JP2021054605A - Monitoring system - Google Patents

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五十嵐 軌雄
Norio Igarashi
軌雄 五十嵐
大作 井上
Daisaku Inoue
大作 井上
崇伸 高山
Takanobu Takayama
崇伸 高山
博幸 宮本
Hiroyuki Miyamoto
博幸 宮本
清水 巧治
Koji Shimizu
巧治 清水
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Abstract

To solve the following problem: in inspecting equipment installed inside a factory building with a flying object, normal takeoff is sometimes impossible after the flying object is landed on a floor surface of the building.SOLUTION: The monitoring system includes a terminal installed in a factory building and used to stop a flying object and a control section for controlling the flying object. The monitoring system, which makes the flying object monitor running conditions of equipment installed inside the building from the air by operation condition imaging means in a factory, can monitor running conditions of the equipment without landing on the floor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、飛行体(所謂ドローン)を用いた監視システムに関するもので、特に工場の建屋内に配置された設備の監視に用いるシステムを提供する。 The present invention relates to a monitoring system using an air vehicle (so-called drone), and particularly provides a system used for monitoring equipment arranged in a factory building.

近年、無線制御若しくは自立飛行のできるマルチコプターが、「ドローン」と称して様々な局面で利用されるようになってきた。ドローンは高位置から下方を俯瞰できるので、カメラを搭載させ、撮影機能を持たせたうえで、利用される場合が多い。また、移動速度が速いので、かなりの距離を短時間で移動することができる。 In recent years, multicopters capable of wireless control or self-sustaining flight have come to be used in various situations called "drones". Since drones can be viewed from a high position and below, they are often used after being equipped with a camera and having a shooting function. Moreover, since the moving speed is high, it is possible to move a considerable distance in a short time.

このような飛行体の利用の一例として「対象の監視」という局面で利用される場合が提案されている。特許文献1は、荷物が載置された状態のパレットが収容される倉庫におけるドローンを活用した倉庫内の荷物監視システムについて開示されている。特許文献1の荷物監視システムでは、広い倉庫内を移動しながら荷物の載置状態について監視を行う。 As an example of the use of such an air vehicle, a case where it is used in the aspect of "target monitoring" has been proposed. Patent Document 1 discloses a luggage monitoring system in a warehouse utilizing a drone in a warehouse in which a pallet in which luggage is placed is accommodated. The luggage monitoring system of Patent Document 1 monitors the loading state of luggage while moving in a large warehouse.

ところで、ドローンはホバリングや低速度での移動ができる点に利用価値を見出されており、その結果、マルチコプターといった飛行形態を取る場合が多い。マルチコプターは、プロペラの回転数を調整することにより、前後左右上下の動きを実現している。したがって、もし1つでもプロペラの動きに支障が生じると、飛行が不可能になり墜落する。若しくは予期せぬ方向へ飛んでいく。 By the way, drones have been found to be useful in that they can hover and move at low speeds, and as a result, they often take flight forms such as multicopters. The multicopter realizes front-back, left-right, up-down movement by adjusting the rotation speed of the propeller. Therefore, if even one of them interferes with the movement of the propeller, it will be impossible to fly and it will crash. Or it flies in an unexpected direction.

ドローンの墜落は、ドローンの喪失になるばかりでなく、人や建物等に衝突すると、損害を発生させる場合もある。したがって、ドローンの飛行システムが故障して、ドローンが墜落しても、周囲に被害を及ぼさないようにするという観点の発明も開示されている。 A drone crash not only results in the loss of the drone, but may also cause damage if it collides with a person or building. Therefore, an invention is also disclosed from the viewpoint of preventing damage to the surroundings even if the drone's flight system breaks down and the drone crashes.

特許文献2には、金属製の丈夫なワイヤーを張り、ワイヤ−の直下にて、水平&垂直方向にてワイヤーとの一定距離を保ちながらドローンが正確に飛行できるよう、2個の側面用距離センサーを三角測量の原理で使用し、ドローン飛行時にワイヤーの上部に位置するセフティフックをもった金具棒をドローン上部に装着することで、ドローン落下時にはワイヤーにフック部がひっかかり、ドローンの落下を防止できる発明が開示されている。 In Patent Document 2, a strong metal wire is stretched, and the distance between the two sides is such that the drone can fly accurately while maintaining a certain distance from the wire in the horizontal and vertical directions directly under the wire. By using the sensor on the principle of triangulation and attaching a metal rod with a safety hook located on the upper part of the wire to the upper part of the drone during drone flight, the hook part gets caught in the wire when the drone falls and prevents the drone from falling. The inventions that can be made are disclosed.

また、特許文献3には、ドローンの飛行軌道に沿って張設されたガイドラインと、このガイドラインに沿ってドローンを飛行させる誘導手段とを備え、前記誘導手段は、水平方向及び垂直方向に自在に回動する回動継手を有することを特徴とする、ドローンの安全飛行システムが開示されている。 Further, Patent Document 3 includes a guideline stretched along the flight trajectory of the drone and a guiding means for flying the drone according to the guideline, and the guiding means can freely move in the horizontal direction and the vertical direction. A safe flight system for a drone is disclosed, which comprises a rotating rotating joint.

特開2018−43815号公報JP-A-2018-43815 特許第6436468号公報Japanese Patent No. 6436468 特許第6143311号公報Japanese Patent No. 6143311

工場の建屋は面積も広く、内部に様々な設備が配置されている場合が多い。したがって、人が歩行しながら各設備の点検を行うのは、時間と手間、強いてはコストもかかる。したがって、設備の点検に飛行体を用いるのは、自然な要請である。 The factory building has a large area, and various equipment is often installed inside. Therefore, it takes time, effort, and cost to inspect each equipment while walking. Therefore, it is a natural requirement to use an air vehicle for equipment inspection.

