JP2020192967A - Flight area restriction device of unmanned aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無人航空機の飛行領域制限装置に係り、特に、無人航空機に故障が発生した場合であっても、無人航空機の飛行領域を制限することができるものに関する。 The present invention relates to a flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle, and more particularly to a device capable of limiting the flight area of an unmanned aerial vehicle even when a failure occurs in the unmanned aerial vehicle.
従来、ドローン等の無人航空機に故障が発生した場合において、ケーブルやワイヤを用いてドローンの墜落(落下)を防止し、また、ドローンの飛行範囲を制限する装置が知られている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。
Conventionally, in the event of a failure in an unmanned aerial vehicle such as a drone, a device that uses a cable or wire to prevent the drone from falling (falling) and limits the flight range of the drone has been known (for example, a patent). See
ところで、ドローンが高所を飛行する場合、従来のドローンの飛行範囲を制限する装置ではケーブルやワイヤを脚立や梯子等の昇降のための道具を用いて高所に設置する必要があるという問題がある。 By the way, when a drone flies in a high place, there is a problem that it is necessary to install cables and wires in a high place using tools for raising and lowering such as stepladders and ladders in the conventional device that limits the flight range of the drone. is there.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、脚立や梯子等の昇降のための道具を用いることなく対象物に設置することができる無人航空機の飛行領域制限装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle that can be installed on an object without using tools for raising and lowering such as stepladders and ladders. The purpose.
請求項1に記載の発明は、対象物のところに設置されたときに、無人航空機が前記対象物の近傍領域でのみ飛行するように、前記無人航空機の飛行可能領域を制限する無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記対象物のところに設置されたときに、前記対象物を囲み、前記対象物に対して前記対象物の長手方向で移動自在な制限装置本体部と、前記制限装置本体部に設けられ、前記無人航空機が設置される無人航空機設置部とを有する無人航空機の飛行領域制限装置である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記制限装置本体部は、複数の本体部構成部材を組み合わせることで形成されている無人航空機の飛行領域制限装置である。
The invention according to claim 2 is the flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記対象物のところに設置される前の状態で、前記制限装置本体部に前記対象物の径よりも大きい開口部が設けられているか、もしくは、前記制限装置本体部が線状に形成されている飛行領域制限装置である。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記対象物のところに設置されたときに、前記制限装置本体部が環状になるように構成されており、前記制限装置本体部には、環状になった状態を維持するための環状状態維持部が設けられている飛行領域制限装置である。
The invention according to claim 4 is the flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記対象物のところに設置されたときに、前記対象物の長手方向での前記制限装置本体部の移動範囲を制限する長手方向移動範囲制限部を有する無人航空機の飛行領域制限装置である。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記制限装置本体部、前記無人航空機との少なくともいずれかに設けられ、前記対象物を検査する検査装置が設置される検査装置設置部を有する無人航空機の飛行領域制限装置である。
The invention according to claim 6 is the flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to any one of
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の無人航空機の飛行領域制限装置であって、前記対象物のところに設置されたときに、前記対象物の長手方向に対して直交する軸まわりの回転モーメントが前記制限装置本体部に発生した場合であっても、前記制限装置本体部の姿勢を維持する姿勢維持部を有する無人航空機の飛行領域制限装置である。
The invention according to
本発明によれば、脚立や梯子等の昇降のための道具を用いることなく対象物に設置することができる無人航空機の飛行領域制限装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle that can be installed on an object without using a tool for raising and lowering a stepladder or a ladder.
本発明の実施形態に係る無人航空機の飛行領域制限装置(以下、「飛行領域制限装置」という)1は、図1や図2で示すように、対象物5のところに設置されたときに、無人航空機(たとえばドローン)3の飛行可能領域を制限する装置である。飛行可能領域が制限されることで、ドローン3は、常に対象物5の近傍領域でのみ飛行するようになる。たとえば、ドローン3は、対象物5の長手方向で対象物5に沿ってのみ飛行するようになる。
The flight area limiting device (hereinafter referred to as "flying area limiting device") 1 of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment of the present invention is when installed at the
さらに説明すると、飛行領域制限装置1は、ドローン3が有限な所定の領域内でのみ飛行するようにドローン3をガイドする無人航空機ガイド装置であり、ドローン3が制御不能になっても、所定の形状を有する物体(機器)を用いてドローン3が所定の領域外に飛んでいかないようにする装置である。
Further, the flight
ここで、水平な所定の一方向を縦方向とし、水平な所定の他の一方向であって縦方向に対して直交する方向を横方向とし、縦方向と横方向とに対して直交する方向を上下方向(高さ方向)とする。 Here, a predetermined horizontal direction is defined as a vertical direction, another predetermined horizontal direction is defined as a horizontal direction, and a direction orthogonal to the vertical direction and the horizontal direction. Is the vertical direction (height direction).
