JP6690481B2 - Flight type inspection device - Google Patents

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Description

本発明は、飛行型点検装置に関する。   The present invention relates to a flight type inspection device.

従来から、ダムやビル、橋梁等の構造物においては、建設中から建設後に渡って、不良の有無を確認する点検作業が行われている。   BACKGROUND ART Conventionally, for structures such as dams, buildings, and bridges, inspection work has been performed during construction and after construction to check for defects.

特に足場が存在しない橋梁などの点検においては、無線で遠隔操作ができる、撮像装置を搭載した飛行体を用いて構造物(以下、点検対象物とも云う)を撮像し、点検する方法が公知である(例えば、特許文献1参照)。   In particular, when inspecting bridges that do not have scaffolds, there is a known method for imaging and inspecting a structure (hereinafter also referred to as an inspection object) using an air vehicle equipped with an imaging device that can be remotely controlled wirelessly. There is (for example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、飛行体に搭載された撮像装置の撮像領域内には、点検対象物の他に、空や太陽、川面など橋梁と比較して極端に明るい箇所が写り込む場合がある。   However, in the image pickup area of the image pickup device mounted on the air vehicle, an extremely bright portion such as the sky, the sun, or a river surface may be reflected in the image pickup area in addition to the inspection object.

このような場合、一般的な撮像装置では、撮像領域全体の輝度情報を用いて、撮像領域全体において白とびや黒つぶれが最小になるように輝度調整を行っている。そのため、極端に明るい箇所が映り込んだ場合に、比較的暗い点検を行いたい点検対象物部分が更に暗い画像に調整されてしまい、画像から損傷の有無等が十分に判断できないという課題があった。   In such a case, in a general image pickup apparatus, the brightness information of the entire image pickup area is used to perform the brightness adjustment so that overexposure and underexposure are minimized in the entire image pickup area. Therefore, when an extremely bright portion is reflected, the portion of the inspection object to be subjected to relatively dark inspection is adjusted to a darker image, and there is a problem that it is not possible to sufficiently judge the presence or absence of damage from the image. .

そこで、上記課題に鑑み、撮像領域内に極端に明るい部分がある場面においても、点検対象物を点検可能な画像に調整可能な飛行型点検装置を提供することにある。   Therefore, in view of the above problem, it is an object of the present invention to provide a flight-type inspection device capable of adjusting an inspection object to an image that can be inspected even in an extremely bright part in an imaging region.

上記目的を達成するため、一実施形態において、飛行型点検装置は、
回転翼と、前記回転翼を回転させる駆動装置と、前記駆動装置の回転を制御する制御部とを有する飛行体と、
点検対象物を撮像する撮像装置とを備え、
前記撮像装置は、
二次元状に複数の光電変換素子が配列された画素アレイを有し、前記画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度に基づいて、前記全領域の画像信号レベルを調整する。
In order to achieve the above object, in one embodiment, a flight-type inspection device comprises:
An aircraft having a rotor, a drive device for rotating the rotor, and a controller for controlling the rotation of the drive device,
And an image pickup device for picking up an image of the inspection object,
The imaging device is
A pixel array in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a two-dimensional manner is provided, and based on the input signal intensity from the inspection required area requiring inspection of the entire area of the pixel array, the image signal level of the entire area Adjust.

本実施形態によれば、撮像領域内に極端に明るい部分がある場面においても、点検対象物を点検可能な画像に調整可能な飛行型点検装置を提供できる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a flight-type inspection device capable of adjusting an inspection object to an image that can be inspected even in a scene where an extremely bright portion exists in the imaging region.