マルチコプターのような飛行体では、飛行姿勢を制御するためにジャイロセンサが搭載されている。ジャイロセンサは、鉄筋コンクリート上に着陸してしまうと零点が狂ってしまい、次に正常に離陸できない場合が多い。一方、重量のある設備が配置されている工場建屋の床は、補強のために床面下には鉄筋が配置されている。したがって、飛行体は、直接床面に着陸せずに、各種設備の点検が行えるようにする必要がある。 Aircraft such as multicopters are equipped with gyro sensors to control flight attitude. When a gyro sensor lands on reinforced concrete, the zero point goes out of order, and in many cases it cannot take off normally. On the other hand, on the floor of the factory building where heavy equipment is arranged, reinforcing bars are arranged under the floor for reinforcement. Therefore, it is necessary for the aircraft to be able to inspect various facilities without landing directly on the floor.

また、工場の設備を飛行体で監視する際には、飛行システムに故障が発生しても、周囲の設備や人に衝突したり、予期せぬ方向に飛ばないような安全性を確保する必要がある。 In addition, when monitoring factory equipment with an air vehicle, it is necessary to ensure safety so that even if the flight system fails, it will not collide with surrounding equipment or people or fly in unexpected directions. There is.

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたもので、工場の建屋内に配置された設備を空中から監視するシステムを提供するものである。 The present invention has been conceived in view of the above problems, and provides a system for monitoring equipment arranged in a factory building from the air.

より具体的に本発明に係る監視システムは、
工場の建屋内に設置され、飛行体を停留させる基地と、
前記飛行体を制御する制御装置を有し、
前記飛行体は、前記建屋内に設置された設備の運転状況を運転状況映像化手段によって空中から監視することを特徴とする。
More specifically, the monitoring system according to the present invention is
A base installed inside the factory building to stop the aircraft,
It has a control device that controls the flying object, and has
The flying object is characterized in that the operating status of the equipment installed in the building is monitored from the air by the operating status visualization means.

また、本発明に係る監視システムにおいては、前記飛行体は、前記建屋内に具備された飛行体墜落安全手段(例えばワイヤー、伸縮ポールなど)に連結されていることを特徴とする。 Further, in the monitoring system according to the present invention, the flying object is connected to a flying object crash safety means (for example, a wire, a telescopic pole, etc.) provided in the building.

本発明に係る監視システムでは、設備の運転状態を映像化する運転状況映像化手段を有するので、飛行体は、床面に着陸することなく空中から設備の運転状態を確認することができる。 Since the monitoring system according to the present invention has an operating condition visualization means for visualizing the operating state of the equipment, the flying object can confirm the operating state of the equipment from the air without landing on the floor surface.

また、本発明に係る監視システムでは、飛行体は建屋内の飛行体墜落安全手段に連結されているので、飛行システムに故障が生じても飛行体墜落安全手段であるワイヤーに繋がれているため、予期せぬ方向に飛行したり、墜落することを回避できる。 Further, in the monitoring system according to the present invention, since the flying object is connected to the flying object crash safety means in the building, even if the flight system fails, it is connected to the wire which is the flying object crash safety means. , You can avoid flying in unexpected directions or crashing.

また、飛行体とワイヤーの間に、連結線巻取装置を搭載し、ワイヤー上を自走可能な自走搬器を備えることで、飛行体を連結線に結合させておけば、ワイヤーに連結された状態でも飛行体は必要な飛行の自由度を得ることができる。 In addition, by installing a connecting wire winding device between the flying object and the wire and providing a self-propelled carrier that can run on the wire, if the flying object is connected to the connecting line, it will be connected to the wire. Even in this state, the flying object can obtain the required degree of freedom of flight.

本発明に係る監視システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the monitoring system which concerns on this invention. 飛行体の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an air vehicle. 直方体の設備を斜め上から見た場合のホログラム画像の概念例を示す図である。It is a figure which shows the conceptual example of the hologram image when the equipment of a rectangular parallelepiped is seen from obliquely above. 砂紋器の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the sand crest device. 砂紋の概念例を示す図である。It is a figure which shows the conceptual example of a sand crest. 監視システムでの飛行体の動きを示す図である。It is a figure which shows the movement of the flying object in a surveillance system. 制御装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of a control device. 監視結果画像を受信した場合の処理を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the process when the monitoring result image is received. 他の監視システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another monitoring system. 他の監視システムでの飛行体および自走搬器の動きを示す図である。It is a figure which shows the movement of an air vehicle and a self-propelled carrier in another monitoring system.

以下に本発明に係る監視システムについて図面を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の実施形態を例示するものであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。 The monitoring system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description exemplifies the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following description. The following description can be modified without departing from the spirit of the present invention.

(実施の形態1)
図1に本実施形態に係る監視システム1の構成を示す。本実施形態の監視システム1は、基地10と飛行体12と制御装置14と運転状況映像化手段16によって構成される。飛行体12は、ホバリング機能を有していれば特に限定されない。通常マルチコプターが利用され、特にクアドコプターが好適に利用できる。飛行体12には、飛行のために必要な機器と通信機12aおよび運転状況映像化手段16が搭載される。また、飛行体12は自律型でもよく、自律型の飛行体12の場合は、ジャイロセンサの零点が狂いにくいので屋内では有効である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of the monitoring system 1 according to the present embodiment. The monitoring system 1 of the present embodiment is composed of a base 10, an air vehicle 12, a control device 14, and a driving situation visualization means 16. The flying object 12 is not particularly limited as long as it has a hovering function. Usually, a multicopter is used, and a quadcopter is particularly preferable. The aircraft body 12 is equipped with equipment necessary for flight, a communication device 12a, and a driving situation visualization means 16. Further, the flying object 12 may be an autonomous type, and in the case of the autonomous flying object 12, the zero point of the gyro sensor is unlikely to deviate, so that it is effective indoors.

なお、飛行体12は、後述する制御装置14によって制御されながら飛行するのが好適である。屋内では、GPSによる位置確認ができないので、人による飛行制御が望ましいからである。(もちろん、建屋内部を無人且、飛行体12の自律飛行することを排除するものではない)。そのため、前方から真下まで見下ろせる運転カメラ12bが備えられるのが望ましい。 It is preferable that the flying object 12 flies while being controlled by the control device 14 described later. This is because flight control by humans is desirable because the position cannot be confirmed indoors by GPS. (Of course, it does not exclude the unmanned and autonomous flight of the flying object 12 inside the building). Therefore, it is desirable to have a driving camera 12b that allows the user to look down from the front to the bottom.

