JP2019081526A

JP2019081526A - 無人飛行体の飛行方法、及び無人飛行体を利用した送電設備の点検方法

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Publication number: JP2019081526A
Application number: JP2017211511A
Authority: JP
Inventors: 中村　剛; Takeshi Nakamura; 中村　　剛
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2019-05-30
Anticipated expiration: 2037-11-01
Also published as: JP6922657B2

Abstract

【課題】送電線の点検等の業務を効率よく安全に行えるようにする。【解決手段】落下防止装置を親綱（セーフティワイヤ）に取り付け、無人飛行体を落下防止装置のロックレバーに連結し、無人飛行体の推力によりロックレバーを上方側に設定してロック機構をロック解除状態としつつ、無人飛行体を落下防止装置とともに親綱に沿って上昇させ、無人飛行体の推力によりロックレバーをロック解除状態に維持しつつ、無人飛行体を落下防止装置とともに親綱に沿って下降させ、無人飛行体が飛行に必要な推力を失ったときは無人飛行体の自重によりロックレバーを下方側に設定してロック機構をロック状態とする。【選択図】図８

Description

この発明は、無人飛行体の飛行方法、及び無人飛行体を利用した送電設備の点検方法に関する。

特許文献１には、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について記載されている。送電線点検システムは、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と、無人ヘリコプタの飛行を制御するとともに無人ヘリコプタ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と、無人ヘリコプタ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と、接近樹木等点検手段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。

特許文献２には、高圧送電線と、その下方、その他の近接位置にある樹木等の送電線近接物との間の距離が安全上許容される程度に十分に離隔しているか否かを測定するための離隔距離測定装置について記載されている。離隔距離測定装置は、山間部に設置された送電線の下方、その他の近接位置にある樹木群（送電線近接物）との離隔距離を測定するシステムであり、送電線上を自走する自走測定機と、自走測定機から送信されたデータを受信すると共に、自走測定機の自走方向を制御する地上監視部とを備えて構成される。

特許文献３には、作業者が梯子を昇降する際に用いる墜落防止器具に関して記載されている。墜落防止器具は、本体の一部を開閉自在として固定部の断面がＴ型材に着脱自在とし、Ｔ型材の裏面をローラ、表面をブレーキパッドにて挟み込み、墜落時はブレーキパッドを内胞した取付部を本体に回動支持されたある偏心量を有する偏心カムレバーを下方に回動することで制動し、通常時は圧縮ばねにてブレーキパッドをＴ型材に押しつけ器具の自重降下を防止し、引張ばね等の引上げ機構にて偏心カムレバーを通常時は上方に引上げ、落下時は偏心カムレバーは下がりブレーキパッドを含む取付部を強力に押しつけることで、作業者の墜落を防止する。

特開２００５−２６５６９９号公報特開２００７−１７８２４０号公報特開２０１４−１１０８６７号公報

電力インフラにおける送電設備（送電線、鉄塔、各種付設設備等）の点検業務は、作業員が鉄塔に上って目視することやヘリコプタから目視すること等により行われている。また送電線に樹木が接近もしくは接触すると停電等の事故に繋がるおそれがあるため、こうした点検に際しては送電設備周辺の植生の点検も行われる。

昨今、作業員の負荷軽減や安全性向上、高所作業員の人材不足の解決等を目的として、ドローン等の無人飛行体を活用して送電設備の管理や監視を行う試みが始まっている。しかし無人飛行体は、電池切れや故障、強風等により落下する危険性、障害により制御不能となる可能性等、安全確保が課題となる。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、送電設備の点検等の業務を効率よく安全に行うことが可能な、無人飛行体の飛行方法、及び無人飛行体を利用した送電設備の点検方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、無人飛行体の飛行方法であって、上下に延出する親綱に挿通され前記親綱との間の摩擦力を制御するロック機構を有する親綱取付部と、上方側のロック解除位置にあるときは前記摩擦力を低下させて前記ロック機構をロック解除状態とし、下方側のロック位置にあるときは前記摩擦力を増大させて前記ロック機構をロック状態とするロックレバーと、を備える落下防止装置を前記親綱に取り付け、無人飛行体を前記ロックレバーに連結し、前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーを上方側に設定して前記ロック機構をロック解除状態としつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記親綱に沿って上昇させ、前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーをロック解除状態に維持しつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記親綱に沿って下降させ、前記無人飛行体が飛行に必要な推力を失ったときは前記無人飛行体の自重により前記ロックレバーを下方側に設定して前記ロック機構をロック状態とする。