対象物5とは、ドローン3が飛行するときにドローン3の近傍に存在している対象物(無人航空機飛行対象物)であり、たとえば柱状に形成されている。ここで、対象物5として、道路の排気塔などのインフラを例として掲げる。なお、排気塔5では、柱の高さ方向(長手方向)は、上下方向になっているが、対象物5の長手方向が必ずしも上下方向になっている必要は無く、対象物5の長手方向が斜め上下方向や水平方向になっていてもよい。
The
また、飛行領域制限装置1は、制限装置本体部(枠体)7と無人航空機設置部9とを備えて構成されている。
Further, the flight
制限装置本体部7は、排気塔5との間に、縦方向や横方向(排気塔5の径方向)で隙間をつくりつつ排気塔5をぐるりと囲むようにして(たとえば非接触で排気塔5を取り巻くようにして)、排気塔5に設置されようになっている。排気塔5に設置された制限装置本体部7は、排気塔5に対して排気塔5の高さ方向で移動自在になっている。
The limiting device
無人航空機設置部9は、制限装置本体部7に設けられており、無人航空機設置部9には、ドローン3(ドローン3の筐体11)が一体的に設置されるようになっている。そして、無人航空機設置部9の設置されたドローン3の回転翼13が回転することで、排気塔5に設置されている制限装置本体部7(飛行領域制限装置1)が、排気塔5に対して上下方向で移動するようになっている。
The unmanned aerial
制限装置本体部7は、剛体と見なせる剛性を備えており、たとえば環状に形成されている。制限装置本体部7の環の内径は、柱状の排気塔5の外径よりも大きくなっている。
The limiting device
これにより、排気塔5が環状の制限装置本体部7の環を突き抜けるようにして制限装置本体部7が排気塔5に設置された状態では、排気塔5の高さ方向で、制限装置本体部7が排気塔5に対して比較的長い距離を移動することができるようになっている。一方、排気塔5の径方向では、制限装置本体部7が排気塔5に対して、排気塔5の外径の値と制限装置本体部7の環の内径の値との差に応じた比較的小さな距離しか移動することができないようになっている。
As a result, when the limiting device
なお、本願では、環の一部に切り欠きが形成されて「C」字状に形成されている制限装置本体部7でも、環状に形成されていることにする。
In the present application, the limiting device
制限装置本体部が「C」字状に形成されている場合にあっては、制限装置本体部7の環の切り欠きの幅(長さ)の値は、柱状の排気塔5の外径の値よりも小さくなっている。これによって、制限装置本体部7が排気塔5に設置されている状態で、排気塔5の径方向で制限装置本体部7が排気塔5から外れないようになっている。
When the limiting device main body is formed in a "C" shape, the value of the width (length) of the ring notch of the limiting device
また、本願では、二重巻等の多重巻に形成されている制限装置本体部7でも、環状に形成されていることにし、螺旋状に形成されている制限装置本体部7でも、制限装置本体部7の機能を備えていれば、環状に形成されていることにする。
Further, in the present application, it is assumed that the limiting device
さらに、環の延伸方向が、横方向や縦方向等の水平方向になっている場合だけでなく、図6で示すように、環の延伸方向が上下方向になっている部位を含むことで、上下方向の寸法の値が大きくなっている制限装置本体部7でも、環状に形成されていることにする。
Further, not only when the stretching direction of the ring is in the horizontal direction such as the horizontal direction and the vertical direction, but also by including a portion where the stretching direction of the ring is in the vertical direction as shown in FIG. It is assumed that the limiting device
なお、制限装置本体部7が紐等の材料で構成されていてもよい。紐等の材料は、この長手方向の引張力に対してのみ抵抗性を備えており、その他の力に対しては抵抗性が無く自由に曲がるようになっている。この場合、制限装置本体部7は、たとえば、紐等の材料の長手方向の両端部をお互いに接合することで環状に形成されている。
The limiting device
無人航空機設置部9には、ドローン3の筐体11が容易に(たとえばワンタッチで)着脱できるようになっている。また、無人航空機設置部9は、制限装置本体部7の環の周方向(環が延びている方向)でお互いが離れてバランス良く複数(箇所少なくとも3箇所)に設けられている。
The
たとえば、図3(a)で示すように、制限装置本体部7が矩形な環状(「ロ字状)に形成されている態様では、制限装置本体部7の4つの角部のそれぞれに、無人航空機設置部9(9A、9B、9C、9D)が設けられている。そして、飛行領域制限装置1が使用されるときには、4つの無人航空機設置部9(9A、9B、9C、9D)のそれぞれにドローン3(3A、3B、3C、3D)が設置されるようになっている。
For example, as shown in FIG. 3A, in the embodiment in which the limiting device
また、制限装置本体部7が円環状に形成されている場合、無人航空機設置部9は、円環状の制限装置本体部7の円周を4等配する位置に設けられている。そして、飛行領域制限装置1が使用されるときには、4台のドローン3(3A、3B、3C、3D)のそれぞれが、4箇所の無人航空機設置部9のそれぞれに設置される。すなわち、4台のドローン3が、円環状の制限装置本体部7の円周を4等配する位置に設置される。
Further, when the limiting device
また、制限装置本体部7は、図4で示すように、複数の本体部構成部材(15、17、19、21)を組み合わせることで形成されている。すなわち、制限装置本体部7は、複数個の、また、複数種類の本体部構成部材の中から適宜の本体部構成部材を排気塔5の形状や大きさに合わせて複数個選択し、この選択された複数の本体部構成部材を一体的に組み付けることで形成されている。
Further, as shown in FIG. 4, the limiting device
たとえば、本体部構成部材として、複数の第1の円弧状の本体部構成部材15と複数の第2の円弧状の本体部構成部材(図示せず)と複数の第1の直線状の本体部構成部材17と複数の第2の直線状の本体部構成部材19と複数の第1の楕円弧状の本体部構成部材21とが用意されているものとする。
For example, as the main body constituent members, a plurality of first arc-shaped main body
なお、第1の円弧状の本体部構成部材15は、第1の曲率半径で曲がって所定の長さ延びており、第2の円弧状の本体部構成部材は、第2の曲率半径(第1の曲率半径の値よりも小さい第2の曲率半径)で曲がって所定の長さ延びている。また、第1の直線状の本体部構成部材17は、直線状に形成されて所定の第1の長さを有しており、第2の直線状の本体部構成部材19は、直線状に形成されて所定の第2の長さ(第1の長さの値よりも小さい第2の長さ)を有している。第1の楕円弧状の本体部構成部材21は、所定の曲率半径で曲がって所定の長さ延びている。