基地10は、飛行体12が帰投する場所であって、少なくとも飛行体12への充電設備10aおよび、ジャイロセンサへの影響を受けない環境を備える。 The base 10 is a place where the aircraft 12 returns, and includes at least a charging facility 10a for the aircraft 12 and an environment that is not affected by the gyro sensor.

制御装置14は、飛行体12の制御および飛行体12が収集した監視結果画像Sbの整理および比較を行い、最終的に監視対象となった設備の故障の有無や、故障の予兆を示す。制御装置14は、作業者5(図6参照)が飛行体12を運転する場合、操作装置14a(以下「コントローラー14a」という。)と視野画面14bおよび通信機14cも備えられている。 The control device 14 controls the flying object 12 and organizes and compares the monitoring result image Sb collected by the flying object 12, and indicates whether or not there is a failure of the equipment finally monitored and a sign of the failure. The control device 14 is also provided with an operation device 14a (hereinafter referred to as “controller 14a”), a field view screen 14b, and a communication device 14c when the operator 5 (see FIG. 6) drives the flying object 12.

図2に飛行体12の構成を例示する。図2(a)は上方からの平面図であり、図2(b)は側面図であり、図2(c)は正面図である。飛行体12は、通信機12aと、運転カメラ12bに加えて、プロペラ12caおよびモータ12cbを含む駆動部12cと筐体12d、支持脚12eを有する。 FIG. 2 illustrates the configuration of the flying object 12. 2 (a) is a plan view from above, FIG. 2 (b) is a side view, and FIG. 2 (c) is a front view. The aircraft body 12 has a communication device 12a, a driving unit 12c including a propeller 12ca and a motor 12cc, a housing 12d, and a support leg 12e in addition to the driving camera 12b.

筐体12d内には、飛行を制御するための制御器やジャイロセンサ、バッテリー等が内蔵される。運転カメラ12bは、上方を確認する必要がほとんどないので、筐体12dの下側に配置されるのがよい。また、筐体12dの下方には、後述する運転状況映像化手段16が配置される。 A controller for controlling flight, a gyro sensor, a battery, and the like are built in the housing 12d. Since it is almost unnecessary to check the upper side of the driving camera 12b, it is preferable to arrange the driving camera 12b below the housing 12d. Further, below the housing 12d, a driving situation visualization means 16 described later is arranged.

運転状況映像化手段16は、設備の運転状況を映像化するもので、特に設備の振動状態を把握するものである。設備に振動を映像化できるものであれば、制限されない。工場で用いられる設備は、稼働状態にあれば、必ず振動を伴う。そして、一定の運転状況になっていれば、設備の外板は何等かの共鳴状態にある。 The operation status visualization means 16 visualizes the operation status of the equipment, and particularly grasps the vibration state of the equipment. There is no limitation as long as the equipment can visualize the vibration. Equipment used in factories always vibrates when in operation. Then, if the operating condition is constant, the outer panel of the equipment is in some resonance state.

したがって、設備の外板は一定の固有振動状態にある。一方、設備のどこかに故障が生じた場合には、この固有振動状態に変換が生じる。その変化は、設備外面に振動状態の変換によって現れる。したがって、設備の外板の振動を映像化し、正常な稼働状態の場合と比較することで、設備に異変が生じたことがわかる。このような変化は、設備停止の予兆となる場合も多い。 Therefore, the outer panel of the equipment is in a constant natural vibration state. On the other hand, if a failure occurs somewhere in the equipment, conversion occurs in this natural vibration state. The change appears on the outer surface of the equipment due to the conversion of the vibration state. Therefore, by visualizing the vibration of the outer panel of the equipment and comparing it with the case of normal operating conditions, it can be seen that the equipment has changed. Such changes often signal equipment outages.

運転状況映像化手段16の具体例としては、ホログラム、レーザードップラー、ストロボ、砂紋、水紋およびこれらの組み合わせが好適に利用することができる。 As a specific example of the driving situation visualization means 16, a hologram, a laser Doppler, a strobe, a sand pattern, a water pattern, or a combination thereof can be preferably used.

光学ホログラフィは、レーザー光線をハーフミラーで2本に分岐させ、一方を対象に照射させ物体光とし、他方を参照光とし、物体光と参照光を同時に記録する。元々同位相であったレーザー光であるが、一方は物体に反射しているため位相が変化し、元の参照光と合わせることで干渉縞が生じる。この干渉縞を記録したものがホログラムである。 In optical holography, a laser beam is split into two by a half mirror, one of which is irradiated to an object to be an object light, the other is a reference light, and the object light and the reference light are recorded at the same time. The laser light was originally in phase, but since one of them is reflected by an object, the phase changes, and interference fringes occur when combined with the original reference light. A hologram is a recording of these interference fringes.

物体が振動している場合は、ホログラムの大きさに対してホログラム面と物体の距離が十分に大きく、レーザーの入射光および反射光と物体の振動方向が同じであると、等振幅線を観測することができる。 When the object is vibrating, if the distance between the hologram surface and the object is sufficiently large with respect to the size of the hologram, and the incident light and reflected light of the laser and the vibration direction of the object are the same, an equal amplitude line is observed. can do.

したがって、設備表面のホログラムを得ることで、設備の振動状態を映像化することができる。 Therefore, by obtaining a hologram on the surface of the equipment, it is possible to visualize the vibration state of the equipment.

レーザードップラーは、ホログラフィでホログラムを作るのと原理は同じであり、物体の振動による等振幅線を直接観察する。 Laser Doppler has the same principle as making holograms by holography, and directly observes iso-amplitude lines due to the vibration of an object.

