JP2015177727A - Overhead wire inspection device - Google Patents
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- H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables
Abstract
Description
本発明は、架空電線を検査する架空電線検査装置に関する。 The present invention relates to an overhead wire inspection apparatus for inspecting an overhead wire.
送電線などの架空電線は、経年により、腐食したり損傷したりするため、架空電線を定期的に検査する必要がある。
最近、架空電線上を走行しながら架空電線を検査する装置(以下「電線検査装置」という)によって、架空電線を検査するといったことが行われている。
こうした電線検査装置を利用した検査は、例えば、人が実際に架空電線に乗って検査を行うよりも、より簡便であり且つ安全である。
Overhead electric wires such as power transmission lines are corroded and damaged with the passage of time, so it is necessary to periodically inspect overhead electric wires.
Recently, an overhead electric wire has been inspected by a device that inspects the overhead electric wire while traveling on the overhead electric wire (hereinafter referred to as “electric wire inspection device”).
The inspection using such an electric wire inspection apparatus is simpler and safer than, for example, a person actually rides an overhead electric wire and performs an inspection.
また、従来提案されている検査装置は、送電を停止した状態、即ち停電状態にして検査を行う構成であった。これに対して、電力供給の面から、停電しない状態、即ち活線状態での検査が可能な検査装置が望まれている。 Moreover, the conventionally proposed inspection apparatus has a configuration in which inspection is performed in a state where power transmission is stopped, that is, in a power failure state. On the other hand, from the viewpoint of power supply, an inspection apparatus that can perform inspection in a state where no power failure occurs, that is, in a live line state is desired.
ところで、架空電線には、碍子等の架線用付属品が取り付けられている。電線検査装置を用いて架空電線の検査を行う場合には、こうした架線用付属品が電線検査装置(架空電線上を走行する)の障害となる。 Incidentally, overhead wire accessories such as insulators are attached to the overhead electric wires. When the overhead wire is inspected using the wire inspection device, such an accessory for the overhead wire becomes an obstacle to the wire inspection device (running on the overhead wire).
そこで、単導体、多導体方式の架空電線も点検可能で、架空電線上に障害となる物体があったとしても、安定感をもって障害物を通過することができ、さらに停電しない(活線)での検査が可能な、自走式架空電線検査装置が提案されている(特許文献1を参照)。 Therefore, single-conductor and multi-conductor overhead wires can be inspected, and even if there are obstacles on the overhead wires, they can pass through obstacles with a sense of stability, and without power failure (live lines) A self-propelled overhead electric wire inspection apparatus that can inspect the above has been proposed (see Patent Document 1).
ところで、架空電線には、碍子やスペーサなどの架線用付属品が取り付けられており、検査装置を用いて架空電線の検査を行う場合には、こうした架線用付属品を通過可能な機構が必要となる。そこで、特許文献1に記載された構成のように、架空電線の点検装置において、バランスをとる機構をもたせて、その機構を動かすことにより、障害物を回避可能としている。
By the way, overhead wire accessories such as insulators and spacers are attached to overhead wires, and when an overhead wire is inspected using an inspection device, a mechanism capable of passing these overhead wire accessories is required. Become. Therefore, as in the configuration described in
しかし、碍子、スペーサなどの障害物をより安定して通過するためには、現実に検査する架空電線の傾き、障害物の種類や大きさを認識し、障害物の回避に最適な機構動作を行えることが望ましい。 However, in order to pass obstacles such as insulators and spacers more stably, the mechanism operation that is optimal for avoiding obstacles is recognized by recognizing the inclination of the overhead wire to be actually inspected and the type and size of the obstacle. It is desirable to be able to do it.
上述した問題の解決のために、本発明においては、障害物の種類や大きさを認識し、障害物を回避して走行可能な架空電線検査装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an overhead wire inspection apparatus that recognizes the type and size of an obstacle and can travel while avoiding the obstacle.
本発明の架空電線検査装置は、架空電線上を走行しつつ、前記架空電線を検査する架空電線検査装置であって、前記架空電線に沿って前記架空電線の状態を検知するための一方のセンサと、前記架空電線検査装置の走行方向における前方を走査して検知する他方のセンサを備え、前記一方のセンサからの出力において不連続な変位が検出されたときに、前記他方のセンサにより前記架空電線検査装置の走行方向における前方を走査する構成である。 The overhead wire inspection apparatus of the present invention is an overhead wire inspection device that inspects the overhead wire while traveling on the overhead wire, and one sensor for detecting the state of the overhead wire along the overhead wire. And the other sensor that scans and detects the front in the traveling direction of the overhead wire inspection device, and when the discontinuous displacement is detected in the output from the one sensor, the other sensor It is the structure which scans the front in the running direction of an electric wire inspection apparatus.
上述の本発明の架空電線検査装置の構成によれば、架空電線の状態を検知する一方のセンサを備えているので、一方のセンサにより、架空電線の状態の検知と、障害物の有無及び障害物による不連続な変位の検知を行うことができる。
また、架空電線検査装置の走行方向における前方を走査して検知する他方のセンサを備えているので、他方のセンサの検知の結果により、架空電線検査装置の走行方向における前方に存在する障害物の大きさや種類を認識することが可能になる。
そして、一方のセンサからの出力において不連続な変位が検出されたときに、他方のセンサにより架空電線検査装置の走行方向における前方を走査するので、障害物が存在する場合に、不連続な変位により障害物の場所を特定して、その付近で他方のセンサによる走査が行われる。これにより、障害物の種類や大きさを認識し、架空電線検査装置が障害物を回避して走行することが可能になる。
According to the configuration of the overhead wire inspection apparatus of the present invention described above, since one sensor for detecting the state of the overhead wire is provided, the detection of the state of the overhead wire, the presence / absence of an obstacle, and the obstacle are detected by one sensor. Discontinuous displacement due to objects can be detected.
Moreover, since the other sensor which scans and detects the front in the running direction of an overhead wire inspection apparatus is provided, the obstruction which exists ahead in the running direction of an overhead wire inspection apparatus is detected according to the detection result of the other sensor. It becomes possible to recognize the size and type.
When a discontinuous displacement is detected in the output from one of the sensors, the other sensor scans forward in the traveling direction of the overhead wire inspection device, so that when there is an obstacle, the discontinuous displacement The location of the obstacle is specified by, and scanning by the other sensor is performed in the vicinity thereof. As a result, the type and size of the obstacle can be recognized, and the overhead wire inspection apparatus can travel while avoiding the obstacle.
上述の本発明の架空電線検査装置によれば、障害物の種類や大きさを認識し、架空電線検査装置が障害物を回避して走行することが可能になるため、認識された障害物の種類や大きさに対応して、回避動作を変えることができる。
これにより、比較的小さい障害物に対しては、回避動作の際の移動量を小さくして、回避動作を高速化することが可能になる。
According to the above-described overhead wire inspection device of the present invention, it is possible to recognize the type and size of the obstacle, and the overhead wire inspection device can travel while avoiding the obstacle. The avoidance action can be changed according to the type and size.
As a result, for a relatively small obstacle, the amount of movement during the avoidance operation can be reduced, and the avoidance operation can be speeded up.
以下、架空電線検査装置の実施形態について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1実施形態
2.第2実施形態
3.変形例
Hereinafter, an embodiment of an overhead wire inspection apparatus will be described.
The description will be given in the following order.
1.
<1.第1実施形態>
第1実施形態の架空電線検査装置の概略構成図(斜視図)を、図1及び図2に示す。
図1及び図2に示す架空電線検査装置1(以下「電線検査装置」という)は、計測装置19と、4つの挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLを具備する。
また、電線検査装置1の平面図を図3Aに示し、電線検査装置1の正面図を図3Bに示し、電線検査装置1の下面図を図3Cに示し、電線検査装置1の右側面図を図3Dに示す。
<1. First Embodiment>
The schematic block diagram (perspective view) of the overhead wire inspection apparatus of 1st Embodiment is shown in FIG.1 and FIG.2.
