JP2019090741A - Measuring system and measuring method using drone - Google Patents

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Abstract

To provide a measuring system with which can easily create a distribution of measured values of a measurement object such as a wind velocity in a wide area.SOLUTION: The measuring system comprises: a drone 1; a measuring instrument 3 attached to the drone 1; a position detector 4 for detecting the position of the drone 1; a drone controller 5 for sequentially moving the drone 1 to a plurality of predetermined measurement points and causing a measurement object to be measured at each of the measurement points by the measuring instrument; a storage device 11 for recording a plurality of measured values obtained at the plurality of measurement points; a data processing unit 12 for creating a distribution of measured values on the basis of the plurality of measured values and the positions of the plurality of measurement points; and a communication device 15 for connecting the measuring instrument 3 and the storage device 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、計測場での風速、圧力、温度、微粒子濃度などの物理量または化学量の分布を計測するための計測システムおよび計測方法に関する。   The present invention relates to a measurement system and a measurement method for measuring the distribution of physical quantities or chemical quantities such as wind speed, pressure, temperature, and particulate concentration at a measurement site.

市街地の設計では、高層ビル間を吹き抜ける風の解析が行われる。このような風の流速を計測するために、機械式風速計、熱線流速計、レーザードップラー流速計(LDV)、粒子画像流速計(PIV)、またはピトー管などの風速計が用いられる。しかしながら、風速計を用いて、数十メートル〜数百メートルの広い範囲に亘って流速分布を計測することは困難である。   In urban design, analysis of wind blowing through high-rise buildings is performed. In order to measure the flow velocity of such wind, an anemometer such as a mechanical anemometer, a hot-wire anemometer, a laser Doppler anemometer (LDV), a particle image anemometer (PIV), or a pitot tube is used. However, it is difficult to measure the flow velocity distribution over a wide range of tens to hundreds of meters using an anemometer.

同様に、ある巨大な空間内での圧力、温度、微粒子濃度などの物理量または化学量の分布を計測器を用いて計測することは難しい。特に、数十メートル〜数百メートルの大きさの四方面または立方空間内に、多数の計測器を設置することは極めて難しい。   Similarly, it is difficult to measure the distribution of physical quantities or stoichiometries such as pressure, temperature, and particle concentration in a huge space using a measuring instrument. In particular, it is extremely difficult to install a large number of measuring instruments in four sides or cubic space of several tens of meters to several hundreds of meters in size.

そこで、本発明は、広い領域内での風速などの計測対象の計測値の分布を容易に作成することができる計測システムおよび計測方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a measurement system and a measurement method capable of easily creating a distribution of measurement values of a measurement target such as a wind speed in a wide area.

本発明の一態様は、ドローンと、前記ドローンに取り付けられた計測器と、前記ドローンの位置を検出する位置検出装置と、前記ドローンを予め定められた複数の計測点に順次移動させて、各計測点において計測対象を前記計測器に計測させるドローンコントローラと、前記複数の計測点で得られた複数の計測値を記録する記憶装置と、前記複数の計測値と、前記複数の計測点の位置に基づいて前記計測値の分布を作成するデータ処理部と、前記計測器と前記記憶装置とを接続する通信装置とを備えたことを特徴とする計測システムである。   One aspect of the present invention is a drone, a measuring instrument attached to the drone, a position detection device for detecting the position of the drone, and sequentially moving the drone to a plurality of predetermined measurement points. A drone controller that causes the measuring instrument to measure a measurement target at a measurement point, a storage device that records a plurality of measurement values obtained at the plurality of measurement points, the plurality of measurement values, and the positions of the plurality of measurement points And a communication device for connecting the measuring instrument and the storage device.

前記計測器は、風速計、圧力計、温度計、湿度計、および濃度計のうちの少なくとも1つである。
前記データ処理部は、前記複数の計測値の平均を計算し、前記平均と各計測値との差を算出するように構成されている。
The meter is at least one of an anemometer, a pressure gauge, a thermometer, a hygrometer, and a densitometer.
The data processing unit is configured to calculate an average of the plurality of measurement values, and to calculate a difference between the average and each measurement value.