このように本発明においては、無人飛行体と落下防止装置のロックレバーとを連結し、無人飛行体を落下防止装置に連結した状態のまま親綱に沿って飛行させるようにしたので、無人飛行体を効率よく安全に飛行させることができる。また無人飛行体に何らかの障害が生じて無人飛行体が浮力を失った場合には、無人飛行体の自重により自動的にロックレバーが作動してロック機構がロック状態となり、落下防止装置は親綱の所定位置に留まるので、無人飛行体が地上に落下するのを防ぐことができ、また無人飛行体を安全に回収することができる。このように本発明によれば、送電設備の点検等の業務を効率よく安全に行うことができる。

本発明のうちの他の一つは、上記無人飛行体の飛行方法であって、前記無人飛行体は、柔軟性を有するロープを介して前記ロックレバーに連結される。

このように無人飛行体を柔軟性を有するロープを介してロックレバーと連結することで、無人飛行体の自由度を確保しつつ、無人飛行体をロックレバーに連結することができる。また無人飛行体と落下防止装置や親綱との間に間隔（セパレーション）をとることができるため、無人飛行体や落下防止装置の形態にかかわらず、無人飛行体とロックレバーとを連結することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記無人飛行体の飛行方法であって、前記無人飛行体は、
回転翼により浮力を生じる推力機構と、前記回転翼に他の物体が接触するのを防ぐガードとを備える。

このように無人飛行体に回転翼に他の物体が接触するのを防ぐガードを設けることで、送電設備等の他の物体を傷つけることなく無人飛行体を安全に飛行させることができる。

本発明のうちの他の一つは、無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、送電鉄塔に沿って上下に延出するセーフティワイヤに挿通され前記セーフティワイヤとの間の摩擦力を制御するロック機構を有する親綱取付部と、上方側のロック解除位置にあるときは前記摩擦力を低下させて前記ロック機構をロック解除状態とし、下方側のロック位置にあるときは前記摩擦力を増大させて前記ロック機構をロック状態とするロックレバーと、を備える落下防止装置を前記セーフティワイヤに取り付け、送電設備の点検に用いる情報を取得する情報取得装置を備えた無人飛行体を前記ロックレバーに連結し、前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーを上方側に設定して前記ロック機構をロック解除状態としつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記セーフティワイヤに沿って上昇させ、前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーをロック解除状態に維持しつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記セーフティワイヤに沿って下降させ、前記無人飛行体が飛行に必要な推力を失ったときは前記無人飛行体の自重により前記ロックレバーを下方側に設定して前記ロック機構をロック状態とする。

このように本発明においては、無人飛行体と落下防止装置のロックレバーとを連結し、無人飛行体を落下防止装置に連結した状態のままセーフティワイヤに沿って飛行させて送電設備の点検に用いる情報を取得する。そのため、例えば、無人飛行体に何らかの障害が生じて無人飛行体が浮力を失った場合、無人飛行体の自重によりロックレバーが自動的に作動してロック機構がロック状態となり、無人飛行体が地上に落下するのを防ぐことができ、また無人飛行体を安全に回収することができる。このため、無人飛行体を用いて点検に用いる情報を安全に取得することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、前記情報取得装置は、前記送電鉄塔の周囲の様子を撮影する撮影装置である。

本発明のうちの他の一つは、上記無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、前記無人飛行体は、回転翼により浮力を生じる推力機構と、前記回転翼に他の物体が接触するのを防ぐガードとを備える。

このように無人飛行体に回転翼に他の物体が接触するのを防ぐガードを設けることで、送電設備等の他の物体を傷つけることなく無人飛行体を安全に飛行させることができ、送電設備の点検に用いる情報を安全に取得することができる。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、送電設備の点検等の業務を効率よく安全に行うことができる。

点検システムの概略的な構成を示す図である。無人飛行体の正面図である。無人飛行体を正面斜め上方から眺めた斜視図である。無人飛行体１０のハードウェア構成を示す図である。制御回路の機能（ソフトウェア構成）を説明する図である。落下防止装置の一例である。点検処理を説明するフローチャートである。無人飛行体と落下防止装置とが連結された状態を示す図である。無人飛行体を落下防止装置とともに上昇させている様子を示す図である。無人飛行体を落下防止装置とともに下降させている様子を示す図である。推力を失った無人飛行体の自重によりロックレバーが下方側に設定され、ロック機構がロック状態となり、無人飛行体がセーフティワイヤに吊り下げられている様子を示す図である。送電線と接近樹木との間の離間距離を求める方法を説明する図である。無人飛行体にガイド（フレーム）を設けた様子を示す図である。ロックレバーの端部に無人飛行体を剛体からなる継手を介して連結するとともにガイド（フレーム）を設けた様子を示す図である。

