JP2019169065A - 点検システム - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体による点検作業の効率を向上させる点検システムを提供する。【解決手段】電力を光によって送電する送電部３１０と、画像情報受信部３３０と、受信する画像情報が示す画像を表示する表示部ＤＳと、操作者による操作を受け付ける操作部ＴＰと、受け付けた操作を操作情報として送信する操作情報送信部３２０とを備える操作装置３と、送電部が光によって送電する電力を受電する受電部２１０と、受電した電力によって動作する飛行姿勢制御モータ２５０と、周囲を撮像する撮像部ＣＡＭと、操作情報受信部２２０と、撮像部が撮像する画像を送信する画像情報送信部２３０と、操作情報受信部が受信する操作情報に基づいて、飛行姿勢制御モータの動作を制御するモータ制御部２４０とを備える飛行装置２と、操作装置と飛行装置とを接続し、送電部から送電される光電力を受電部に対して供給する光ケーブルとを備える点検システム１。【選択図】図２

Description

本発明は、点検システムに関する。

従来、構造物や建造物などを移動飛行体によって点検するシステムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１７−２２７６３２号公報

この特許文献１には、移動飛行体（例えば、ドローン）が、自律的に飛行して点検箇所に移動する技術が開示されている。このような移動飛行体は、電源として例えばバッテリー（電池）を備えており、このバッテリーから供給される電力によって回転翼などを駆動することにより飛行する。しかしながら、特許文献１に記載されるような従来技術によると、バッテリーの電力残量によって飛行時間に制約が生じるため、バッテリーの交換や充電のたびに離着陸を繰り返す必要が生じ、点検作業の効率が低下するという問題があった。本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、飛行体による点検作業の効率を向上させることができる点検システムを提供する。

本発明の一態様は、電力を光によって送電する送電部と、画像情報を受信する画像情報受信部と、前記画像情報受信部が受信する前記画像情報が示す画像を表示する表示部と、操作者による操作を受け付ける操作部と、前記操作部が受け付けた操作を操作情報として送信する操作情報送信部と、を備える操作装置と、前記送電部が光によって送電する電力を受電する受電部と、前記受電部が受電した電力によって動作する飛行姿勢制御モータと、周囲を撮像する撮像部と、前記操作情報送信部が送信する前記操作情報を受信する操作情報受信部と、前記撮像部が撮像する画像を前記画像情報として前記画像情報受信部に送信する画像情報送信部と、前記操作情報受信部が受信する前記操作情報に基づいて、前記飛行姿勢制御モータの動作を制御するモータ制御部と、を備える飛行装置と、前記操作装置と前記飛行装置とを接続し、前記送電部から送電される光電力を前記受電部に対して供給する光ケーブルと、を備える点検システムである。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、前記操作装置を操作する操作者の位置と、前記飛行装置の位置との相対位置を判定する相対位置判定部を更に備え、前記モータ制御部は、前記相対位置判定部が判定する前記相対位置に更に基づいて、前記飛行姿勢制御モータの動作を制御することにより、飛行中の前記飛行装置の位置を操作者の位置に追従させる。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、前記飛行装置と、点検対象の設備との距離を測定する距離測定部をさらに備え、前記モータ制御部は、前記距離測定部が判定する前記飛行装置と前記点検対象の設備との距離に基づいて、前記飛行姿勢制御モータの動作を制御することにより、飛行中の前記飛行装置と前記点検対象の設備との距離を予め定められている離隔距離以上に制御する。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、前記点検対象の設備には、配電設備が含まれ、電流によって生じる磁界の強さを検出する磁界センサをさらに備え、前記距離測定部は、前記磁界センサが検出する磁界の強さに基づいて、前記飛行装置と前記配電設備との距離を測定する。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、前記飛行装置の前記撮像部の撮像対象には、操作者の周囲の状況が含まれ、前記撮像部が撮像する操作者の周囲に障害物が存在する場合に、前記表示部に対して障害物が存在することを示す画像を前記画像情報として供給する障害物判定部を更に備える。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、飛行中の前記飛行装置に接続されている前記光ケーブルに対する張力を検出するとともに、前記張力が所定のしきい値を超える場合には操作者に対する警告情報を出力する張力検出部を更に備える。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、前記光ケーブルは、前記送電部が送電する光電力と、前記画像情報と、前記操作情報とを波長多重することにより送受する。

また、本発明の一態様の点検システムにおいて、前記飛行装置は、前記撮像部が撮像する画像を記憶する記憶部を更に備え、前記画像情報送信部は、前記記憶部に記憶される画像の解像度よりも低い解像度の画像を前記画像情報として前記操作装置に送信する。

本発明によれば、飛行体による点検作業の効率を向上させることができる点検システムを提供することができる。

本実施形態の点検システムの構成の概要を示す図である。 本実施形態の点検システムの機能構成の一例を示す図である。 本実施形態の飛行装置の動作の一例を示す図である。 本実施形態の操作端末の表示部及び操作部の一例を示す図である。 本実施形態の距離測定部による距離測定の一例を示す図である。 本実施形態の飛行装置と操作者との相対位置の一例を示す図である。 本実施形態の撮像部が撮像する地表画像の一例である。

［実施形態］
以下、図面を参照して、本発明に係る点検システム１の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の点検システム１の構成の概要を示す図である。
点検システム１は、配電設備ＰＤＥを点検するシステムである。配電設備ＰＤＥには、配電線（高圧電線、低圧電線、高圧引下線）、架空地線、引込線、引込線保護装置、電柱、電圧調整器、柱上変圧器、開閉器、開閉器を遠隔制御するための遠制子局、配電線を配電柱に保持するための碍子、腕金などが含まれる。なお、点検システム１の点検対象の設備には、上述した配電設備ＰＤＥに加え、送電電圧が６，６００Ｖを超えるような高圧配電設備（送電設備・変電設備）が含まれていてもよい。