本発明の一態様は、ドローンを予め定められた複数の計測点に順次移動させて、各計測点において計測対象を計測器で計測し、前記複数の計測点で得られた複数の計測値を記憶装置に記録し、前記複数の計測値と、前記複数の計測点の位置に基づいて前記計測値の分布を作成することを特徴とする計測方法である。   In one aspect of the present invention, the drone is sequentially moved to a plurality of predetermined measurement points, the measurement object is measured by each measuring point at each measurement point, and the plurality of measurement values obtained at the plurality of measurement points are measured. According to another aspect of the present invention, there is provided a measuring method, wherein the distribution of the measurement values is created based on the plurality of measurement values and the positions of the plurality of measurement points.

前記計測対象は、流速、圧力、温度、湿度、空気中の成分の濃度、および空気中の微粒子の濃度のうちの少なくとも1つである。
前記計測方法は、前記複数の計測値の平均を計算し、前記平均と各計測値との差を算出する工程をさらに含む。
The measurement target is at least one of flow velocity, pressure, temperature, humidity, concentration of components in air, and concentration of particulates in air.
The measurement method further includes a step of calculating an average of the plurality of measurement values and calculating a difference between the average and each measurement value.

ドローンを用いた計測は、計測場に複数の計測器を設置することを不要とする。したがって、本発明に係る計測システムは、巨大な計測場での計測対象の計測値の分布を容易に作成することができる。   Measurement using a drone eliminates the need to install multiple measuring devices in the measurement field. Therefore, the measurement system according to the present invention can easily create the distribution of the measurement values of the measurement object in a huge measurement field.

本発明に係る計測システムの一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the measurement system which concerns on this invention. 計測システムの他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows other embodiment of a measurement system. 図1または図2に示す実施形態の計測システムを用いて、高層ビル間を吹き抜ける風の流速を計測する一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example which measures the flow velocity of the wind which blows between high-rise buildings using the measurement system of embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 図3に示す立方空間内に設定された複数の計測点を示す図である。It is a figure which shows the several measurement point set in the cubic space shown in FIG. 計測システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining operation of a measurement system. 計測システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other embodiment of a measurement system.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る計測システムの一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、計測システムは、ドローン1と、ドローン1に取り付けられた風速計3と、ドローン1の位置を検出する位置検出装置としてのGPS受信機4と、ドローン1を予め定められた複数の計測点に順次移動させて、各計測点において風速を風速計3に計測させるドローンコントローラ5と、上記複数の計測点で得られた風速の複数の計測値を記録する記憶装置11と、上記複数の計測値と対応する上記複数の計測点の位置に基づいて計測値の分布(すなわち風速分布)を作成するデータ処理部12と、風速計3と記憶装置11とを接続する通信装置15とを備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a measurement system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the measurement system includes a drone 1, an anemometer 3 attached to the drone 1, a GPS receiver 4 as a position detection device for detecting the position of the drone 1, and the drone 1 in advance. The drone controller 5 which causes the anemometer 3 to measure the wind speed at each measurement point by sequentially moving to a plurality of measurement points, and a storage device 11 which records a plurality of measurement values of the wind speed obtained at the plurality of measurement points. A communication device for connecting the anemometer 3 and the storage device 11 with the data processing unit 12 for creating the distribution of the measurement values (that is, the wind velocity distribution) based on the positions of the plurality of measurement points corresponding to the plurality of measurement values It has 15 and.