以下、発明を実施するための形態について説明する。尚、以下の説明において、同一の又は類似する構成について共通の符号を付して説明を省略することがある。

図１に一実施形態として説明する、無人飛行体１０を用いた送電設備（送電鉄塔２、送電線３等）の点検システム（以下、点検システム１と称する。）の構成を示している。点検システム１は、送電鉄塔２の上下に沿って設けられているセーフティワイヤ４（親綱）に取り付けられる落下防止装置５、及び落下防止装置５に連結される無人飛行体１０を含む。

無人飛行体１０は、落下防止装置５と連結した状態で落下防止装置５とともにセーフティワイヤ４に沿って上昇、下降、もしくは停止（ホバリング等）しつつ、送電設備の点検に用いる情報（以下、点検情報と称する。）を取得する。点検情報は、例えば、接近樹木６の有無、送電設備の表面の傷痕の有無、アーク痕の有無、鳥害の有無等を確認（判断）するための情報であるが、点検情報の種類は必ずしも限定されない。尚、本実施形態では、点検情報は、接近樹木６の有無の確認に用いる情報であり、後述する撮影装置２８２（情報取得装置）が撮影した映像（映像データ）であるものとする。

無人飛行体１０は、例えば、マルチコプタ（バイコプタ（bicopter）トリコプタ（tricopter）、クアッドコプタ(quadcopter）、ヘキサコプタ（hexacopter）、オクトコプタ（octocopter）等）、ヘリコプタ、飛行機、飛行ロボット等である。無人飛行体１０は、遠隔操縦されるものでもよいし、自律的に飛行するものでもよい。尚、本実施形態では、無人飛行体１０は、遠隔操縦による飛行及び自律的な飛行の双方が可能なクアッドコプタであるものとする。

図２Ａ及び図２Ｂに、無人飛行体１０の構成を示している。図２Ａは、無人飛行体１０の正面図であり、図２Ｂは、無人飛行体１０を正面斜め上方から眺めた斜視図である。

無人飛行体１０は、その基本骨格（フレーム）として、台座部３１と、台座部３１から＋ｙ方向を基準として、夫々、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の角度で水平方向に延出する４つのアーム３２と、台座部３１の下方（−ｚ方向）に延出して設けられる脚部３３（後述の脚支柱３３１，水平脚３３２を含む。スキッドとも称される。）と、を備える。アーム３２や脚部３３は、例えば、筒状（円筒状、角筒状等）やトラス状の部材を用いて構成される。これらは例えば樹脂や金属等を素材として構成される。

台座部３１は、上下方向（ｚ軸方向）に複数段の板材を有する構造（本例では上下２段）になっている。脚部３３は、台座部３１から夫々左右方向（±ｘ軸方向）に開脚しつつ下方に所定長さで延出する２本の脚支柱３３１と、脚支柱３３１の下端に固定され水平（ｙ軸方向）に所定長さ（例えば、無人飛行体１０の前後方向（ｙ軸方向）の長さ）で延出する水平脚３３２とを有する。

台座部３１の上段には、飛行制御装置２５０や撮影装置２８２が、また台座部３１の下段には、バッテリ２６０（蓄電装置）が設けられている。尚、撮影装置２８２は、無人飛行体１０に複数搭載されていてもよい。

４つのアーム３２の夫々の端部近傍には、その回転軸の方向を上下方向（ｚ軸方向）に向けて動力モータ２５５（推力発生装置）が設けられている。各動力モータ２５５の回転軸には回転翼２７１（プロペラ）が取り付けられている。各動力モータ２５５にはモータ制御装置２５４が接続されている。

台座部３１の下方には、台座部３１の下段と２本の脚支柱３３１とで囲まれる空間Ｓが形成されている。この空間Ｓには、開閉制御されるリング体４１１を有するフック脱着装置４２が設けられている。

図３に無人飛行体１０のハードウェア構成（ブロック図）を示している。無人飛行体１０は、飛行制御装置２５０、推力発生装置２７０、バッテリ２６０、フック脱着装置４２、及び撮影装置２８２を備える。