The overhead electric wire inspection apparatus 1 (hereinafter referred to as “electric wire inspection apparatus”) shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes a
Moreover, the top view of the
計測装置19は、電線検査装置1の中央部を上下方向に延びるシャフト6の下方に接続されている。詳細には、計測装置19は、シャフト6に対して回転不能に取り付けられている。
The
また、本実施形態の電線検査装置1は、4つの挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLに対応する、4つのアーム2,3,4,5を具備する。
4つのアーム2,3,4,5の一方の端部は、鉛直面での回転が可能なように、モータ7,8に接続されている。
アーム2,3,4,5の他方の端部には、回転モータ9が取り付けられている。
この回転モータ9によって、アーム2,3,4,5に対して、挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLを、アーム2,3,4,5の長手方向と直交する鉛直軸の周りの方向に回転させることが可能である。
Moreover, the electric
One end of each of the four
A
With this
図2に、この電線検査装置1の進行方向110を矢印で示す。
進行方向110の前方の2つの挟持走行部(以下「前方挟持走行部」という)14FU,14FLは、それぞれ、ユニット13と、このユニット13に取り付けられた2つの車輪とを有する。
前方挟持走行部14FU,14FLは上下対となっており、モータ7を駆動してアーム2,3を回転することで、架空電線100を上下方向の両側から挟持する。アーム2,3は、前方挟持走行部14FU,14FLが架空電線100を挟持する状態から架空電線100を解放した状態まで移動させることが可能に構成されている。
上側の前方挟持走行部14FUは、その2つの車輪が駆動輪10Aであり、ユニット13内に設けられた駆動モータによって駆動される。2つの駆動輪10Aは、ユニット13に取付けられたギア、ベルトによって、駆動が同期している。
下側の前方挟持走行部14FLは、その2つの車輪が従動輪10Bであり、電線検査装置1の移動に従って回転する。2つの従動輪10Bは、ユニット13に取付けられたギア、ベルトによって、同期して回転する。
前方挟持走行部14FUのユニット13内の駆動モータを駆動することにより、2つの駆動輪10Aを回転させて、駆動力を架空電線100に伝えることが可能である。
そして、前方挟持走行部14FUの2つの駆動輪10Aが駆動モータによって回転駆動して、電線検査装置1が架空電線100上を進行方向110に進む。これに従い、前方挟持走行部14FLの2つの従動輪10Bが架空電線100との摩擦によって回転する。
In FIG. 2, the advancing
Each of two sandwiching travel units (hereinafter referred to as “front sandwiching travel unit”) 14FU and 14FL in the
The front clamping travel units 14FU and 14FL are paired up and down, and drive the
The upper front traveling traveling unit 14 </ b> FU has two wheels that are driving wheels 10 </ b> A, and is driven by a driving motor provided in the
In the lower front clamping travel unit 14FL, the two wheels are driven
By driving the drive motor in the
Then, the two drive wheels 10 </ b> A of the front clamping travel unit 14 </ b> FU are rotationally driven by the drive motor, and the
進行方向110の後方の2つの挟持走行部(以下「後方挟持走行部」という)14BU,14BLも、前方挟持走行部14FU,14FLと同様に、それぞれ、ユニット13と、このユニット13に取り付けられた2つの車輪とを有する。
後方挟持走行部14BU,14BLは上下対となっており、モータ8を駆動してアーム4,5を回転することで、架空電線100を上下方向の両側から挟持する。アーム4,5は、後方挟持走行部14BU,14BLが架空電線100を挟持する状態から架空電線100を解放した状態まで移動させることが可能に構成されている。
上側の後方挟持走行部14BUは、その2つの車輪が駆動輪10Aであり、ユニット13内に設けられた駆動モータによって駆動される。2つの駆動輪10Aは、ユニット13に取付けられたギア、ベルトによって、駆動が同期している。
下側の後方挟持走行部14BLは、その2つの車輪が従動輪10Bであり、電線検査装置1の移動に従って回転する。2つの従動輪10Bは、ユニット13に取付けられたギア、ベルトによって、同期して回転する。
後方挟持走行部14BUは、前方挟持走行部14FUと同様に駆動することが可能であり、2つの駆動輪10Aを回転させて、駆動力を架空電線100に伝えることが可能である。
そして、後方挟持走行部14BUの駆動輪10Aが駆動モータによって回転駆動して、電線検査装置1が架空電線100上を進行方向110に進む。これに従い、後方挟持走行部14BLの2つの従動輪10Bが架空電線100との摩擦によって回転する。
Similarly to the front clamping travel units 14FU and 14FL, the two clamping travel units (hereinafter referred to as “rear clamping travel units”) 14BU and 14BL on the rear side in the traveling
The rear clamping travel units 14BU and 14BL are paired up and down and rotate the
In the upper rear clamping travel unit 14BU, the two wheels are
In the lower rear clamping traveling portion 14BL, the two wheels are driven
The rear clamping travel unit 14BU can be driven in the same manner as the front clamping travel unit 14FU, and can transmit the driving force to the overhead
Then, the
上述した前方挟持走行部14FU,14FL及び後方挟持走行部14BU,14BLは、それぞれ最適な挟持力にて、電線検査装置1を走行させることが可能なように、架空電線100に対する、アーム2,3及びアーム4,5の位置を調節する。
The front clamping travel units 14FU and 14FL and the rear clamping travel units 14BU and 14BL described above are provided with
各挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLには、エンコーダ21が具備されており、回転が可能な駆動輪10Aと、追従して回転する従動輪10Bを、それぞれセンシングしている。このエンコーダ21は、駆動輪10A及び従動輪10Bをセンシングすることにより、電線検査装置1の走行状態が正常か異常であるかを判断するためのセンサとして作用する。これにより、挟持による摩擦力が低減しスリップした時など、電線検査装置1の走行の異常状態を、エンコーダ21からの信号により検知することが可能である。
Each clamping travel unit 14FU, 14FL, 14BU, 14BL is provided with an
電線検査装置1の重心は、電線検査装置1が走行する架空電線100を含む鉛直平面内、即ち、架空電線100の直下に存在しているように、各部品は配置されている。
従って、障害物を通過するシーケンスにおいて、架空電線100を中心軸として発生する回転モーメントは十分に小さく、挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLの支持により摩擦力が働くため、電線検査装置1の姿勢は水平に保たれる。
Each part is arrange | positioned so that the gravity center of the electric
Accordingly, in the sequence of passing through the obstacle, the rotational moment generated around the overhead
さらに、計測装置19の上に、レーザレンジセンサ20が実装されており、走行中の架空電線100の形状測長が可能である。
レーザレンジセンサ20を用いて、進行方向110に架空電線100を測長することができる。そして、架空電線100を測長した結果を用いて、架空電線100の傾斜に対して最適な角度で挟持が可能なように、モータ9を駆動させて、挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLを角度調整しつつ、走行することが可能である。
このことにより、懸垂碍子などの障害物の前後において、架空電線100に傾斜が存在していても、障害物を回避して走行することが可能である。
Further, a
The overhead
Thus, even if there is an inclination in the overhead
また、電線検査装置1の中央部のシャフト6の下端部には、モータ16が設けられ、このモータ16には、アーム15Aを介してカウンタウエイト15が接続されている。モータ16を駆動させることにより、アーム15Aを回転させて、カウンタウエイト15の位置を移動させて、電線検査装置1の重心を制御することが可能である。
風あるいは障害物回避動作の影響により、電線検査装置1の重心が架空電線100を含む鉛直面からずれたときには、カウンタウエイト15の位置を変えて、重心を調整することにより、電線検査装置1の姿勢の保持が可能である。