ドローン1は、3つ以上のプロペラ21と、これらプロペラ21にそれぞれ連結された複数のモータ22と、ドローン1の姿勢を制御するフライトコントローラ23とを備えている。本実施形態では、4つのプロペラ21および4つのモータ22が設けられているが、図1では2つのプロペラ21および2つのモータ22のみが図示されている。4つのプロペラ21は4つのモータ22によって独立に回転される。モータ22の回転速度、すなわちプロペラ21の回転速度はフライトコントローラ23によって制御される。   The drone 1 includes three or more propellers 21, a plurality of motors 22 respectively connected to the propellers 21, and a flight controller 23 that controls the attitude of the drone 1. Although four propellers 21 and four motors 22 are provided in the present embodiment, only two propellers 21 and two motors 22 are illustrated in FIG. The four propellers 21 are independently rotated by the four motors 22. The rotational speed of the motor 22, that is, the rotational speed of the propeller 21 is controlled by the flight controller 23.

ドローン1には計測器としての風速計3が固定されている。この風速計3は、空気などの気体の流速を計測する装置である。風速計3のタイプは特に限定されない。例えば、風速計3は、機械式風速計、熱線流速計、レーザードップラー流速計(LDV)、粒子画像流速計(PIV)、またはピトー管であってもよい。   An anemometer 3 as a measuring instrument is fixed to the drone 1. The anemometer 3 is a device that measures the flow velocity of a gas such as air. The type of the anemometer 3 is not particularly limited. For example, the anemometer 3 may be a mechanical anemometer, a hot-wire anemometer, a laser Doppler anemometer (LDV), a particle image anemometer (PIV), or a pitot tube.

プロペラ21によって発生する下降流の影響を受けないように、風速計3はドローン1から外側に延びるアーム26の先端に保持されている。各計測点においてドローン1の向きを変えることにより、風速計3は多方向での風速を計測することができる。   The anemometer 3 is held at the tip of an arm 26 extending outward from the drone 1 so as not to be affected by the downward flow generated by the propeller 21. By changing the direction of the drone 1 at each measurement point, the anemometer 3 can measure the wind speed in multiple directions.

風速は計測対象の一例であり、本発明の計測器は風速計3に限定されない。本発明は、風速以外の計測対象を計測する計測システムにも適用可能である。一実施形態では、計測器は、風速計、圧力計、温度計、湿度計、濃度計、またはこれらの組み合わせであってもよい。   The wind speed is an example of the measurement target, and the measuring instrument of the present invention is not limited to the anemometer 3. The present invention is also applicable to a measurement system that measures a measurement target other than wind speed. In one embodiment, the meter may be an anemometer, a pressure gauge, a thermometer, a hygrometer, a densitometer, or a combination thereof.

GPS受信機4は、ドローン1の位置を検出する位置検出装置である。GPS受信機4は、複数のGPS衛星から発信された複数の信号を受け取ることで、ドローン1の位置を検出することができる。一実施形態では、GPS受信機4に代えて、位置検出装置は、慣性航法装置、レーダー、光学式測距器、または画像システムであってもよい。光学式測距器としては、複数のレーザー測距器が使用できる。画像システムは、異なる位置に配置された複数のカメラと、カメラによって生成されたドローン1の複数の画像からドローン1の位置を特定する画像処理装置を備える。   The GPS receiver 4 is a position detection device that detects the position of the drone 1. The GPS receiver 4 can detect the position of the drone 1 by receiving a plurality of signals emitted from a plurality of GPS satellites. In one embodiment, instead of the GPS receiver 4, the position detection device may be an inertial navigation system, a radar, an optical range finder, or an imaging system. A plurality of laser range finders can be used as the optical range finder. The imaging system comprises a plurality of cameras arranged at different positions, and an image processing device for specifying the position of the drone 1 from a plurality of images of the drone 1 generated by the cameras.

