JP6681173B2 - Pipeline facility inspection aircraft and pipeline facility inspection system using the same - Google Patents
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Images
Description
本発明は、例えば下水管路などの管路施設内を飛行して画像を取得し、管路施設の内面の状態を把握する管路施設点検飛行体とそれを用いた管路施設点検システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pipeline facility inspection flying body for flying an image in a pipeline facility such as a sewer pipeline to acquire an image and grasping the state of the inner surface of the pipeline facility, and a pipeline facility inspection system using the same. .
現在、代表的な管路施設として下水管路の老朽化の問題がある。老朽化が進行するとひび割れや破損、腐食などの異常が発生する。その結果、管内の液体を管外と分離して流す機能が低下するとともに、土砂が管外から管内に入って地中に空隙ができ、それが原因で道路の陥没事故が発生する可能性がある。 At present, as a typical pipeline facility, there is a problem of deterioration of sewer pipelines. As aging progresses, abnormalities such as cracking, damage, and corrosion will occur. As a result, the function of separating the liquid inside the pipe from the outside of the pipe and lowering it will be reduced, and earth and sand will enter the pipe from the outside of the pipe and create a void in the ground, which may cause a road collapse accident. is there.
そこで、老朽化にともなう下水管路の異常を把握する技術が必要となっている。このようなニーズに対し、例えば特許文献1では、テレビカメラを搭載した小型の自走車を下水管の中を走行させ、管内の状態をモニタする技術が記載されている。 Therefore, it is necessary to have a technology to understand the abnormality of the sewerage pipe due to aging. In order to meet such needs, for example, Patent Document 1 describes a technique of running a small self-propelled vehicle equipped with a television camera in a sewer pipe to monitor the state inside the pipe.
特許文献1では、下水管路の中に入れた自走車のテレビカメラで画像を取得するが、予め下水管路の中に人が入り、地上から自走車を受け取って下水管路の中に設置する作業が必要となる。下水管路の中は硫化水素などの有毒ガスが充満している可能性があるため、人が入る前に、硫化水素や酸素などの濃度を計測する必要がある。人が下水管路内で作業するにあたって不適切な環境であれば、地上から空気を下水管路内に吹き込んで換気する作業が追加される。 In Patent Document 1, an image is acquired by a TV camera of a self-propelled vehicle placed in the sewer pipe, but a person enters the sewer pipe in advance and receives the self-propelled vehicle from the ground to enter the sewer pipe Installation work is required. Since the sewage pipeline may be filled with toxic gases such as hydrogen sulfide, it is necessary to measure the concentrations of hydrogen sulfide and oxygen before people enter. If the environment is inappropriate for humans to work in the sewer pipeline, work to blow air from the ground into the sewer pipeline for ventilation is added.
また、下水管路を撮像する際には、撮像する機器が管路の内面に衝突することなく、画像を安定して撮影することが求められる。 Further, when capturing an image of a sewer pipe, it is required that an image capturing device does not collide with the inner surface of the pipe and a stable image is captured.
本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、管路施設の点検に際し、管路内での作業者の立会いを不要とし、管路内の撮影画像を安定して取得することが可能な管路施設点検飛行体とそれを用いた管路施設点検システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to eliminate the need for workers to be present in the pipeline when inspecting the pipeline facility, and to stabilize the captured image in the pipeline. The purpose of the present invention is to provide a pipeline facility inspection vehicle that can be acquired by using the above and a pipeline facility inspection system using the same.