A
When the center of gravity of the electric
図1及び図2に示すように、本実施形態の電線検査装置1は、検査カメラ11を備えている。
検査カメラ11は、モータ12によって、回転可能に支持されている。
検査カメラ11は、架空電線100を撮影することにより、架空電線100の外径の測定や、架空電線100の表層のキズや変色の検出を行う。架空電線100の外径は、架空電線100の内部の腐食の進行により変化する。架空電線100の表層のキズや変色を検出することにより、架空電線100の外部の腐食の状況を検知することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric
The
The
また、検査カメラ11の上方には、レーザレンジセンサ17が設けられ、水平な軸17Aに回転可能に支持されている。そして、レーザレンジセンサ17を軸17A周りに回転させて上下に動かす、偏角機構を備えている。
このレーザレンジセンサ17は、その内部が水平方向に走査を行うように構成されており、さらに偏角機構によって仰角を変えて、走査する高さを変えることが可能になっている。
Further, a
The
計測装置19には、検査カメラ11から得られるデータを記憶し保存しておく装置、センサから得られるデータを分析する装置、センサから得られるデータやこれらデータを分析した結果を所定の場所へ送信する装置などが搭載されている。さらに、計測装置19には、これらセンサや装置を駆動する電力を供給するバッテリなどが搭載されている。
The measuring
次に、本実施形態の電線検査装置1における、障害物の退避方法を、図4A〜図4Dを参照して説明する。
本実施形態の電線検査装置1は、モータ7,8を駆動してアーム2,3,4,5を回転することにより、挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLの架空電線100の挟持状態と解除状態とを切り替えることが可能である。
そして、各挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLが障害物を通過した後に架空電線100を挟持した状態に戻すことにより、電線検査装置1は、障害物を回避して通過することができる。
Next, the obstacle retracting method in the electric
The electric
And the electric wire test |
図4A〜図4Dは、本実施形態の電線検査装置1が、懸垂碍子101が取り付けられた架空電線100上を走行しているところを順に示したものである。なお、懸垂碍子101の前後には、懸垂碍子101を囲むように、アークホーン102が設けられている。
FIG. 4A to FIG. 4D sequentially show the place where the electric
電線検査装置1は、図4Aに示されているように、前方挟持走行部14FU,14FLが懸垂碍子101の近傍に達したときに、一旦停止する。
そして、モータ7を駆動して前方の2本のアーム2,3を回転させ、前方挟持走行部14FU,14FLを挟持状態から解放させて、後方挟持走行部14BU,14BLにより電線検査装置1を支持する。さらに、モータ9の駆動により、前方挟持走行部14FU,14FLを架空電線100の図中手前側に回転させる。
これにより、図中右方向へ電線検査装置1を走行させて、前方挟持走行部14FU,14FLが懸垂碍子101やアークホーン102に衝突することなく通過する。
As shown in FIG. 4A, the electric
Then, the
Thereby, the electric
次いで、電線検査装置1は、検査カメラ11が、懸垂碍子101とアークホーン102の近傍に達したときに、一旦停止する。
そして、モータ12を駆動することで、検査カメラ11を退避状態とする。
そして、後方挟持走行部14BU,14BLを駆動して、電線検査装置1は前進する。これにより、図4Bに示すように、検査カメラ11、及び前方挟持走行部14FU,14FLが懸垂碍子101やアークホーン102に衝突することなく、通過する。
Next, the
Then, by driving the
And the back clamping travel | moving part 14BU and 14BL are driven, and the electric
次いで、電線検査装置1は、前方挟持走行部14FU,14FLが懸垂碍子101及びアークホーン102を通過した後、モータ9及びモータ7を駆動して、前方のアーム2,3を回転させる。これにより、前方挟持走行部14FU,14FLにより再び架空電線100を挟持した状態とする。
そして、後方挟持走行部14BU,14BLが懸垂碍子101の近傍に達するまで、前後両方の挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLを駆動して前進する。
Next, the
Then, the front and rear holding travel parts 14FU, 14FL, 14BU, and 14BL are driven forward until the rear holding travel parts 14BU and 14BL reach the vicinity of the suspended
次いで、前方挟持走行部14FU,14FLを架空電線100上に乗せた状態で、モータ8を駆動して後方のアーム4,5を回転させて、後方挟持走行部14BU,14BLを挟持状態から解放させる。さらに、モータ9の駆動により、後方挟持走行部14BU,14BLを架空電線100の図中手前側に回転させて、懸垂碍子101及びアークホーン102の外側に退避させる。
そして、後方挟持走行部14BU,14BLが懸垂碍子101及びアークホーン102を通過するまで、前方挟持走行部14FU,14FLを駆動して前進する。これにより、後方挟持走行部14BU,14BLが懸垂碍子101やアークホーン102に衝突することなく、通過する。
Next, in a state where the front clamping travel units 14FU and 14FL are placed on the overhead
Then, the front clamping travel units 14FU, 14FL are driven forward until the rear clamping travel units 14BU, 14BL pass through the
次いで、検査カメラ11が懸垂碍子101及びアークホーン102を通過したら、モータ12を駆動することで、検査カメラ11を点検状態とする。
Next, when the
次いで、電線検査装置1は、後方挟持走行部14BU,14BLが懸垂碍子101及びアークホーン102を通過した後、モータ9及びモータ8を駆動して、後方のアーム4,5を回転させる。これにより、図4Dに示すように、後方挟持走行部14BU,14BLを、架空電線100を挟持した状態とする。
上述した動作によって、電線検査装置1が懸垂碍子101及びアークホーン102を回避して通過することが可能である。
Next, the
By the operation described above, the
また、本実施形態の電線検査装置1は、架空電線100に傾斜がある場合には、図4A〜図4Dに示した動作に加えて、モータ7,8の駆動によりアーム2,3,4,5を回転させて、アーム2,3,4,5の向きを変える。これにより、架空電線100に傾斜がある場合でも、架空電線100にある障害物の回避を行うことができる。
Moreover, in the electric
なお、本実施形態の電線検査装置1が回避することが可能な、架空電線100上の障害物は、図4に示した懸垂碍子101及びアークホーン102に限定されず、本実施形態の電線検査装置1は、その他の障害物も同様に回避することができる。
Obstacles on the
次に、図5〜図7を参照して、第1実施形態の電線検査装置1が障害物を認識する手順について説明する。
図5は、障害物の認識と回避の実行を行う手順のフローチャートである。図6は、電線検査装置1及び障害物である懸垂碍子101及びアークホーン102の側面図である。図7は、懸垂碍子101及びアークホーン102の正面図である。
Next, with reference to FIGS. 5-7, the procedure in which the electric
FIG. 5 is a flowchart of a procedure for performing obstacle recognition and avoidance. FIG. 6 is a side view of the
第1実施形態の電線検査装置1は、例えば図4に示したような懸垂碍子101、アークホーン102の他、スペーサなどの付属品が取り付けられた架空電線100を検査するのに利用される。
電線検査装置1には、進行方向を架空電線100に沿って走査して、距離計測が可能なレーザレンジセンサ20と、偏角機構をもち、水平方向に走査し距離計測が可能なレーザレンジセンサ17を備えている。
進行方向に走査するレーザレンジセンサ20は、図1及び図2に示したように、検査装置19の上に設けられ、架空電線100の下方に配置される。
水平方向に走査するレーザレンジセンサ17は、図1及び図2に示したように、検査カメラ11の上方に設けられ、架空電線100の上方に配置される。
The electric
The electric
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、レーザレンジセンサ17とレーザレンジセンサ20の他に、さらに、距離計測が可能な超音波方式センサを設けて、超音波方式センサにより進行方向へのスキャンを行っても良い。
レーザレンジセンサは、雨や光などの外乱要因によっては、データにノイズが混じることも可能性としてあり、超音波方式センサを設けておくことにより、そのような場合でも、超音波方式センサのセンサ信号を代わりに用いることができる。
In addition to the
The laser range sensor may be mixed with noise depending on disturbance factors such as rain and light. By providing an ultrasonic sensor, the sensor of the ultrasonic sensor can be used even in such a case. A signal can be used instead.
