JP2017077080A - 状態検出装置及び状態検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無人飛行体がカテナリー曲線に沿って飛行することにより、電線の状態をより精度高く検出する。【解決手段】状態検出装置は、無人飛行体の周辺の風景が撮像された風景画像を撮像する撮像部と、撮像部が撮像する風景画像に含まれる複数の構造物の画像と、複数の構造物間に懸垂される電線の画像とに基づいて、電線のカテナリー曲線を算出するカテナリー算出部と、カテナリー算出部が算出した電線のカテナリー曲線に沿う無人飛行体の飛行経路を算出する飛行経路算出部と、飛行経路算出部が算出した飛行経路に基づいて、無人飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、カテナリー算出部が算出したカテナリー曲線に基づいて算出された飛行経路を無人飛行体が飛行している時に、当該カテナリー曲線の算出対象の電線、または算出対象の電線を懸垂する複数の構造物間に懸垂される他の電線の状態を検出する状態検出部とを備え、無人飛行体に搭載される。【選択図】図１

Description

本発明は、状態検出装置及び状態検出プログラムに関する。

従来、無人飛行体（例えば、ドローン）が自律飛行し、送電線の点検箇所まで飛行することにより、送電線の近傍から撮像した画像を用いて送電線を点検する技術が知られている。

特開２００１−３９３９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるような無人飛行体は、送電線の近傍を飛行するものであって、電線支持点に懸垂される電線のなす曲線（以下、カテナリー曲線）に沿って飛行するものではない。すなわち、電線の温度、及び電線から発生するコロナ放電等の電線の状態を検出する場合、無人飛行体が飛行する位置が都度異なり、精度よく電線の状態を検出できない場合があった。本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、無人飛行体がカテナリー曲線に沿って飛行することにより、電線の状態をより精度よく検出する状態検出装置を提供する。

本発明の一態様は、無人飛行体の周辺の風景が撮像された風景画像を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像する前記風景画像に含まれる複数の構造物の画像と、前記複数の構造物間に懸垂される電線の画像とに基づいて、前記電線のカテナリー曲線を算出するカテナリー算出部と、前記カテナリー算出部が算出した前記電線の前記カテナリー曲線に沿う無人飛行体の飛行経路を算出する飛行経路算出部と、前記飛行経路算出部が算出した前記飛行経路に基づいて、無人飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、前記カテナリー算出部が算出した前記カテナリー曲線に基づいて算出された前記飛行経路を無人飛行体が飛行している時に、当該カテナリー曲線の算出対象の電線、または前記算出対象の電線を懸垂する前記複数の構造物間に懸垂される他の電線の状態を検出する状態検出部とを備え、無人飛行体に搭載される状態検出装置である。

また、本発明の一態様の状態検出装置において、前記状態検出部は、前記電線の温度、及び前記電線から発生するコロナ放電のうち、少なくとも１つを検出する。

また、本発明の一態様の状態検出装置において、前記飛行経路算出部は、前記カテナリー算出部が算出した前記電線の前記カテナリー曲線から所定の距離離れた飛行経路を算出する。

また、本発明の一態様の状態検出装置は、前記構造物の位置を示す情報と、前記電線の自重と、前記電線の張力とを示す情報とが含まれる設備情報に基づいて、前記電線のカテナリー曲線を推定するカテナリー推定部を更に備え、前記飛行経路算出部は、前記カテナリー算出部の算出結果と、前記カテナリー推定部の推定結果とに基づいて、飛行経路を算出する。

また、本発明の一態様は、コンピュータに、無人飛行体の周辺の風景が撮像された風景画像を撮像する撮像ステップ、前記撮像ステップが撮像する前記風景画像に含まれる複数の構造物の画像と、前記複数の構造物間に懸垂される電線の画像とに基づいて、前記電線のカテナリー曲線を算出するカテナリー算出ステップと、前記カテナリー算出ステップが算出した前記電線の前記カテナリー曲線に沿う無人飛行体の飛行経路を算出する飛行経路算出ステップと、前記飛行経路算出ステップが算出した前記飛行経路に基づいて、無人飛行体の飛行を制御する飛行制御ステップと、前記カテナリー算出ステップが算出した前記カテナリー曲線に基づいて算出された前記飛行経路を無人飛行体が飛行している時に、当該カテナリー曲線の算出対象の電線、または前記算出対象の電線を懸垂する前記複数の構造物間に懸垂される他の電線の状態を検出する状態検出ステップとを実行させるための状態検出プログラムである。