第1の実施形態における点検対象物の一例である橋梁の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the bridge which is an example of the inspection target object in 1st Embodiment. Aは、図1に示す橋梁の側面部を撮像する場合を説明する側面図である。BはAに示す領域Jを撮像した場合の一般的な画像を例示する図である。FIG. 3A is a side view illustrating a case where an image of a side surface portion of the bridge shown in FIG. 1 is captured. B is a diagram illustrating a general image when the region J shown in A is imaged. 第1の実施形態に係る飛行型点検装置の概略図である。It is a schematic diagram of the flight type inspection device concerning a 1st embodiment. 第1撮像装置と第2撮像装置の撮像領域を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the imaging area of a 1st imaging device and a 2nd imaging device. 第1の実施形態に係る飛行型点検装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the flight type inspection device concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置の概略図である。It is a schematic diagram of an imaging device which constitutes a flight type inspection device concerning a 1st embodiment. 撮像装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an imaging device. Aは、第1撮像装置の処理部により処理される画素アレイの全領域の分割例を示す図である。Bは第2撮像装置の処理部により処理される画素アレイの全領域の分割例を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing an example of division of the entire area of the pixel array processed by the processing unit of the first imaging device. FIG. 9B is a diagram showing an example of division of the entire area of the pixel array processed by the processing unit of the second imaging device. 第1の実施形態に係る飛行型点検装置の処理流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining the processing flow of the flight type inspection device concerning a 1st embodiment. 第2の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an imaging device which constitutes a flight type inspection device concerning a 2nd embodiment. 第3の実施形態に係る飛行型点検装置を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a flight type inspection device concerning a 3rd embodiment. 第4の実施形態に係る飛行型点検装置を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a flight type inspection device concerning a 4th embodiment.

以下に添付図面を参照して、本実施形態に係る飛行型点検装置を詳細に説明する。本実施形態では、点検対象物として橋梁Kを例に取り説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   The flight-type inspection device according to the present embodiment will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the bridge K will be described as an example of the inspection object. In each drawing, the same components may be denoted by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態における点検対象物の一例である橋梁Kの構造を説明する図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a bridge K that is an example of an inspection object according to the first embodiment.

橋梁Kは、橋脚部K1と本体部K2を有する。本体部K2は、主桁K21、床板K22、側面部K23、路面K24を有している。床板K22の主桁K21より外側には、張出部K22aが形成されている。   The bridge K has a bridge pier portion K1 and a main body portion K2. The main body portion K2 has a main girder K21, a floor plate K22, a side surface portion K23, and a road surface K24. An overhanging portion K22a is formed outside the main girder K21 of the floor plate K22.

一般的に無人飛行体を用いた点検要求がある橋梁Kの部位としては、人や車が通行する路面K24より下の部分で、主桁K21の下面や側面、床板K22の裏面(張出部K22a)などがあげられる。   Generally, as a portion of the bridge K that requires an inspection using an unmanned air vehicle, a portion below the road surface K24 through which people and vehicles pass, the lower surface and side surfaces of the main girder K21, the back surface of the floor board K22 (overhanging portion). K22a) and the like.

上記した箇所を撮像装置により撮像する場合、撮像装置は横向き又は上向きの状態で撮像することになる。   When the above-mentioned location is imaged by the image pickup device, the image pickup device picks up the image in a sideways or upward direction.

図2から一般的な飛行型点検装置に搭載された撮像装置の課題点を説明する。図2(A)に、図1に示す橋梁Kの側面部を撮像する場合を説明する側面図を示した。図2(B)には、図2(A)に示す領域Jを撮像した場合の一般的な画像を例示する図である。なお、図2において説明の関係上、飛行型点検装置は省略した。   The problems of the image pickup device mounted on the general flight inspection device will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a side view for explaining a case where the side surface portion of the bridge K shown in FIG. 1 is imaged. FIG. 2B is a diagram illustrating a general image when the region J shown in FIG. 2A is imaged. Note that the flight type inspection device is omitted in FIG. 2 for the sake of explanation.

図2(A)に示すように、主桁K21の側面を光軸がほぼ水平な横向きカメラSを用いて撮影しようとした場合、撮像領域J(撮影視界)の上部には床板K22や側面部K23などが存在し、極端に明るい空などが写り込むことがない。   As shown in FIG. 2 (A), when an attempt is made to photograph the side surface of the main girder K21 using the lateral camera S whose optical axis is substantially horizontal, the floor board K22 and the side surface portion are located above the imaging region J (field of view). There is K23 etc., and extremely bright sky etc. will not be reflected.

一方、撮像領域Jの下部には、橋梁Kの反対側に位置する空(太陽)などが写り込む可能性がある。また、点検効率を上げるために、横向きカメラSと、光軸がほぼ垂直な上向きカメラを並設して搭載した場合は、上向きカメラの撮像領域の点検対象物(橋梁K)に近い側(上側)には常に点検対象物(床板K22や張出部K22aの裏面など)が存在するが、その反対側(下側)は空(太陽)などが映り込む可能性がある。   On the other hand, the sky (sun) or the like located on the opposite side of the bridge K may be reflected in the lower part of the imaging region J. Further, in order to improve the inspection efficiency, when a horizontal camera S and an upward camera whose optical axis is substantially vertical are installed in parallel, the side close to the inspection object (bridge K) in the imaging area of the upward camera (upper side). ) Always has an object to be inspected (such as the floor board K22 or the back surface of the overhanging portion K22a), but the sky (sun) or the like may be reflected on the opposite side (lower side).