［点検システム１の概要構成］
この点検システム１は、飛行装置２と、操作装置３とを備える。
飛行装置２は、例えばドローンなどの自律型無人飛行体であって、ロータＲＴと、ロータＲＴを駆動する飛行姿勢制御モータ２５０と、撮像部ＣＡＭとを備える。この飛行装置２は、操作装置３の操作者ＯＰによって操作される。飛行装置２は、配電設備ＰＤＥの近傍を飛行しながら、配電設備ＰＤＥの外観を撮像部ＣＡＭによって撮像することにより、配電設備ＰＤＥを点検する。なお、この一例において、飛行装置２は、可視波長による撮像を行うものとして説明するが、これに限られない。飛行装置２は、赤外波長、紫外波長、Ｘ線波長などの各波長帯によって撮像することにより、配電設備ＰＤＥを点検してもよい。また、上述した「配電設備ＰＤＥの近傍」とは、飛行装置２が配電設備ＰＤＥを撮像するにあたり、配電設備ＰＤＥに接触しない範囲、及び配電設備ＰＤＥによって生じる磁界や電界による飛行や撮像への影響を受けない範囲の空間をいう。

操作装置３は、電源装置３００と、操作端末ＳＰとを備える。
電源装置３００は、光ファイバーケーブルＦＣ（光ケーブル）によって飛行装置２と接続されている。電源装置３００は、蓄電池ＢＴを備えており、光周波数に変調された電力（光電力ＰＷ）を、光ファイバーケーブルＦＣを介して飛行装置２に対して供給する。この電源装置３００は、例えば、キャリアＢＣに積載可能である。操作者ＯＰは、キャリアＢＣに積載された電源装置３００を背負って移動する。なお、電源装置３００は、操作者ＯＰとともに移動できればよく、例えば、車輪を備えた運搬用キャリア（例えば、カートや台車）に積載されてもよい。
操作端末ＳＰは、例えば、スマートフォンやタブレットなどの携帯型コンピュータであり、表示部ＤＳ（例えば、液晶ディスプレイ）と、操作部ＴＰ（例えば、タッチパネル）とを備えている。操作者ＯＰは、操作端末ＳＰの表示部ＤＳに表示される操作画面を見ながら、操作部ＴＰに対して操作することにより、飛行装置２の各動作を制御する。

なお、この一例では、電源装置３００と操作端末ＳＰとが別体の装置として構成される場合について説明するが、これに限られない。例えば、電源装置３００と、操作端末ＳＰとは、一体型の装置として構成されてもよい。例えば、操作装置３は、操作端末ＳＰが電源装置３００を備えるハンディ型の装置として構成されてもよい。
次に、図２を参照して、点検システム１の機能の詳細について説明する。

図２は、本実施形態の点検システム１の機能構成の一例を示す図である。点検システム１は、飛行装置２と、操作装置３とを備える。以下、操作装置３の機能構成を説明し、次に飛行装置２の機能構成を説明する。

［操作装置３の機能構成］
操作装置３は、電源装置３００と、操作端末ＳＰとを備える。電源装置３００と、操作端末ＳＰとは、有線又は無線によって互いに通信可能である。この一例では、電源装置３００と操作端末ＳＰとが近距離無線通信によって相互に情報を授受可能である場合について説明する。

操作端末ＳＰは、表示部ＤＳと、操作部ＴＰとを備える。表示部ＤＳは、例えば、液晶ディスプレイを備えており、各種の画像を表示する。操作部ＴＰは、操作者ＯＰによる操作を受け付ける。

電源装置３００は、送電部３１０と、操作情報送信部３２０と、画像情報受信部３３０と、障害物判定部３４０と、張力検出部３５０と、蓄電池ＢＴと、ケーブルリールＣＲとを備える。

ケーブルリールＣＲは、光ファイバーケーブルＦＣを収納する。飛行装置２の飛行高度が高い場合には、より多くの光ファイバーケーブルＦＣがケーブルリールＣＲから繰り出され、飛行装置２の飛行高度が低い場合には、より多くの光ファイバーケーブルＦＣがケーブルリールＣＲに巻き取られる。
蓄電池ＢＴは、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池を備えており、飛行装置２が飛行するための電力を蓄電している。

送電部３１０は、蓄電池ＢＴに蓄電されている電力を光変調することにより光電力ＰＷに変換し、変換した光電力ＰＷを、光ファイバーケーブルＦＣを介して飛行装置２に対して送電する。
なお、ここでは電源装置３００が蓄電池ＢＴを備えている場合を一例にして説明するが、これに限られない。電源装置３００は、飛行装置２が飛行するための電力を飛行装置２に対して供給できればよく、一次電池、発電機、又は外部電源からの受電装置を備えていてもよい。

操作情報送信部３２０は、操作部ＴＰが受け付けた操作を示す操作情報ＯＰＤを光変調することにより、光ファイバーケーブルＦＣを介して飛行装置２に対して送信する。ここで、操作情報送信部３２０は、光電力ＰＷの変調周波数とは異なる周波数にして、操作情報ＯＰＤを光変調する。すなわち、１本の光ファイバーケーブルＦＣに周波数が互いに異なる電力及び情報が流れる。

画像情報受信部３３０は、飛行装置２から光ファイバーケーブルＦＣを介して画像情報ＩＭＧＤを受信する。受信された画像情報ＩＭＧＤは、表示部ＤＳに表示される。すなわち、表示部ＤＳは、画像情報受信部３３０が受信する画像情報ＩＭＧＤが示す画像（表示画像ＩＭＧ）を表示する。

画像情報受信部３３０が受信する画像情報ＩＭＧＤは、上述した光電力ＰＷの変調周波数及び操作情報ＯＰＤの変調周波数のいずれの周波数とも異なる周波数によって変調されている。すなわち、光ファイバーケーブルＦＣは、送電部３１０が送電する光電力ＰＷと、画像情報ＩＭＧＤと、操作情報ＯＰＤとを波長多重することにより送受する。