ホログラムもレーザードップラーも平面だけでなく、曲面や傾斜面、垂直面に対しても用いることができる。図3には、直方体の設備50を斜め上から見た場合のホログラム画像の概念例を示す。内部には、回転体や、流動管が配置されており、稼働状態のときには、全体に振動が伝搬される。正常に動作している場合に、図3(a)のようなホログラム像を得たとすると、設備50に故障が生じた場合は、その振動状態が変化する。例えば、図3(b)のような状態である。この両者の画像を比較することで、設備50の故障若しくは変化を検出する。 Both holograms and laser Doppler can be used not only on flat surfaces, but also on curved surfaces, inclined surfaces, and vertical surfaces. FIG. 3 shows a conceptual example of a hologram image when the rectangular parallelepiped equipment 50 is viewed from diagonally above. A rotating body and a flow pipe are arranged inside, and the vibration is propagated to the whole in the operating state. Assuming that a hologram image as shown in FIG. 3A is obtained in the normal operation, if the equipment 50 fails, its vibration state changes. For example, the state is as shown in FIG. 3 (b). By comparing these two images, a failure or change in the equipment 50 is detected.

運転状況映像化手段16をホログラムやレーザードップラーとする場合は、飛行体12にこれらの撮影機16bを搭載する。 When the driving situation visualization means 16 is a hologram or a laser Doppler, these imagers 16b are mounted on the flying object 12.

ストロボは、一定周期で点滅するライトを振動する対象に照射し、その反射光を観測する。ストロボの周波数を設備50の固有振動からわずかにずらすことで、振動状態がゆっくりと変化するのを観察し映像化することができる。ストロボの場合は、運転状況映像化手段16は、ストロボライト16aと動画撮影カメラ16c(図2では符号16bと同じ)である。 The strobe irradiates a vibrating object with a light that blinks at regular intervals and observes the reflected light. By slightly shifting the frequency of the strobe from the natural vibration of the equipment 50, it is possible to observe and visualize the slow change of the vibration state. In the case of a strobe, the driving situation visualization means 16 is a strobe light 16a and a moving image capturing camera 16c (same as reference numeral 16b in FIG. 2).

砂紋、水紋は、上面に平面を有する設備50に対して利用できる。図4(a)に砂紋を生じさせる砂紋器18を示す。図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。砂紋器18は、縁のある容器18aの中ほどに薄膜18bを張ったもので、薄膜18bの上に粉体18eを撒いたものである。薄膜18bは、容器18aの縁の内枠18cで固定されている。 The sand crest and the water crest can be used for the equipment 50 having a flat surface on the upper surface. FIG. 4A shows a sand crest device 18 that produces a sand crest. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4A. The sand crest device 18 has a thin film 18b stretched in the middle of a container 18a having an edge, and powder 18e is sprinkled on the thin film 18b. The thin film 18b is fixed by an inner frame 18c at the edge of the container 18a.

薄膜18bは、薄く質量が小さいものがよい。振動をよく伝えるからである。粉体18eは、粒形が数百μm程度のものがよい。細かすぎると、振動によって広がらない。 The thin film 18b is preferably thin and has a small mass. This is because it transmits vibration well. The powder 18e preferably has a grain size of about several hundred μm. If it is too fine, it will not spread due to vibration.

縁の上には透明体の蓋(図示せず。)があってもよい。砂紋器18は縁が設備50の上面に固定器18dによって固定されるように取り付けられる。 There may be a transparent lid (not shown) on the rim. The sand crest 18 is attached so that the edge is fixed to the upper surface of the equipment 50 by the fixture 18d.

砂紋器18は、設備50が稼働すると振動に応じた模様を描く。飛行体12はその模様を撮影し、異常がなかった時の模様と比較する。図5には、その砂紋の概念を例示する。設備50上に砂紋器18を固定した状態である。図5(a)は、正常稼働状態であり、図5(b)は異常稼働状態であるとする。このような砂紋の違いを画像の違いとして検出する。設備50上には設備50のID50aが明示されている。 The sand crest device 18 draws a pattern corresponding to vibration when the equipment 50 operates. The aircraft body 12 photographs the pattern and compares it with the pattern when there is no abnormality. FIG. 5 illustrates the concept of the sand crest. The sand crest device 18 is fixed on the equipment 50. It is assumed that FIG. 5 (a) is a normal operating state and FIG. 5 (b) is an abnormal operating state. Such a difference in sand pattern is detected as a difference in images. The ID 50a of the equipment 50 is clearly indicated on the equipment 50.

水紋器(特に図示せず)は、バット状の容器に水を入れて設備50の上面に固定したものである。設備50が稼働すると、その振動で水紋が発生する。その水紋を撮影し、異常がなかった時の模様と比較する。 The water crest device (not shown in particular) is a vat-shaped container filled with water and fixed to the upper surface of the equipment 50. When the equipment 50 operates, water crests are generated by the vibration. Take a picture of the water pattern and compare it with the pattern when there was no abnormality.

砂紋、水紋をする場合は、砂紋器18、水紋器及び砂紋、水紋の撮影カメラが、運転状況映像化手段16となる。撮影カメラは、運転カメラ12bと兼用してもよいし、別途飛行体12に搭載してもよい。一方、砂紋器18又は水紋器は、監視対象となる設備50に取り付けられる。なお、砂紋、水紋を利用する場合は、同時にストロボライト16aを用いてもよい。 In the case of sand crests and water crests, the sand crest device 18, the water crest device and the sand crest, and the water crest photographing camera serve as the driving situation visualization means 16. The photographing camera may also be used as the driving camera 12b, or may be separately mounted on the flying object 12. On the other hand, the sand crest device 18 or the water crest device is attached to the equipment 50 to be monitored. When sand crests and water crests are used, strobe light 16a may be used at the same time.