本発明によれば、電線の状態を精度よく検出することができる。

本発明の第１実施形態に係る状態検出装置を搭載する無人飛行体の外観の一例を示す模式図である。 第１実施形態の状態検出装置を搭載する無人飛行体の飛行の一例を示す模式図である。 第１実施形態の状態検出装置の構成の一例を示す構成図である。 第１実施形態の撮像部が撮像する風景画像の一例を示す模式図である。 第１実施形態の無人飛行体の飛行経路の一例を示す模式図である。 第１実施形態の制御部の動作の一例を示す流れ図である。 第２実施形態の状態検出装置の構成の一例を示す構成図である。 第２実施形態の制御部の動作の一例を示す流れ図である。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る状態検出装置１を搭載する無人飛行体Ｄの外観の一例を示す模式図である。ここでは、無人飛行体Ｄがドローンである場合を一例として説明する。また、この一例では無人飛行体Ｄは、自律制御により飛行する。図１に示す通り、無人飛行体Ｄは、複数のロータを備えており、このロータの回転数などを調整することにより、様々な方向に飛行する。
なお、ここでは無人飛行体Ｄの具体例としてのドローンについて説明するが、無人飛行体Ｄはこれに限られない。

次に図２を参照して、無人飛行体Ｄの飛行について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る状態検出装置１を搭載する無人飛行体Ｄの飛行の一例を示す模式図である。図２に示す通り、無人飛行体Ｄは、鉄塔ＳＴが支持する電線ＷＲの近傍を飛行する。より具体的には、無人飛行体Ｄは、鉄塔ＳＴに支持される電線ＷＲに沿って飛行する。ここで、鉄塔ＳＴとは、例えば、送電線鉄塔である。また、電線ＷＲとは、例えば、送電線である。
無人飛行体Ｄは、状態検出装置１によってその飛行が制御される。

図１に戻り、無人飛行体Ｄに搭載される状態検出装置１は、制御部１０と、撮像部２０と、状態検出部３０とを備える。状態検出装置１のより具体的な構成について、図３を参照して説明する。

図３は、第１実施形態の状態検出装置１の構成の一例を示す構成図である。
撮像部２０は、カメラを備えており、無人飛行体Ｄの周辺の風景を撮像する。具体的には、撮像部２０は、風景の画像である風景画像Ｐを撮像する。より具体的には、撮像部２０は、無人飛行体Ｄが飛行する進行方向の風景画像Ｐを撮像する。

次に図４を参照して、風景画像Ｐについて説明する。図４は、第１実施形態の撮像部２０が撮像する風景画像Ｐの一例を示す模式図である。ここで、風景画像Ｐの座標系を定義する。この一例において、風景画像Ｐとは、矩形画像である。風景画像Ｐの画素の座標は、直交画像座標系（Ｘｐ、Ｙｐ）によって示される。風景画像Ｐの横方向が軸Ｘｐであり、軸Ｘｐと直交する風景画像Ｐの縦方向が軸Ｙｐである。また、風景画像Ｐに含まれる風景の座標は、三次元直交座標系（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）によって示される。風景画像Ｐに含まれる風景の鉛直上方向が軸Ｚｇであり、この軸Ｚｇにそれぞれ直行する方向が軸Ｘｇ、軸Ｙｇである。

この一例では、撮像部２０は、電線ＷＲの一部を撮像している。風景画像Ｐには、鉄塔ＳＴの画像と、電線ＷＲの画像とが含まれる。この鉄塔ＳＴとは、構造物の一例である。この一例では、２本の鉄塔ＳＴ、すなわち鉄塔ＳＴ１と鉄塔ＳＴ２との間に、電線ＷＲが懸垂されている。また、風景画像Ｐには、樹木や地面、空などの背景画像ＢＧが含まれる。