推力発生装置２７０は、モータ制御装置２５４及び動力モータ２５５を備える。モータ制御装置２５４（ＥＳＣ（Electronic Speed Controller）、アンプ等とも称される。）は、例えば、電気抵抗値の大きさの制御やＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御によって動力モータ２５５の回転を制御する。モータ制御装置２５４は、飛行のための推力を発生する。制御回路２５１は、各種センサ２５３から入力される情報に基づき、複数の動力モータ２５５の夫々の回転数を制御することにより、無人飛行体１０の動作（姿勢（ピッチ、ロール、ヨー）、移動（前進、後退、左右移動、上昇、下降）等）を制御する。動力モータ２５５は、電動モータであり、例えば、ブラシレスモータである。尚、推力発生装置２７０は、エンジン（内燃機関）によるものであってもよい。

飛行制御装置２５０は、制御回路２５１、無線通信装置２５２、各種センサ２５３、各種インタフェース（以下、各種Ｉ／Ｆ２５８と称する。）、及び通信回路２５９を含む。

制御回路２５１は、プロセッサ（ＣＰＵ、ＭＰＵ等）や記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、外部記憶装置等）を含んで構成され、情報処理装置として機能する。制御回路２５１は、例えば、プロセッサ及び記憶素子が一体的にパッケージングされたマイクロコンピュータ（マイコン）として実現されるものであってもよい。

各種センサ２５３は、例えば、ジャイロセンサ（角速度センサ）、３軸加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ（測距センサ）、ＧＰＳ信号（GPS:Grobal Positioning System）の受信装置（以下、ＧＰＳとも称する。）、感圧センサ、赤外線センサ等である。各種センサ２５３は、無人飛行体１０の姿勢制御や飛行制御に用いられる他、点検情報の取得にも用いることができる。

ジャイロセンサは、例えば、無人飛行体１０の前後左右の傾きや回転の角速度を示す信号を出力する。３軸加速度センサは、例えば、無人飛行体１０の加速度（前後左右上下の各方向の加速度）を検出する。気圧センサは、気圧を示す信号を出力する。気圧センサの情報は、例えば、無人飛行体１０の高度や昇降速度等を求める際に用いられる。磁気センサは、例えば、無人飛行体１０の機軸が現在向いている方位を示す信号を出力する。

超音波センサ（測距センサ）は、例えば、無人飛行体１０と周囲の物体（送電設備、障害物、地面等）との間の距離を示す信号を出力する。無人飛行体１０は、例えば、超音波センサ（測距センサ）の信号に基づき自身が送電設備等の外部の物体に接近したことを検知し、物体との衝突を回避するための飛行制御を行う。

ＧＰＳ信号の受信装置は、無人飛行体１０の現在位置を示す情報を出力する。尚、例えば、ＧＰＳ信号の受信装置が受信した、準天頂衛星から送られてくるＧＰＳ信号を用いることで、無人飛行体１０の現在位置を数ｃｍ程度の誤差でリアルタイムに把握することができる。

感圧センサは、例えば、無人飛行体１０の脚部３３の所定位置に設けられ、無人飛行体１０の所定部位が他の物体に接触したことを示す信号を出力する。無人飛行体１０は、例えば、感圧センサの信号に基づき自身が送電設備等の外部の物体に接触したことを検知し、物体を回避したり物体から離脱するための飛行制御を行う。

無線通信装置２５２は、遠隔地に存在する送信機７と無線通信する。無線通信装置２５２は、送信機７（プロポ等とも称される）から送られてくる無線信号を受信し、受信した無線信号の内容を制御回路２５１に入力する。送信機７は、無人飛行体１０から送られてくる映像をリアルタイムに表示する映像受信表示装置（ＦＰＶ（First Persons View）装置等）を備えていてもよい。

各種Ｉ／Ｆ２５８は、ユーザからの情報の受け付けやユーザへの情報提供を行うためのインタフェースであり、例えば、プッシュボタン、スイッチ、タッチパネル、ＬＥＤ、スピーカ等を含む。

通信回路２５９は、無人飛行体１０の他の構成（モータ制御装置２５４、フック脱着装置４２、撮影装置２８２等）と通信するための通信回路（ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit），ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ（Universal Serial Bus）等）により通信する回路等）を含む。