上記のように撮像領域内に極端に明るい箇所が映り込んだ場合、一般的な撮像装置は、撮像領域全体の輝度情報(入力信号強度)を用いて、撮像領域全体において白とびや黒つぶれが最小になるような輝度調整を行っている。すると、図2(B)に示すように、点検したい主桁K21の側面部分は通常より更に暗い画像に輝度調整されてしまい、背景とひび割れHとの区別がつきにくい画像になってしまう。   When an extremely bright portion is reflected in the image capturing area as described above, a general image capturing apparatus uses the brightness information (input signal strength) of the entire image capturing area to cause overexposure or underexposure in the entire image capturing area. The brightness is adjusted so as to minimize it. Then, as shown in FIG. 2B, the side portion of the main girder K21 to be inspected has its brightness adjusted to a darker image than usual, which makes it difficult to distinguish the background from the cracks H.

よって、第1の実施形態では、図3に示すような飛行型点検装置1を用いて橋梁Kの点検を行う。   Therefore, in the first embodiment, the bridge K is inspected using the flight type inspection device 1 as shown in FIG.

<飛行型点検装置1>
次に、第1の実施形態に係る飛行型点検装置1の構成の一例について説明する。図3は、第1の実施形態に係る飛行型点検装置1の概略構成図である。(A)は飛行型点検装置1の平面図、(B)は(A)の左側面図、(C)は(A)の正面図である。
<Flight type inspection device 1>
Next, an example of the configuration of the flight-type inspection device 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the flight-type inspection device 1 according to the first embodiment. (A) is a plan view of the flight-type inspection device 1, (B) is a left side view of (A), and (C) is a front view of (A).

飛行型点検装置1は、飛行体10と、撮像装置30とを備え、点検対象物の任意の箇所を撮像し点検が可能な点検装置である。   The flight-type inspection device 1 is an inspection device that includes a flying body 10 and an imaging device 30 and that can image and inspect an arbitrary portion of an inspection object.

飛行体10は、フレーム11と、駆動装置12と、回転翼13と、脚部14と、制御部20とを有する遠隔操縦式の無人飛行体である。   The air vehicle 10 is a remote-controlled unmanned air vehicle having a frame 11, a drive device 12, a rotary wing 13, legs 14, and a controller 20.

フレーム11は、図3(A)に示すように、ウエブ部11aと、ウエブ部11aの両端部に配置されたフランジ部11bとが平面視においてH型の形状となるように配置されている。しかし、フレーム11はこの限りではなく、飛行体10の中心から放射状に伸び、互いに直角をなすようにX字状に設けられた4本のアームを有する構成としてよい。また、駆動装置12と回転翼13の数だけ中心から放射状にアームが伸びた構造であってよい。   As shown in FIG. 3A, the frame 11 is arranged such that the web portion 11a and the flange portions 11b arranged at both end portions of the web portion 11a have an H shape in a plan view. However, the frame 11 is not limited to this, and may be configured to have four arms radially extending from the center of the flying body 10 and provided in X-shape so as to form a right angle with each other. Moreover, the structure may be such that arms are radially extended from the center by the number of the drive devices 12 and the rotary blades 13.

駆動装置12は、回転翼13を回転させるモータであり、ブラシレスモータが好ましい。駆動装置12は、2本のフランジ部11bの先端部の各々に取り付けられ、回転翼13の回転軸と連結されている。各駆動装置12は、制御部20により、独立して制御される。   The drive device 12 is a motor that rotates the rotary vanes 13, and is preferably a brushless motor. The drive device 12 is attached to each of the tip end portions of the two flange portions 11b and is connected to the rotary shaft of the rotary blade 13. Each drive device 12 is independently controlled by the control unit 20.