図３に戻り、撮像部２０は、撮像した風景画像Ｐを制御部１０へ供給する。
制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えており、画像抽出部１１０と、カテナリー算出部１２０と、経路算出部１３０と、飛行制御部１４０とをその機能部として備える。
画像抽出部１１０は、撮像部２０から風景画像Ｐを取得する。画像抽出部１１０は、風景画像Ｐから既知の画像処理技術によって構造物間の距離を示す径間情報ＳＰを抽出する。

図４に示す通り、径間情報ＳＰとは、２本の鉄塔ＳＴのそれぞれの頂点、すなわち点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ弦ＣＤの長さを示す情報である。

図３に戻り、画像抽出部１１０は、抽出した径間情報ＳＰをカテナリー算出部１２０へ供給する。
カテナリー算出部１２０は、取得した径間情報ＳＰに基づいて、経路算出式ＦＣを算出する。経路算出式ＦＣとは、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの導出式である。具体的には、カテナリー算出部１２０は、取得した径間情報ＳＰに基づいて、カテナリー曲線Ｃの導出式のパラメータを決定する。以下、カテナリー算出部１２０が径間情報ＳＰに基づいて、カテナリー曲線Ｃを示す導出式のパラメータを決定することを、カテナリー曲線Ｃを算出するとも記載する。カテナリー曲線Ｃの導出式とは、式（１）である。

この一例では、線密度ωと、張力Ｔとが所定の大きさである場合について説明する。
ここで、線密度ωとは、電線ＷＲの単位長当たりの自重である。また、張力Ｔとは、電線ＷＲが鉄塔ＳＴに支持されるに際して、電線ＷＲに係る張力である。
カテナリー算出部１２０は、式（１）と、径間情報ＳＰとに基づいて、経路算出式ＦＣを算出する。
すなわち、カテナリー算出部１２０は、撮像部２０が撮像する風景画像Ｐに含まれる構造物の画像と、構造物に懸垂される電線ＷＲの画像とに基づいて、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃを算出する。
カテナリー算出部１２０は、算出した経路算出式ＦＣを示す情報を経路算出部１３０へ供給する。

なお、この一例では、カテナリー算出部１２０が取得した径間情報ＳＰに基づいて、経路算出式ＦＣを算出する場合について説明したが、これに限られない。カテナリー算出部１２０は、径間情報ＳＰ以外の情報であっても、経路算出式ＦＣを算出してもよい。
例えば、画像抽出部１１０は、既知の画像処理技術によって、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃのある２点の座標を抽出してもよい。カテナリー算出部１２０は、画像抽出部１１０が抽出したある電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの３点の座標に基づいて、経路算出式ＦＣを算出してもよい。

経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０が算出した経路算出式ＦＣを示す情報を取得する。経路算出部１３０は、取得した経路算出式ＦＣに基づいて、無人飛行体Ｄが飛行する飛行経路ＦＬを算出する。
この一例では、無人飛行体Ｄが電線ＷＲから離隔距離ＯＤだけ上方を飛行する場合について説明する。離隔距離ＯＤとは、無人飛行体Ｄが飛行する電線ＷＲから無人飛行体Ｄまでの距離である。また、上方とは、軸Ｚｇの正の方向である。

次に、図５を参照して飛行経路ＦＬの一例について説明する。図５は、第１実施形態の無人飛行体Ｄの飛行経路ＦＬの一例を示す模式図である。
図５に示す通り、飛行経路ＦＬは、電線ＷＲから離隔距離ＯＤだけ上方であって、かつ電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃと同じ形状の経路である。つまり、飛行経路ＦＬは、電線ＷＲに沿った経路である。
すなわち、経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０が算出した経路算出式ＦＣから所定の距離離れた飛行経路ＦＬを算出する。具体的には、経路算出部１３０は、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの形状に沿う無人飛行体Ｄの飛行経路ＦＬを算出する。

なお、この一例では、飛行経路ＦＬが電線ＷＲの上方である場合について説明したが、これに限られない。飛行経路ＦＬは、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの形状に基づいて算出されれば、電線ＷＲの左右方向であってもよく、下方であってもよい。