バッテリ２６０は、例えば、リチウムポリマー二次電池、電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ）、リチウムイオン二次電池等である。制御回路２５１は、バッテリ２６０の端子間電圧に基づきバッテリ２６０の残量を把握する。

フック脱着装置４２は、前述したリング体４１１の開閉制御（リング体４１１の環の孔４１５に後述するフック５４を出し入れするためのリング体４１１の開閉制御）を行う機構（制御回路２５１によって制御されるサーボモータ、機械式開閉機構等）を含む。リング体４１１は半円状の左右一対の部材からなる。フック脱着装置４２は、リング体４１１を二つ割れさせることによりリング体４１１の下方側に後述するフック５４の導入口４１６を形成する。

撮影装置２８２は、例えば、深度カメラ（タイムオブフライト（TOF: Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、レーザレーダ（LiDAR: Laser imaging Detection and Ranging）、赤外線深度センサ、超音波センサ等）、ビデオカメラ、デジタルカメラである。撮影装置２８２は、撮影方向やズーム倍率制御等を行うカメラ制御機構、カメラの撮影方向を一定に保つためのジンバル（Gimbal）（２軸ジンバル、３軸ジンバル等）、地上局と通信するための通信装置等の周辺装置を含む。撮影装置２８２は、点検対象（送電線３、送電鉄塔、電柱等）である物体の映像を撮影し、撮影した映像（映像データ）を地上局に無線伝送する。尚、地上局では、例えば、無人飛行体１０から受信した映像について、画像処理やＡＩ（Artificial Intelligence）による解析等を行って点検対象に関する情報を取得する。撮影装置２８２は、事後的な分析のために撮影した映像（映像データ）を記録媒体に記録（録画）する機能を備えていてもよい。撮影装置２８２は、各種センサ２５３として機能させることもできる。

図４は制御回路２５１の機能（ソフトウェア構成）を説明するブロック図である。同図に示すように、制御回路２５１は、姿勢制御部２５１１、操舵制御部２５１２、飛行制御部２５１３、フック脱着装置制御部２５１５、及び撮影装置制御部２５１６を備える。これらの機能は、例えば、制御回路２５１のプロセッサが、制御回路２５１の記憶装置に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。

姿勢制御部２５１１は、各種センサ２５３から入力される信号に応じてモータ制御装置２５４（動力モータ２５５）を制御し、無人飛行体１０の姿勢制御を行う。

操舵制御部２５１２は、無線通信装置２５２から入力される信号に応じてモータ制御装置２５４（動力モータ２５５）を制御し、無人飛行体１０の動作（移動、回転、上昇、下降等）を制御する。

飛行制御部２５１３は、各種センサ２５３から取得される情報に基づき推力発生装置２７０を制御することにより無人飛行体１０の自律的な飛行制御を行う。この自律的な飛行制御は、例えば、ＡＩ技術等を利用して自動又は半自動で行われるものであってもよい。飛行制御部２５１３は、手動制御等の受動的な制御時には、無線通信装置２５２が受信した送信機７からの指示に応じて推力発生装置２７０を制御し、無人飛行体１０の飛行姿勢や動作を制御する。飛行制御部２５１３は、各種センサ２５３から入力される信号（例えば、ＧＰＳ信号）に基づき無人飛行体１０を飛行させる。また飛行制御部２５１３は、超音波センサや測距センサ等の各種センサ２５３から入力される信号に基づき、送電設備等の周辺の物体との間の距離を高精度かつリアルタイムに把握し、周辺の物体への接触や衝突を回避しつつ飛行するための制御を行う。

フック脱着装置制御部２５１５は、フック脱着装置４２の開閉を制御（例えば、フック脱着装置４２のサーボモータの制御等）する。

撮影装置制御部２５１６は、撮影装置２８２の動作を制御（撮影開始や撮影停止、撮影方向の制御、ズーム倍率制御等）する。

図５は、落下防止装置５の一例である。同図に示すように、落下防止装置５は、親綱取付部５１、ロックレバー５２、ランヤード５３、及びフック５４等の各構成を含む。尚、落下防止装置５は、例えば、上記構成を備えたロリップ（登録商標）等の既存の落下防止装置を用いて構成することもできる。

親綱取付部５１は、上下に延出する親綱（本例ではセーフティワイヤ４）が挿通されるロープ挿通管５１１、及び親綱との間の摩擦力を制御するロック機構５１２を有する。ロック機構５１２がロック状態にあるとき、落下防止装置５は親綱の所定位置に固定される。尚、フック５４がロリップ（登録商標）の構成要素である場合、フック５４は、例えば、作業員が装着している胴ベルトや安全帯（ハーネス）等に接続するための部材である。