The first arc-shaped
そして、図3や図4(a)で示すように、正四角柱状の排気塔5用の制限装置本体部7を形成する場合には、複数の本体部構成部材の中から、たとえば、4本の第1の直線状の本体部構成部材17を選択し、この選択された4本の第1の直線状の本体部構成部材17を組み付けて、四角な環状の制限装置本体部7を形成するようにしている。
Then, as shown in FIGS. 3 and 4A, when the limiting device
図4(b)で示すように、円柱状の排気塔5用の制限装置本体部7を形成する場合には、複数の本体部構成部材の中から、たとえば、4本の第1の円弧状の本体部構成部材15を選択し、この選択された複数の第1の円弧状の本体部構成部材15を組み付けて、円環状の制限装置本体部7を形成するようにしている。
As shown in FIG. 4B, when the limiting device
図4(c)で示すように、正六角柱状の排気塔5用の制限装置本体部7を形成する場合には、複数の本体部構成部材の中から、たとえば、6本の第2の直線状の本体部構成部材19を選択し、この選択された6本の第2の直線状の本体部構成部材19を組み付けて、六角の環状の制限装置本体部7を形成するようにしている。
As shown in FIG. 4C, when the limiting device
また、図4(d)で示すように、楕円柱状の排気塔5用の制限装置本体部7を形成する場合には、複数の本体部構成部材の中から、たとえば、4本の第1の楕円弧状の本体部構成部材21を選択し、この選択された4本の第1の楕円弧状の本体部構成部材21を組み付けて、楕円の環状の制限装置本体部7を形成するようにしている。
Further, as shown in FIG. 4D, when the limiting device
なお、図3(a)や図4では、制限装置本体部7の形状を排気塔5の形状に合わせているが、排気塔5の形状に制限装置本体部7の形状を合わせなくてもよい。たとえば、図1や図2で示すように、円柱状の排気塔5に矩形な環状の制限装置本体部7を設置するようにしてもよい。
Although the shape of the limiting device
また、図3(a)や図4では、同形状の本体部構成部材を複数用いて制限装置本体部7を形成しているが、異形状の本体部構成部材を複数用いて制限装置本体部7を形成してもよい。たとえば、2つの第1の円弧状の本体部構成部材15と3つの第1の直線状の本体部構成部材17とを用いて、前方後円形で環状の制限装置本体部7を形成してもよい。
Further, in FIGS. 3A and 4, a plurality of main body constituent members having the same shape are used to form the limiting device
飛行領域制限装置1には、図2や図3(b)で示すように、長手方向移動範囲制限部23が設けられている。長手方向移動範囲制限部23は、排気塔5の高さ方向での制限装置本体部7の移動範囲(移動量)を制限するものである。
As shown in FIGS. 2 and 3B, the flight
さらに説明すると、長手方向移動範囲制限部23によって、制限装置本体部7が、排気塔5の高さ方向では、たとえば、排気塔5の高さ方向の全高(全長)の範囲内でのみ、排気塔5の高さ寸法よりも僅かに小さい距離だけ移動自在になっている。これによって、排気塔5が制限装置本体部7を突き抜けるようにして制限装置本体部7が排気塔5に設置されている状態が維持される。
Further explaining, the longitudinal movement
長手方向移動範囲制限部23は、たとえば、地表25に設置されているアンカー(ワイヤ対地面固定具)27とこのアンカー27から所定の長さだけ延出している紐状部材(上昇高度制限用ワイヤ)29とを備えて構成されており、紐状部材29の先端部が制限装置本体部7に固定されているものとする。
The longitudinal movement
これにより、長手方向移動範囲制限部23によって、上下方向での制限装置本体部7の移動が制限される。すなわち、制限装置本体部7は、上下方向で、地表25のところ(図1参照)から排気塔5の上端のところ(上端よりも僅かに低い箇所;図2や図3(b)参照)までの間でのみ、排気塔5に対して移動できるようになっている。
As a result, the movement of the limiting device
また、飛行領域制限装置1には、図3(a)等で示すように、複数の検査装置設置部31(31A、31B、31C、31D)が設けられている。検査装置設置部31も、無人航空機設置部9と同様にして、制限装置本体部7の環の周方向(環が延びている方向)でお互いが離れてバランス良く複数に設けられている。たとえば、各第1の直線状の本体部構成部材17それぞれの長手方向の中央部に検査装置設置部31が設けられている。
Further, as shown in FIG. 3A and the like, the flight
各検査装置設置部31(31A、31B、31C、31D)のそれぞれには、排気塔5を検査する検査装置33(33A、33B、33C、33D)が設置されるようになっている。
Inspection devices 33 (33A, 33B, 33C, 33D) for inspecting the
検査装置設置部31に設置される検査装置として、たとえば、排気塔5を撮影するカメラを掲げることができる。そして、これらのカメラ33(33A、33B、33C、33D)によって、排気塔5の外周の全面を撮影することができるようになっている。カメラ33で撮影する映像は、動画、静止画のいずれであってもよいし、動画と静止画の両方であってもよい。カメラ33で撮影された静止画や動画は、たとえば、撮影時刻とともにカメラのメモリに記憶されるようになっている。
As an inspection device installed in the inspection
さらに、カメラ33に位置情報取得部(たとえばGPS衛星が発している電波を受信することで位置情報を取得する部位)が設けられている場合には、位置情報取得部で取得して位置情報(高度を含む)が、カメラ33で撮影された静止画や動画や撮影時刻に関連付けられて、カメラのメモリに記憶されるようになっている。
Further, when the
さらに、カメラ33に傾斜角度検出部が設けられている場合には、位置情報取得部と同様にして、カメラ33で撮影された静止画や動画や撮影時刻に関連付けられて、カメラ33に傾斜角度がカメラ33のメモリに記憶されるようになっている。
Further, when the
また、検査装置設置部31には、カメラ33の筐体が容易に(たとえばワンタッチで)着脱できるようになっている。さらに、検査装置設置部31に設置されたカメラ33の姿勢を、たとえば、手動で調整することができるようになっている。姿勢が容易に調整自在になっていることで、カメラ33が撮影する箇所を事前に容易に調整することができる。
Further, the housing of the
なお、検査装置設置部31は、制限装置本体部7に設けられているが、制限装置本体部7に検査装置設置部31を設けることに代えてもしくは加えて、ドローン3に、検査装置設置部31を設けてもよい。すなわち、制限装置本体部7、ドローン3の少なくともいずれかに検査装置設置部31が設けられていればよい。