本発明の管路施設点検飛行体は、管路内を撮像する撮像手段と、管路内に光を照射する照射手段と、前記撮像手段と前記照射手段を配置し、管路内を飛行する飛行体本体と、前記飛行体本体に配置され、管路と、管路内の飛行体本体との距離を測定する距離センサと、前記飛行体本体に配置され、前記距離センサの測定値に基づいて管路内の飛行体本体の飛行方向を制御する飛行制御手段と、を備え、前記距離センサは、前記飛行体本体の上面に配置され、管路と管路内の飛行体との、鉛直上向きの距離を測定する上方距離センサと、前記飛行体本体の少なくとも2つの側面に配置され、管路と管路内の飛行体との、前記飛行体の進行方向に対して直角方向の距離を測定する側方距離センサと、を有することを特徴とする。
The pipeline facility inspection vehicle of the present invention is provided with an image capturing unit for capturing an image of the inside of the pipeline, an irradiating unit for irradiating light into the pipeline, the image capturing unit and the irradiating unit, and flying in the pipeline. A flying body, a distance sensor arranged on the flying body, for measuring a distance between the conduit and the flying body in the conduit, and a distance sensor arranged on the flying body and based on a measurement value of the distance sensor. And a flight control means for controlling the flight direction of the flying body in the pipeline , the distance sensor being disposed on the upper surface of the flying body, and the vertical line between the pipeline and the flying body in the pipeline. An upper distance sensor that measures an upward distance, and a distance between the pipeline and the flight body in the pipeline, which are arranged on at least two side surfaces of the flight body, in a direction perpendicular to the traveling direction of the flight body. a lateral distance sensors for measuring the Rukoto that having a characterized.
本発明によれば、管路施設の点検に際し、管路内での作業者の立会いを不要とし、管路内の撮影画像を安定して取得することが可能な管路施設点検飛行体とそれを用いた管路施設点検システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when inspecting a pipeline facility, it is not necessary for a worker to be present in the pipeline, and a pipeline facility inspection vehicle capable of stably acquiring a captured image in the pipeline and the same are provided. It is possible to provide a pipeline facility inspection system using.
本発明の管路施設点検飛行体は、管路施設内を飛行し、亀裂やクラックの点検に用いる飛行体である。管路施設は、例えば下水管、ガス管、トンネル、集合管、内容物を抜いて気体で置換した水道管、蒸気配管、オイル配管、伏せ越し管、放流渠、マンホールなどが挙げられ、特に制限されるものではない。 The pipeline facility inspection vehicle of the present invention is an aircraft that flies in a pipeline facility and is used for inspection of cracks and cracks. Pipeline facilities include, for example, sewer pipes, gas pipes, tunnels, collecting pipes, water pipes whose contents have been replaced with gas, steam pipes, oil pipes, siding pipes, discharge pipes, manholes, etc., with particular restrictions. Not something that is done.
以下、具体的な一例として、下水管を対象とした場合の一実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, as a specific example, an embodiment in the case of targeting a sewer pipe will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例に係る管路施設点検飛行体10の側面図および上面図である。管路施設点検飛行体10は、飛行体本体30に、プロペラ18、撮像手段20、照射手段22、上方距離センサ12、側方距離センサ14、飛行制御手段24を配置している。実際に飛行するためにはモーターやバッテリーなども必要であるが、いずれも飛行体本体30に備えているものとする。さらに、下水管の点検には、撮像手段20で撮影した画像を無線で伝送する無線伝送装置35、それらを駆動するバッテリーなども必要であるが、これらも飛行体本体30に備えているものとする。