本実施形態では、ドローンコントローラ5は、ドローン1内に組み込まれてり、フライトコントローラ23に接続されている。ドローン1は、飛行を開始すると、自動的に複数の計測点に順次移動し、各計測点において風速を風速計3で計測し、全ての計測点で風速の計測が終了すると、自動的に地上に帰投する。このようなドローン1の動作はドローンコントローラ5によって制御される。複数の計測点は、空間中に予め設定された計測点である。各計測点の位置情報は、ドローンコントローラ5の図示しないメモリ内に予め格納されている。   In the present embodiment, the drone controller 5 is incorporated in the drone 1 and connected to the flight controller 23. When the drone 1 starts flying, it automatically moves sequentially to a plurality of measurement points, measures the wind speed with the anemometer 3 at each measurement point, and automatically finishes the measurement of the wind speed at all measurement points. Go back to Such operation of the drone 1 is controlled by the drone controller 5. The plurality of measurement points are measurement points preset in the space. Position information of each measurement point is stored in advance in a memory (not shown) of the drone controller 5.

GPS受信機4によって検出されたドローン1の位置情報はドローンコントローラ5に送られる。ドローンコントローラ5は、自身のメモリに格納されている各計測点の位置情報と、GPS受信機4から送られてくるドローン1の位置情報とに基づいて、ドローン1が上記計測点に順次移動するようにフライトコントローラ23に指令を発する。フライトコントローラ23はドローンコントローラ5からの指令を受けて、モータ22の動作を制御し、ドローン1を各計測点に移動させる。   The position information of the drone 1 detected by the GPS receiver 4 is sent to the drone controller 5. The drone controller 5 sequentially moves the drone 1 to the measurement point based on the position information of each measurement point stored in its own memory and the position information of the drone 1 sent from the GPS receiver 4 In this way, a command is issued to the flight controller 23. The flight controller 23 receives an instruction from the drone controller 5, controls the operation of the motor 22, and moves the drone 1 to each measurement point.

一実施形態では、ドローンコントローラ5は地上に配置されてもよい。この場合は、ドローンコントローラ5は、無線通信装置または有線通信装置(図示せず)でドローン1のフライトコントローラ23に接続される。   In one embodiment, the drone controller 5 may be located on the ground. In this case, the drone controller 5 is connected to the flight controller 23 of the drone 1 by a wireless communication device or a wired communication device (not shown).

風速の計測値は、通信装置15により風速計3から記憶装置11に伝送される。通信装置15は、ドローン1に組み込まれたデータ送信機15Aと、地上に配置されたデータ受信機15Bを備えている。本実施形態では、通信装置15は無線通信装置である。一実施形態では、通信装置15は、データ伝送ケーブルなどの有線通信装置であってもよい。ドローンコントローラ5は、計測値が取得された計測点の位置情報を通信装置15を介して記憶装置11に伝送する。記憶装置11は、風速の計測値と、対応する計測点の位置情報を記録する。   The measured value of the wind speed is transmitted from the anemometer 3 to the storage device 11 by the communication device 15. The communication device 15 includes a data transmitter 15A incorporated in the drone 1 and a data receiver 15B disposed on the ground. In the present embodiment, the communication device 15 is a wireless communication device. In one embodiment, communication device 15 may be a wired communication device such as a data transmission cable. The drone controller 5 transmits the position information of the measurement point at which the measurement value is obtained to the storage device 11 via the communication device 15. The storage unit 11 records the measured value of the wind speed and the position information of the corresponding measurement point.

本実施形態では、記憶装置11とデータ処理部12は、専用または汎用のコンピュータ27から構成されている。記憶装置11は通信装置15のデータ受信機15Bに接続されており、さらに記憶装置11はデータ処理部12にも接続されている。本実施形態では、記憶装置11は、ソリッドステートドライブ(SSD)またはハードディスクドライブ(HDD)から構成され、データ処理部12は、中央演算処理装置(CPU)から構成される。   In the present embodiment, the storage device 11 and the data processing unit 12 are configured by a dedicated or general-purpose computer 27. The storage device 11 is connected to the data receiver 15 B of the communication device 15, and the storage device 11 is also connected to the data processing unit 12. In the present embodiment, the storage device 11 is configured of a solid state drive (SSD) or a hard disk drive (HDD), and the data processing unit 12 is configured of a central processing unit (CPU).