図３に戻り、経路算出部１３０は、飛行経路ＦＬを示す情報を飛行制御部１４０へ供給する。
飛行制御部１４０は、経路算出部１３０から取得した飛行経路ＦＬに基づいて、無人飛行体Ｄの飛行を制御する。具体的には、飛行制御部１４０は、飛行経路ＦＬを無人飛行体Ｄが飛行するよう、無人飛行体Ｄのロータの回転数等を制御する。すなわち、飛行制御部１４０は、経路算出部１３０が算出した飛行経路ＦＬに基づいて、無人飛行体の飛行を制御する。
これにより、無人飛行体Ｄは、電線ＷＲに沿って飛行することができる。
飛行制御部１４０は、地表面から無人飛行体Ｄが飛行する位置までの高さを示す高さ情報と、無人飛行体Ｄが飛行する座標を示す位置情報とを示す飛行位置情報Ｈを状態検出部３０へ供給する。

状態検出部３０は、熱検出部３１０と、コロナ検出部３２０とを備える。
熱検出部３１０は、無人飛行体Ｄが沿って飛行する電線ＷＲの温度を検出する。具体的には、熱検出部３１０は、無人飛行体Ｄが沿って飛行する電線ＷＲに生じる温度を検出する。これにより、熱検出部３１０は、電線ＷＲの破損、または劣化等による熱損失の程度を検出する。熱検出部３１０とは、例えば、赤外線センサである。
コロナ検出部３２０は、無人飛行体Ｄが沿って飛行する電線ＷＲのコロナ放電を検出する。具体的には、コロナ検出部３２０は、無人飛行体Ｄが沿って飛行する電線ＷＲに生じるコロナ放電を検出する。これにより、コロナ検出部３２０は、電線ＷＲの破損、または劣化等によるコロナ放電の程度を検出する。コロナ検出部３２０とは、例えば、音響センサである。

すなわち、状態検出部３０は、カテナリー算出部１２０が算出したカテナリー曲線Ｃに基づいて算出された飛行経路ＦＬを無人飛行体Ｄが飛行している時に、カテナリー曲線Ｃの算出対象の電線ＷＲの状態を検出する。この一例では、電線ＷＲの状態とは、電線ＷＲの温度、および電線ＷＲのコロナ放電とによって示される。
ここで、状態検出部３０は、無人飛行体Ｄが飛行しているか否かを判定する。状態検出部３０は、無人飛行体Ｄが飛行していると判定した場合に、電線ＷＲの状態を検出する。具体的には、状態検出部３０は、制御部１０から飛行位置情報Ｈを取得する。状態検出部３０は、取得した飛行位置情報Ｈが所定の値を示す場合に、無人飛行体Ｄが飛行していると判定する。具体的には、状態検出部３０は、地表面から無人飛行体Ｄが飛行する位置までの高さを示す高さ情報が所定の値より大きい場合であって、かつ無人飛行体Ｄが飛行する座標を示す情報が状態を判定する電線ＷＲの位置を示す場合に、無人飛行体Ｄが飛行していると判定する。状態検出部３０は、無人飛行体Ｄが飛行していると判定された場合、熱検出部３１０、及びコロナ検出部３２０により電線ＷＲの状態を検出する。より具体的には、所定の値が地表面から鉄塔ＳＴの頂点までの高さを示す値である場合であって、かつ座標を示す情報が状態を判定する電線ＷＲの位置を示す場合に、状態検出部３０は、無人飛行体Ｄが鉄塔ＳＴの上方を飛行する時に電線ＷＲの状態を検出する。
状態検出部３０は、検出した電線ＷＲの状態を記憶部４０に記憶させる。

なお、この一例では、状態検出部３０が熱検出部３１０と、コロナ検出部３２０とを備える場合を一例にして説明したが、これに限られない。状態検出部３０は、熱検出部３１０と、コロナ検出部３２０とのうち、いずれか一方を備えていてもよい。

また、この一例では、状態検出部３０が電線ＷＲの状態を記憶部４０に記憶させる場合について説明したが、これに限られない。状態検出装置１は、電線ＷＲの状態を集中監視する監視装置と通信する通信部を備えていてもよく、状態検出部３０が検出した電線ＷＲの状態を監視装置に逐次供給してもよい。

また、この一例では、状態検出部３０が風景画像Ｐに撮像された電線ＷＲであって、かつカテナリー算出部１２０がカテナリー曲線Ｃを算出した算出対象の電線ＷＲの状態を検出する場合について説明したが、これに限られない。
状態検出部３０は、電線ＷＲと同じ鉄塔ＳＴに支持される他の電線ＷＲの状態を検出してもよい。