まず、図5のステップS1において、レーザレンジセンサ20で電線検査装置1の進行方向にスキャンを実行する。即ち、図6に鎖線で示すように、架空電線100の下方に配置されたレーザレンジセンサ20から、進行方向にスキャンを実行する。例えば、進行方向に15mの範囲にある物体への距離を計測する。
これにより、レーザレンジセンサ20において、架空電線100の状態の検知と、障害物の有無及び障害物による不連続な変位の検知を行うことができる。
First, in step S <b> 1 of FIG. 5, the
Thereby, in the
次に、ステップS2において、距離データに不連続な変位が発生しているか調べる。
障害物のない架空電線100上を進行しているのであれば、架空電線の弛度(たわみ)があっても、ほぼ連続的に距離が変位する。この状態では、電線検査装置1が進行方向へのスキャンを実施しつつ、前進可能である。
一方、架空電線100に懸垂碍子101などの障害物があれば、距離データに不連続な変位が発生する。
不連続な変位が発生していないときは、ステップS1に戻る。不連続な変位が発生しているときは、ステップS3に進む。
Next, in step S2, it is checked whether discontinuous displacement has occurred in the distance data.
If traveling on the overhead
On the other hand, if the
When the discontinuous displacement has not occurred, the process returns to step S1. When discontinuous displacement has occurred, the process proceeds to step S3.
次に、ステップS3において、不連続な変位が発生している変位部の周辺まで、電線検査装置1を前進させる。
不連続な距離の変位が発生している場合には、障害物の認識を行うための水平方向へのスキャンを実行する計画を立てる必要がある。そのために、水平方向へのスキャンの精度が十分に高くなる位置まで、電線検査装置1を前進させる。
Next, in step S3, the electric
If a discontinuous distance displacement occurs, it is necessary to make a plan to perform a horizontal scan for obstacle recognition. Therefore, the electric
次に、ステップS4において、レーザレンジセンサ17で水平方向にスキャンする。
進行方向へのスキャンから得られた結果より、例えば、変位部から3m程度の距離をとり、水平方向へのスキャンを実行する。
不連続変位部の開始点よりも電線検査装置1に近い位置から、水平方向へのスキャンを開始する。
次に、ステップS5において、偏角機構を駆動して、レーザレンジセンサ17の仰角を変更する。
次に、ステップS6において、不連続変位部を網羅的にスキャンできているか調べて、まだ網羅的にスキャンできていない場合には、ステップS4に戻り、水平方向にスキャンを行う。網羅的にスキャンできている場合には、ステップS7に進む。
具体的には、例えば、図6及び図7に鎖線で示すように、偏角機構でレーザレンジセンサ17の仰角を変更して、スキャンが行われる高さを変更しながら、それぞれの高さで順次水平方向にスキャンを行う。そして、図7に●印で示す、障害物のある箇所では、レーザ光の反射によって、障害物の存在が確認される。
このようにして、適宜仰角を変更することにより、不連続変位部の領域における物体への距離を網羅的に計測する。
Next, in step S4, the
From the result obtained from the scanning in the traveling direction, for example, a distance of about 3 m is taken from the displacement portion, and the scanning in the horizontal direction is executed.
Scanning in the horizontal direction is started from a position closer to the
Next, in step S5, the declination mechanism is driven to change the elevation angle of the
Next, in step S6, it is checked whether or not the discontinuous displacement portion has been comprehensively scanned. If the discontinuous displacement portion has not yet been exhaustively scanned, the process returns to step S4 to scan in the horizontal direction. If the scan is complete, the process proceeds to step S7.
Specifically, for example, as shown by a chain line in FIGS. 6 and 7, the elevation angle of the
Thus, the distance to the object in the region of the discontinuous displacement portion is comprehensively measured by appropriately changing the elevation angle.
上述した網羅的な計測により、電線検査装置1の走行方向における前方にある物体の形状と距離の点群データを取得することができる。
ステップS7において、この点群データを集計して、物体のマップデータを作成する。
By the comprehensive measurement described above, point cloud data of the shape and distance of the object ahead in the traveling direction of the
In step S7, the point cloud data is aggregated to create object map data.
次に、ステップS8において、作成したマップデータより、障害物の種類を同定する。
進行方向と水平方向へのスキャンによる物体の形状データより、スペーサ、あるいは懸垂碍子101であるのか類推することはたやすい。例えば、懸垂碍子101であれば、進行方向上方に特徴のあるエッジ形状が存在する。例えば、スペーサであれば、架空電線100の周囲20cm程度の範囲に構造物があり、架空電線100の上方に特徴のあるデータが出力されることはない。
Next, in step S8, the kind of obstacle is identified from the created map data.
From the object shape data obtained by scanning in the traveling direction and the horizontal direction, it is easy to infer whether the object is the spacer or the
次に、ステップS9において、回避動作の予測データとマップデータとを照合する。即ち、電線検査装置1の回避動作に伴う走行領域と、作成したマップデータの照合を行う。例えば、図4に示したように、電線検査装置1には障害物の種類に応じて予め用意されてある障害物の回避動作がある。この回避動作による走行予測データとマップデータとを照合する。
Next, in step S9, the prediction data of the avoidance operation and the map data are collated. That is, the travel area associated with the avoidance operation of the
次に、ステップS10において、回避動作の予測データとマップデータの照合の結果から、回避動作における電線検査装置1と障害物が干渉する領域の有無の判断を行う。
干渉する領域が無く通過可能である場合には、ステップS12に進み、用意されている回避動作を実施して、障害物を通過する。
干渉する領域が発生する場合は、用意されている回避動作の修正を行う。具体的には、例えば、挟持走行部14FU,14FL,14BU,14BLを、より大きく架空電線100の外側に退避させる、または、モータ7,8を駆動することにより、架空電線100のさらに下方に角度修正させて走行する、などの回避動作の修正を行う。そして、修正した回避動作の走行予測データをもとに、再度ステップS9でマップデータとの照合を行い、ステップS10で干渉する領域の有無の判断を行う。ここで干渉する領域が発生しない場合には、ステップS12に進んで、修正した回避動作を実行する。
Next, in step S10, the presence / absence of an area where the
If there is no interfering area and the vehicle can pass, the process proceeds to step S12, where the prepared avoidance operation is performed and the obstacle is passed.
When an interference area occurs, the prepared avoidance operation is corrected. Specifically, for example, the sandwiching travel units 14FU, 14FL, 14BU, and 14BL are retracted to the outside of the overhead
このようにして、架空電線100上の障害物を認識する機構を構築することにより、電線検査装置1は、より安定して障害物を通過して検査を行うことが可能である。
Thus, by constructing a mechanism for recognizing an obstacle on the overhead
上述の本実施形態の架空電線検査装置1の構成によれば、架空電線100に沿って進行方向に走査して、架空電線100の状態を検知する、レーザレンジセンサ20を備えている。このレーザレンジセンサ20によって、架空電線100の状態の検知と、障害物の有無及び障害物による不連続な変位を検知することができる。
また、架空電線検査装置1の走行方向の前方を走査して検知するレーザレンジセンサ17を備えているので、このレーザレンジセンサ17の検知の結果により、架空電線検査装置1の前方に存在する障害物の大きさや種類を認識することが可能になる。
そして、レーザレンジセンサ20からの出力において不連続な変位が検出されたときに、その不連続な変位が検出された位置付近まで走行して、レーザレンジセンサ17によって前方を走査する。即ち、架空電線100に障害物が存在する場合に、不連続な変位により障害物の場所を特定して、その場所の付近でレーザレンジセンサ17による走査が行われる。これにより、障害物の種類や大きさを認識し、架空電線検査装置1が障害物を回避して走行することが可能になる。
According to the configuration of the overhead
Moreover, since the
When a discontinuous displacement is detected in the output from the
このように障害物の種類や大きさを認識するので、認識された障害物の種類に対応して、回避動作を変えることができる。
従来の架空電線検査装置では、障害物の種類や大きさの認識は行わないため、障害物を自動的に回避するためには、想定される最大限の障害物を回避できるように、回避動作の移動量を最大限の障害物に対応した、大きい移動量に設定する必要がある。
これに対して、本実施形態の架空電線検査装置1では、認識された障害物の種類に対応して回避動作を変えることができるので、比較的小さい障害物に対しては、回避動作の際の移動量を小さくして、回避動作を高速化することが可能になる。
Since the type and size of the obstacle are recognized as described above, the avoidance operation can be changed according to the recognized type of the obstacle.