障害物判定部３４０は、飛行装置２の撮像部ＣＡＭが撮像する操作者ＯＰの周囲に、障害物ＯＢＳが存在する場合に、障害物ＯＢＳが存在することを示す画像（例えば、警告表示ＷＲＮ）を表示部ＤＳに対して出力する。

張力検出部３５０は、飛行中の飛行装置２に接続されている光ファイバーケーブルＦＣに対する張力を検出するとともに、張力が所定のしきい値を超える場合には操作者ＯＰに対する警告表示ＷＲＮ（警告情報）を出力する。

［飛行装置２の機能構成］
飛行装置２は、受電部２１０と、操作情報受信部２２０と、画像情報送信部２３０と、モータ制御部２４０と、飛行姿勢制御モータ２５０と、相対位置判定部２６０と、距離測定部２７０と、記憶部２８０と、撮像部ＣＡＭと、磁界センサＭＳとを備える。

受電部２１０は、送電部３１０が光によって送電する電力（すなわち、光電力ＰＷ）を受電する。受電部２１０は、受電した電力のうち少なくとも一部を、飛行姿勢制御モータ２５０の駆動のために供給する。
飛行姿勢制御モータ２５０は、受電部２１０が受電した電力によって動作する。

操作情報受信部２２０は、電源装置３００の操作情報送信部３２０が送信する操作情報ＯＰＤを受信する。
モータ制御部２４０は、操作情報受信部２２０が受信する操作情報ＯＰＤに基づいて、飛行姿勢制御モータ２５０の動作を制御する。

撮像部ＣＡＭは、例えば動画カメラを備えており、飛行装置２の周囲を撮像する。この撮像部ＣＡＭは、飛行装置２の飛行中に配電設備ＰＤＥを撮像するための撮像軸（設備撮像軸ＡＸ１）を有している。つまり、撮像部ＣＡＭは、飛行中に配電設備ＰＤＥを撮像可能である。

また、撮像部ＣＡＭは、飛行装置２の飛行中に、鉛直ほぼ真下にいる操作者ＯＰを含む地表エリアを撮像するための撮像軸（地表撮像軸ＡＸ２）を有している。つまり、撮像部ＣＡＭは、飛行中に操作者ＯＰを撮像可能である。

相対位置判定部２６０は、操作装置３を操作する操作者ＯＰの位置と、飛行装置２の位置との相対位置を判定する。相対位置判定部２６０が相対位置を判定する仕組みは、種々の構成が可能である。例えば、相対位置判定部２６０は、ミリ波レーダーや画像処理によって操作者ＯＰの位置と、飛行装置２の位置との相対位置を判定してもよい。この一例では、相対位置判定部２６０は、撮像部ＣＡＭが飛行中に地表撮像軸ＡＸ２の撮像軸によって撮像された操作者ＯＰの画像に基づいて、操作者ＯＰの位置と、飛行装置２の位置との相対位置を判定する。
この場合、モータ制御部２４０は、相対位置判定部２６０が判定する相対位置に更に基づいて、飛行姿勢制御モータ２５０の動作を制御することにより、飛行中の飛行装置２の位置を操作者ＯＰの位置に追従させる。

距離測定部２７０は、飛行装置２と、配電設備ＰＤＥとの距離を測定する。相対位置判定部２６０が相対位置を判定する仕組みは、種々の構成が可能である。この一例では、飛行装置２は、磁界センサＭＳを備えている。この磁界センサＭＳは、配電設備ＰＤＥを流れる電流によって生じる磁界ＭＦの強さを検出する。
この場合、距離測定部２７０は、磁界センサＭＳが検出する磁界ＭＦの強さに基づいて、飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの距離を測定する。
また、この場合、モータ制御部２４０は、距離測定部２７０が判定する飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの距離に基づいて、飛行姿勢制御モータ２５０の動作を制御することにより、飛行中の飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの距離を予め定められている離隔距離ＳＤ以上に制御する。

記憶部２８０には、撮像部ＣＡＭが撮像する画像が記憶される。この記憶部２８０は、例えば、メモリーカードなどの可搬媒体によって構成されており、飛行装置２が着陸した場合に、飛行装置２から取り出すことが可能である。
画像情報送信部２３０は、撮像部ＣＡＭが撮像する画像を画像情報ＩＭＧＤとして画像情報受信部３３０に送信する。ここで、画像情報送信部２３０は、撮像部ＣＡＭが撮像する画像の解像度を変換して画像情報ＩＭＧＤを生成してもよい。一例として、画像情報送信部２３０は、記憶部２８０に記憶される画像の解像度よりも低い解像度の画像を画像情報ＩＭＧＤとして生成し、生成した画像情報ＩＭＧＤを操作装置３に送信する。

光ファイバーケーブルＦＣは、操作装置３と飛行装置２とを接続し、送電部３１０から送電される光電力ＰＷを受電部２１０に対して供給する。

［点検システム１の動作］
次に、図３〜図７を参照して、本実施形態の点検システム１の動作の一例について説明する。
図３は、本実施形態の飛行装置２の動作の一例を示す図である。
図４は、本実施形態の操作端末ＳＰの表示部ＤＳ及び操作部ＴＰの一例を示す図である。
なお、ここでいる操作端末ＳＰに対する操作には、操作端末ＳＰの表示部ＤＳに表示される操作画像（例えば、アイコン）に対応する表示部ＤＳ上の位置を操作者ＯＰがタップする操作が含まれる。操作端末ＳＰは、操作部ＴＰがタップされた位置を検出することにより、いずれの操作画像に対する操作であるかを検出する。以下においては、操作端末ＳＰが行う一連の操作検出動作の説明を省略し、単に「操作者ＯＰがアイコンをタップする」などの表現によって説明する。また、操作部ＴＰが検出した操作は、電源装置３００を介して飛行装置２に送信されるが、以下においては「電源装置３００を介して送信される」旨の説明を省略する。