以上の構成を有する監視システム1での飛行体の動きを、図6を用いて説明する。なお、以下の説明は、人(作業者5)が制御装置14を介して飛行体12の動きを制御することを前提とする。また、監視対象の設備50はコンプレッサー52を例にする。大きさは、例えば、幅1500mm、奥行き900mm、高さ1700mmの直方体のもので、上面は平面となっている。しかし、監視対象の設備50はこれらに限定されない。 The movement of the flying object in the monitoring system 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. The following description is based on the premise that a person (worker 5) controls the movement of the flying object 12 via the control device 14. Further, the equipment 50 to be monitored is taken as an example of the compressor 52. The size is, for example, a rectangular parallelepiped having a width of 1500 mm, a depth of 900 mm, and a height of 1700 mm, and the upper surface is flat. However, the equipment 50 to be monitored is not limited to these.

また、コンプレッサー52が複数ある場合は、各コンプレッサー52を識別できるID50aが付与されているものとする。ID50aの識別方法は特に限定されるものではない。ここでは、各コンプレッサー52に番号が付与されており、飛行体12は撮影カメラでコンプレッサー52を撮影した際にそのID50aで各コンプレッサー52を識別できるように構成されているものとする。 When there are a plurality of compressors 52, it is assumed that an ID 50a capable of identifying each compressor 52 is assigned. The method for identifying the ID 50a is not particularly limited. Here, it is assumed that each compressor 52 is assigned a number, and the flying object 12 is configured so that each compressor 52 can be identified by its ID 50a when the compressor 52 is photographed by the photographing camera.

運転状況映像化手段16として砂紋、水紋を用いる場合は、砂紋器18若しくは水紋器をコンプレッサー52の上面に配置しておく。また、ストロボライト16aを用いる場合は、コンプレッサー52の上面に模様を描いておくのが望ましい。模様の動きで振動を見やすくなるからである。また、正常に運転している際の基準画像Ssは予め撮影されているものとする。基準画像Ssは動画であってもよい。 When a sand crest or a water crest is used as the operating condition visualization means 16, the sand crest device 18 or the water crest device is arranged on the upper surface of the compressor 52. When using the strobe light 16a, it is desirable to draw a pattern on the upper surface of the compressor 52. This is because the movement of the pattern makes it easier to see the vibration. Further, it is assumed that the reference image Ss during normal operation has been taken in advance. The reference image Ss may be a moving image.

基地10を飛び立った飛行体12は、まず、障害物のない高さまで高度を取る(F1)。そして、監視対象となる設備50(コンプレッサー52)まで飛行する(F2)。コンプレッサー52に到着したら、運転状況映像化手段16を使用するのに適する位置までさらに移動する(F3)。この際の移動には、高度の変更が含まれていてもよい。図6では、降下の際に向きを変えている。 The flying object 12 that has taken off from the base 10 first takes an altitude to a height without obstacles (F1). Then, it flies to the equipment 50 (compressor 52) to be monitored (F2). Upon arriving at the compressor 52, the vehicle is further moved to a position suitable for using the operating condition visualization means 16 (F3). The movement at this time may include a change in altitude. In FIG. 6, the direction is changed during the descent.

運転状況映像化手段16を使用するのに適する位置とは、例えばホログラムやレーザードップラーの場合は、コンプレッサー52の斜め上であってもよい。ストロボライト16aや砂紋、水紋を使用する場合は、コンプレッサー52のほぼ真上が望ましい。そして、監視が開始される。監視によって得た画像データは、監視結果画像Sbとして飛行体12内に記憶させる。若しくは、制御装置14へ送信する。 The position suitable for using the operating condition visualization means 16 may be diagonally above the compressor 52, for example, in the case of a hologram or a laser Doppler. When using the strobe light 16a, sand crest, or water crest, it is desirable that the strobe light 16a is almost directly above the compressor 52. Then, monitoring is started. The image data obtained by monitoring is stored in the flying object 12 as a monitoring result image Sb. Alternatively, it is transmitted to the control device 14.

1台のコンプレッサー52の監視が終了したら次のコンプレッサー52の監視に移る(F4)。そして、監視する予定のコンプレッサー52の監視が終了したら(F5)、再び高度を取り(F6)、基地10に帰投する(F7)。上記の説明では飛行体12を人(作業者5)が制御することを前提としたが、無人で自律型の飛行体12にあらかじめ飛行ルート、飛行高度、測定位置等をプログラミングすることでも同様の動作を得ることができる。 When the monitoring of one compressor 52 is completed, the next step is to monitor the compressor 52 (F4). Then, when the monitoring of the compressor 52 to be monitored is completed (F5), the altitude is taken again (F6) and the aircraft is returned to the base 10 (F7). In the above explanation, it is assumed that the flight body 12 is controlled by a person (worker 5), but the same applies to programming the flight route, flight altitude, measurement position, etc. in advance on the unmanned and autonomous flying body 12. You can get the action.

図7に制御装置14の処理フローを示す。なお、以下の処理は制御装置14が、1台の飛行体12を制御する場合について説明する。制御装置14は、処理がスタートすると(ステップS100)、終了判断を行う(ステップS102)。終了する場合(ステップS102のY分岐)は、制御装置14を停止する(ステップS104)。なお、終了判定は、作業者5の終了指示によるほか、緊急停止によるものであってもよい。 FIG. 7 shows the processing flow of the control device 14. The following processing describes a case where the control device 14 controls one flying object 12. When the process starts (step S100), the control device 14 determines the end (step S102). When ending (Y branch in step S102), the control device 14 is stopped (step S104). The end determination may be made by an emergency stop as well as by the end instruction of the worker 5.

処理を継続する場合(ステップS102のN分岐)は、監視時刻になるまで、待機している(ステップS106)。監視は、一定期間毎に行えばよい。また、監視時刻は予め入力されているものとする。 When continuing the process (N branch in step S102), it waits until the monitoring time is reached (step S106). Monitoring may be performed at regular intervals. In addition, it is assumed that the monitoring time has been input in advance.

監視時間になったら(ステップS106のY分岐)、監視開始時間の通知を行う(ステップS108)。この通知によって、作業者5がコントローラー14aで飛行体12を運転する。作業者5が飛行体12を運転している間は、以下のステップを繰り返す。 When the monitoring time is reached (Y branch in step S106), the monitoring start time is notified (step S108). By this notification, the worker 5 drives the flying object 12 with the controller 14a. While the worker 5 is driving the flying object 12, the following steps are repeated.