The conventional overhead wire inspection system does not recognize the type or size of obstacles, so to avoid obstacles automatically, avoidance operation is possible so that the maximum possible obstacles can be avoided. It is necessary to set a large amount of movement corresponding to the maximum obstacle.
On the other hand, in the overhead
また、架空電線100に障害物が無い区間では、レーザレンジセンサ20から不連続な変位が検知されないので、レーザレンジセンサ17による走査を行う必要がない。即ち、障害物が存在する場合にのみレーザレンジセンサ17により走査を行って、効率良く障害物の検知を行うことができる。
Further, in the section where the overhead
本実施形態の架空電線検査装置1では、レーザレンジセンサ17が架空電線検査装置1の前方を水平方向に走査して検知し、偏角機構によりレーザレンジセンサ17の向きを上下方向に変える構成としている。これにより、水平方向は走査により精度良く検知を行うことができ、上下方向は偏角機構により段階的に向きを変えることができる。
本実施形態の架空電線検査装置1は、前方挟持走行部14FU,14FLと後方挟持走行部14BU,14BLや、検査カメラ17などを、それぞれ障害物の横方向に退避させることにより、障害物を回避させている。また、図4より、アークホーン102の方が、架空電線検査装置1よりも高くなっている。このような位置関係から、架空電線検査装置1よりも十分に上の領域の走査は不要であり、また、障害物の水平方向の存在範囲を正確に検知することで、適切な回避動作の移動量を求めることができる。従って、レーザレンジセンサ17が水平方向に走査を行い、偏角機構によりレーザレンジセンサ17の向きを上下方向に段階的に変える、本実施形態の構成とすることにより、効率的に障害物の大きさや種類の検知と移動量の算出を行うことができる。
In the overhead
The overhead
本実施形態の架空電線検査装置1において、レーザレンジセンサ20は架空電線100の下方に配置されており、レーザレンジセンサ17は架空電線100の上方に配置されている。
通常、架空電線100に存在する各種の障害物は、主に架空電線100よりも上方に延びている。
架空電線100に沿って進行方向に走査するレーザレンジセンサ20が、架空電線100の下方に配置されているので、障害物よりもさらに前方の架空電線100の検知も行うことができ、障害物による不連続な変位を精度良く検知することができる。
また、障害物の種類や大きさを認識する走査を行うレーザレンジセンサ17が、架空電線100の上方に配置されているので、障害物を見逃すことなく、障害物の種類や大きさを検知することができる。
In the overhead
Usually, various obstacles existing in the overhead
Since the
Further, since the
なお、上述した説明では、検査カメラ11の上方のレーザレンジセンサ17を、水平方向にスキャンする構成とした。
検査カメラの上方のレーザレンジセンサは、水平方向にスキャンする構成と、上下方向にスキャンする構成の、いずれの構成とすることも可能である。
レーザレンジセンサを上下方向にスキャンする構成とするときには、レーザレンジセンサの仰角を変更する偏角機構の代わりに、レーザレンジセンサの水平方向の向きを変える偏角機構を設ける。ただし、この構成の場合、回避動作を精度良く変えるために、偏角機構によりレーザレンジセンサの向きを変える間隔を狭くすることが望ましい。
In the above description, the
The laser range sensor above the inspection camera can be configured to scan either horizontally or vertically.
When the laser range sensor is configured to scan vertically, a declination mechanism that changes the horizontal direction of the laser range sensor is provided instead of the declination mechanism that changes the elevation angle of the laser range sensor. However, in the case of this configuration, in order to change the avoidance operation with high accuracy, it is desirable to narrow the interval for changing the direction of the laser range sensor by the declination mechanism.
<2.第2実施形態>
第2実施形態の架空電線検査装置の概略構成図(斜視図)を、図8及び図9に示す。
また、電線検査装置31の平面図を図10Aに示し、電線検査装置31の正面図を図10Bに示し、電線検査装置31の右側面図を図10Cに示す。
<2. Second Embodiment>
The schematic block diagram (perspective view) of the overhead wire inspection apparatus of 2nd Embodiment is shown in FIG.8 and FIG.9.
Moreover, the top view of the electric
第1実施形態の電線検査装置1は、1本の架空電線100、即ち単導体を検査する構成であった。
これに対して、図8〜図10に示す第2実施形態の電線検査装置31は、2本の架空電線100、即ち多導体を検査する構成である。
第2実施形態の電線検査装置31は、大部分が第1実施形態の電線検査装置1と同様の構成となっているが、2本の架空電線100を検査するために、車輪が2個1組になっており、検査用のカメラやセンサも2個設けられている。また、第2実施形態の電線検査装置31は、計測装置及びカウンタウエイトの構成が第1実施形態の電線検査装置1とは異なっている。
The electric
On the other hand, the electric
The electric
図8及び図9に示す架空電線検査装置31(以下「電線検査装置」という)は、計測装置49と、4つのアーム32,33,34,35と、4つの挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLを具備する。
計測装置49は、電線検査装置31の中央部を下方に延びるシャフト59の下端部に接続された、水平方向に延びるシャフト60に接続されている。この計測装置49は、第1の実施形態の計測装置19よりも大きい。また、第1の実施形態の計測装置19が上下方向に長い形状であったのに対して、第2の実施形態の計測装置49は水平方向に長い形状となっている。計測装置49は、シャフト60に対して回転不能に取り付けられている。
8 and 9 includes a measuring
The measuring
4つのアーム32,33,34,35の一方の端部は、鉛直面での回転が可能なように、モータ37,38に接続されている。
アーム32,33,34,35の他方の端部には、回転モータ39が取り付けられている。
この回転モータ39によって、アーム32,33,34,35に対して、挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLを、アーム32,33,34,35の長手方向と直交する鉛直軸の周りの方向に回転させることが可能である。
One end of each of the four
A
With this
進行方向110の前方の2つの挟持走行部(前方挟持走行部)44FU,44FLは、それぞれ、ユニット43と、このユニット43に取り付けられた車輪とを有する。各ユニット43には、2個の車輪をシャフト57で連結した組が、2組接続されている。
前方挟持走行部44FU,44FLは上下対となっており、モータ37を駆動してアーム32,33を回転することで、架空電線100を上下方向の両側から挟持する。アーム32,33は、前方挟持走行部44FU,44FLが架空電線100を挟持する状態から架空電線100を解放した状態まで移動させることが可能に構成されている。
上側の前方挟持走行部44FUは、その2組4個の車輪が駆動輪40Aであり、ユニット43内に設けられた駆動モータによって駆動される。2組の駆動輪40Aは、ユニット43に取付けられたギア、ベルトによって、駆動が同期している。
下側の前方挟持走行部44FLは、その2組4個の車輪が従動輪40Bであり、電線検査装置31の移動に従って回転する。2組の従動輪40Bは、ユニット43に取付けられたギア、ベルトによって、同期して回転する。
前方挟持走行部44FUのユニット43内の駆動モータを駆動することにより、2組の駆動輪40Aを回転させて、駆動力を架空電線100に伝えることが可能である。
そして、前方挟持走行部44FUの駆動輪40Aが駆動モータによって回転駆動して、電線検査装置31が架空電線100上を進行方向110に進む。これに従い、前方挟持走行部44FLの従動輪40Bが架空電線100との摩擦によって回転する。
Each of the two sandwiching travel units (front sandwiching travel unit) 44FU and 44FL in the
The front clamping traveling portions 44FU and 44FL are vertically paired, and the
In the upper front clamping travel unit 44FU, two sets of four wheels are
The lower front clamping traveling portion 44FL has two sets of four wheels, which are driven
By driving the drive motor in the
And the
進行方向110の後方の2つの挟持走行部(後方挟持走行部)44BU,44BLも、前方挟持走行部44FU,44FLと同様に、それぞれ、ユニット43と、このユニット43に取り付けられた車輪とを有する。各ユニット43には、2個の車輪をシャフト57で連結した組が、2組接続されている。