回転翼13は、各駆動装置12のそれぞれに取り付けられており、駆動装置12の駆動により回転する。回転翼13は、各駆動装置12の駆動が独立して制御されることで、その回転速度が調整される。回転翼13の数としては、図示例の4個に限定されるものではなく、3以上であれば飛行体として安定した飛行ができるよう機能し、さらには4,6,8のような偶数であることが望ましい。また、回転翼13は、図3(A)に示すように、略同一平面上に複数の回転翼13が配置される形態に限定されるものではなく、略同一平面上に配置された複数の回転翼13が多段に積層される形態であってもよい。   The rotary blade 13 is attached to each of the drive devices 12, and is rotated by the drive of the drive device 12. The rotation speed of the rotary blade 13 is adjusted by controlling the drive of each drive device 12 independently. The number of the rotor blades 13 is not limited to four in the illustrated example, but if it is three or more, it functions as a flying body so that stable flight can be performed. Is desirable. Further, as shown in FIG. 3 (A), the rotary blades 13 are not limited to the configuration in which the plurality of rotary blades 13 are arranged on substantially the same plane, but the plurality of rotary blades 13 arranged on the substantially same plane are provided. The rotary blades 13 may be stacked in multiple stages.

脚部14は、2本のフランジ部11bの略中央位置の下面と連結されている。脚部14は、下側部が逆V字形状に形成されて、飛行体10が地面に着陸した際等に飛行体10を衝撃から保護する。   The leg portion 14 is connected to the lower surface of the two flange portions 11b at the substantially central position. The leg portion 14 is formed in an inverted V-shape on the lower side, and protects the aircraft 10 from impact when the aircraft 10 lands on the ground.

制御部20は、フレーム11のウエブ部11aの下面側に取り付けられている。制御部20は、目的に応じて設置された各種のセンサからの信号や、外部から送信される操縦信号に応じて駆動装置12の駆動を制御する。   The control unit 20 is attached to the lower surface side of the web portion 11 a of the frame 11. The control unit 20 controls the drive of the drive device 12 according to signals from various sensors installed according to the purpose and a control signal transmitted from the outside.

また、制御部20は、各駆動装置12の駆動を独立して制御することで各々の回転翼13の回転速度を独立に制御し、飛行型点検装置1を上昇、下降、前進、後退、水平回転の各方向へと移動、静止させる。   In addition, the control unit 20 independently controls the drive of each drive device 12 to independently control the rotation speed of each rotary vane 13, and raises, lowers, forwards, retreats, or horizontally moves the flight type inspection device 1. Move and stop in each direction of rotation.

撮像装置30は、制御部20からの信号により画像を取得するカメラである。撮像装置30は、フレーム11のウエブ部11aに固定されている。   The imaging device 30 is a camera that acquires an image based on a signal from the control unit 20. The image pickup device 30 is fixed to the web portion 11 a of the frame 11.

本実施形態の撮像装置30は、飛行体10の飛行時に光軸が略水平になるよう設置された第1撮像装置31と、飛行体10の飛行時に光軸が略鉛直上向きになるよう設置された第2撮像装置32を有している。   The image pickup apparatus 30 of the present embodiment is installed such that the optical axis of the flying body 10 is substantially horizontal when the flying body 10 is flying, and the optical axis of the flying body 10 is substantially vertically upward when the flying body 10 is flying. It also has a second imaging device 32.

上記の構成により、図1、図2に示した主桁K21の側面のような垂直部分を第1撮像装置31で撮像し、同時に床板K22や張出部K22aの裏面を第2撮像装置32で撮像することができる。   With the above configuration, the vertical portion such as the side surface of the main girder K21 shown in FIGS. 1 and 2 is imaged by the first imaging device 31, and at the same time, the back surface of the floor board K22 and the overhanging portion K22a is imaged by the second imaging device 32. It can be imaged.

本実施形態の第1撮像装置31と第2撮像装置32とは、図4に示すように第1撮像装置31と第2撮像装置32とにより共通する撮像領域Gを形成可能にフレーム11に配置されている。点線の範囲が第1撮像装置31の撮像領域であり、一点鎖線が第2撮像装置32の撮像領域である。したがって、本実施形態の飛行型点検装置1は、死角のない画像を取得して、橋梁Kの全体に亘って漏れのない点検を行うことができる。   The first imaging device 31 and the second imaging device 32 of the present embodiment are arranged in the frame 11 so that a common imaging region G can be formed by the first imaging device 31 and the second imaging device 32 as shown in FIG. Has been done. The range of the dotted line is the imaging region of the first imaging device 31, and the dashed-dotted line is the imaging region of the second imaging device 32. Therefore, the flight-type inspection device 1 of the present embodiment can acquire an image with no blind spots and perform an inspection without leakage over the entire bridge K.