The inspection
また、検査装置設置部31に、カメラ33に代えてもしくは加えて、他の機能を有する検査装置を設置することができるように構成されていてもよい。他の機能を有する検査装置として、検査装置と排気塔5との間の距離(ギャップの量)をたとえば非接触で検出する距離センサを掲げることができる。
Further, the inspection
検査装置として距離センサを採用することで、排気塔5の外径を測定し、また、排気塔5側面での凹凸の有無を検出することができる。
By adopting a distance sensor as an inspection device, it is possible to measure the outer diameter of the
また、飛行領域制限装置1に、図5で示すような姿勢維持部35が設けられていてもよい。姿勢維持部35は、たとえば、各無人航空機設置部9(9A、9B、9C、9D)に設置されているドローン3(3A、3B、3C、3D)の推力や速度がわずかにばらついていることで、排気塔5の高さ方向に対して直交する軸(水平方向に延びている軸)まわりの回転モーメントが制限装置本体部7に発生した場合であっても、制限装置本体部7の姿勢を維持するようになっている。
Further, the flight
換言すれば、水平方向に延びている軸まわりの回転モーメントが発生しても、姿勢維持部35によって、制限装置本体部7が斜めに傾くことが抑制されるようになっている。
In other words, even if a rotational moment around an axis extending in the horizontal direction is generated, the
また、姿勢維持部35によって、制限装置本体部7が、排気塔5の径方向での移動が規制されるようになっている。さらに、姿勢維持部35によって、制限装置本体部7が、排気塔5の高さ方向に延びている軸(たとえば排気塔5の中心軸)まわりで回ってしまうことも防止するようになっている。なお、姿勢維持部35を設けても、制限装置本体部7が、排気塔5の高さ方向に延びている軸まわりで回ることができるように構成されていてもよい。
Further, the
ここで、飛行領域制限装置1についてさらに詳しく説明する。
Here, the flight
各無人航空機設置部9(9A、9B、9C、9D)のそれぞれに設置されたドローン3(3A、3B、3C、3D)は、これらの推力や速度をたとえば自動でお互いに等しくして飛行するようになっていることが望ましい。これによって、制限装置本体部7が斜めに傾くことが抑制されるようになる。
The drones 3 (3A, 3B, 3C, 3D) installed in each of the unmanned aerial vehicle installation units 9 (9A, 9B, 9C, 9D) automatically make these thrusts and velocities equal to each other, for example, and fly. It is desirable that it is like this. As a result, the limiting device
たとえば、制限装置本体部7に、メモリやCPUを備えた制御部(図示せず)と、制限装置本体部7の傾きを検出する傾斜角度検出センサ(図示せず)とを設け、制御部の制御の下、傾斜角度検出センサが検出した制限装置本体部7に応じて、各ドローン3(3A、3B、3C、3D)の推力や速度を調整し、制限装置本体部7の水平を保つようにすることが望ましい。
For example, the limiting device
また、排気塔5の径方向で排気塔5に対して制限装置本体部7が最大量移動しても、無人航空機設置部9に設置されているドローン3と、検査装置設置部31に設置されているカメラ33とが排気塔5には接触しないようになっている。すなわち、図3(a)で示す状態(排気塔5の中心と飛行領域制限装置1や制限装置本体部7の中心とがお互いに一致している状態)から、制限装置本体部7が排気塔5に対してたとえば右側に移動して、排気塔5に制限装置本体部7が接触しても、ドローン3Aとドローン3Dとカメラ33Aとは、排気塔5に接触しないようになっている。
Further, even if the limiting device
なお、上述したように、検査装置33として距離センサを採用し、上記制御部の制御の下、排気塔5と制限装置本体部7の距離の測定結果に応じて、制限装置本体部7の水平方向での位置を調整してもよい。そして、上下方向で見たときに、排気塔5の中心と環状の制限装置本体部7の中心とを、自動でお互いに一致させてようにしてもよい。これにより、水平方向でのカメラ33と排気塔5との距離を一定に保つことができる。
As described above, a distance sensor is adopted as the
ここで、姿勢維持部35について詳しく説明する。姿勢維持部35は、図5で示すように、複数(たとえば4つの)ガイドローラ部37(37A、37B、37C、37D)を備えて構成されている。1つ目のガイドローラ部37Aは、4本の第1の直線状の本体部構成部材17のうちの1つ目の第1の直線状の本体部構成部材17A(たとえば、第1の直線状の本体部構成部材17Aの長手方向の中央部)に設けられている。
Here, the
同様にして、2つ目のガイドローラ部37Bは、2つ目の第1の直線状の本体部構成部材17Bに設けられており、3つ目のガイドローラ部37Cは、3つ目の第1の直線状の本体部構成部材17Cに設けられており、4つ目のガイドローラ部37Dは、4つ目の第1の直線状の本体部構成部材17Dに設けられている。
Similarly, the second
1つ目のガイドローラ部37Aは、複数の(たとえば2つの)ローラ(背の低い円柱状のローラ;ホイールとゴムタイヤ)39(39A、39B)と、ローラ支持部材41(41A)とを備えて構成されている。
The first
ローラ支持部材41Aは、制限装置本体部7(第1の直線状の本体部構成部材17A)に一体的に設けられており、ローラ39Aは、ローラ支持部材41Aの先端部でローラ支持部材41Aに回転自在に支持されている。ローラ39Aの回転中心軸は、ローラ39Aの中心軸と一致しており、縦方向に延びている。また、ローラ39Aの外周が転がり対偶をなして排気塔5に接している。さらに、上下方向では、ローラ39Aの位置と第1の直線状の本体部構成部材17Aの位置とは、お互いがほぼ一致している。
The
ローラ39Bも、ローラ39Aと同様に、ローラ支持部材41Aの先端部でローラ支持部材41Aに回転自在に支持され、ローラ39Bの外周が転がり対偶をなして排気塔5に接している。なお、上下方向では、ローラ39Bは、ローラ39Aから離れてローラ39Aの下側に位置している。
Like the
2つ目のガイドローラ部37Bも、1つ目のガイドローラ部37Aと同様にして、複数のローラ39(39A、39B)と、ローラ支持部材41(41B)とを備えて構成されている。また、2つ目のガイドローラ部37Bも、各ローラ39A、39Bが、転がり対偶をなして排気塔5に接している。
The second
3つ目のガイドローラ部37Cも、1つ目のガイドローラ部37Aと同様にして、複数のローラ39(39A、39B)と、ローラ支持部材41(41C)とを備えて構成されている。また、3つ目のガイドローラ部37Cも、各ローラ39A、39Bが、転がり対偶をなして排気塔5に接している。
Similar to the first