ロックレバー５２は、上下に延出する親綱に取り付けられた状態で上下に可動する構造である。ロックレバー５２が上方側のロック解除位置にあるとき、ロック機構５１２は親綱との間の摩擦力を低下させてロック解除状態となる。一方、ロックレバー５２が下方側のロック位置にあるとき、ロック機構５１２は上記摩擦力を増大させてロック状態となる。ロックレバー５２は、バネ等の弾性機構により上方側に付勢されている。そのため、ロックレバー５２が操作されていない状態において、ロックレバー５２は上方側のロック解除位置に保持され、ロック機構５１２はロック解除状態に維持される。

ランヤード５３（ロープ）は、化学繊維（樹脂繊維、ガラス繊維等）や天然繊維等を素材とする柔軟な素材からなる。尚、無人飛行体１０の飛行制御に与える影響を抑える観点からすれば、このようにランヤード５３はなるべく柔軟な素材であることが好ましい。ランヤード５３の一端はロックレバー５２の端部に設けられている係止リング５２１に接続され、ランヤード５３の他端はフック５４の端部に設けられている係止リング５４１に接続される。このように無人飛行体１０と落下防止装置５との間にランヤード５３を介在させることで無人飛行体１０と落下防止装置５との間に任意の間隔（セパレーション）をとることができ、無人飛行体１０や落下防止装置５の形態にかかわらず、無人飛行体１０とロックレバー５２とを連結することができる。

フック５４は、鍵状や環状等の形状からなる係止部５４２を有する。落下防止装置５は、係止部５４２を無人飛行体１０のフック脱着装置４２のリング体４１１に係止することにより無人飛行体１０と連結する。係止部５４２は手動による開閉操作も可能であり、係止部５４２は手動でリング体４１１に脱着することもできる。

図６は、無人飛行体１０を用いた送電設備の点検に際して行われる処理（以下、点検処理Ｓ６００と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに点検処理Ｓ６００について説明する。

まずユーザは、セーフティワイヤ４を親綱取付部５１に挿通して落下防止装置５をセーフティワイヤ４に取り付ける（Ｓ６１１）。尚、前述したようにロックレバー５２は弾性機構により上方側に付勢されており、ロック機構５１２はロック解除状態（落下防止装置５がセーフティワイヤ４に沿って上下に移動可能な状態）となる。

続いてユーザは、フック５４を無人飛行体１０のリング体４１１に取り付けて落下防止装置５に無人飛行体１０を連結する（Ｓ６１２）。具体的には、ユーザは、送信機７を用いて無人飛行体１０を制御してリング体４１１を開き、リング体４１１の孔４１５にフック５４を挿入してリング体４１１を閉じることによりフック５４を無人飛行体１０に取り付ける。これにより無人飛行体１０と落下防止装置５とが連結される。図７に無人飛行体１０と落下防止装置５とが連結された状態を示す。

図６に戻り、続いてユーザは、送信機７を操作して無人飛行体１０を離陸及び上昇させる（Ｓ６１３）。尚、ロック機構はロック解除状態となっているので、無人飛行体１０は、上昇に際し落下防止装置５をセーフティワイヤ４に沿って引き上げつつ上昇する。

図８に無人飛行体１０を落下防止装置５とともに上昇させている様子を示す。尚、飛行中、無人飛行体１０を下降させる必要がある場合、ユーザは、送信機７を操作して無人飛行体１０を下降させる。このとき落下防止装置５も自重によりセーフティワイヤ４に沿って下降する。図９に無人飛行体１０を落下防止装置５とともに下降させている様子を示す。

飛行中に休憩等のため作業を中断する場合、ユーザが送信機７を操作して動力モータを停止させるとロック機構がロック状態となるので、無人飛行体１０をセーフティワイヤ４の所定位置に安全に留めておくことができる。これにより例えば作業の中断中のバッテリ２６０の消耗を防ぐことができる。

飛行中、無人飛行体１０にバッテリ切れや故障等の何らかの異常が生じて無人飛行体が飛行に必要な推力を失った場合、無人飛行体１０の自重によりロックレバー５２が下方側に設定されロック機構はロック状態となる。図１０にその場合の様子を示す。このように無人飛行体１０がセーフティワイヤ４の所定位置に吊り下げられた状態となった場合、例えば、人手により無人飛行体１０を回収する。