次に、図６を参照して、制御部１０による電線ＷＲに沿った無人飛行体Ｄの飛行の制御について説明する。図６は、第１実施形態の制御部１０の動作の一例を示す流れ図である。
画像抽出部１１０は、撮像部２０から風景画像Ｐを取得する（ステップＳ１００）。画像抽出部１１０は、風景画像Ｐから径間情報ＳＰを抽出する（ステップＳ１１０）。画像抽出部１１０は、カテナリー算出部１２０へ径間情報ＳＰを供給する（ステップＳ１２０）。

カテナリー算出部１２０は、画像抽出部１１０から径間情報ＳＰを取得する（ステップＳ１３０）。カテナリー算出部１２０は、取得した径間情報ＳＰに基づいて、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの導出式である経路算出式ＦＣを算出する（ステップＳ１４０）。カテナリー算出部１２０は、算出した経路算出式ＦＣを示す情報を経路算出部１３０へ供給する（ステップＳ１５０）。

経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０から経路算出式ＦＣを示す情報を取得する（ステップＳ１６０）。経路算出部１３０は、取得した経路算出式ＦＣに基づいて、無人飛行体Ｄが飛行する飛行経路ＦＬを算出する（ステップＳ１７０）。経路算出部１３０は、算出した飛行経路ＦＬを示す情報を飛行制御部１４０へ供給する（ステップＳ１８０）。

飛行制御部１４０は、経路算出部１３０から飛行経路ＦＬを示す情報を取得する（ステップＳ１９０）。飛行制御部１４０は、取得した飛行経路ＦＬに基づいて、無人飛行体Ｄの飛行を制御する（ステップＳ２００）。

以上説明したように、状態検出部３０は、電線ＷＲの温度、及び電線ＷＲから発生するコロナ放電のうち、少なくとも１つを検出する。これにより、状態検出部３０は、電線ＷＲの破損、または劣化等による熱損失の程度、またはコロナ放電の程度を検出する。つまり、本実施形態の状態検出部３０によれば、電線ＷＲの状態を検出することができる。

また、経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０が算出した経路算出式ＦＣに基づいて、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃから所定の距離離れた飛行経路ＦＬを算出する。
ここで、状態検出部３０が電線ＷＲの状態を検出するに際して、状態検出部３０と、電線ＷＲとの位置が異なると、その検出結果の精度が異なる場合がある。つまり、状態検出部３０によって電線ＷＲの状態を精度よく検出する場合、無人飛行体Ｄと、電線ＷＲとの位置が逐次同じであることが求められる。

ここで、従来の技術では、送電線の状態を検出する無人飛行体Ｄは、送電線の近傍を飛行するものであって、電線支持点に懸垂される電線のなすカテナリー曲線Ｃに沿って飛行するものではない場合があった。例えば、従来の技術では、無人飛行体Ｄは、電線ＷＲに所定の距離以上接近した場合に電線ＷＲから離れる方向へ飛行する。また、従来の技術では、無人飛行体Ｄは、電線ＷＲから所定の距離以上離れた場合に電線ＷＲに接近する方向へ飛行する。従来の技術において、無人飛行体Ｄは、この動作を繰り返すことにより、電線ＷＲの近傍での飛行を実現している場合があった。
つまり、従来の技術では、無人飛行体Ｄの現在の飛行位置と、電線ＷＲとの位置に基づいて、無人飛行体Ｄの飛行方向を逐次フィードバック制御する。これにより、無人飛行体Ｄの飛行は制御される。すなわち、従来の技術では、無人飛行体Ｄの飛行方向の制御には、制御遅れが生じる。
つまり、従来の技術によって無人飛行体Ｄが飛行する場合、上述した制御遅れにより、無人飛行体Ｄの電線ＷＲからの距離が安定しないことがあるため、電線ＷＲの状態を精度よく検出することができない場合があった。