［飛行装置２の離陸動作及び着陸動作］
飛行装置２を離陸させる場合、操作者ＯＰは、操作端末ＳＰの表示部ＤＳに表示されている離陸アイコンＰ＿ＴＯ（図４を参照。）をタップする。離陸アイコンＰ＿ＴＯがタップされると、操作端末ＳＰは、飛行装置２に対して「離陸」を指示する操作情報ＯＰＤを送信する。飛行装置２は、操作端末ＳＰから「離陸」の指示を受信すると、離陸動作を行う。飛行装置２は、自律制御を行いつつ上昇し、撮像部ＣＡＭによって配電設備ＰＤＥを検出すると、その検出した高度において静止（いわゆるホバリング）する。この場合、飛行装置２の飛行姿勢についての操作者ＯＰによる操作は不要である。

飛行装置２は、飛行中において、撮像部ＣＡＭの設備撮像軸ＡＸ１の方向の周囲を撮像する。設備撮像軸ＡＸ１は、飛行装置２が上空で静止（例えば、ホバリング）している状態において、配電設備ＰＤＥが画角内に収まるように設定されている。したがって、撮像部ＣＡＭが撮像する設備撮像軸ＡＸ１の方向の画像には、配電設備ＰＤＥの画像が含まれる。飛行装置２は、撮像した配電設備ＰＤＥの画像を、画像情報ＩＭＧＤとして操作端末ＳＰに対して供給する。操作端末ＳＰは、この画像情報ＩＭＧＤに基づく表示画像ＩＭＧを表示部ＤＳに表示させる。
操作者ＯＰは、表示部ＤＳに表示される表示画像ＩＭＧを見ることによって、飛行装置２による配電設備ＰＤＥの撮像状況をリアルタイムに把握することができる。
飛行装置２の撮像部ＣＡＭが撮像する画像を録画する場合（又は、録画を停止する場合）、操作者ＯＰは、操作端末ＳＰの表示部ＤＳに表示されている録画アイコンＰ＿ＲＥＣをタップする。

飛行中の飛行装置２を着陸させる場合、操作者ＯＰは、着陸アイコンＰ＿ＬＤ（図４を参照。）をタップする。着陸アイコンＰ＿ＬＤがタップされると、操作端末ＳＰは、飛行装置２に対して「着陸」を指示する操作情報ＯＰＤを送信する。飛行装置２は、操作端末ＳＰから「着陸」の指示を受信すると、着陸動作を行う。飛行装置２は、自律制御を行いつつ下降し、地表面に接地するとロータＲＴの回転を停止させる。この場合、飛行装置２の飛行姿勢についての操作者ＯＰによる操作は不要である。
このように、飛行装置２の離陸動作及び着陸動作は、自律制御されており、操作者ＯＰの操作の負担が軽減されている。以下、飛行装置２が離陸した後の動作について説明する。

（ステップＳ１０）飛行装置２の操作情報受信部２２０は、操作情報ＯＰＤを取得する。操作情報受信部２２０は、取得した操作情報ＯＰＤをモータ制御部２４０に供給する。
（ステップＳ２０）飛行装置２の磁界センサＭＳは、飛行装置２の周囲の磁界の強度を検出する。磁界センサＭＳは、検出した磁界の強度を示す磁界強度情報を距離測定部２７０に対して出力する。距離測定部２７０は、磁界センサＭＳが出力する磁界強度情報を取得する。距離測定部２７０は、取得した磁界強度情報に基づいて、自機と配電設備ＰＤＥとの距離を測定（推定）する。この距離測定部２７０による距離測定の一例について、図５を参照して説明する。

図５は、本実施形態の距離測定部２７０による距離測定の一例を示す図である。配電設備ＰＤＥのうち、例えば配電線の周囲には、配電線を流れる電流ｉの大きさに応じた強度の磁界ＭＦが生じる。この磁界ＭＦは、配電線の断面径方向に向けて配電線から離れるに従って強度が低下する強度分布を有する。ここで、飛行装置２と配電設備ＰＤＥ（例えば
、配電線）との離隔距離をどの程度確保すればよいかは、配電設備ＰＤＥを流れる電流ｉの大きさに依存することがある。例えば、配電設備ＰＤＥを流れる電流ｉが比較的大きい場合には、電流ｉが比較的小さい場合に比べて、離隔距離を大きくとることが望ましい。
この距離測定部２７０は、磁界センサＭＳが検出した飛行装置２の周囲の磁界の強度が、所定の強度以下であるか否かに基づいて、所定の離隔距離ＳＤを確保できているか否かを判定する。距離測定部２７０は、判定結果をモータ制御部２４０に対して供給する。

（ステップＳ３０）図３に戻り、相対位置判定部２６０は、撮像部ＣＡＭが撮像した画像のうち、地表撮像軸ＡＸ２によって撮像された画像を取得する。この画像には、飛行装置２から見た操作者ＯＰの画像が含まれている。相対位置判定部２６０は、取得した画像内の操作者ＯＰの画像の位置を判定する。図６を参照して、相対位置判定部２６０による飛行装置２と操作者ＯＰとの相対位置の判定について説明する。