まず監視終了判断を行う(ステップS110)。監視終了判断は作業者5が行う。基本的に、飛行体12が帰投されていることが、監視終了の条件となる。監視終了の場合(ステップS110のY分岐)は、終了判断(ステップS102)に戻る。 First, the monitoring end determination is made (step S110). Worker 5 determines the end of monitoring. Basically, the return of the flying object 12 is a condition for ending the monitoring. When the monitoring is completed (Y branch in step S110), the process returns to the end determination (step S102).

監視を継続する場合(ステップS110のN分岐)は、制御装置14に対して入力か受信の有無について判断する(ステップS112)。作業者5からの入力も、飛行体12からの送信信号があるまで待機する(ステップS112のN分岐)。 When the monitoring is continued (N branch in step S110), it is determined whether or not the control device 14 is input or received (step S112). The input from the operator 5 also waits until there is a transmission signal from the aircraft body 12 (N branch in step S112).

入力若しくは飛行体12からの送信があった場合(ステップS112のY分岐)は、それが作業者5による入力か否かを判定する(ステップS114)。作業者5による入力であった場合(ステップS114のY分岐)は、その入力を飛行体12に送信し(ステップS116)、ステップS110にフローを戻す。 When there is an input or a transmission from the flying object 12 (Y branch in step S112), it is determined whether or not it is an input by the operator 5 (step S114). If the input is made by the operator 5 (Y branch in step S114), the input is transmitted to the flying object 12 (step S116), and the flow is returned to step S110.

作業者5による入力でない場合(ステップS114のN分岐)は、飛行体12からの送信信号であると判断し、信号を受信する(ステップS118)。そして、受信したデータを記録し(ステップS120)、ステップS110にフローを戻す。この受信したデータは監視結果画像Sbが含まれる。また受信したデータは、監視結果画像Sb以外のデータが含まれていてもよい。 When the input is not input by the operator 5 (N branch in step S114), it is determined that the signal is transmitted from the aircraft body 12 and the signal is received (step S118). Then, the received data is recorded (step S120), and the flow is returned to step S110. The received data includes the monitoring result image Sb. Further, the received data may include data other than the monitoring result image Sb.

次に監視結果画像Sbを受信した場合の処理について説明する。以下の処理は、作業者5が飛行体12を操作している間(ステップS110からステップS120)であっても、処理が進められてもよい。また、飛行体12が帰投した後に行われてもよい。また、サブルーチンの形式でフローを示す。 Next, processing when the monitoring result image Sb is received will be described. The following processing may be carried out even while the operator 5 is operating the flying object 12 (steps S110 to S120). It may also be performed after the flying object 12 returns. In addition, the flow is shown in the form of a subroutine.

図8を参照して、監視結果画像Sbを受信したら(ステップS150)、監視結果画像Sbに映っているID50aでどのコンプレッサー52かを識別する(ステップS152)。次にそのコンプレッサー52の基準画像Ssを取得する(ステップS154)。そして、基準画像Ssと監視結果画像Sbが同一か否かを判断する(ステップS156)。 When the monitoring result image Sb is received with reference to FIG. 8 (step S150), which compressor 52 is identified by the ID 50a displayed in the monitoring result image Sb (step S152). Next, the reference image Ss of the compressor 52 is acquired (step S154). Then, it is determined whether or not the reference image Ss and the monitoring result image Sb are the same (step S156).

比較の仕方は特に限定されるものではない。例えば、特定領域内の画素同士を比較し、画素の値の差を積算する。その差が一定値以下であれば、基準画像Ssと監視結果画像Sbは、同じであると判断する。 The method of comparison is not particularly limited. For example, the pixels in a specific area are compared with each other, and the difference between the pixel values is integrated. If the difference is not more than a certain value, it is determined that the reference image Ss and the monitoring result image Sb are the same.

基準画像Ssと監視結果画像Sbが同じと判断できれば(ステップS156のY分岐)、「異常なし」の通知を行う(ステップS158)。一方、基準画像Ssと監視結果画像Sbが異なっていると判断したら(ステップS156のN分岐)、「予兆あり」の通知を行う(ステップS160)。そして、コンプレッサー52のID50aと比較結果等を記録し(ステップS162)、処理をメインルーチンに戻す(ステップS164)。なお、複数の監視結果画像Sbを続けて処理する際には、繰り返し処理を行う。 If it can be determined that the reference image Ss and the monitoring result image Sb are the same (Y branch in step S156), "no abnormality" is notified (step S158). On the other hand, if it is determined that the reference image Ss and the monitoring result image Sb are different (N branch in step S156), a notification of "predictive" is given (step S160). Then, the ID 50a of the compressor 52 and the comparison result and the like are recorded (step S162), and the process is returned to the main routine (step S164). When processing a plurality of monitoring result images Sb in succession, iterative processing is performed.

以上のように、本発明に係る監視システム1は、工場の建屋内に配置された設備50の運転状態を画像化し、異常のない場合の画像と比較することで、設備50の故障若しくは予兆を行うことができる。 As described above, the monitoring system 1 according to the present invention visualizes the operating state of the equipment 50 arranged in the building of the factory and compares it with the image when there is no abnormality to detect a failure or a sign of the equipment 50. It can be carried out.

(実施の形態2)
図9には、本実施形態に係る監視システム2の構成を示す。本実施形態に係る監視システム2では、実施の形態1で説明した監視システム1において、飛行体12が建屋内で安全に飛行するための仕組みが付加されている。また、実施の形態1で示したものと同じものは同一の符号を付し、説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 9 shows the configuration of the monitoring system 2 according to the present embodiment. In the monitoring system 2 according to the present embodiment, in the monitoring system 1 described in the first embodiment, a mechanism for the flying object 12 to fly safely in the building is added. Further, the same ones shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態における監視システム2では、基地10と飛行体12と制御装置15と運転状況映像化手段16に加え、連結線巻取装置32を有する自走搬器30と、自走搬器30を走らせるための建屋内に張られたワイヤー40を有する。 In the monitoring system 2 of the present embodiment, in addition to the base 10, the flying object 12, the control device 15, and the operating condition visualization means 16, the self-propelled carrier 30 having the connecting wire winding device 32 and the self-propelled carrier 30 are run. It has a wire 40 stretched inside the building for the purpose.