ただし、3つ目のガイドローラ部37Cでは、ローラ支持部材41Cが、制限装置本体部7(第1の直線状の本体部構成部材17C)に一体的に設けられているガイド部材43で、横方向でのみ移動できるようにガイドされているとともに、圧縮コイルバネ45等の弾性体によって、第1の直線状の本体部構成部材17C(各ローラ39A、39B)が、排気塔5に近づく方向に付勢されている。
However, in the third
そして、1つ目のガイドローラ部37Aと1つ目のガイドローラ部37Aと対向している3つ目のガイドローラ部37Cとによって、横方向で付勢力を持って排気塔5が挟まれ、制限装置本体部7が横方向には容易には移動しないようになっているとともに、縦方向に延びている軸まわりで、制限装置本体部7が容易に回転しないようになっている。
Then, the
なお、3つ目のガイドローラ部37Cにおいて、各ローラ39A、39Bのうちの一方のローラを削除してよい。この場合、高さ方向で、3つ目のガイドローラ部37のローラ39が、1つ目のガイドローラ部37Aの2つのローラ39(39A、39B)の間に位置していることが望ましい。
In the third
4つ目のガイドローラ部37Dも、3つ目のガイドローラ部37Cと同様にして、複数のローラ39(39A、39B)と、ローラ支持部材41(41D)とを備えて構成されていつ。また、4つ目のガイドローラ部37Dも、各ローラ39A、39Bが、転がり対偶をなして排気塔5に接している。
The fourth
また、4つ目のガイドローラ部37Dでも、3つ目のガイドローラ部37Cと同様にして、ローラ支持部材41Dが、制限装置本体部7(第1の直線状の本体部構成部材17D)に一体的に設けられているガイド部材43で、縦方向でのみ移動できるようにガイドされているとともに、圧縮コイルバネ45等の弾性体によって、第1の直線状の本体部構成部材17D(各ローラ39A、39B)が、排気塔5に近づく方向に付勢されている。
Further, also in the fourth
そして、2つ目のガイドローラ部37Bと2つ目のガイドローラ部37Bと対向している4つ目のガイドローラ部37Dとによって、縦方向で付勢力を持って排気塔5が挟まれ、制限装置本体部7が縦方向には容易には移動しないようになっているとともに、横方向に延びている軸まわりで、制限装置本体部7が容易に回転しないようになっている。
Then, the
さらに、姿勢維持部35の各ガイドローラ部37によって、上下方向に延びている軸まわりで制限装置本体部7が容易に回転しないようにもなっている。すなわち、図5(a)から理解されるように、各ガイドローラ部37のローラ39が、排気塔5の平面と線接触して転がり対偶をなしており、ローラ39と排気塔5の平面とが接触している線が、縦方向もしくは横方向に延びているので、下方向に延びている軸まわりで制限装置本体部7が回転しないようにもなっている。
Further, each
ここで、姿勢維持部35が設けられているにもかかわらず、上下方向に延びている軸まわりで制限装置本体部7が回転できる構成について例示する。この場合、図4(b)で示すように、排気塔5が円柱状に形成されていることが望ましい。
Here, an example will be given of a configuration in which the limiting device
さらに、背の低いローラ39に代えて球体(図示せず)を使用するとともに、この球体がローラ支持部材41に設けられている球面軸受け(図示せず)で支持されているように構成する。これにより、球体がこの中心を通る任意の軸を回転中心軸として自由に回転することができ、姿勢維持部35が設けられているにもかかわらず上下方向に延びている軸まわりでも制限装置本体部7が回転できるようになる。
Further, a sphere (not shown) is used instead of the
次に、ドローン3やカメラ33が設置されている飛行領域制限装置1(制限装置本体部7)の動作等について説明する。この動作では、カメラ33は動画を撮影し、ドローン3は無線による遠隔操作で飛行するものとする。
Next, the operation of the flight area limiting device 1 (limiting device main body 7) in which the
まず、制限装置本体部7の排気塔5への設置について説明する。
First, the installation of the limiting device
排気塔5の形状に合った本体部構成部材(たとえば、4本の第1の直線状の本体部構成部材17)を選択し、これらの選択された4本の第1の直線状の本体部構成部材17を、排気塔5の下端部で排気塔5を囲むように組み付ける。これにより、環状の制限装置本体部7が排気塔5の下端部で排気塔5に設置される。
A main body component (for example, four first linear main body components 17) suitable for the shape of the
続いて、制限装置本体部7の無人航空機設置部9にドローン3を設置し、検査装置設置部31にカメラ33を設置することで図1に示す初期状態になる。
Subsequently, the
続いて、ドローン3の電源とカメラ33の電源とをオンする。このときは、ドローン3の回転翼は回転を開始しドローン3の飛行準備ができており、カメラ33が動画の撮影を開始する。
Then, the power of the
続いて、ドローン3を飛行させて、ドローン3やカメラ33が設置されている飛行領域制限装置1を上昇させる。この上昇は、たとえば、図2、図3(b)で示すように、ドローン3やカメラ33が設置されている飛行領域制限装置1が、排気塔5の上端に至るまでなされる。これによって、排気塔5の全高にわたって、排気塔5の全表面をカメラ33で撮影することができる。
Subsequently, the
続いて、ドローン3やカメラ33が設置されている飛行領域制限装置1を排気塔5の下端まで降させ、ドローン3の電源とカメラ33の電源とをオフすれば、上記初期状態になる。
Subsequently, if the flight
なお、上記説明では、カメラ33が動画を撮影することとしているが、動画を撮影することに代えてもしくは加えて、時刻が経過する毎や遠隔操作によって、カメラ33が静止画を撮影するようにしてもよい。
In the above description, the
飛行領域制限装置1によれば、排気塔5との間に隙間をつくりつつ排気塔5を囲み排気塔5に対して排気塔5の高さ方向で移動自在な制限装置本体部7を有し、制限装置本体部7の無人航空機設置部9にドローン3が設置されてドローン3が飛行することで、制限装置本体部7が排気塔5の高さ方向に移動するように構成されているので、脚立や梯子等の昇降のための道具を用いることなく制限装置本体部7を排気塔5に設置することができる。
According to the flight
すなわち、柱状に形成されている排気塔5への制限装置本体部7の設置は、排気塔5の下端部に制限装置本体部7を設置すればよいので、脚立や梯子等の昇降のための道具を用いることなく、排気塔5への飛行領域制限装置1の設置を行うことができる。
That is, in order to install the limiting device
なお、特許文献1や特許文献2に記載の従来の装置では、ワイヤやケーブルの端部を対象物(無人飛行機が周囲を飛行する際の対象物)に固定する必要があり、対象物に予めワイヤやケーブルの端部を固定するための部位を設け、もしくは、対象物にワイヤやケーブルの端部を固定するための部位を設ける改造等をする必要がある。