後方挟持走行部44BU,44BLは上下対となっており、モータ38を駆動してアーム34,35を回転することで、架空電線100を上下方向の両側から挟持する。アーム34,35は、後方挟持走行部44BU,44BLが架空電線100を挟持する状態から架空電線100を解放した状態まで移動させることが可能に構成されている。
上側の後方挟持走行部44BUは、その2組4個の車輪が駆動輪40Aであり、ユニット43内に設けられた駆動モータによって駆動される。2つの駆動輪40Aは、ユニット43に取付けられたギア、ベルトによって、駆動が同期している。
下側の後方挟持走行部44BLは、その2組4個の車輪が従動輪40Bであり、電線検査装置31の移動に従って回転する。2つの従動輪40Bは、ユニット43に取付けられたギア、ベルトによって、同期して回転する。
後方挟持走行部44BUは、前方挟持走行部44FUと同様に駆動することが可能であり、駆動輪40Aを回転させて、駆動力を架空電線100に伝えることが可能である。
そして、後方挟持走行部44BUの駆動輪40Aが駆動モータによって回転駆動して、電線検査装置31が架空電線100上を進行方向110に進む。これに従い、後方挟持走行部44BLの従動輪40Bが架空電線100との摩擦によって回転する。
Similarly to the front clamping travel units 44FU and 44FL, the two clamping travel units (rear clamping travel units) 44BU and 44BL on the rear side in the traveling
The rear clamping travel portions 44BU and 44BL are vertically paired, and the
In the upper rear clamping travel unit 44BU, two sets of four wheels are
The lower rear traveling traveling portion 44BL has two sets of four wheels, which are driven
The rear nip travel unit 44BU can be driven in the same manner as the front nip travel unit 44FU, and can transmit the driving force to the overhead
Then, the
上述した前方挟持走行部44FU,44FL及び後方挟持走行部44BU,44BLは、それぞれ最適な挟持力にて、電線検査装置31を走行させることが可能なように、架空電線100に対する、アーム32,33及びアーム34,35の位置を調節する。
The front clamping travel units 44FU and 44FL and the rear clamping travel units 44BU and 44BL described above have the
各挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLには、エンコーダ51が具備されており、回転が可能な駆動輪40Aと、追従して回転する従動輪40Bを、それぞれセンシングしている。このエンコーダ51は、駆動輪40A及び従動輪40Bをセンシングすることにより、電線検査装置31の走行状態が正常か異常であるかを判断するためのセンサとして作用する。これにより、挟持による摩擦力が低減しスリップした時など、電線検査装置31の走行の異常状態を、エンコーダ51から出力された信号により検知することが可能である。
Each clamping travel unit 44FU, 44FL, 44BU, 44BL is provided with an
本実施形態も第1実施形態と同様に、電線検査装置31の重心は、電線検査装置31が走行する架空電線100を含む鉛直平面内、即ち、架空電線100の直下に存在しているように、各部品は配置されている。
従って、架空電線100を中心軸として発生する回転モーメントは十分に小さく、挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLの支持により摩擦力が働くため、電線検査装置31の姿勢は水平に保たれる。
As in the first embodiment, the center of gravity of the
Therefore, the rotational moment generated with the overhead
さらに、計測装置49に接続された水平方向のシャフト60の中間部に、レーザレンジセンサ50が実装されており、走行中の架空電線100の形状測長が可能である。
レーザレンジセンサ50を用いて、進行方向110に架空電線100を測長することができる。そして、架空電線100を測長した結果を用いて、架空電線100の傾斜に対して最適な角度で挟持が可能なように、挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLを角度調整しつつ、走行することが可能である。
このことにより、懸垂碍子などの障害物の前後において、架空電線に傾斜が存在していても、障害物を回避して走行することが可能である。
Further, a
The overhead
Thus, it is possible to travel while avoiding the obstacle even if the overhead electric wire has an inclination before and after the obstacle such as the hanging insulator.
また、シャフト60の計測装置49とレーザレンジセンサ50との中間部に、下方向に延びるシャフト61が接続され、このシャフト61の下端部には、モータ46が設けられている。このモータ46には、アーム45Aを介してカウンタウエイト45が接続されている。モータ46を駆動させることにより、アーム45Aを回転させて、カウンタウエイト45の位置を変えて、電線検査装置31の重心を制御することが可能である。
風あるいは障害物回避動作の影響により、電線検査装置31の重心が架空電線100を含む鉛直面からずれたときには、カウンタウエイト45の位置を変えて、重心を調整することにより、電線検査装置31の姿勢の保持が可能である。
A
When the center of gravity of the
本実施形態の電線検査装置31は、第1実施形態と同様に、検査カメラ41を備えている。
検査カメラ41は、横に並ぶ2本の架空電線100に対応して、2個設けられており、2個の検査カメラ41がシャフト58によって接続され、シャフト58がモータ42によって回転可能に支持されている。
各検査カメラ41は、架空電線100を撮影することにより、架空電線100の外径の測定や、架空電線100の表層のキズや変色の検出を行う。
The electric
Two
Each
また、各検査カメラ41の上方には、レーザレンジセンサ47が設けられ、水平な軸47Aに回転可能に支持されている。そして、レーザレンジセンサ47を軸47A周りに回転させて上下に動かす、偏角機構を備えている。
このレーザレンジセンサ47は、その内部が水平方向に走査を行うように構成されており、さらに偏角機構によって仰角を変えて、走査する高さを変えることが可能になっている。
Further, a
The
計測装置49には、検査カメラ41から得られるデータを記憶し保存しておく装置、センサから得られるデータを分析する装置、センサから得られるデータやこれらデータを分析した結果を所定の場所へ送信する装置が搭載されている。また、計測装置49には、これらセンサや装置を駆動する電力を供給するバッテリが搭載されている。
The measuring
ここで、多導体の架空電線100に設けられる障害物の例を、図11及び図12に示す。
図11は、懸垂碍子101及びアークホーン102の概略構成図であり、図11Aに斜視図を示し、図11Bに正面図を示す。
図12は、スペーサ103の概略構成図であり、図12Aに斜視図を示し、図12Bに正面図を示す。
懸垂碍子101及びアークホーン102は、単導体の場合は、図4に示したように、1本の架空電線100に対してそれぞれ1個ずつ設けられていた。これに対して、図11に示す多導体の場合は、4本の架空電線100に対して懸垂碍子101及びアークホーン102が1個ずつ設けられている。そして、懸垂碍子101及びアークホーン102が取り付けられた部材111に、架空電線がつり下げられている。
スペーサ103は、多導体を束ねる目的で設けられており、各架空電線100を囲う円筒形の部分と、円筒形の部分を繋ぐ接続部から構成されている。
懸垂碍子101及びアークホーン102と、スペーサ103とでは、大きさや架空電線100からの距離が異なる。そのため、回避のために必要な最低限の移動量も異なっている。
Here, examples of obstacles provided in the multiconductor overhead
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the hanging
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the
In the case of a single conductor, one
The
The suspended
本実施形態の電線検査装置31が架空電線100上に乗せられて、進行方向110へ走行する状態の斜視図を、図13に示す。
図9に示した構成の電線検査装置31が架空電線100の上に乗せられて、各車輪(駆動輪40Aと従動輪40B)で上側の2本の架空電線100を挟持している。また、検査カメラ41及びレーザレンジセンサ47は、手前と奥の架空電線100の上に配置されている。
そして、電線検査装置31が走行して、障害物である、懸垂碍子101及びアークホーン102の近くに到達した状態の斜視図を、図14に示す。なお、図14は、図13と視線の向きが逆になっている。図14からわかるように、この状態のままでは、電線検査装置31が懸垂碍子及びアークホーン102を通過できないので、回避動作が必要になる。
FIG. 13 shows a perspective view of a state in which the electric
The electric
And the perspective view of the state which the electric
本実施形態の電線検査装置31も、第1実施形態の電線検査装置1と同様な動作により、障害物を回避することができる。
本実施形態の電線検査装置31は、モータ37,38を駆動してアーム32,33,34,35を回転することにより、挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLの架空電線100の挟持状態と解除状態とを切り替えることが可能である。
そして、各挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLが障害物を通過した後に架空電線100を挟持した状態に戻すことにより、電線検査装置31は、障害物を回避して通過することができる。