次に、飛行型点検装置1の制御構成の一例について、図5を参照しながら説明する。図5は、本実施形態に係る飛行型点検装置1の機能ブロック図である。   Next, an example of the control configuration of the flight type inspection device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a functional block diagram of the flight-type inspection device 1 according to the present embodiment.

図5に示すように、飛行型点検装置1は、駆動部15と、センサ部16と、記憶部17と、機体通信部18と、制御部20と、撮像部3と、電源部40とを有する。   As shown in FIG. 5, the flight-type inspection device 1 includes a drive unit 15, a sensor unit 16, a storage unit 17, an airframe communication unit 18, a control unit 20, an imaging unit 3, and a power supply unit 40. Have.

駆動部15は、図3の駆動装置12により実現される。   The drive unit 15 is realized by the drive device 12 in FIG.

センサ部16としては、例えば運動を司る3軸の角度(又は角速度)と加速度を検出することが可能な慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)を用いることができる。また、センサ部16には、現地点と離陸地点との間の気圧差に基づいて高度の情報を取得することができるという観点から、気圧センサが搭載されていることが好ましい。   As the sensor unit 16, for example, an inertial measurement unit (IMU: Inertial Measurement Unit) capable of detecting the angles (or angular velocities) of three axes governing motion and acceleration can be used. Further, it is preferable that the sensor unit 16 be equipped with an atmospheric pressure sensor from the viewpoint that altitude information can be acquired based on the atmospheric pressure difference between the local point and the takeoff point.

記憶部17は、例えば飛行型点検装置1の飛行ルート等の情報を格納する記憶装置の一例である。記憶部17は、撮像装置30により得られた画像情報を記憶する。   The storage unit 17 is an example of a storage device that stores information such as a flight route of the flight-type inspection device 1, for example. The storage unit 17 stores the image information obtained by the imaging device 30.

機体通信部18は、地上の操縦装置5との間で信号の送受信を行うことにより、機体の状況を伝達したり、地上から遠隔で飛行体10を操縦したりすることができる。地上の操縦装置5は、例えば操縦部51と地上通信部52とを有する。そして、操縦者が操縦部51を操縦することで、地上通信部52を介して機体通信部18に、各駆動装置12の回転数の設定値に関する信号、撮像装置30のシャッタータイミングに関する信号等、各種の信号が送信される。   The airframe communication unit 18 can transmit and receive signals to and from the control device 5 on the ground to transmit the status of the airframe and control the air vehicle 10 remotely from the ground. The ground control device 5 includes, for example, a control unit 51 and a ground communication unit 52. Then, when the operator operates the control unit 51, the aircraft communication unit 18 via the ground communication unit 52 is informed of a signal related to the set value of the rotation speed of each drive device 12, a signal related to the shutter timing of the imaging device 30, and the like. Various signals are transmitted.

制御部20は、センサ部16から得られる飛行型点検装置1の現在の姿勢、速度、向き、位置等の情報を示す信号と、記憶部17に予め格納されている飛行ルート等の情報とに基づいて各駆動装置12の回転数を設定し駆動部15に出力する。これにより、飛行型点検装置1は、自律的に移動することができる。自律的に移動可能な構造においては、目的位置が予め指定可能であれば操縦者の視界の届かない遠方や、橋梁の桁内等を点検可能である。   The control unit 20 receives a signal indicating information on the current attitude, speed, orientation, position, etc. of the flight-type inspection device 1 obtained from the sensor unit 16 and information such as flight routes stored in the storage unit 17 in advance. The number of rotations of each drive unit 12 is set based on the output and output to the drive unit 15. Thereby, the flight type inspection device 1 can move autonomously. In a structure that can move autonomously, if the target position can be specified in advance, it is possible to inspect a distant place where the driver's view cannot reach or a girder of the bridge.

また、制御部20は、機体通信部18により取得した遠隔操縦のために操縦者から無線又は有線接続された外部の操縦装置5から送信される信号に基づいて、各駆動装置12の回転数を設定することもできる。   In addition, the control unit 20 controls the rotation speed of each drive unit 12 based on a signal transmitted from the pilot control device 5 externally connected by radio or wire for remote control acquired by the airframe communication unit 18. It can also be set.