飛行体12には、実施の形態1の場合同様に、飛行のために必要な機器と通信装置および運転状況映像化手段16が搭載されている。さらに、本実施の形態に係る飛行体12は、飛行体12の筐体12dの上面にフック12fが取り付けられている。フック12fは後述する連結線34と結合するためのものである。また、制御装置15は、飛行体12だけでなく、自走搬器30の動きも制御することができる。 As in the case of the first embodiment, the flying object 12 is equipped with equipment necessary for flight, a communication device, and a driving situation visualization means 16. Further, in the flying object 12 according to the present embodiment, the hook 12f is attached to the upper surface of the housing 12d of the flying object 12. The hook 12f is for connecting to the connecting line 34 described later. Further, the control device 15 can control not only the movement of the flying object 12 but also the movement of the self-propelled carrier 30.

ワイヤー40は建屋内において、監視対象となる設備50と基地10の上方を通過するように張られる。自走搬器30は、モータ駆動の駆動プーリー30dと従動プーリー30rが備えられており、駆動プーリー30dと従動プーリー30rでワイヤー40を挟持する。したがって、駆動プーリー30dが回転すると、自走搬器30はワイヤー40上を移動することができる。また、通信機30cが搭載されていてもよい。 The wire 40 is stretched so as to pass above the equipment 50 to be monitored and the base 10 in the building. The self-propelled carrier 30 is provided with a motor-driven drive pulley 30d and a driven pulley 30r, and the wire 40 is sandwiched between the drive pulley 30d and the driven pulley 30r. Therefore, when the drive pulley 30d rotates, the self-propelled carrier 30 can move on the wire 40. Further, the communication device 30c may be mounted.

また、自走搬器30は、連結線巻取装置32を有する。連結線巻取装置32は、巻取モータ32aと連結線34を巻き取るリール32rを有する。連結線34は、飛行体12を吊り上げることができる程度の張力に耐えることができればよい。また、自走搬器30は、駆動プーリー30dや巻取モータ32aや通信機30c等を動作させるためのバッテリー(図示せず。)を搭載している。 Further, the self-propelled carrier 30 has a connecting wire winding device 32. The connecting wire winding device 32 has a winding motor 32a and a reel 32r for winding the connecting wire 34. The connecting line 34 may be able to withstand enough tension to lift the flying object 12. Further, the self-propelled carrier 30 is equipped with a battery (not shown) for operating the drive pulley 30d, the take-up motor 32a, the communication device 30c, and the like.

自走搬器30はワイヤー40上に載置されている。飛行体12は、連結線34とフック12fで連結されている。したがって、飛行体12はワイヤー40に連結されていると言ってよい。 The self-propelled carrier 30 is mounted on the wire 40. The aircraft body 12 is connected to the connecting line 34 by a hook 12f. Therefore, it can be said that the flying object 12 is connected to the wire 40.

次に本実施の形態に係る監視システム2の動作について図10を参照して説明する。自走搬器30は、基地10上方に停止している。自走搬器30の連結線巻取装置32から繰り出された連結線34は、飛行体12の上面のフック12fに取り付けられている。 Next, the operation of the monitoring system 2 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The self-propelled carrier 30 is stopped above the base 10. The connecting wire 34 unwound from the connecting wire winding device 32 of the self-propelled carrier 30 is attached to the hook 12f on the upper surface of the flying object 12.

制御装置15は、監視時刻が来るまで待機している。監視時刻になったら、監視開始を通知する。この通知によって作業者5がコントローラー15aで自走搬器30および飛行体12を操作する。なお、自走搬器30の連結線巻取装置32は巻取側に付勢がかけられている。したがって、飛行体12が上昇すれば、連結線34は巻き取られ、飛行体12が下降すれば、連結線34は繰り出される。 The control device 15 waits until the monitoring time comes. When the monitoring time comes, the start of monitoring is notified. By this notification, the worker 5 operates the self-propelled carrier 30 and the air vehicle 12 with the controller 15a. The connecting wire winding device 32 of the self-propelled carrier 30 is urged on the winding side. Therefore, if the flying object 12 rises, the connecting line 34 is wound up, and if the flying object 12 descends, the connecting line 34 is unwound.

まず、作業者5は、飛行体12を自走搬器30まで上昇させる。次に飛行体12と、自走搬器30をワイヤー40に沿って監視対象の設備50上空まで移動させる。そして、設備50上空まで自走搬器30が移動したら、作業者5は、飛行体12を設備50上方に下降させる。 First, the worker 5 raises the flying object 12 to the self-propelled carrier 30. Next, the air vehicle 12 and the self-propelled carrier 30 are moved along the wire 40 to the sky above the equipment 50 to be monitored. Then, when the self-propelled carrier 30 moves over the equipment 50, the worker 5 lowers the flying object 12 above the equipment 50.

なお、連結線34は常に巻取側に付勢がかけられているので、連結線34が弛むことはない。したがって、連結線34が飛行体12のプロペラ12caに絡むことを回避することができる。なお、連結線34は一定の長さで繰り出しが止まるようにしてあり、飛行体12が建屋の床に墜落することはない。 Since the connecting wire 34 is always urged on the winding side, the connecting wire 34 does not loosen. Therefore, it is possible to prevent the connecting line 34 from being entangled with the propeller 12ca of the flying object 12. The connecting line 34 is designed so that the feeding is stopped at a certain length, so that the flying object 12 does not crash on the floor of the building.