図2は、計測システムの他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、記憶装置11は、ドローン1内に組み込まれている。風速計3は記憶装置11にデータ伝送ケーブル28を介して接続される。このデータ伝送ケーブル28は、風速計3と記憶装置11とを接続する通信装置の一例である。ドローンコントローラ5は、通信装置としてのデータ伝送ケーブル29を介して記憶装置11に接続されている。ドローンコントローラ5は、計測値が取得された計測点の位置情報をデータ伝送ケーブル29を介して記憶装置11に伝送する。風速の計測値、および対応する計測点の位置情報はドローン1内の記憶装置11に記録される。ドローン1が地上に帰投した後に、記憶装置11内に記録された風速の計測値、および対応する計測点の位置情報はデータ処理部12に読み込まれる。   FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the measurement system. The configuration and operation of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiment shown in FIG. In the present embodiment, the storage device 11 is incorporated in the drone 1. The anemometer 3 is connected to the storage device 11 via a data transmission cable 28. The data transmission cable 28 is an example of a communication device that connects the anemometer 3 and the storage device 11. The drone controller 5 is connected to the storage device 11 via a data transmission cable 29 as a communication device. The drone controller 5 transmits the position information of the measurement point at which the measurement value is obtained to the storage device 11 via the data transmission cable 29. The measured value of the wind speed and the position information of the corresponding measurement point are recorded in the storage device 11 in the drone 1. After the drone 1 returns to the ground, the measurement value of the wind speed recorded in the storage unit 11 and the position information of the corresponding measurement point are read into the data processing unit 12.

図3は、図1または図2に示す実施形態の計測システムを用いて、高層ビル間を吹き抜ける風の流速を計測する一例を示す模式図である。複数の計測点は、高層ビル31と高層ビル32との間にある立方空間33内に設定される。立方空間33の幅、高さ、奥行きは、それぞれ、数十メートル〜数百メートルの範囲内である。一実施形態では、複数の計測点は、高層ビルと高層ビルとの間にある平面上に設定されてもよい。   FIG. 3: is a schematic diagram which shows an example which measures the flow velocity of the wind which blows between high-rise buildings using the measurement system of embodiment shown in FIG. 1 or FIG. The plurality of measurement points are set in the cubic space 33 between the high-rise building 31 and the high-rise building 32. The width, height, and depth of the cubic space 33 are each in the range of several tens of meters to several hundreds of meters. In one embodiment, the plurality of measurement points may be set on a plane between the high-rise building and the high-rise building.

図4は、図3に示す立方空間33内に設定された複数の計測点を示す図である。図4に示すように、黒丸で表される計測点MPは、立方空間33の表面および内部に格子状に配列されている。図4では、立方空間33の表面上の計測点MPのみが描かれているが、立方空間33の内部にも計測点MPが同様に配列されている。これらの計測点MPは予め設定されたものである。各計測点MPの位置情報は、ドローンコントローラ5の図示しないメモリ内に予め格納されている。ドローンコントローラ5は、図4に示す全ての計測点MPに順にドローン1を移動させ、各計測点MPにおいて風速計3に風速を計測させる。   FIG. 4 is a view showing a plurality of measurement points set in the cubic space 33 shown in FIG. As shown in FIG. 4, measurement points MP represented by black circles are arranged in a grid on the surface and inside of the cubic space 33. Although only the measurement points MP on the surface of the cubic space 33 are drawn in FIG. 4, the measurement points MP are similarly arranged in the cubic space 33 as well. These measurement points MP are preset. Position information of each measurement point MP is stored in advance in a memory (not shown) of the drone controller 5. The drone controller 5 moves the drone 1 to all the measurement points MP shown in FIG. 4 in order, and causes the anemometer 3 to measure the wind speed at each measurement point MP.