In the conventional devices described in
一方、飛行領域制限装置1では、排気塔5に直接係合させて制限装置本体部7(飛行領域制限装置1)やドローン3を設ける必要がないので、既存の排気塔5への設置が容易になるとともに、排気塔5に設置されている飛行領域制限装置1の排気塔5からの撤去も容易になる。
On the other hand, in the flight
さらに、飛行領域制限装置1によれば、ドローン3の飛行領域を制限することができるので、排気塔5の検査を容易に行うことができる。すなわち、人が容易に接近することができない高所等で道路の排気塔5などのインフラの点検を、ドローン3を用いて行うことが考えられる。しかし、ドローン3の飛行領域を特に制限することなくドローン3を用いて道路の排気塔5を点検しているときにドローン3が制御不能になると、ドローン3によって道路を走行している車両に危害が加えられてしまうおそれがある。そこで、ドローン3を用いて道路の排気塔5を点検しているときには、道路の交通を規制する必要がある。
Further, according to the flight
しかし、飛行領域制限装置1によれば、環状の制限装置本体部7を排気塔5が突き抜ける態様で、制限装置本体部7が排気塔5に設置されることで、ドローン3の飛行領域が制限されるので、ドローン3を用いて道路の排気塔5を点検しているときにドローン3が制御不能になっても、ドローン3が道路を走行している車両のところまで飛んでしまうことがなくなり、道路の交通規制が不要になり、道路の排気塔5の検査を容易に行うことができる。
However, according to the flight
また、飛行領域制限装置1によれば、制限装置本体部7が複数の本体部構成部材15、17、19、21を適宜組み合わせることで形成されているので、制限装置本体部7を排気塔5に設置するときに、複数の本体部構成部材が排気塔5を囲むようにして各体部構成部材を組み立てればよく、制限装置本体部7の排気塔5への設置が容易になる。
Further, according to the flight
また、飛行領域制限装置1によれば、制限装置本体部7が複数の本体部構成部材15、17、19、21を適宜組み合わせることで形成されているので、排気塔5の形状に合わせて適宜の本体部構成部材を選択すればよく、排気塔5の形状に合致した制限装置本体部7を排気塔5に設置することができる。
Further, according to the flight
また、飛行領域制限装置1によれば、排気塔5の高さ方向での制限装置本体部7の移動範囲を制限する長手方向移動範囲制限部23が設けられているので、排気塔5に飛行領域制限装置1が設置されており、飛行領域制限装置1にドローン3が設置されており、ドローン3が飛行している状態で、ドローン3に故障が発生して制御不能になっても、排気塔5の径方向だけでなく、高さ方向でのドローン3の移動が制限され、飛行領域制限装置1やドローン3が排気塔5から外れてしまう等の不具合の発生を無くすことができる。
Further, according to the flight
また、飛行領域制限装置1によれば、検査装置設置部31に排気塔5を撮影するカメラ33を設置すれば、排気塔5の外面を撮影することで、点検や測定が困難な箇所(人の手が届かない高所)であっても、点検や測定を容易に行うことができ、排気塔5での亀裂の有無等の不具合の発生を点検することができる。
Further, according to the flight
また、飛行領域制限装置1によれば、検査装置としてカメラ33を採用し、このカメラ33で排気塔5を撮影すれば、排気塔5を近接撮影することができ、高精度で排気塔5を点検することができる。
Further, according to the flight
また、飛行領域制限装置1によれば、姿勢維持部35が設けられていることで、制限装置本体部7の各無人航空機設置部9のそれぞれに設置されたドローン3の推力や速度が若干異なっていたり、重量のアンバランスがあっても、制限装置本体部7の姿勢を維持することができ、制限装置本体部7を安定した状態で、排気塔5の長手方向に移動させることができる。
Further, according to the flight
ところで、上記説明では、排気塔5を例に掲げてこの点検をするようにしているが、対象物5として、建屋等の構造物を採用してもよいし、さらに、点検の対象とはならないものを採用してもよい。たとえば、高木(杉や檜等の枝打ち対象となる高木)や工事現場等で起立している柱を対象物5として採用してもよい。この場合、たとえば、ドローン3が設置された飛行領域制限装置1によって、道具や飲食物等の物の搬送をすることになる。
By the way, in the above description, the
また、上記説明では、カメラ33で撮影した映像(動画や静止画)をメモリに記憶しているが、カメラ33で撮影している映像を、無線通信等の通信によってリアルタイムで携帯端末やPC等の外部機器に送信してもよい。
Further, in the above description, the video (video or still image) taken by the
また、上記説明では、遠隔操作によってドローン3を飛行させているが、ドローン3がこのメモリに予め記憶されたプログラムによって自立飛行するようにしてもよい。
Further, in the above description, the
さらに、飛行領域制限装置1やドローン3に磁気センサ(図示せず)を設け(たとえば、制限装置本体部7の磁気センサ設置部に磁気センサを設け)、この磁気センサで方位を測定して、位置情報や静止画や動画と関連付けて方位を記憶してもよい。これによりカメラ33がどの方向を向いて排気塔5を撮影したかを後程判断することができる。
Further, a magnetic sensor (not shown) is provided in the flight
ところで、図7で示すように、対象物5が、谷底から起立している等、人が容易に近づけないところに位置している場合がある。たとえば、このような対象物5に設置するために、飛行領域制限装置1a(図7の参照符号P1参照)の制限装置本体部7に対象物5の径よりも大きい開口部51が設けられていていてもよい。また、対象物5に設置されている状態から飛行領域制限装置1aを離す場合(設置を解除する場合)にも、制限装置本体部7に開口部51が設けられるように構成されていてもよい。なお、開口部51が設けられる飛行領域制限装置1aを、人が容易に近づける対象物5に設置する態様で使用してもよい。
By the way, as shown in FIG. 7, the
飛行領域制限装置1aは、開口部51が形成される(設けられる)点が、上述した飛行領域制限装置1と異なっており、その他の点は、飛行領域制限装置1と同様に構成されている。また、飛行領域制限装置1aは、対象物5のところに設置されたときに、複数のドローン3の飛行形態(各ドローン3の推力の方向を適宜制御すること)によって、制限装置本体部7が環状になるように構成されており(図7の参照符号P2)、さらに、環状の状態が維持されるようになっている。なお、制限装置本体部7に、環状になった状態を維持するための環状状態維持部52が設けられていてもよい。環状状態維持部52の詳細については後述する。
The flight
環状状態維持部52が設けられていることで、ドローン3が発生する推力では、環状になっている制限装置本体部7の形態を解除することができないようになっている。
Since the annular