FIG. 1 is a side view and a top view of a pipeline
管路施設点検飛行体10はプロペラ18を回転させて下水管の内部を飛行する。照射手段22で下水管の内面に光を照射し、撮像手段20で下水管の内面を撮像する。この撮像手段20が備えられた側を前方として管路施設点検飛行体10は進行する。下水管の壁面や天井あるいは底部をより詳しく撮影する場合、撮像手段20は管路施設点検飛行体10の進行方向に対して直角の向きを撮影できるよう設置してもよい。進行する際に管路施設点検飛行体10が下水管の天井や壁面、底面や水面に衝突しないように、プロペラ18の回転数の制御によって、管路施設点検飛行体10の上下方向の移動、前後左右への移動や自転を行う。具体的には、上方距離センサ12および側方距離センサ14の計測値を、飛行体本体30内の飛行制御手段24(例えばマイコン)に与え、飛行制御手段24で計算した出力をそれぞれのプロペラ18の動力源であるモーターへ与えて、移動や自転を制御する。なお、ここで言う自転とは、管路施設点検飛行体10の位置を変えずに、飛行体10の向きのみを変えることを意味する。
The pipeline
側方距離センサ14は、下水管と、下水管内の飛行体10との距離を測定するセンサであり、飛行体10の進行方向に対して直角方向の距離を測定できるように、飛行体本体30の両側面にそれぞれ設置される(図1参照)。いずれも進行方向に対し直角の向きの距離を計測する向きに設置されるのが望ましいが、測定する向きが進行方向に対して平行でなければよい。
The
上方距離センサ12は、下水管と、下水管内の飛行体10との距離を測定するセンサであり、鉛直上向きの距離を計測できるように、飛行体本体30の上面に設置される。なお、水平より上向きの方向の距離を計測する複数個の異なる上方距離センサ12を設置してもよい。複数個の上方距離センサ12の測定値に基づき、鉛直上向きからの距離を算出するアルゴリズムを飛行制御手段24に組み込むことで代替が可能である。
The
また、上方距離センサ12の代わりに、下水管と飛行体10との鉛直下向きの距離を測定する下方距離センサを備えてもよい。下水管の天井から水が滴り落ちる場所がある場合には、管路施設点検飛行体10にも水滴がかかる可能性がある。下水管の天井から、上方距離センサ12に水滴がかかった場合に測定精度が低下したり、測定不能となる場合には、上方距離センサ12の代わりに下方距離センサを備えて天井との距離を推算してもよい。例えば、管路施設点検飛行体10が飛行する下水管が円形管で内径2rが既知の場合、2rから下方距離を減ずることで上方距離を求めることができる。ただし、下水管には通常下水が流れており、下水管の場所によって水位も変わるため、上方距離の推定精度は低い。
Further, instead of the
上述の距離センサ12,14としては、安価で軽量かつ低消費電力の超音波センサあるいは赤外線センサを用いることが望ましいが、これら以外でも安価で軽量かつ低消費電力を実現でき、かつ1つの数値として距離を出力できるセンサであればいずれでもよい。下水管路施設内の天井や壁面など固体との距離を測れるのが望ましいが、下水管の天井や壁面は結露や流入水の付着で濡れていることも多いため、液体との距離も測定できることが望ましい。
As the
プロペラ18は、図1では4つを有しているが、これに限定されず、6つ、8つあるいは二重反転プロぺラの形状をとる場合には2つでもよい。
The
管路施設点検飛行体10としては、ドローンあるいはUAV(Unmanned Aerial Vehicles、無人航空機)と呼ばれる装置、小型のヘリコプター、気球や飛行船など空中に浮遊して移動できる飛行体であればいずれでもよい。
The pipeline
撮像手段20は静止画を撮影するカメラ、動画を撮影するビデオカメラのいずれでもよいが、動画を撮影できる設備で構成することが望ましい。可視光よりも波長の長い近赤外、赤外、遠赤外の領域の波長を撮影できる赤外光カメラも搭載できるとさらに望ましい。赤外光カメラでは温度の違いが分かるため、この撮像結果に基づいて下水管の外から流入している不明水の検出に有用な情報を得ることができる。さらに、撮像手段20としてステレオカメラを用いることができればさらに望ましい。 The image capturing means 20 may be either a camera for capturing a still image or a video camera for capturing a moving image, but it is desirable that the image capturing means 20 be configured with equipment capable of capturing a moving image. It is even more desirable to be able to mount an infrared camera capable of photographing wavelengths in the near infrared, infrared, and far infrared regions, which have longer wavelengths than visible light. Since the infrared camera can detect the difference in temperature, it is possible to obtain information useful for detecting unknown water flowing from the outside of the sewer pipe based on the imaging result. Furthermore, it is more desirable if a stereo camera can be used as the image pickup means 20.