計測点は、球状などの他の形状の空間の表面および内部に配列されてもよい。一実施形態では、計測点は、正方形、長方形、三角形、円形などの平面上に配列されてもよい。計測点の配列パターンは、格子状、放射状などの様々なパターンがありうる。   The measurement points may be arranged on the surface and inside of other shaped spaces, such as spheres. In one embodiment, the measurement points may be arranged on a plane such as a square, a rectangle, a triangle, or a circle. The arrangement pattern of the measurement points may have various patterns such as lattice-like and radial.

次に、上述のように構成された計測システムの動作について図5に示すフローチャートを参照して説明する。ステップ1では、予め設定された複数の計測点の位置情報は、ドローンコントローラ5内に保存される。ステップ2では、ドローン1の飛行が開始される。ステップ3では、ドローンコントローラ5は上記複数の計測点のうちの予め定められた1つにドローン1を移動させる。ステップ4では、計測点において風速計3により風速を計測する。ドローン1を計測点で回転させ、多方向の風速を計測してもよい。   Next, the operation of the measurement system configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step 1, position information of a plurality of measurement points set in advance is stored in the drone controller 5. In step 2, the flight of the drone 1 is started. In step 3, the drone controller 5 moves the drone 1 to a predetermined one of the plurality of measurement points. In step 4, the wind speed is measured by the anemometer 3 at the measurement point. The drone 1 may be rotated at a measurement point to measure the wind speed in multiple directions.

全ての計測点において風速の計測が終了するまで、ステップ3およびステップ4が繰り返される。風速の計測は、ドローン1が各計測点でとどまった(ホバリングした)状態で行われる。風速計3が瞬時に風速を計測可能である場合は、ドローン1は計測点でとどまることなく、ドローン1を連続的に移動させながら風速計3は各計測点で風速を計測してもよい。   Steps 3 and 4 are repeated until the measurement of the wind speed is completed at all measurement points. The measurement of the wind speed is performed with the drone 1 remaining at each measurement point (hovered). When the anemometer 3 can measure the wind speed instantaneously, the anemometer 3 may measure the wind speed at each measurement point while continuously moving the drone 1 without staying at the measurement point.

全ての計測点において風速の計測が終了した後、ステップ5では、ドローンコントローラ5はドローン1を地上に帰投させる。ステップ6では、データ処理部12は、記憶装置11から計測値および計測点の位置情報を読み込み、計測値と、対応する計測点の位置情報とに基づいて、空間内での風速の計測値の分布を作成する。   After the measurement of the wind speed at all the measurement points is completed, in step 5, the drone controller 5 returns the drone 1 to the ground. In step 6, the data processing unit 12 reads the measured value and the position information of the measured point from the storage device 11, and based on the measured value and the position information of the corresponding measured point, Create a distribution.

データ処理部12は、すべての計測点で取得された計測値の平均を計算し、平均と各計測値との差を求めてもよい。平均と各計測値との差は、計測場での風速の乱れを示しており、風の流れの解析に寄与する。また、上記ステップ2〜ステップ6を複数回繰り返すことにより、計測場での風速の時間変化を取得することも可能である。   The data processing unit 12 may calculate the average of the measurement values acquired at all the measurement points, and obtain the difference between the average and each measurement value. The difference between the average and each measured value indicates the disturbance of the wind speed at the measurement site and contributes to the analysis of the wind flow. Moreover, it is also possible to acquire the time change of the wind speed in a measurement place by repeating the said step 2-step 6 multiple times.

上述した実施形態では風速計3が使用されているが、風速を計測するための計測器として、図6に示すように、ドローン1のモータ22に流れる電流(以下モータ電流という)と、ドローン1の傾き角度から風速を推定する風速検出器35を用いてもよい。風速検出器35はドローン1内に組み込まれている。以下、風速検出器35を用いた実施形態について説明する。   Although the anemometer 3 is used in the embodiment described above, the current (hereinafter referred to as the motor current) flowing through the motor 22 of the drone 1 as the measuring device for measuring the wind speed, as shown in FIG. A wind speed detector 35 may be used to estimate the wind speed from the inclination angle of. The wind speed detector 35 is incorporated in the drone 1. Hereinafter, an embodiment using the wind speed detector 35 will be described.