さらに詳しく説明すると、図7で示す制限装置本体部7は、1つの「V」字状の本体部構成部材53と、一対の直線状の本体部構成部材55とを備えて構成されている。「V」字状の本体部構成部材53の一方の端には1つ目の直線状の本体部構成部材55の一方の端が回動自在にたとえば低次対偶で係合しており、「V」字状の本体部構成部材53の他方の端には2つ目の直線状の本体部構成部材55の一方の端が回動自在にたとえば低次対偶で係合している。また、参照符号P1で示すところに位置している飛行領域制限装置1aでは、1つ目の直線状の本体部構成部材55の他方の端と2つ目の直線状の本体部構成部材55の他方の端とが離れていることで、制限装置本体部7に開口部51が形成されている。
More specifically, the limiting device
なお、飛行領域制限装置1aでは、図7で示すように、1つの「V」字状の本体部構成部材53の2本の線分それぞれの中央部にドローン3が設置されており、1つ目の直線状の本体部構成部材55の中央部にもドローン3が設置されており、2つ目の直線状の本体部構成部材55の中央部にもドローン3が設置されている。
In the flight
参照符号P2で示すところに位置している飛行領域制限装置1aでは、1つ目の直線状の本体部構成部材55の他方の端と2つ目の直線状の本体部構成部材55の他方の端とがお互いに接することで、制限装置本体部7が環状になっている。
In the flight
次に変形例に係る飛行領域制限装置1aの制限装置本体部7について、図8、図9を参照しつつ説明する。
Next, the limiting device
図8で示す制限装置本体部7は、一対の半円弧状の本体部構成部材59によって構成されている。図8(a)では、対象物5に設置される前の制限装置本体部7を示しており、図8(b)では、対象物5に設置されたときの制限装置本体部7を示している。なお、図8で示す対象物5は円形状になっているが、図8に二点鎖線で示すように、対象物5が矩形状やその他の形状になっていてもよい。
The limiting device
図9で示す制限装置本体部7は、一対の「L」字状の本体部構成部材61によって構成されている。図9(a)では、対象物5に設置される前の制限装置本体部7を示しており、図9(b)では、対象物5に設置されたときの制限装置本体部7を示している。なお、図9で示す対象物5は矩形状になっているが、図9に二点鎖線で示すように、対象物5が円形状やその他の形状になっていてもよい。
The limiting device
次に環状維持装置52について図10を参照しつつ詳しく説明する。制限装置本体部7において開口部51が形成されている状態では、図10(a)(b)で示すように、構成部材55(59、61)の端が離れている。
Next, the
一方の構成部材55(図10(a)(b)の右側の構成部材55)の端(左端)には、左側に突出している凸部63が形成されている。この凸部63に中間部には、被係止片65が設けられている。被係止片65は、図10(b)の上下方向で、一方の構成部材55の凸部63に対して移動自在になっている。また、バネ67等の弾性部材によって、被係止片65は、図10(b)の上側に付勢されており、凸部63の上側に突出している。
A
他方の構成部材55(図10(a)(b)の左側の構成部材55)の端(右端)には、左側に凹んでいる凹部69が形成されている。この凹部69に中間部には、ソレノイド71等のアクチュエータが設けられている。また、凹部69の入り口には、突出部73が設けられている。
A
そして、図10(a)(b)で示す状態からドローン3によって一方の構成部材55が他方の構成部材55側に移動することで、一方の構成部材55と他方の構成部材55とがお互いに接合され(制限装置本体部7の開口部51の両端が接合され)、制限装置本体部7が環状に形成されこの形成された環状状態が維持されるようになっている。
Then, from the state shown in FIGS. 10A and 10B, the
さらに説明すると、図10(b)で示す状態から右側の構成部材55を左側に移動すると、まず突出部73に被係止片65の斜面が当接する。右側の構成部材55を左側にさらに移動するとバネ67が圧縮されて被係止片65が下方に移動し、被係止片65が突出部73を乗り越えて、バネ67が復元し、図10(c)で示す状態になる。
More specifically, when the
図10(c)で示す状態で、左側の本体部構成部材55に対して右側の本体部構成部材55が右側に移動して左側の本体部構成部材55から離れようとしても、被係止片65が突出部73に引っ掛かり、移動することができない。これによって、制限装置本体部7の環状の形態が維持されるようになっている。換言すればドローン3の推力によっては、環状の制限装置本体部7に開口部51を形成することができないようになっている。
In the state shown in FIG. 10C, even if the right main
環状の制限装置本体部7に開口部51を形成する場合には、図10(c)で示す状態から、ソレノイド71で被係止片65を下側に押すことで、被係止片65の突出部73への引っ掛かりが無くす。この状態で、ドローン3の推力によって、左側の体部構成部材55に対して右側の体部構成部材55が右側に移動する。
When the
飛行領域制限装置1aによれば、対象物5のところに設置される前の状態で(または設置を解除するとき)、制限装置本体部7に対象物5の径よりも大きい開口部51が設けられているので、制限装置本体部7を対象物5に容易に設置することができる。
According to the flight
すなわち、飛行領域制限装置1aが対象物5から離れて飛行している状態では、図7に参照符号P1で示すように、制限装置本体部7に対象物5の径よりも大きい開口部51が設けられており、飛行領域制限装置1aが対象物5に設置されたときに、図7に参照符号P2で示すように制限装置本体部7を環状にすることで、対象物5に人が近づくことなく、制限装置本体部7を対象物5に設置することができる。
That is, in a state where the flight
また、飛行領域制限装置1aによれば、制限装置本体部7に環状状態維持部52が設けられているので、対象物5のところに設置されたときに環状になっている制限装置本体部7の形状を確実に維持することができる。
Further, according to the flight
なお、人が容易に近づけないところに位置している対象物5に設置するために、対象物5のところに設置される前の状態で(また設置を解除するとき)、制限装置本体部7が線状に形成されていてもよい。
In addition, in order to install on the
たとえば、図7の「V」字状の本体部構成部材53の2本の直線状部材を、これらの接合箇所(「V」字状の本体部構成部材55とは反対側の端)でお互いが回動するように係合させれば、制限装置本体部7を線状(たとえば直線状)に形成することでできる。
For example, the two linear members of the "V" -shaped
1 飛行領域制限装置
3 無人航空機(ドローン)
5 対象物(排気塔)
7 制限装置本体部
9 無人航空機設置部
15、17、19、21 本体部構成部材
23 長手方向移動範囲制限部
31 検査装置設置部
35 姿勢維持部
51 開口部
52 環状状態維持部
1 Flight
5 Object (exhaust tower)
7 Limiting device
Claims (7)
前記対象物のところに設置されたときに、前記対象物を囲み、前記対象物に対して前記対象物の長手方向で移動自在な制限装置本体部と、