尚、飛行中、必要ではれば作業者は送信機７を意図的に操作してリング体４１１を開くことによりフック５４をリング体４１１から離脱させ、無人飛行体１０を落下防止装置５から意図的に切り離して無人飛行体１０を自由に飛行可能な状態とすることもできる。

図６に戻り、飛行中、無人飛行体１０が撮影開始位置に達すると、ユーザは送信機７を操作して撮影装置２８２による撮影を開始（点検情報の取得を開始）する（Ｓ６１４：ＹＥＳ，Ｓ６１５）。撮影が開始されると、撮影装置２８２から地上局に映像データが伝送される。地上局では、無人飛行体１０から受信した映像データに基づき送電設備の点検作業を行う。ユーザは送信機７を操作して、撮影装置２８２による撮影をいつでも停止したり再開したりすることができる。尚、撮影装置２８２の開始や停止の制御は自動で行われるようにしてもよい。

無人飛行体１０の飛行を終了させるタイミングが到来すると（例えば予定していた作業が終了する等）（Ｓ６１６：ＹＥＳ）、ユーザは無人飛行体１０を操作して無人飛行体１０を地上付近まで下降させる（Ｓ６１７）。このとき落下防止装置５も自重によりセーフティワイヤ４に沿って下降する。

無人飛行体１０が下降して地上付近に達すると、ユーザは落下防止装置５と無人飛行体１０との連結を解除し（Ｓ６１８）、セーフティワイヤ４から落下防止装置５を取り外す（Ｓ６１９）。

以上詳細に説明したように、本実施形態の構成及び方法によれば、セーフティワイヤ４に取り付けられた落下防止装置５に無人飛行体１０を連結し、連結した状態のまま無人飛行体１０をセーフティワイヤ４に沿って飛行させる。そのため、無人飛行体１０に何らかの障害が生じて浮力を失った場合でも、ロックレバーが作動してロック機構がロック状態となるので、無人飛行体１０や落下防止装置５が地上に落下するのを防ぐことができ、また無人飛行体１０を安全に回収することができる。

尚、以上のようにして取得された点検情報（撮影データ）を利用すれば、例えば、次のような方法（三角測量、余弦定理）により送電線３と接近樹木６との間の離間距離を精度よく求めることができる。即ち、図１１に示すように、点検情報から得られた無人飛行体１０から送電線３までの距離ａと、点検情報から得られた無人飛行体１０から接近樹木６までの距離ｂとに基づき、余弦定理から送電線３と接近樹木６までの距離（離間距離）ｃを求めることができる。

無人飛行体１０がセーフティワイヤ４や送電鉄塔２に接触するのを防ぐため、無人飛行体１０に、例えば、ガイド（セーフティネット、プロペラガード、ガードバンパ、ガードフレーム等）を設けてもよい。図１２にその一例を示す。この例では、無人飛行体１０に、無人飛行体１０の周囲を覆う略球体状のフレーム７１（例えば、樹脂等からなる線材を略球体状に組み上げて構成したワイヤフレーム）を取り付けている。尚、回転翼２７１が物体に接触すると当該物体や無人飛行体１０に与えるダメージが比較的大きくなるため、フレーム７１は少なくとも無人飛行体１０の全ての回転翼２７１を収容する程度以上の大きさとしている。またフレーム７１をこのように形状とすることで、例えば、飛行を意図的に中断させる場合に無人飛行体１０を現在位置に安全に留めておくことができる。

前述の例では、無人飛行体１０とロックレバー５２とをランヤード５３を介して連結したが、ロックレバー５２の端部に無人飛行体１０の脚部３３等の所定部位を直接連結するようにしてもよい。またその場合、例えば、ロックレバー５２と無人飛行体１０とを自在継手やボールジョイント等を介して連結して飛行の自由度を確保するようにしてもよい。尚、ロックレバー５２の形態と無人飛行体１０の形態との関係によっては、ロックレバー５２の長さが不足して無人飛行体１０が送電設備に干渉する場合もあり得るが、その場合は、例えば、ロックレバー５２そのものを延長するか、ロックレバー５２に剛体からなる継手を設けて間接的にロックレバー５２と無人飛行体１０とを連結するようにする。またこの場合、前述と同様に無人飛行体１０にガイド（セーフティネット、プロペラガード、ガードバンパ、ガードフレーム等）を設けてもよい。図１３にロックレバー５２の端部に無人飛行体１０を剛体からなる継手５８を介して連結するとともにガイドとなるフレーム７１を設けた様子を示す。