ただし、本実施形態の電線検査装置31では、挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLの駆動輪40A及び従動輪40Bが、2個の車輪を長いシャフト57で接続した構成となっている。そのため、第1実施形態の電線検査装置1よりも手前で、回避動作を開始する必要がある。
The electric
The electric
And by returning to the state which clamped the overhead
However, in the electric
次に、図15〜図16を参照して、第2実施形態の電線検査装置31が障害物を認識する手順について説明する。
図15は、電線検査装置31及び障害物である懸垂碍子101及びアークホーン102の側面図である。図16は、懸垂碍子101及びアークホーン102の正面図である。
なお、第2実施形態の電線検査装置31が障害物の認識と回避の実行を行う手順は、第1の実施形態の電線検査装置1の手順と同様であるので、概ね図5に示した第1の実施形態の手順のフローチャートに従って実行することができる。
Next, with reference to FIGS. 15-16, the procedure in which the electric
FIG. 15 is a side view of the
The procedure for the
第2実施形態の電線検査装置3は、例えば図11に示したような懸垂碍子101、アークホーン102、図12に示したスペーサ103などの付属品が取り付けられた架空電線100を検査するのに利用される。
電線検査装置31には、進行方向を架空電線100に沿って走査して、距離計測が可能なレーザレンジセンサ50と、偏角機構をもち、水平方向に走査し距離計測が可能なレーザレンジセンサ47を備えている。
進行方向に走査するレーザレンジセンサ50は、図8及び図9に示したように、検査装置49の近傍に設けられ、架空電線100の下方に配置される。
水平方向に走査するレーザレンジセンサ47は、図8及び図9に示したように、検査カメラ41の上方に設けられ、架空電線100の上方に配置される。
The electric
The electric
As shown in FIGS. 8 and 9, the
As shown in FIGS. 8 and 9, the
なお、レーザレンジセンサ47とレーザレンジセンサ50の他に、さらに、距離計測が可能な超音波方式センサを設けて、超音波方式センサにより進行方向へのスキャンを行っても良い。例えば、2個の検査カメラ41のうち、一方の検査カメラ41の上方にレーザレンジセンサ47を設けて、他方の検査カメラ41の上方に超音波方式センサを設けた構成とすることが可能である。
レーザレンジセンサは、雨や光などの外乱要因によっては、データにノイズが混じることも可能性としてあり、超音波方式センサを設けておくことにより、そのような場合でも、超音波方式センサのセンサ信号を代わりに用いることができる。
In addition to the
The laser range sensor may be mixed with noise depending on disturbance factors such as rain and light. By providing an ultrasonic sensor, the sensor of the ultrasonic sensor can be used even in such a case. A signal can be used instead.
まず、レーザレンジセンサ50で電線検査装置31の進行方向にスキャンを実行する。即ち、図15に鎖線で示すように、架空電線100の下方に配置されたレーザレンジセンサ50から、進行方向にスキャンを実行する。例えば、進行方向に15mの範囲にある物体への距離を計測する。
これにより、レーザレンジセンサ50において、架空電線100の状態の検知と、障害物の有無及び障害物による不連続な変位の検知を行うことができる。
First, the
Thereby, in the
次に、距離データに不連続な変位が発生しているか調べる。
障害物のない架空電線100上を進行しているのであれば、架空電線の弛度(たわみ)があっても、ほぼ連続的に距離が変位する。この状態では、電線検査装置31が進行方向へのスキャンを実施しつつ前進可能である。
一方、架空電線100に懸垂碍子101などの障害物があれば、距離データに不連続な変位が発生する。
不連続な変位が発生していないときは、進行方向のスキャンに戻る。
不連続な変位が発生しているときは、不連続な変位が発生している変位部の周辺まで、具体的には水平方向へのスキャンの精度が十分に高くなる位置まで、電線検査装置31を前進させる。
Next, it is checked whether discontinuous displacement has occurred in the distance data.
If traveling on the overhead
On the other hand, if the
When the discontinuous displacement has not occurred, the scan returns to the scan in the traveling direction.
When the discontinuous displacement occurs, the electric
次に、検査カメラ41の上方のレーザレンジセンサ47で、水平方向にスキャンする。
進行方向へのスキャンから得られた結果より、例えば、変位部から3m程度の距離をとり、水平方向へのスキャンを実行する。
不連続変位部の開始点よりも電線検査装置31に近い位置から、水平方向へのスキャンを開始する。
次に、偏角機構を駆動して、レーザレンジセンサ47の仰角を変更する。
そして、不連続変位部を網羅的にスキャンできているか調べて、まだ網羅的にスキャンできていない場合には、水平方向にスキャンを行う。網羅的にスキャンできている場合には、スキャンを終了する。
具体的には、例えば、図15及び図16に鎖線で示すように、偏角機構でレーザレンジセンサ47の仰角を変更して、スキャンが行われる高さを変更しながら、それぞれの高さで順次水平方向にスキャンを行う。そして、図16に●印で示す、障害物のある箇所では、レーザ光の反射によって、障害物の存在が確認される。
このようにして、適宜仰角を変更することにより、不連続変位部の領域における物体への距離を網羅的に計測する。
Next, the
From the result obtained from the scanning in the traveling direction, for example, a distance of about 3 m is taken from the displacement portion, and the scanning in the horizontal direction is executed.
Scanning in the horizontal direction is started from a position closer to the
Next, the declination mechanism is driven to change the elevation angle of the
Then, it is checked whether or not the discontinuous displacement portion has been comprehensively scanned. If the discontinuous displacement portion has not yet been exhaustively scanned, the horizontal direction is scanned. If the scan is complete, the scan ends.
Specifically, for example, as shown by a chain line in FIGS. 15 and 16, the elevation angle of the
Thus, the distance to the object in the region of the discontinuous displacement portion is comprehensively measured by appropriately changing the elevation angle.
上述した網羅的な計測により、前方にある物体の形状と距離の点群データを取得することができるので、この点群データを集計して、物体のマップデータを作成する。
次に、作成したマップデータより、障害物の種類を同定する。
By the above-described exhaustive measurement, it is possible to acquire point cloud data of the shape and distance of the object ahead, and the point cloud data is aggregated to create object map data.
Next, the type of obstacle is identified from the created map data.
次に、回避動作の予測データとマップデータとを照合する。即ち、電線検査装置31の回避動作に伴う走行領域と、作成したマップデータの照合を行う。
Next, the prediction data of the avoidance operation and the map data are collated. That is, the travel area associated with the avoidance operation of the
次に、回避動作の予測データとマップデータの照合の結果から、回避動作における電線検査装置31と障害物が干渉する領域の有無の判断を行う。
干渉する領域が無く通過可能である場合には、用意されている回避動作を実施して、障害物を通過する。
干渉する領域が発生する場合は、用意されている回避動作の修正を行う。具体的には、例えば、挟持走行部44FU,44FL,44BU,44BLを、より大きく架空電線100の外側に退避させる、あるいは、モータ37,38を駆動することにより、架空電線100のさらに下方に角度修正させて走行する、などのように回避動作の修正を行う。そして、修正した回避動作の走行予測データをもとに、再度マップデータとの照合を行い、干渉する領域の有無の判断を行う。ここで干渉する領域が発生しない場合には、修正した回避動作を実行する。
Next, the presence / absence of an area where the
When there is no interfering area and the vehicle can pass, the prepared avoidance operation is performed to pass the obstacle.