前記制限装置本体部に設けられ、前記無人航空機が設置される無人航空機設置部と、
を有することを特徴とする無人航空機の飛行領域制限装置。 An unmanned aerial vehicle flight area limiting device that limits the flightable area of the unmanned aerial vehicle so that the unmanned aerial vehicle flies only in the vicinity of the object when installed at the object.
When installed at the object, a limiting device main body that surrounds the object and is movable with respect to the object in the longitudinal direction of the object.
An unmanned aerial vehicle installation unit provided in the restriction device main body and on which the unmanned aerial vehicle is installed,
An unmanned aerial vehicle flight area limiting device characterized by having.
前記制限装置本体部は、複数の本体部構成部材を組み合わせることで形成されていることを特徴とする無人航空機の飛行領域制限装置。 The flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to claim 1.
The limiting device main body is a flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that it is formed by combining a plurality of main body components.
前記対象物のところに設置される前の状態で、前記制限装置本体部に前記対象物の径よりも大きい開口部が設けられているか、もしくは、前記制限装置本体部が線状に形成されていることを特徴とする飛行領域制限装置。 The flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to claim 2.
In the state before being installed at the object, the limiting device main body is provided with an opening larger than the diameter of the object, or the limiting device main body is formed linearly. A flight area limiting device characterized by being present.
前記対象物のところに設置されたときに、前記制限装置本体部が環状になるように構成されており、前記制限装置本体部には、環状になった状態を維持するための環状状態維持部が設けられていることを特徴とする飛行領域制限装置。 The flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to claim 3.
The limiting device main body is configured to be annular when installed at the object, and the limiting device main body is provided with an annular state maintaining portion for maintaining the annular state. A flight area limiting device characterized by being provided with.
前記対象物のところに設置されたときに、前記対象物の長手方向での前記制限装置本体部の移動範囲を制限する長手方向移動範囲制限部を有することを特徴とする無人航空機の飛行領域制限装置。 The flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to any one of claims 1 to 4.
Flight area limitation of an unmanned aerial vehicle, characterized by having a longitudinal movement range limiting portion that limits the range of movement of the limiting device body in the longitudinal direction of the object when installed at the object. apparatus.
前記制限装置本体部、前記無人航空機との少なくともいずれかに設けられ、前記対象物を検査する検査装置が設置される検査装置設置部を有することを特徴とする無人航空機の飛行領域制限装置。 The flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to any one of claims 1 to 5.
A flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle, which is provided at least one of the limiting device main body and the unmanned aerial vehicle, and has an inspection device installation unit on which an inspection device for inspecting the object is installed.
前記対象物のところに設置されたときに、前記対象物の長手方向に対して直交する軸まわりの回転モーメントが前記制限装置本体部に発生した場合であっても、前記制限装置本体部の姿勢を維持する姿勢維持部を有することを特徴とする無人航空機の飛行領域制限装置。
The flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle according to any one of claims 1 to 6.
The posture of the limiting device main body even when a rotational moment around an axis orthogonal to the longitudinal direction of the object is generated in the limiting device main body when installed at the object. A flight area limiting device for an unmanned aerial vehicle, characterized by having an attitude maintenance unit.
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