本実施形態の状態検出装置１によれば、経路算出部１３０が算出した飛行経路ＦＬを無人飛行体Ｄが飛行することにより、無人飛行体Ｄは、電線ＷＲから所定の距離離れた位置を飛行することができる。具体的には、本実施形態の状態検出装置１は、無人飛行体Ｄの現在位置と、飛行経路ＦＬとに基づいて、無人飛行体Ｄの飛行方向を推定する。すなわち、本実施形態の状態検出装置１によれば、無人飛行体Ｄの飛行方向は飛行経路ＦＬによって予め推定される。
ここで、電線ＷＲは、カテナリー曲線Ｃによって示される形状を有する。また、飛行経路ＦＬは、上述したように、カテナリー曲線Ｃに基づいて算出される。したがって、本実施形態の状態検出装置１によれば、無人飛行体Ｄの飛行経路ＦＬが電線ＷＲに沿ったものになる。つまり、本実施形態の状態検出装置１によれば、無人飛行体Ｄは、電線ＷＲに沿って精度よく飛行することができる。すなわち、本実施形態の状態検出装置１によれば、電線ＷＲの状態を精度よく検出することができる。

また、状態検出装置１は、制御部１０と、撮像部２０と、状態検出部３０とを備える。
撮像部２０は、無人飛行体Ｄの周辺の風景が撮像された風景画像Ｐを撮像する。
制御部１０は、画像抽出部１１０と、カテナリー算出部１２０と、経路算出部１３０と、飛行制御部１４０とをその機能部として備える。カテナリー算出部１２０は、撮像部２０が撮像する風景画像Ｐに含まれる複数の構造物の画像と、複数の構造物間に懸垂される電線ＷＲの画像とに基づいて、電線ＷＲの経路算出式ＦＣを算出する。経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０が算出した電線ＷＲのカテナリー曲線Ｃに沿う無人飛行体Ｄの飛行経路ＦＬを算出する。飛行制御部１４０は、経路算出部１３０が算出した飛行経路ＦＬに基づいて、無人飛行体Ｄの飛行を制御する。

状態検出部３０は、カテナリー算出部１２０が算出したカテナリー曲線Ｃに基づいて算出された飛行経路ＦＬを無人飛行体Ｄが飛行している時に、カテナリー曲線Ｃの算出対象の電線ＷＲ、または算出対象の電線ＷＲと同じ鉄塔ＳＴに支持される他の電線ＷＲの状態を検出する。

すなわち、本実施形態の状態検出装置１は、撮像部２０が撮像した風景画像Ｐに基づいて、無人飛行体Ｄの飛行を電線ＷＲに沿うように制御することができる。
上述したように、従来の技術によって無人飛行体Ｄが飛行する場合、無人飛行体Ｄの電線ＷＲからの位置が逐次異なるため、電線ＷＲの状態を精度よく検出できない場合があった。
本発明によれば、状態検出装置１が無人飛行体Ｄの飛行を制御することにより、無人飛行体Ｄは、電線ＷＲに沿って飛行することができる。これにより、本実施形態の状態検出装置１は、電線ＷＲの状態を精度よく検出することができる。

［第２実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態の状態検出装置２の構成の一例を示す構成図である。なお、上述した、第１実施形態と同様の構成及び動作については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図７に示す通り、本実施形態における状態検出装置２が備える制御部１１は、状態検出装置１が備える制御部１０の各部に加えて、設備情報記憶部１５０と、カテナリー推定部１６０とを更に備える。

設備情報記憶部１５０には、予め設備情報ＥＩが記憶される。設備情報ＥＩには、構造物の位置を示す情報と、電線ＷＲの線密度ωと、電線ＷＲの張力Ｔとが少なくとも含まれる。構造物の位置を示す情報とは、例えば、鉄塔ＳＴの位置を示す情報である。鉄塔ＳＴの位置を示す情報とは、例えば、鉄塔ＳＴの位置の座標を示す情報である。

カテナリー推定部１６０は、設備情報記憶部１５０から設備情報ＥＩを読み出す。カテナリー推定部１６０は、設備情報ＥＩに記憶される構造物の位置を示す情報と、電線ＷＲの線密度ωと、電線ＷＲの張力Ｔとに基づいて、推定経路式ＥＣを推定する。推定経路式ＥＣとは、カテナリー推定部１６０が推定した電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの導出式である。具体的には、カテナリー推定部１６０は、読み出した設備情報ＥＩに基づいて、カテナリー曲線Ｃの導出式のパラメータを決定する。以下、カテナリー推定部１６０がカテナリー曲線Ｃのパラメータを決定することを、カテナリー曲線Ｃを推定するとも記載する。カテナリー推定部１６０は、推定した推定経路式ＥＣを示す情報を経路算出部１３０へ供給する。