照射手段22については、できるだけ積載するバッテリーの重量を低減するのが望ましいことから、LEDが挙げられるが、特に限定されない。オペレータが画像を目視確認する作業が発生する可能性もあることから、白色光の光源を用いることが望ましい。下水管16の壁面の濡れの状態も画像で計測するために、光の波長が異なる光源を複数用いて交互に照射させてもよい。例えば、白色光の光源と赤色光の光源を用いる方法もある。水に赤色光は吸収され易いため、白色光光源で撮影した画像と赤色光光源で撮影した画像を画像処理し、得られた画像の違いを評価することで、下水管16の内表面の濡れの状態を検出できる。その結果、例えば下水管16の中に流入している不明水を判別できる。
As the irradiation means 22, it is desirable to reduce the weight of the battery to be loaded as much as possible, and therefore, an LED is mentioned, but the irradiation means 22 is not particularly limited. It is desirable to use a white light source because the operator may need to visually check the image. In order to measure the wet state of the wall surface of the
図2は、図1に示す管路施設点検飛行体10を用いた管路施設点検システムを模式的に示す図である。管路施設点検飛行体10は、下水管16内を飛行している。管路施設点検飛行体10には、撮像手段20で撮影した画像を無線で伝送する無線伝送装置35が配置されている。地上からマンホール31に垂らしたアンテナ32とそれに接続された送受信装置33には、飛行体10で撮影した画像が無線伝送装置から伝送、受信され、地上の表示装置34に表示される。表示装置34で、地上の作業員が、撮影した画像を撮影と同時に確認することができる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a pipeline facility inspection system using the pipeline
一般に、下水管16は地上に対してほぼ並行に配置されており、マンホール31に対してほぼ直角に接続されている。よって、直進性の高い高周波の電波をマンホール31経由で下水管16へ送っても、マンホール31から下水管16に繋がる屈曲部で電波の減衰が大きく、電波が届きにくい場合がある。これに対し、アンテナ32をマンホール31に配置することで、直進性が高い高周波の電波であっても下水管16の中を電波が伝達し易くなり、より安定して飛行体10と通信することができる。
In general, the
アンテナ32は、導電体を樹脂で被覆して構成され、ケーブル状に巻き取れる性状が作業する上で好ましい。図2では、アンテナ32を入り口側のマンホール31、出口側のマンホール31にそれぞれ配置しているが、入口側のみ、出口側のみでもよい。
The
表示装置34は、特に制限されるものではなく、例えば、液晶、プラズマディスプレイ、ブラウン管等の据付型のPC用モニタや業務用モニタ、スマートフォン、タブレット等のモバイル装置でもよい。
The
図3は、管路施設点検飛行体10が水平方向に設置された下水管16の内部を飛行している際の径方向断面模式図である。下水管16には下水26が流れている。上方距離センサ12は下水管16の天井との距離yを計測しており、2つ備えられた側方距離センサ14は下水管16の壁面との距離x1およびx2を計測していることを示している。この図では進行方向は紙面の向こう側であり、管路施設点検飛行体10は後方が示されている。点検作業においては、壁面に衝突することなく、距離y、距離x1、および距離x2をいずれも一定に保ったまま管路施設点検飛行体10が下水管16の中を軸方向へ飛行できることが望ましい。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the radial direction when the pipeline
なお、この場合には異なる3方向の距離センサを備えることになるが、天井との距離yおよび壁面との距離x1、x2を算出できるのであれば、前述のようにさらに多い個数の距離センサを備えてもよい。ただし、距離センサの数の増加はコスト増、重量増および消費電力増につながるため、多くても10方向の距離センサがあれば十分である。 In this case, different distance sensors in three directions will be provided, but if the distance y to the ceiling and the distances x1 and x2 to the wall surface can be calculated, a larger number of distance sensors will be used as described above. You may prepare. However, an increase in the number of distance sensors leads to an increase in cost, weight, and power consumption, so a distance sensor with at most 10 directions is sufficient.