尚、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、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また上記の各構成、機能部、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、またはＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

上記の各図において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも実装上の全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。例えば、実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

以上に説明した実施形態における各種機能部の配置形態は一例に過ぎない。各種機能部の配置形態は、ハードウェアやソフトウェアの性能、処理効率、通信効率等の観点から最適な配置形態に変更し得る。

また本発明は、送電設備の点検等の業務以外の業務にも広く適用することができる。

１点検システム、２送電鉄塔、３送電線、４セーフティワイヤ、５落下防止装置、６接近樹木、７送信機、５１親綱取付部、５１１ロープ挿通管、５２ロックレバー、５２１係止リング、５３ランヤード、５４フック、５８継手、５４１係止リング、１０無人飛行体、４２フック脱着装置、４１１リング体、２５０飛行制御装置、２５１制御回路、２５３各種センサ、２６０バッテリ、２７０推力発生装置、２８２撮影装置、２５１３飛行制御部、２５１５フック脱着装置制御部、Ｓ６００点検処理

Claims

無人飛行体の飛行方法であって、
上下に延出する親綱に挿通され前記親綱との間の摩擦力を制御するロック機構を有する親綱取付部と、上方側のロック解除位置にあるときは前記摩擦力を低下させて前記ロック機構をロック解除状態とし、下方側のロック位置にあるときは前記摩擦力を増大させて前記ロック機構をロック状態とするロックレバーと、を備える落下防止装置を前記親綱に取り付け、
無人飛行体を前記ロックレバーに連結し、
前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーを上方側に設定して前記ロック機構をロック解除状態としつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記親綱に沿って上昇させ、
前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーをロック解除状態に維持しつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記親綱に沿って下降させ、
前記無人飛行体が飛行に必要な推力を失ったときは前記無人飛行体の自重により前記ロックレバーを下方側に設定して前記ロック機構をロック状態とする、
無人飛行体の飛行方法。
請求項１に記載の無人飛行体の飛行方法であって、
前記無人飛行体は、柔軟性を有するロープを介して前記ロックレバーに連結される、
無人飛行体の飛行方法。
請求項１又は２に記載の無人飛行体の飛行方法であって、
前記無人飛行体は、
回転翼により浮力を生じる推力機構と、
前記回転翼に他の物体が接触するのを防ぐガードと
を備える、無人飛行体の飛行方法。
無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、
送電鉄塔に沿って上下に延出するセーフティワイヤに挿通され前記セーフティワイヤとの間の摩擦力を制御するロック機構を有する親綱取付部と、上方側のロック解除位置にあるときは前記摩擦力を低下させて前記ロック機構をロック解除状態とし、下方側のロック位置にあるときは前記摩擦力を増大させて前記ロック機構をロック状態とするロックレバーと、を備える落下防止装置を前記セーフティワイヤに取り付け、
送電設備の点検に用いる情報を取得する情報取得装置を備えた無人飛行体を前記ロックレバーに連結し、
前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーを上方側に設定して前記ロック機構をロック解除状態としつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記セーフティワイヤに沿って上昇させ、
前記無人飛行体の推力により前記ロックレバーをロック解除状態に維持しつつ、前記無人飛行体を前記落下防止装置とともに前記セーフティワイヤに沿って下降させ、
前記無人飛行体が飛行に必要な推力を失ったときは前記無人飛行体の自重により前記ロックレバーを下方側に設定して前記ロック機構をロック状態とする、
無人飛行体を利用した送電設備の点検方法。
請求項４に記載の無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、
前記情報取得装置は、前記送電鉄塔の周囲の様子を撮影する撮影装置である、
無人飛行体を利用した送電設備の点検方法。
請求項５に記載の無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、
前記情報取得装置は、周囲に存在する物体までの距離を示す情報を取得する機能を有する、
無人飛行体を利用した送電設備の点検方法。
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、
前記無人飛行体は、柔軟性を有するロープを介して前記ロックレバーに連結される、
無人飛行体を利用した送電設備の点検方法。
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の無人飛行体を利用した送電設備の点検方法であって、
前記無人飛行体は、
回転翼により浮力を生じる推力機構と、
前記回転翼に他の物体が接触するのを防ぐガードと
を備える、無人飛行体を利用した送電設備の点検方法。