図６は、本実施形態の飛行装置２と操作者ＯＰとの相対位置の一例を示す図である。操作者ＯＰが操作位置１＿ＰＯＳ１にいて、飛行装置２が操作位置１＿ＰＯＳ１の上空に静止（例えば、ホバリング）している場合について説明する。この状況において、飛行装置２の撮像部ＣＡＭの地表撮像軸ＡＸ２が鉛直下方向を指している場合、操作者ＯＰの画像は、撮像部ＣＡＭが撮像した画像の中心に位置する。この場合には、相対位置判定部２６０は、飛行装置２と操作者ＯＰとの相対位置にずれがない（例えば、相対距離０（ゼロ）である。）と判定する。
また、飛行装置２が操作位置１＿ＰＯＳ１の上空に静止している場合において、操作者ＯＰが操作位置２＿ＰＯＳ２に移動した場合について説明する。この状況において、飛行装置２の撮像部ＣＡＭの地表撮像軸ＡＸ２が鉛直下方向を指している場合、操作者ＯＰの画像は、撮像部ＣＡＭが撮像した画像の中心に位置しない。この場合には、相対位置判定部２６０は、飛行装置２と操作者ＯＰとの相対位置にずれがある（例えば、飛行装置移動方向ＤＩＲ＿Ｄの方向に距離ｄ＿ＯＰだけ離れている。）と判定する。
相対位置判定部２６０は、相対位置の判定結果をモータ制御部２４０に対して供給する。

図３に戻り、ステップＳ４０〜ステップＳ８０において、モータ制御部２４０は、操作情報受信部２２０と、相対位置判定部２６０と、距離測定部２７０とからそれぞれ供給される情報に基づいて、飛行姿勢制御モータ２５０を制御する。以下、具体的に説明する。

（ステップＳ４０）モータ制御部２４０は、ステップＳ１０において操作情報受信部２２０が操作情報ＯＰＤを取得したか否か、すなわち、操作情報ＯＰＤの有無を判定する。モータ制御部２４０は、操作情報ＯＰＤがないと判定した場合（ステップＳ４０；ＮＯ）には、処理をステップＳ７０に進める。モータ制御部２４０は、操作情報ＯＰＤがあると判定した場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ５０に進める。

（ステップＳ５０）モータ制御部２４０は、ステップＳ２０において測定された飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの間の距離ｄが規定値（例えば、既定の離隔距離ＳＤ）より大きいか否かを判定する（図５を参照。）。モータ制御部２４０は、距離ｄが規定値より大きいと判定した場合（ステップＳ５０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ６０に進める。また、モータ制御部２４０は、距離ｄが規定値以下であると判定した場合（ステップＳ５０；ＮＯ）には、処理をステップＳ７０に進める。

（ステップＳ６０）モータ制御部２４０は、ステップＳ１０において取得された操作情報ＯＰＤに基づく飛行装置２の位置制御を行う。ここで、図４を参照して、飛行装置２の飛行位置の操作の一例について説明する。
操作端末ＳＰの表示部ＤＳには、飛行装置方向操作アイコンＰ＿Ｄが表示される。この飛行装置方向操作アイコンＰ＿Ｄには、一例として、飛行装置上昇アイコンＰ＿ＤＵと、飛行装置左移動アイコンＰ＿ＤＬと、飛行装置右移動アイコンＰ＿ＤＲと、飛行装置下降アイコンＰ＿ＤＤと、飛行装置左旋回アイコンＰ＿ＤＲＴＬと、飛行装置右旋回アイコンＰ＿ＤＲＴＲとが含まれる。
操作者ＯＰによって、飛行装置方向操作アイコンＰ＿Ｄがタップされると、移動方向を指示する操作情報ＯＰＤが、操作端末ＳＰから飛行装置２に対して送信される。
具体的な一例として、飛行装置上昇アイコンＰ＿ＤＵがタップされると「上昇」を指示する操作情報ＯＰＤが、操作端末ＳＰから飛行装置２に対して送信される。飛行装置２から「上昇」を指示する操作情報ＯＰＤが送信されると、飛行装置２のモータ制御部２４０は、飛行姿勢制御モータ２５０に供給される駆動電流を増加させて、ロータＲＴの回転数を増加させる。
また、飛行装置下降アイコンＰ＿ＤＤがタップされると「下降」を指示する操作情報ＯＰＤが、操作端末ＳＰから飛行装置２に対して送信される。飛行装置２から「下降」を指示する操作情報ＯＰＤが送信されると、飛行装置２のモータ制御部２４０は、飛行姿勢制御モータ２５０に供給される駆動電流を減少させて、ロータＲＴの回転数を低下させる。
他の飛行装置方向操作アイコンＰ＿Ｄがタップされた場合も、モータ制御部２４０は、上述と同様にして、飛行装置２の飛行位置及び飛行姿勢を制御する。

なお、撮像部ＣＡＭは、撮像方向、すなわち飛行装置２の筐体に対する設備撮像軸ＡＸ１の方向を変化させる装置を備えていてもよい。この場合、図４に示すように、操作端末ＳＰには、カメラ方向操作アイコンＰ＿Ｃが表示される。このカメラ方向操作アイコンＰ＿Ｃとは、飛行装置２の飛行位置及び飛行姿勢を変化させることなく、撮像部ＣＡＭの撮像方向（例えば、設備撮像軸ＡＸ１の方向）を可変に操作する操作画像である。具体的な一例として、カメラ方向操作アイコンＰ＿Ｃには、カメラ上アイコンＰ＿ＣＵと、カメラ下アイコンＰ＿ＣＤと、カメラ左アイコンＰ＿ＣＬと、カメラ右アイコンＰ＿ＣＲとが含まれる。カメラ上アイコンＰ＿ＣＵ及びカメラ下アイコンＰ＿ＣＤは、撮像部ＣＡＭの撮像方向の仰角・俯角を変化（いわゆる、チルトアップ、チルトダウン）させる。カメラ左アイコンＰ＿ＣＬ及びカメラ右アイコンＰ＿ＣＲは、撮像部ＣＡＭの撮像方向の水平方向の角度を変化（いわゆる、パンニング）させる。
なお、操作端末ＳＰの表示部ＤＳには、撮像部ＣＡＭの画角を変更（例えば、ズームアップやズームアウト）する操作アイコン（不図示）が表示されていてもよい。