図4は、管路施設点検飛行体10が水平方向に設置された管路施設内を飛行している状態を鉛直上方から見た軸方向断面図である。このうち(a)は管路施設点検飛行体10が軸方向へ飛行している望ましい状態である。(b)は管路施設点検飛行体10の飛行方向が軸方向に対して右向きに傾いている好ましくない状態、(c)は逆に管路施設点検飛行体10の飛行方向が軸方向に対して左向きに傾いている好ましくない状態を示す。(a)の状態で飛行できれば管路施設点検飛行体10は壁面へ衝突せず、かつ一定した向きの解析しやすい画像を撮影できる。(b)(c)のようになると解析しづらい画像になるとともに、管路施設点検飛行体10が壁面に衝突する危険性がある。したがって、(b)(c)の状態になった場合には、管路施設点検飛行体10を自転させて(a)の状態に制御する必要がある。(b)(c)の場合には、距離x1と距離x2の和が(a)の場合に比べて長い。管路施設点検飛行体10の進行方向と下水管16の軸方向との向きの差を角度偏差θと定義する。
FIG. 4 is an axial cross-sectional view of a state where the pipeline
図6は、この角度偏差θとx1+x2の値の関係を模式図で示したグラフである。x1+x2が極小値となるときに角度偏差θは0となる。この関係を利用し、x1+x2の値が極小値となるよう管路施設点検飛行体10の自転制御をすることにより、図4(a)の飛行方向を維持したまま飛行することが可能となる。
FIG. 6 is a graph schematically showing the relationship between the angle deviation θ and the values of x1 + x2. When x1 + x2 has a minimum value, the angle deviation θ becomes 0. By utilizing this relationship and controlling the rotation of the pipeline
図5で示すように2つの側方距離センサ14による測定の向きが進行方向に対して直角でない場合であっても、管路施設点検飛行体10の側方に対してそれぞれ同じ角度で設置されている場合には、その測定距離であるx6およびx7を上述のx1およびx2と代替して用いてよい。
As shown in FIG. 5, even if the measurement directions of the two
ただし、図3で示すように、下水管16が円形管の場合、x1+x2を小さくするだけの条件で飛行制御し、x1+x2が0に近づくと、天井あるいは底に移動して衝突する可能性が生じる。すなわち、下水管16の天井との距離yの値が一定となる条件下で、管路施設点検飛行体10の自転制御をすることが必要である。これは卵形管でも同様である。一方、下水管が矩形管の場合でも、距離yの値が一定となる条件下で管路施設点検飛行体10の自転制御をすることが望ましい。このように距離yの値が一定となる条件下(距離yが内径2rの半分)で、x1+x2が極小値となるよう自転するアルゴリズムを飛行制御手段24に備える。
However, as shown in FIG. 3, when the
なお、上記ではx1+x2の値が極小となる例について述べたが、計算式はこれには限定されず、x1とx2を入力として求めた指標の値が目標範囲内を満たすことでもよい。例えば、係数を乗じたk1・x1+k2・x2の値が極小となる条件でもよいし、1/(x1+x2)の値が極大となる条件でもよい。あるいは、単にx1が目標範囲内を、かつx2も目標範囲内を維持する条件でもよい。いずれにしても、x1とx2を入力として求めた指標の値が極小、極大、あるいは所定の目標範囲内の値を満足すればよい。 In the above, the example in which the value of x1 + x2 is the minimum has been described, but the calculation formula is not limited to this, and the value of the index obtained by inputting x1 and x2 may satisfy the target range. For example, the condition may be such that the value of k1 · x1 + k2 · x2 multiplied by the coefficient is the minimum, or the value of 1 / (x1 + x2) is the maximum. Alternatively, the condition may be that x1 is maintained within the target range and x2 is maintained within the target range. In any case, the value of the index obtained by inputting x1 and x2 may be a minimum value, a maximum value, or a value within a predetermined target range.
管路施設点検飛行体10は進行方向への移動と自転を同時に実施してもよく、あるいは一定距離や一定時間の移動ごとに壁面との距離計測値に基づいた自転を実施してもよく、あるいは壁面との距離計測値が所定の範囲内の値であれば自転せずその範囲外の値となったときに自転制御することもよい。
The pipeline facility
ただし、上述のように自転して飛行しても、下水管16内の気流などの状態によっては図7で示すように壁面からの距離が一定とはならず変化してしまう可能性がある。このように飛行すると撮影した画像が解析しづらくなるとともに、管路施設点検飛行体10が壁面に接触あるいは衝突する場合が生じる。そこで、水平方向の少なくとも1方向の側方距離センサ14の値があらかじめ設定した値を維持するように左右方向へ移動するアルゴリズムを飛行制御手段24に備える。このアルゴリズムにすることで、壁面への接触や衝突を回避できるとともに、側方距離センサ14を備えた側の壁面との距離を一定に維持した飛行が可能となる。これにより、壁面との接触や衝突を回避することが可能となる。さらに、前方に備えた撮像手段20で撮影した画像の処理を容易化することも可能となる。例えば、管路施設点検飛行体10が飛行する下水管が円形管で内径2rが既知の場合、x1=x2=rかつy=rと設定することで管路施設点検飛行体10は管の中央を飛行することができる。前方に備えた撮像手段20の撮影画像は、遠方が中心、管路施設点検飛行体10の近くの壁面や天井が周辺に写りこむ。この画像を処理して展開図と呼ばれる、壁面側を直視した画像に変換する際には、撮像手段20が管の中央にあると幾何変換が容易となる。