また、飛行体12が何等かの原因で、姿勢制御を喪失したとしても、連結線34の半径外に飛び去ることはない。もちろん、作業者5のコントローラー15aの操作によって、連結線巻取装置32は、強制的に連結線34を巻き取り、飛行体12を自走搬器30の直下に位置させることができる。 Further, even if the aircraft 12 loses attitude control for some reason, it will not fly out of the radius of the connecting line 34. Of course, by operating the controller 15a of the operator 5, the connecting wire winding device 32 can forcibly wind the connecting wire 34 and position the flying object 12 directly under the self-propelled carrier 30.

飛行体12は、実施の形態1の場合と同様に設備50の振動を画像化する。振動の画像化については、実施の形態1で説明した方法を好適に利用できる。1台の設備50の監視が終了したら、飛行体12は、次の設備50に移動する。この移動の際には、自走搬器30自体も一緒に移動する。これは、飛行体12がワイヤー40方向に移動する際には、自走搬器30も一緒に移動するように設定しておくことで、行うことができる。 The flying object 12 images the vibration of the equipment 50 as in the case of the first embodiment. For the imaging of vibration, the method described in the first embodiment can be preferably used. When the monitoring of one equipment 50 is completed, the aircraft 12 moves to the next equipment 50. At the time of this movement, the self-propelled carrier 30 itself also moves. This can be done by setting the self-propelled carrier 30 to move with the air vehicle 12 when it moves in the direction of the wire 40.

全ての設備50の監視が終了したら、飛行体12を自走搬器30まで上昇させ、基地10の上方まで移動させる。その後、再び基地10まで飛行体12を下降させる。監視結果画像Sbと基準画像Ssの比較および「異常なし」若しくは「予兆あり」の判定の表示は実施の形態1の場合と同じである。また、制御装置15の処理は実施の形態1の制御装置14の処理と同じであってよい。 When the monitoring of all the equipment 50 is completed, the flying object 12 is raised to the self-propelled carrier 30 and moved to the upper part of the base 10. After that, the aircraft 12 is lowered to the base 10 again. The comparison between the monitoring result image Sb and the reference image Ss and the display of the determination of "no abnormality" or "predictive" are the same as in the case of the first embodiment. Further, the processing of the control device 15 may be the same as the processing of the control device 14 of the first embodiment.

以上のように本発明に係る監視システム2は、設備50の運転状態を振動の画像化を通じて監視することができる。 As described above, the monitoring system 2 according to the present invention can monitor the operating state of the equipment 50 through the imaging of vibration.

本発明に係る監視システムは、工場の建屋内に配置された設備の運転状態の監視を行う際に好適に利用することができる。 The monitoring system according to the present invention can be suitably used when monitoring the operating state of equipment arranged in a factory building.

1 監視システム
2 監視システム
5 作業者
10 基地
10a 充電設備
12 飛行体
12a 通信機
12b 運転カメラ
12f フック
12ca プロペラ
12cb モータ
12c 駆動部
12d 筐体
12e 支持脚
14 制御装置
15 制御装置
14a 操作装置
14a コントローラー
15a コントローラー
14b 視野画面
14c 通信機
16 運転状況映像化手段
16a ストロボライト
16c 動画撮影カメラ
16b 撮影機
18 砂紋器
18a 容器
18b 薄膜
18c 内枠
18e 粉体
18d 固定器
30 自走搬器
30d 駆動プーリー
30r 従動プーリー
30c 通信機
32 連結線巻取装置
32a 巻取モータ
32r リール
34 連結線
40 ワイヤー
50 設備
50a ID
52 コンプレッサー
Ss 基準画像
Sb 監視結果画像
1 Monitoring system 2 Monitoring system 5 Worker 10 Base 10a Charging equipment 12 Aircraft 12a Communication device 12b Driving camera 12f Hook 12ca Propeller 12cc Motor 12c Drive unit 12d Housing 12e Support leg 14 Control device 15 Control device 14a Operation device 14a Controller 15a Controller 14b View screen 14c Communication device 16 Operating status visualization means 16a Strobe light 16c Movie camera 16b Camera 18 Sand crest 18a Container 18b Thin film 18c Inner frame 18e Powder 18d Fixer 30 Self-propelled carrier 30d Drive pulley 30r Driven pulley 30c Communication device 32 Connecting wire winding device 32a Winding motor 32r Reel 34 Connecting wire 40 Wire 50 Equipment 50a ID
52 Compressor Ss Reference image Sb Monitoring result image

Claims (5)

工場の建屋内に設置され、飛行体を停留させる基地と、
前記飛行体を制御する制御装置を有し、
前記飛行体は、前記建屋内に設置された設備の運転状況を運転状況映像化手段によって空中から監視することを特徴とする工場内における監視システム。
A base installed inside the factory building to stop the aircraft,
It has a control device that controls the flying object, and has
The flying object is a monitoring system in a factory, characterized in that the operating status of equipment installed in the building is monitored from the air by means for visualizing the operating status.
前記運転状況映像化手段は、前記設備の振動を映像化する手段であることを特徴とする請求項1に記載された監視システム。 The monitoring system according to claim 1, wherein the operating condition visualization means is a means for visualizing the vibration of the equipment. 前記飛行体は、前記建屋内に具備された飛行体墜落安全手段に連結されていることを特徴とする請求項1または2の何れかの請求項に記載された監視システム。 The monitoring system according to claim 1 or 2, wherein the flying object is connected to a flying object crash safety means provided in the building. 前記飛行体墜落安全手段には、連結線巻取装置を有する自走搬器が備えられ、
前記飛行体は、連結線に連結されていることを特徴とする請求項1に記載された監視システム。
The air vehicle crash safety means is provided with a self-propelled carrier having a connecting wire winding device.
The monitoring system according to claim 1, wherein the flying object is connected to a connecting line.
前記飛行体は、前記建屋内に配置されたコンプレッサーの振動を干渉縞で観察し、
前記制御装置は、前記干渉縞と基準干渉縞を比較することで前記コンプレッサーの故障を予測することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一の請求項に記載された監視システム。
The flying object observes the vibration of the compressor arranged in the building with interference fringes, and observes the vibration.
The monitoring system according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device predicts a failure of the compressor by comparing the interference fringes with a reference interference fringes.
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