（ステップＳ７０）図３に戻り、モータ制御部２４０は、操作情報ＯＰＤがない場合（すなわち、操作者ＯＰによる飛行装置方向操作アイコンＰ＿Ｄに対する操作がない場合）、かつ、飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの間の距離ｄが既定の離隔距離ＳＤより大きい場合には、配電設備ＰＤＥとの離隔距離を確保しつつ、操作者ＯＰの移動に対する位置追従制御を行う。再び図６を参照して、モータ制御部２４０による位置追従制御の一例について説明する。

［位置追従制御］
操作者ＯＰが操作位置１＿ＰＯＳ１にいて、飛行装置２が操作位置１＿ＰＯＳ１の上空に静止（例えば、ホバリング）している状況において、操作者ＯＰが操作位置１＿ＰＯＳ１から操作位置２＿ＰＯＳ２に移動した場合について説明する。この場合、相対位置判定部２６０は、操作装置３を操作する操作者ＯＰの位置と、飛行装置２の位置との相対位置が、操作者移動方向ＤＩＲ＿ＯＰに距離ｄ＿ＯＰぶん離れていると判定する。モータ制御部２４０は、この相対位置判定部２６０の判定結果に基づいて、操作者ＯＰの位置と、飛行装置２の位置との相対位置の差がなくなるように、飛行装置２を飛行装置移動方向ＤＩＲ＿Ｄに移動させる。この結果、飛行装置２は、操作位置２＿ＰＯＳ２の上空、すなわち、操作者ＯＰの真上の位置に移動する。モータ制御部２４０は、相対位置判定部２６０の判定結果に基づいて、飛行装置２を操作者ＯＰの移動に追従させる。
なお、飛行装置２が操作者ＯＰの真上の位置において追従することは一例であって、これに限られない。飛行装置２は、操作者ＯＰの真上以外の位置において追従してもよい。例えば、車道と左右両側の路側帯とを有する道路の一方の路側帯に沿って設置された配電設備ＰＤＥを点検する場合について説明する。この場合、飛行装置２が配電設備ＰＤＥに沿って移動し、操作者ＯＰが当該道路の反対側の路側帯（例えば、歩道）を移動する場合には、飛行装置２は、車道を挟んで反対側の路側帯を移動する操作者ＯＰの位置に追従して移動する。

［高度維持制御］
また、上述した位置追従制御を行う場合において、モータ制御部２４０は、飛行装置２の高度を所定の高度に維持させながら、飛行装置２を移動させる。ここで、所定の高度とは、配電設備ＰＤＥのうち、観察対象の設備が設置されている高度である。例えば、観察対象の設備が配電線である場合には、配電線の懸垂曲線に沿った高度にして、所定の高度が設定される。この場合、飛行装置２は、モータ制御部２４０による高度維持制御によって、配電線の懸垂曲線に沿って上昇又は下降しながら、操作者ＯＰの移動方向に追従して移動する。

［警告表示（１）障害物表示］
点検システム１は、飛行装置２の飛行中に得られる地表の画像に基づいて、警告表示ＷＲＮ（図４を参照。）を操作端末ＳＰに提示する。上述したように、飛行装置２の撮像部ＣＡＭは、地表撮像軸ＡＸ２を有している。この地表撮像軸ＡＸ２によって撮像される画像には、操作者ＯＰの周囲の状況が含まれる。地表撮像軸ＡＸ２によって撮像される画像（地表画像ＰＧ）の一例を、図７を参照して説明する。

図７は、本実施形態の撮像部ＣＡＭが撮像する地表画像の一例である。飛行装置２の撮像部ＣＡＭの地表撮像軸ＡＸ２による地表画像ＰＧには、操作者ＯＰの他に、操作者ＯＰの周囲の状況が含まれる。ここで、操作者ＯＰが操作位置３＿ＰＯＳ３から操作位置４＿ＰＯＳ４に移動する場合において、操作位置４＿ＰＯＳ４に障害物（例えば、車両ＣＡＲ）が存在する場合について説明する。この場合、操作者ＯＰが、操作位置４＿ＰＯＳ４に移動すると、車両ＣＡＲと接触するおそれがある。
この場合、障害物判定部３４０は、表示部ＤＳに対して障害物ＯＢＳ（車両ＣＡＲ）が存在することを示す画像（警告表示ＷＲＮ）を画像情報ＩＭＧＤとして操作端末ＳＰに供給する。この結果、操作端末ＳＰの表示部ＤＳには、警告表示ＷＲＮが表示される。

［警告表示（２）異常張力表示］
点検システム１は、上述したように、張力検出部３５０は、飛行中の飛行装置２に接続されている光ファイバーケーブルＦＣに対する張力を検出するとともに、張力が所定のしきい値を超える場合には操作者ＯＰに対する警告表示ＷＲＮ（警告情報）を出力する。
一例として、飛行装置２は、飛行中において、木の枝などの障害物によって移動できない場合がある。この場合において、操作者ＯＰが移動し続けると、ケーブルリールＣＲから光ファイバーケーブルＦＣが繰り出され、電源装置３００と飛行装置２との間の距離が離れる。飛行装置２が移動できない状況において、操作者ＯＰがさらに移動し続けると、ケーブルリールＣＲに収納されている光ファイバーケーブルＦＣがすべて繰り出され、これ以上光ファイバーケーブルＦＣを繰り出せない状況になる。この場合において操作者ＯＰが移動し続けると、光ファイバーケーブルＦＣの張力が過大になり、光ファイバーケーブルＦＣ、飛行装置２及び電源装置３００を損傷してしまうことがある。
張力検出部３５０が判定に用いる所定のしきい値は、上述のような状況において光ファイバーケーブルＦＣが損傷する程度の張力よりも低い値に設定されている。張力検出部３５０は、光ファイバーケーブルＦＣが所定のしきい値に達した場合に、操作端末ＳＰの表示部ＤＳに警告表示ＷＲＮを表示させて、操作者ＯＰに注意を喚起することにより、光ファイバーケーブルＦＣ、飛行装置２及び電源装置３００の損傷を低減させる。