風速の計測中、ドローン1は1つの計測点にホバリングしている。ドローン1をその計測点でホバリングするのに必要なモータ電流と、ドローン1の水平方向に対する傾き角度は、風速に依存して変わりうる。そこで、風速検出器35は、モータ電流と、ドローン1の水平方向に対する傾き角度と、ホバリング姿勢データとに基づいて、風速および風向きを推定する。ホバリング姿勢データは、風速、風向き、モータ電流、およびドローン1の水平方向に対する傾き角度との関係を示すデータであり、実験によって予め作成される。ホバリング姿勢データは風速検出器35の図示しないメモリ内に予め格納されている。ドローン1の水平方向に対する傾き角度は、フライトコントローラ23に備えられている傾きセンサ(図示せず)から得ることができる。この風速検出器35は、風速計3をドローン1の外部に配置する必要がないので、ドローン1の全体を軽量化することができる。図6に示す風速検出器35は、図2に示す実施形態にも適用することができる。   During wind speed measurement, the drone 1 hovers at one measurement point. The motor current required to hover the drone 1 at its measuring point and the tilt angle of the drone 1 with respect to the horizontal direction can vary depending on the wind speed. Therefore, the wind speed detector 35 estimates the wind speed and the wind direction based on the motor current, the inclination angle of the drone 1 with respect to the horizontal direction, and the hovering attitude data. The hovering attitude data is data indicating the relationship between the wind speed, the wind direction, the motor current, and the inclination angle of the drone 1 with respect to the horizontal direction, and is created in advance by experiment. The hovering attitude data is stored in advance in a memory (not shown) of the wind speed detector 35. The tilt angle of the drone 1 with respect to the horizontal direction can be obtained from a tilt sensor (not shown) provided in the flight controller 23. The wind speed detector 35 can reduce the weight of the entire drone 1 since the anemometer 3 does not have to be disposed outside the drone 1. The wind speed detector 35 shown in FIG. 6 can also be applied to the embodiment shown in FIG.

本発明の計測対象は、気体の流速に限らない。例えば、計測対象は、圧力、温度、湿度、空気中の成分の濃度、または空気中の微粒子の濃度であってもよい。圧力、温度、湿度は、例えば、大気の圧力、温度、湿度である。圧力、温度、湿度は、閉じられた空間内の気体の圧力、温度、湿度であってもよい。空気中の成分の濃度は、例えば、空気中の窒素、酸素、二酸化炭素、または空気に含まれる他の成分の濃度である。さらに、計測対象は、流速、圧力、温度、湿度、空気中の成分の濃度、および空気中の微粒子の濃度の組み合わせであってもよい。   The measurement object of the present invention is not limited to the flow velocity of gas. For example, the measurement target may be pressure, temperature, humidity, concentration of components in air, or concentration of particulates in air. The pressure, temperature and humidity are, for example, the pressure, temperature and humidity of the atmosphere. The pressure, temperature and humidity may be the pressure, temperature and humidity of the gas in the closed space. The concentration of the component in the air is, for example, the concentration of nitrogen in the air, oxygen, carbon dioxide, or other components contained in the air. Furthermore, the measurement target may be a combination of flow velocity, pressure, temperature, humidity, concentration of components in air, and concentration of particles in air.

ドローン1を用いた計測は、計測場に複数の計測器を設置することを不要とする。したがって、上記各実施形態に係る計測システムは、巨大な計測場での計測対象の計測値の分布を容易に作成することができる。   The measurement using the drone 1 eliminates the need to install a plurality of measuring devices in the measurement field. Therefore, the measurement system according to each of the above embodiments can easily create the distribution of the measurement values of the measurement target in a huge measurement field.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiments described above are described for the purpose of enabling one skilled in the art to which the present invention belongs to to practice the present invention. Various modifications of the above-described embodiment can naturally be made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the broadest scope in accordance with the technical concept defined by the claims.