経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０から取得した経路算出式ＦＣと、カテナリー推定部１６０から取得した推定経路式ＥＣとに基づいて、飛行経路ＦＬを算出する。この一例では、経路算出部１３０は、経路算出式ＦＣと、推定経路式ＥＣとの平均を飛行経路ＦＬとして算出する。

なお、ここでは、経路算出部１３０が経路算出式ＦＣと、推定経路式ＥＣとの平均に基づいて、飛行経路ＦＬを算出する場合について説明したが、これに限られない。経路算出部１３０は、経路算出式ＦＣと、推定経路式ＥＣとに基づいて、飛行経路ＦＬを算出すれば、いずれの方法で飛行経路ＦＬを算出してもよい。

例えば、濃霧等により、撮像部２０が撮像した風景画像Ｐから径間情報ＳＰを取得することができない場合がある。この場合、カテナリー算出部１２０が、風景画像Ｐに基づいて算出した経路算出式ＦＣと、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの形状とが乖離する。経路算出部１３０は、経路算出式ＦＣが所定の値より乖離している場合に、推定経路式ＥＣに基づいて、飛行経路ＦＬを算出してもよい。

また、カテナリー推定部１６０は、設備情報ＥＩに基づいて、カテナリー算出部１２０が経路算出式ＦＣを算出する電線ＷＲの位置と対応する位置の推定経路式ＥＣを推定してもよい。例えば、無人飛行体Ｄは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を備えていてもよく、無人飛行体Ｄが飛行している位置をＧＰＳによって検出してもよい。この場合、カテナリー推定部１６０は、ＧＰＳが検出する飛行位置に基づく位置の電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの形状を推定してもよい。経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０が算出した経路算出式ＦＣと、経路算出式ＦＣに対応する位置の推定経路式ＥＣとに基づいて、飛行経路ＦＬを算出してもよい。

また、カテナリー推定部１６０は、設備情報ＥＩに含まれる線密度ωと、電線ＷＲの張力Ｔとに基づいて、推定経路式ＥＣを推定する場合について説明したが、これに限られない。設備情報ＥＩには、電線ＷＲの周辺温度に応じた電線ＷＲの伸び率が含まれていてもよい。これにより、カテナリー推定部１６０は、飛行経路ＦＬに沿って無人飛行体Ｄが飛行することにより状態検出部３０が検出した電線ＷＲの周辺温度と、電線ＷＲの周辺温度に応じた電線ＷＲの伸び率とに基づいて、推定経路式ＥＣを推定してもよい。

次に、図８を参照して、制御部１１による電線ＷＲに沿った無人飛行体Ｄの飛行の制御について説明する。図８は、第２実施形態の制御部１１の動作の一例を示す流れ図である。図８において、ステップＳ１００からステップＳ２００までについては、上述した第１実施形態における各ステップと同一であるため、説明を省略する。

カテナリー推定部１６０は、設備情報記憶部１５０から設備情報ＥＩを読み出す（ステップＳ３００）。カテナリー推定部１６０は、読み出した設備情報ＥＩに基づいて、カテナリー曲線Ｃを推定する（ステップＳ３１０）。カテナリー推定部１６０は、推定したカテナリー曲線Ｃを示す推定経路式ＥＣを示す情報を経路算出部１３０へ供給する（ステップＳ３２０）。

経路算出部１３０は、カテナリー推定部１６０から推定経路式ＥＣを示す情報を取得する（ステップＳ３３０）。経路算出部１３０は、取得した経路算出式ＦＣと、推定経路式ＥＣとに基づいて、飛行経路ＦＬを算出する（ステップＳ３４０）。