なお、この一例では、操作者ＯＰに対する警告は、画像（警告表示ＷＲＮ）によっておこなうとして説明したが、これに限られない。操作者ＯＰに対する警告は、音、振動、光の明滅などによって提示されてもよい。

（ステップＳ８０）図３に戻り、モータ制御部２４０は、着陸指示の有無を判定する。モータ制御部２４０は、着陸指示がないと判定した場合（ステップＳ８０；ＮＯ）には、処理をステップＳ１０に戻る。モータ制御部２４０は、着陸指示があると判定した場合（ステップＳ８０；ＹＥＳ）には、飛行装置２を着陸させて一連の処理を終了する。

なお、上述において、距離測定部２７０は、磁界センサＭＳの検出結果に基づいて配電設備ＰＤＥとの距離を測定するとして説明したが、これに限られない。例えば、距離測定部２７０は、撮像部（一例として、ステレオカメラ）によって得られた奥行き方向の測距結果に基づいて配電設備ＰＤＥとの距離を測定してもよい。

［実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の点検システム１は、電源装置３００から飛行装置２に対して電力を供給するケーブルに光ファイバーケーブルＦＣが採用されている。光ファイバーケーブルＦＣは、絶縁体（例えば、ガラス及びプラスティック）によって構成される。
ここで一般的には、電源装置と飛行装置とを接続するケーブルに銅線などの導体を使用することも考えられる。この場合、ケーブルと配電設備ＰＤＥとの接触による感電事故を考慮し、ケーブルを絶縁体によって被覆する必要が生じる。この場合、飛行装置は、電力を供給するための芯線の質量に加えて、被覆の質量をも吊り上げなければならない。
一方、本実施形態の点検システム１は、電力供給を行うケーブルが絶縁体であるため、被覆を省略できる、又は銅線に被覆する場合に比べて被覆厚を薄くすることができる。したがって、本実施形態の点検システム１によれば、飛行装置２が飛行する際の吊り上げ質量が軽減され、飛行装置２の消費電力が低減される。

また、本実施形態の点検システム１は、相対位置判定部２６０が操作者ＯＰとの相対位置を判定することにより、飛行中の飛行装置２の位置を操作者ＯＰの位置に追従させる。この構成により、操作者ＯＰは、飛行装置２の飛行位置及び飛行姿勢を操作することなく、点検対象の配電設備ＰＤＥに沿って地上を移動することにより、配電設備ＰＤＥを点検することができる。

また、本実施形態の点検システム１は、距離測定部２７０が配電設備ＰＤＥとの距離を測定することにより、飛行中の飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの距離を予め定められている離隔距離ＳＤ以上に制御する。この構成により、操作者ＯＰは、飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの離隔距離を確保するための操作を行うことなく、配電設備ＰＤＥを点検することができる。

また、本実施形態の点検システム１は、距離測定部２７０が、磁界センサＭＳが検出する磁界ＭＦの強さに基づいて、飛行装置２と配電設備ＰＤＥとの距離を測定する。ここで、飛行装置２が確保すべき離隔距離ＳＤは、配電設備ＰＤＥを流れる電流ｉの大きさに依存して変化する。距離測定部２７０は、電流ｉの大きさを磁界ＭＦの強度に置き換えて測定することにより、配電設備ＰＤＥを流れる電流ｉの大きさを測定することなく、所定の離隔距離ＳＤが確保できているか否かの判定をすることができる。

また、本実施形態の点検システム１は、操作者ＯＰの周囲に障害物ＯＢＳが存在することを示す画像（警告表示ＷＲＮ）を表示部ＤＳに表示させる障害物判定部３４０を備えている。ここで、操作者ＯＰは、操作端末ＳＰの表示部ＤＳに表示される表示画像ＩＭＧを見続けながら移動する。このため、操作者ＯＰは、配電設備ＰＤＥの撮像中において表示部ＤＳを凝視することにより、地上の周囲の状況の把握が疎かになる場合がある。本実施形態の点検システム１は、操作者ＯＰが凝視する表示部ＤＳに警告表示ＷＲＮを提示することにより、操作者ＯＰに対して障害物ＯＢＳの存在を効果的に通知することができる。

また、本実施形態の点検システム１は、張力検出部３５０を備えている。この張力検出部３５０は、光ファイバーケーブルＦＣの張力が所定のしきい値を超える場合には操作者ＯＰに対する警告表示ＷＲＮを出力する。ここで、張力検出部３５０が判定に用いる所定のしきい値は、光ファイバーケーブルＦＣに過大な張力が生じた場合に、光ファイバーケーブルＦＣ、飛行装置２及び電源装置３００が損傷する程度の張力よりも低い値に設定されている。このような構成により、本実施形態の点検システム１は、操作者ＯＰに注意を喚起することにより、光ファイバーケーブルＦＣに過大な張力が生じた場合に発生しうる光ファイバーケーブルＦＣ、飛行装置２及び電源装置３００の損傷を低減させる。

また、本実施形態の点検システム１は、１本の光ファイバーケーブルＦＣによって光電力ＰＷ、操作情報ＯＰＤ、及び画像情報ＩＭＧＤを送受信する。このため、光電力ＰＷ、操作情報ＯＰＤ、及び画像情報ＩＭＧＤをそれぞれ別々の光ファイバーケーブルＦＣによって送受信する場合に比べて、光ファイバーケーブルＦＣの質量を軽量化することができる。光ファイバーケーブルＦＣが軽量化されることにより、飛行装置２が飛行する際の吊り上げ質量が軽減され、飛行装置２の消費電力が低減される。