1 ドローン
3 風速計(計測器)
4 GPS受信機(位置検出装置)
5 ドローンコントローラ
11 記憶装置
12 データ処理部
15 通信装置
15A データ送信機
15B データ受信機
21 プロペラ
22 モータ
23 フライトコントローラ
26 アーム
27 コンピュータ
28,29 データ伝送ケーブル(通信装置)
31,32 高層ビル
33 立方空間
35 風速検出器
MP 計測点
1 Drone 3 Anemometer (instrument)
4 GPS receiver (position detection device)
5 drone controller 11 storage device 12 data processing unit 15 communication device 15A data transmitter 15B data receiver 21 propeller 22 motor 23 flight controller 26 arm 27 computer 28 29 data transmission cable (communication device)
31, 32 high-rise building 33 cubic space 35 wind speed detector MP measurement point

Claims (6)

ドローンと、
前記ドローンに取り付けられた計測器と、
前記ドローンの位置を検出する位置検出装置と、
前記ドローンを予め定められた複数の計測点に順次移動させて、各計測点において計測対象を前記計測器に計測させるドローンコントローラと、
前記複数の計測点で得られた複数の計測値を記録する記憶装置と、
前記複数の計測値と、前記複数の計測点の位置に基づいて前記計測値の分布を作成するデータ処理部と、
前記計測器と前記記憶装置とを接続する通信装置とを備えたことを特徴とする計測システム。
With drone,
An instrument attached to the drone,
A position detection device for detecting the position of the drone;
A drone controller which sequentially moves the drone to a plurality of predetermined measurement points and causes the measuring instrument to measure a measurement target at each measurement point;
A storage device for recording a plurality of measurement values obtained at the plurality of measurement points;
A data processing unit that creates a distribution of the measurement values based on the plurality of measurement values and the positions of the plurality of measurement points;
A measurement system comprising: a communication device for connecting the measuring instrument and the storage device.
前記計測器は、風速計、圧力計、温度計、湿度計、および濃度計のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1に記載の計測システム。   The measurement system according to claim 1, wherein the measurement device is at least one of an anemometer, a pressure gauge, a thermometer, a hygrometer, and a densitometer. 前記データ処理部は、前記複数の計測値の平均を計算し、前記平均と各計測値との差を算出するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の計測システム。   The measurement system according to claim 1, wherein the data processing unit is configured to calculate an average of the plurality of measurement values and to calculate a difference between the average and each measurement value. . ドローンを予め定められた複数の計測点に順次移動させて、各計測点において計測対象を計測器で計測し、
前記複数の計測点で得られた複数の計測値を記憶装置に記録し、
前記複数の計測値と、前記複数の計測点の位置に基づいて前記計測値の分布を作成することを特徴とする計測方法。
The drone is sequentially moved to a plurality of predetermined measurement points, and the measuring object measures the measurement object at each measurement point,
Recording a plurality of measurement values obtained at the plurality of measurement points in a storage device;
A measurement method comprising: creating a distribution of the measurement values based on the plurality of measurement values and the positions of the plurality of measurement points.
前記計測対象は、流速、圧力、温度、湿度、空気中の成分の濃度、および空気中の微粒子の濃度のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項4に記載の計測方法。   The measurement method according to claim 4, wherein the measurement object is at least one of flow velocity, pressure, temperature, humidity, concentration of components in air, and concentration of particulates in air. 前記複数の計測値の平均を計算し、前記平均と各計測値との差を算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4または5に記載の計測方法。   The measurement method according to claim 4 or 5, further comprising the step of calculating an average of the plurality of measurement values and calculating a difference between the average and each measurement value.
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