以上説明したように、本実施形態の制御部１１は、制御部１０が備える各部に加えてと、設備情報記憶部１５０と、カテナリー推定部１６０とを備える。
設備情報記憶部１５０には、構造物の位置を示す情報と、電線ＷＲの自重と、電線ＷＲの張力Ｔとを示す情報とが記憶される。カテナリー推定部１６０は、設備情報ＥＩに基づいて、電線ＷＲのカテナリー曲線Ｃを推定する。経路算出部１３０は、カテナリー算出部１２０の算出結果と、カテナリー推定部１６０の推定結果とに基づいて、飛行経路ＦＬを算出する。

上述したように、濃霧等の場合には、カテナリー算出部１２０が算出する経路算出式ＦＣと、電線ＷＲがなすカテナリー曲線Ｃの形状とが乖離する場合がある。
本実施形態の経路算出部１３０は、カテナリー推定部１６０が推定した推定経路式ＥＣと、カテナリー算出部１２０が算出した経路算出式ＦＣとに基づいて、飛行経路ＦＬを算出することができる。つまり、本実施形態の状態検出装置２は、経路算出式ＦＣと、推定経路式ＥＣとに基づいて、飛行経路ＦＬを算出する。これにより、本実施形態の状態検出装置２は、経路算出式ＦＣのみに基づいて、飛行経路ＦＬを算出する場合より、精度高く電線ＷＲの状態を検出することができる。

以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１，２…状態検出装置、ＳＴ…鉄塔、ＷＲ…電線、Ｄ…無人飛行体、１０，１１…制御部、２０…撮像部、３０…状態検出部、１１０…画像抽出部、１２０…カテナリー算出部、１３０…経路算出部、１４０…飛行制御部、１５０…設備情報記憶部、１６０…カテナリー推定部、３１０…熱検出部、３２０…コロナ検出部、ＦＬ…飛行経路

Claims (5)

1. 無人飛行体の周辺の風景が撮像された風景画像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部が撮像する前記風景画像に含まれる複数の構造物の画像と、前記複数の構造物間に懸垂される電線の画像とに基づいて、前記電線のカテナリー曲線を算出するカテナリー算出部と、
   前記カテナリー算出部が算出した前記電線の前記カテナリー曲線に沿う無人飛行体の飛行経路を算出する飛行経路算出部と、
   前記飛行経路算出部が算出した前記飛行経路に基づいて、無人飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、
   前記カテナリー算出部が算出した前記カテナリー曲線に基づいて算出された前記飛行経路を無人飛行体が飛行している時に、当該カテナリー曲線の算出対象の電線、または前記算出対象の電線を懸垂する前記複数の構造物間に懸垂される他の電線の状態を検出する状態検出部と
   を備え、無人飛行体に搭載される状態検出装置。
2. 前記状態検出部は、
   前記電線の温度、及び前記電線から発生するコロナ放電のうち、少なくとも１つを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の状態検出装置。
3. 前記飛行経路算出部は、
   前記カテナリー算出部が算出した前記電線の前記カテナリー曲線から所定の距離離れた飛行経路を算出する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の状態検出装置。
4. 前記構造物の位置を示す情報と、前記電線の自重と、前記電線の張力とを示す情報とが含まれる設備情報に基づいて、前記電線のカテナリー曲線を推定するカテナリー推定部
   を更に備え、
   前記飛行経路算出部は、
   前記カテナリー算出部の算出結果と、前記カテナリー推定部の推定結果とに基づいて、飛行経路を算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の状態検出装置。
5. コンピュータに、
   無人飛行体の周辺の風景が撮像された風景画像を撮像する撮像ステップ、
   前記撮像ステップが撮像する前記風景画像に含まれる複数の構造物の画像と、前記複数の構造物間に懸垂される電線の画像とに基づいて、前記電線のカテナリー曲線を算出するカテナリー算出ステップと、
   前記カテナリー算出ステップが算出した前記電線の前記カテナリー曲線に沿う無人飛行体の飛行経路を算出する飛行経路算出ステップと、
   前記飛行経路算出ステップが算出した前記飛行経路に基づいて、無人飛行体の飛行を制御する飛行制御ステップと、
   前記カテナリー算出ステップが算出した前記カテナリー曲線に基づいて算出された前記飛行経路を無人飛行体が飛行している時に、当該カテナリー曲線の算出対象の電線、または前記算出対象の電線を懸垂する前記複数の構造物間に懸垂される他の電線の状態を検出する状態検出ステップと
   を実行させるための状態検出プログラム。

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