延線していくこと
を特徴とする無人飛行体によるパイロットロープの延線方法。
地上局から無線送信されてくる位置目標値に従ってＧＰＳを利用した自律航行が可能な無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、
パイロットロープが延線されるｎ本の各鉄塔について、ｋ番目（ｋ＝２，３，・・・，ｎ）の鉄塔の上空に、前記ｋ番目の鉄塔に前記パイロットロープが掛かるように通過させ、前記無人飛行体が前記ｋ番目の鉄塔を通過する際に、前記パイロットロープを前記ｋ番目の鉄塔に固定することにより、前記各鉄塔に順にパイロットロープを延線していくこと
を特徴とする無人飛行体によるパイロットロープの延線方法。
請求項１又は２のいずれか一項記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、
前記無人飛行体に無線による制御が可能な切断装置を搭載し、
ｎ番目の前記鉄塔に前記パイロットロープが固定された後、前記無人飛行体が、無線送信されてくる指示に従って前記パイロットロープを切断すること
を特徴とする無人飛行体によるパイロットロープの延線方法。
請求項１又は２のいずれか一項記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、
前記無人飛行体にビデオカメラを搭載し、
前記ビデオカメラによって撮影された画像又は影像を無線により前記地上局に送信し、
前記地上局において、前記ビデオカメラの画像又は影像を受信し、受信した画像又は影像を表示装置に表示すること
を特徴とする無人飛行体によるパイロットロープの延線方法。
請求項１又は２のいずれか一項記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、
前記無人飛行体の前記ｋ−１番目の鉄塔から前記ｋ番目の鉄塔までの間の航行をバック飛行により行うようにすること
を特徴とする無人飛行体によるパイロットロープの延線方法。
請求項１に記載の無人飛行体によるパイロットロープの延線方法であって、
前記無人飛行体が航行することにより前記パイロットロープが引き出されるように、前記パイロットロープを前記各鉄塔に固定されたドラムに巻き付け、
前記ドラムは前記パイロットロープにかかる張力を調節するためのブレーキ機構を有し、
前記ブレーキ機構は、前記パイロットロープに所定値以上の張力が印加された場合にスリップするスリップ機構を有すること
を特徴とする無人飛行体によるパイロットロープの延線方法。