When an interference area occurs, the prepared avoidance operation is corrected. Specifically, for example, the sandwiching travel units 44FU, 44FL, 44BU, and 44BL are retracted to the outside of the overhead
このようにして、架空電線100上の障害物を認識する機構を構築することにより、電線検査装置31は、より安定して障害物を通過して検査を行うことが可能である。
Thus, by constructing a mechanism for recognizing an obstacle on the overhead
上述の本実施形態の架空電線検査装置31の構成によれば、架空電線100に沿って進行方向に走査して、架空電線100の状態を検知する、レーザレンジセンサ50を備えている。このレーザレンジセンサ50によって、架空電線100の状態の検知と、障害物の有無及び障害物による不連続な変位を検知することができる。
また、架空電線検査装置1の走行方向における前方を走査して検知するレーザレンジセンサ47を備えているので、このレーザレンジセンサ47の検知の結果により、架空電線検査装置31の前方に存在する障害物の大きさや種類を認識することが可能になる。
そして、レーザレンジセンサ50からの出力において不連続な変位が検出されたときに、その不連続な変位が検出された位置付近まで走行して、レーザレンジセンサ47によって前方を走査する。即ち、架空電線100に障害物が存在する場合に、不連続な変位により障害物の場所を特定して、その場所の付近でレーザレンジセンサ47による走査が行われる。これにより、障害物の種類や大きさを認識し、架空電線検査装置31が障害物を回避して走行することが可能になる。
According to the configuration of the overhead
Moreover, since the
When a discontinuous displacement is detected in the output from the
このように障害物の種類や大きさを認識するので、認識された障害物の種類に対応して、回避動作を変えることができる。これにより、特に、スペーサ103のように小さい障害物を回避する場合、回避する際の移動量を小さくして、退避動作を高速で行うことが可能になる。
Since the type and size of the obstacle are recognized as described above, the avoidance operation can be changed according to the recognized type of the obstacle. Thereby, especially when avoiding a small obstacle such as the
また、架空電線100に障害物が無い区間では、レーザレンジセンサ50から不連続な変位が検知されないので、レーザレンジセンサ47による走査を行う必要がない。即ち、障害物が存在する場合にのみレーザレンジセンサ47により走査を行って、効率良く障害物の検知を行うことができる。
Further, in the section where the
本実施形態の架空電線検査装置31では、レーザレンジセンサ47が架空電線検査装置31の走行方向における前方を水平方向に走査して検知し、偏角機構によりレーザレンジセンサ47の向きを上下方向に変える構成としている。これにより、水平方向は走査により精度良く検知を行うことができ、上下方向は偏角機構により段階的に向きを変えることができる。
本実施形態の架空電線検査装置31は、前方挟持走行部44FU,44FLと後方挟持走行部44BU,44BLや、検査カメラ47などを、それぞれ障害物の横方向に退避させることにより、障害物を回避させている。また、図14より、アークホーン102の方が、架空電線検査装置31よりも高くなっている。このような位置関係から、架空電線検査装置31よりも十分に上の領域の走査は不要であり、また、障害物の水平方向の存在範囲を正確に検知することで、適切な回避動作の移動量を求めることができる。従って、レーザレンジセンサ47が水平方向に走査を行い、偏角機構によりレーザレンジセンサ47の向きを上下方向に段階的に変える、本実施形態の構成とすることにより、効率的に障害物の大きさや種類の検知と移動量の算出を行うことができる。
In the overhead
The overhead
本実施形態の架空電線検査装置31において、レーザレンジセンサ50は架空電線100の下方に配置されており、レーザレンジセンサ47は架空電線100の上方に配置されている。
架空電線100に沿って進行方向に走査するレーザレンジセンサ50が、架空電線100の下方に配置されているので、障害物よりもさらに前方の架空電線100の検知も行うことができ、障害物による不連続な変位を精度良く検知することができる。
また、障害物の種類や大きさを認識する走査を行うレーザレンジセンサ47が、架空電線100の上方に配置されているので、障害物を見逃すことなく、障害物の種類や大きさを検知することができる。
In the overhead
Since the
Further, since the
なお、上述した説明では、検査カメラ41の上方のレーザレンジセンサ47を、水平方向にスキャンする構成とした。
検査カメラの上方のレーザレンジセンサは、水平方向にスキャンする構成と、上下方向にスキャンする構成の、いずれの構成とすることも可能である。
レーザレンジセンサを上下方向にスキャンする構成とするときには、レーザレンジセンサの仰角を変更する偏角機構の代わりに、レーザレンジセンサの水平方向の向きを変える偏角機構を設ける。ただし、この構成の場合、回避動作を精度良く変えるために、偏角機構によりレーザレンジセンサの向きを変える間隔を狭くすることが望ましい。
In the above description, the
The laser range sensor above the inspection camera can be configured to scan either horizontally or vertically.
When the laser range sensor is configured to scan vertically, a declination mechanism that changes the horizontal direction of the laser range sensor is provided instead of the declination mechanism that changes the elevation angle of the laser range sensor. However, in the case of this configuration, in order to change the avoidance operation with high accuracy, it is desirable to narrow the interval for changing the direction of the laser range sensor by the declination mechanism.
<3.変形例>
上述の各実施形態の架空電線検査装置1,31では、前方及び後方の挟持走行部の車輪によって、架空電線を挟持する構成であった。
本発明は、その他の構成の架空電線検査装置にも適用することができる。
例えば、前方及び後方の走行部の上側の車輪を架空電線に載せて、架空電線にぶら下がる構成の架空電線検査装置においても、本発明を適用して、検査カメラ及びレーザレンジセンサを設けることができる。そして、検査カメラ及びレーザレンジセンサを、使用状態と退避状態に切り替えることが可能な構成とすることができる。
<3. Modification>
In the overhead
The present invention can also be applied to overhead electric wire inspection apparatuses having other configurations.
For example, the present invention can be applied to an overhead wire inspection apparatus in which the upper wheels of the front and rear traveling units are mounted on the overhead wire and suspended from the overhead wire, and an inspection camera and a laser range sensor can be provided. . And it can be set as the structure which can switch an inspection camera and a laser range sensor to a use state and a retracted state.
また、第1実施形態の架空電線検査装置1は、単導体用として説明したが、多導体の架空電線100に対して、架空電線100を1本ずつ検査することも可能である。
Moreover, although the overhead
1,31 電線検査装置
2,3,4,5,32,33,34,35 アーム
7,8,9,12,16,37,38,39,42 モータ
10A,40A 駆動輪
10B,40B 従動輪
11,41 検査カメラ
13,43 ユニット
14FU,14FL,44FU,44FL 前方挟持走行部
14BU,14BL,44BU,44BL 後方挟持走行部
15,45 カウンタウエイト
15A,45A アーム
36,59,60,61 シャフト
17,20,47,50 レーザレンジセンサ
19,49 計測装置
21,51 エンコーダ
100 架空電線
101 懸垂碍子
102 アークホーン
103 スペーサ
110 進行方向
1,31 Electric
Claims (4)
前記架空電線に沿って前記架空電線の状態を検知するための一方のセンサと、
前記架空電線検査装置の走行方向における前方を走査して検知する他方のセンサを備え、
前記一方のセンサからの出力において不連続な変位が検出されたときに、前記他方のセンサにより前記架空電線検査装置の走行方向における前方を走査する
ことを特徴とする架空電線検査装置。 An overhead wire inspection device that inspects the overhead wire while traveling on the overhead wire,
One sensor for detecting the state of the overhead wire along the overhead wire,
The other sensor that scans and detects the front in the traveling direction of the overhead wire inspection device,
The overhead wire inspection device, wherein when the discontinuous displacement is detected in the output from the one sensor, the other sensor scans the front in the traveling direction of the overhead wire inspection device.
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