また、本実施形態の点検システム１は、画像情報送信部２３０が、記憶部２８０に記憶される画像の解像度よりも低い解像度の画像を画像情報ＩＭＧＤとして操作装置３に送信する。ここで、配電設備ＰＤＥの点検に用いられる画像は、高解像度であることが望ましい。一方で、配電設備ＰＤＥが撮像された画像が光変調されて光ファイバーケーブルＦＣを介して送受信される場合、光ファイバーケーブルＦＣの伝送容量によって、画像の解像度の上限値が決まってしまう。ここで、光ファイバーケーブルＦＣの伝送容量によって決まる解像度の上限値が、撮像部ＣＡＭの解像度よりも低い場合がある。このような場合には、光ファイバーケーブルＦＣを介して送受信される情報量を低減する（すなわち、撮像部ＣＡＭによって撮像された画像の解像度を低下させる）必要が生じる。ここで、飛行装置２の記憶部２８０に記憶される画像を点検用詳細画像とし、記憶部２８０に記憶されている点検用詳細画像を飛行装置２の着陸後において回収すれば、高解像度の点検用詳細画像を参照して配電設備ＰＤＥの点検を行うことができる。また、光ファイバーケーブルＦＣを介して操作端末ＳＰに提供される画像を、点検対象の配電設備ＰＤＥが正常に撮像されているか否かを確認するための確認画像とすれば、この確認画像の解像度は、点検用詳細画像の解像度よりも低い解像度であったとしてもよい。
すなわち、本実施形態の点検システム１は、解像度がより高い点検用詳細画像を記憶部２８０に記憶させ、解像度がより低い確認画像を飛行装置２から操作端末ＳＰに供給する。このように構成することにより、本実施形態の点検システム１は、飛行装置２が撮像している画像の状況を操作者ＯＰが確認しながら撮像を進められることと、光ファイバーケーブルＦＣの伝送容量によって定まる解像度の上限値を超える高解像度の画像を点検用詳細画像として利用することができることとを、両立させることができる。

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。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した各実施形態を適宜組み合わせることができる。

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…点検システム、２…飛行装置、３…操作装置、２１０…受電部、２２０…操作情報受信部、２３０…画像情報送信部、２４０…モータ制御部、２５０…飛行姿勢制御モータ、２６０…相対位置判定部、２７０…距離測定部、２８０…記憶部、３００…電源装置、３１０…送電部、３２０…操作情報送信部、３３０…画像情報受信部、３４０…障害物判定部、３５０…張力検出部、ＦＣ…光ファイバーケーブル、ＭＳ…磁界センサ、ＣＡＭ…撮像部

Claims (8)

1. 電力を光によって送電する送電部と、
   画像情報を受信する画像情報受信部と、
   前記画像情報受信部が受信する前記画像情報が示す画像を表示する表示部と、
   操作者による操作を受け付ける操作部と、
   前記操作部が受け付けた操作を操作情報として送信する操作情報送信部と、
   を備える操作装置と、
   前記送電部が光によって送電する電力を受電する受電部と、
   前記受電部が受電した電力によって動作する飛行姿勢制御モータと、
   周囲を撮像する撮像部と、
   前記操作情報送信部が送信する前記操作情報を受信する操作情報受信部と、
   前記撮像部が撮像する画像を前記画像情報として前記画像情報受信部に送信する画像情報送信部と、
   前記操作情報受信部が受信する前記操作情報に基づいて、前記飛行姿勢制御モータの動作を制御するモータ制御部と、
   を備える飛行装置と、
   前記操作装置と前記飛行装置とを接続し、前記送電部から送電される光電力を前記受電部に対して供給する光ケーブルと、
   を備える点検システム。
2. 前記操作装置を操作する操作者の位置と、前記飛行装置の位置との相対位置を判定する相対位置判定部
   を更に備え、
   前記モータ制御部は、前記相対位置判定部が判定する前記相対位置に更に基づいて、前記飛行姿勢制御モータの動作を制御することにより、飛行中の前記飛行装置の位置を操作者の位置に追従させる
   請求項１に記載の点検システム。
3. 前記飛行装置と、点検対象の設備との距離を測定する距離測定部
   をさらに備え、
   前記モータ制御部は、前記距離測定部が判定する前記飛行装置と前記点検対象の設備との距離に基づいて、前記飛行姿勢制御モータの動作を制御することにより、飛行中の前記飛行装置と前記点検対象の設備との距離を予め定められている離隔距離以上に制御する
   請求項１又は請求項２に記載の点検システム。
4. 前記点検対象の設備には、配電設備が含まれ、
   電流によって生じる磁界の強さを検出する磁界センサ
   をさらに備え、
   前記距離測定部は、前記磁界センサが検出する磁界の強さに基づいて、前記飛行装置と前記配電設備との距離を測定する
   請求項３に記載の点検システム。
5. 前記飛行装置の前記撮像部の撮像対象には、操作者の周囲の状況が含まれ、
   前記撮像部が撮像する操作者の周囲に障害物が存在する場合に、前記表示部に対して障害物が存在することを示す画像を前記画像情報として供給する障害物判定部
   を更に備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の点検システム。
6. 飛行中の前記飛行装置に接続されている前記光ケーブルに対する張力を検出するとともに、前記張力が所定のしきい値を超える場合には操作者に対する警告情報を出力する張力検出部
   を更に備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の点検システム。
7. 前記光ケーブルは、前記送電部が送電する光電力と、前記画像情報と、前記操作情報とを波長多重することにより送受する
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の点検システム。
8. 前記飛行装置は、前記撮像部が撮像する画像を記憶する記憶部
   を更に備え、
   前記画像情報送信部は、前記記憶部に記憶される画像の解像度よりも低い解像度の画像を前記画像情報として前記操作装置に送信する
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の点検システム。

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