However, even if the vehicle spins and rotates as described above, the distance from the wall surface may not be constant and may change as shown in FIG. 7, depending on the state of the airflow in the
あるいは、水平方向でお互いに逆方向の距離を測定する2つの距離センサの測定値の比率があらかじめ設定した値を維持するように、水平左右方向へ移動するアルゴリズムを飛行制御手段24に備える。このアルゴリズムを備えることで、壁面への接触や衝突を回避できるとともに、側方距離センサ14が備えられた側の壁面との距離の比率を一定に維持した飛行が可能となる。これにより、壁面との接触や衝突を回避することが可能となる。2つの距離センサの測定値の比率を等しくした場合、管路施設点検飛行体10は管の中央を進行することができ、前述と同様、前方に備えた撮像手段20で撮影した画像の処理が容易となる。
Alternatively, the flight control means 24 is provided with an algorithm for moving in the horizontal direction so that the ratio of the measurement values of the two distance sensors that measure the distances in the opposite directions in the horizontal direction maintains a preset value. By providing this algorithm, it is possible to avoid contact and collision with the wall surface, and it is possible to fly while maintaining a constant distance ratio with the wall surface on the side where the
下水管が直管のみで曲がりが無い場合には、図4(a)の状態を保ったまま飛行すれば安定した画像を得られる。しかし、現実的には直管のみではなく曲管も存在する。図8は、管路施設点検飛行体10がなだらかな曲率を持つ管路施設内を飛行している状態を鉛直上方から見た軸方向断面図である。上述したように、距離yの値を一定としたうえで、x1+x2の値が小さくなるよう自転して飛行することにより、なだらかな曲率を有する曲管でも(a)から(b)(c)(d)へと望ましい飛行を実現できる。
When the sewage pipe is a straight pipe without any bends, a stable image can be obtained by flying while maintaining the state of FIG. 4 (a). However, in reality, not only straight pipes but curved pipes also exist. FIG. 8 is an axial cross-sectional view of a state where the pipeline
実施例1で述べたように、天井から水が滴り落ちる場所がある下水管では、管路施設点検飛行体10にも水滴がかかる可能性がある。上方距離センサ12に上から水滴がかかった場合に測定精度が低下したり測定不能となる場合には、上方距離センサ12の代わりに下方距離センサを備え、下水管16の内径2rから減算することで天井との距離を推算するのもよい。ただし、下水管16の底部には下水が流れているのが普通であり、天井との距離の推算値には誤差が生じる可能性が高い。
As described in the first embodiment, in the sewer pipe where there is a place where water drips from the ceiling, water droplets may also splash on the pipeline
鉛直下方ではなく、水平および水平より下方向を向いていれば水滴がかかっても問題が生じない下方距離センサで計測値x3およびx4が分かった場合の模式図を図9に示す。2つの距離センサの計測値x3とx4に対し、内径2rの円形管の相対位置は2つ存在する。一方、水平および水平より下方向の向きに備えられた距離センサが3つの場合の模式図を図10に示す。3つの距離センサの計測値x3、x4、x5がある場合には、推定される円形管との相対位置は一意的に定まる。その結果を用い、天井との距離を幾何的な関係に基づき、精度良く推算することができる。 FIG. 9 shows a schematic diagram in the case where the measured values x3 and x4 are found by the lower distance sensor, which does not cause a problem even if water drops are applied if they are directed not horizontally downward but horizontally and downward. There are two relative positions of the circular tube having the inner diameter 2r with respect to the measured values x3 and x4 of the two distance sensors. On the other hand, FIG. 10 shows a schematic diagram in the case where there are three distance sensors provided in the horizontal direction and in a direction downward from the horizontal direction. When there are measured values x3, x4, and x5 of the three distance sensors, the estimated relative position to the circular tube is uniquely determined. Using the result, the distance to the ceiling can be accurately estimated based on the geometrical relationship.
下水管16は、場所によっては取り付け管からの流入水量が多く、管の断面に対する相対的な水位が高くなる場合が生じる。管路施設点検飛行体10が上方向の距離があらかじめ設定した範囲内の値を維持するように鉛直方向の位置を制御して飛行して進むと、水位が高い箇所では水没してしまう可能性が生じる。水没してしまうと飛行や画像取得が不可能となり、故障する危険性も高まるため水位が高い箇所へは進まないことが望ましい。そこで、下方向の距離、特に水面との距離を計測する距離センサを設けるのが望ましい。この距離があらかじめ設定した値よりも小さくなった場合には停止あるいは進行方向と逆方向に移動するアルゴリズムを飛行制御手段24には備えることがよい。これにより、管路施設点検飛行体10の水没による故障を未然に防止することが可能となる。
The
10…管路施設点検飛行体
12…上方距離センサ
14…側方距離センサ
16…下水管
18…プロペラ
20…撮像手段
22…照射手段
24…飛行制御手段
26…下水
30…飛行体本体
31…マンホール
32…アンテナ
33…送受信装置
34…表示装置
35…無線伝送装置
10 ... Pipe facility
Claims (7)
管路内に光を照射する照射手段と、
前記撮像手段と前記照射手段を配置し、管路内を飛行する飛行体本体と、
前記飛行体本体に配置され、管路と、管路内の飛行体本体との距離を測定する距離センサと、
前記飛行体本体に配置され、前記距離センサの測定値に基づいて管路内の飛行体本体の飛行方向を制御する飛行制御手段と、
を備え、
前記距離センサは、
前記飛行体本体の上面に配置され、管路と管路内の飛行体との、鉛直上向きの距離を測定する上方距離センサと、
前記飛行体本体の少なくとも2つの側面に配置され、管路と管路内の飛行体との、前記飛行体の進行方向に対して直角方向の距離を測定する側方距離センサと、
を有することを特徴とする管路施設点検飛行体。 Imaging means for imaging the inside of the pipeline,
Irradiation means for irradiating light into the pipeline,
An aircraft body that arranges the image pickup unit and the irradiation unit and flies in a pipeline,
A distance sensor that is arranged on the flight body, and measures a distance between the pipeline and the flight body in the pipeline,
Flight control means arranged on the aircraft body and controlling the flight direction of the aircraft body in the pipeline based on the measurement value of the distance sensor,
Equipped with
The distance sensor is
An upper distance sensor that is arranged on the upper surface of the aircraft body and that measures a vertically upward distance between the pipeline and the flight vehicle in the pipeline,
A lateral distance sensor that is disposed on at least two side surfaces of the aircraft body and that measures a distance between a pipeline and a flight vehicle in the pipeline in a direction perpendicular to a traveling direction of the flight vehicle;
Conduit facility inspection flying body which is characterized in Rukoto to have a.
前記上方距離センサで測定した、管路と管路内飛行体との距離を管路の内径半分に保ち、
前記側方距離センサで測定した、管路と管路内飛行体との距離の合計が極小値となるように飛行体の飛行方向を制御することを特徴とする管路施設点検飛行体。 The flight control means according to claim 1 ,
Measured with the upper distance sensor, keeping the distance between the pipeline and the flight object in the pipeline to half the inner diameter of the pipeline,
A pipeline facility inspection vehicle, wherein the flight direction of the aircraft is controlled so that the total distance between the pipeline and the flight vehicle in the pipeline measured by the lateral distance sensor has a minimum value.
前記飛行体本体の下面に配置され、管路内の水面と飛行体との、鉛直下向きの距離を測定する下方距離センサを、さらに有することを特徴とする管路施設点検飛行体。 The distance sensor according to claim 1 or 2 ,
A pipeline facility inspection aircraft, further comprising a downward distance sensor arranged on a lower surface of the aircraft body to measure a vertically downward distance between a water surface in the pipeline and the aircraft.
地上に配置され、前記管路施設点検飛行体で撮影した画像を、地上からマンホールに垂らしたアンテナを介して、無線で受信する送受信装置と、
前記送受信装置に接続され、撮影した画像を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする管路施設点検システム。 A pipeline facility inspection vehicle according to any one of claims 1 to 6 ,
A transmitter / receiver that is placed on the ground and wirelessly receives an image taken by the duct facility inspection air vehicle via an antenna hung from the ground into a manhole,
A display device connected to the transmission / reception device for displaying a captured image;
A system for inspecting pipeline facilities, characterized by comprising:
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