なお、有線接続で遠隔操縦する構造においては、電源も有線で供給することで長時間の連続飛行が可能となる。また、無線により遠隔操縦する構造は、より遠方への到達や、樹木や鉄骨等の障害物が飛行過程にある場合であっても妨げられることなく目的位置に到達させることが可能である。   In the structure of remote control by wire connection, long-time continuous flight is possible by supplying power by wire. In addition, the structure for remotely controlling by radio can reach a target position without being obstructed even if it reaches farther away and obstacles such as trees and steel frames are in the flight process.

撮像部3は、図3の撮像装置30により実施される。撮像部3は、制御部20からの信号により画像を取得する。なお、図5では、撮像部3が制御部20に接続され、制御部20からの信号により画像を取得する形態を示しているが、本実施形態はこの点において限定されるものではなく、撮像部3が制御部20に接続されていない形態であってもよい。この場合、撮像部3は、飛行型点検装置1が飛行している間、制御部20からの信号によらずに単独で動画像を連続して取得したり、静画像を一定間隔で取得したりすることができる。また、撮像部3は、地上からの電波、赤外線等によって送信されるシャッター信号に基づいて画像を取得することができる。また、撮像部3は、その他公知の技術により画像を取得することができる。   The image capturing unit 3 is implemented by the image capturing device 30 in FIG. The image pickup unit 3 acquires an image based on a signal from the control unit 20. Although FIG. 5 shows a mode in which the image capturing unit 3 is connected to the control unit 20 and an image is acquired by a signal from the control unit 20, the present embodiment is not limited in this respect, and the image capturing is performed. The unit 3 may not be connected to the control unit 20. In this case, the imaging unit 3 continuously acquires the moving images independently of the signal from the control unit 20 or acquires the still images at regular intervals while the flight-type inspection device 1 is flying. You can Further, the imaging unit 3 can acquire an image based on a shutter signal transmitted by radio waves from the ground, infrared rays, or the like. Further, the image pickup unit 3 can acquire an image by other known techniques.

電源部40は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。電源部40は、飛行型点検装置1の各部に電力を供給する。   The power supply unit 40 is a secondary battery such as a lithium-ion battery. The power supply unit 40 supplies electric power to each unit of the flight-type inspection device 1.

<撮像装置>
次に、撮像装置30の構成について、図6、図7を参照しながら説明する。図6は、本実施形態に係る撮像装置30の概略構成図である。図7は、本実施形態に係る撮像装置30の機能ブロック図である。本実施形態の撮像装置30は、第1撮像装置31と第2撮像装置32を有するが、図6、図7では、説明の関係上、第1撮像装置31を示した。第2撮像装置32は、第1撮像装置31と同様の構成を有しているため、説明は省略する。
<Imaging device>
Next, the configuration of the imaging device 30 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the imaging device 30 according to the present embodiment. FIG. 7 is a functional block diagram of the imaging device 30 according to the present embodiment. The imaging device 30 of the present embodiment has a first imaging device 31 and a second imaging device 32, but the first imaging device 31 is shown in FIGS. 6 and 7 for the sake of explanation. The second image pickup device 32 has the same configuration as the first image pickup device 31, and thus the description thereof is omitted.

第1撮像装置31は、少なくとも筐体311と、レンズ312と、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)313を有している。   The first imaging device 31 includes at least a housing 311, a lens 312, and a light emitting diode (LED) 313.

筐体311は、レンズ312などを収納するものである。図示例では矩形状とされているがこの限りではない。   The housing 311 accommodates the lens 312 and the like. In the illustrated example, the shape is rectangular, but it is not limited to this.

レンズ312は、結像面上に像を形成する機能を有する。   The lens 312 has a function of forming an image on the image plane.

発光ダイオード313は、点検対象物に光を照射する光源の一例である。発光ダイオード313は、レンズ312の外周位置に周方向に等間隔となるように複数設けられており、第1撮像装置31の撮像タイミングに連動して発光可能となっている。このため、撮影環境に左右されることなく画像を撮像することができる。特に、橋梁Kの下面を撮像する場合、直射日光が届かないため、画像取得に十分な光量を確保することが困難である。しかし、発光ダイオード313を有する場合、発光ダイオード313により点検対象物に光を照射することができるため、画像取得に十分な光量を確保することができる。   The light emitting diode 313 is an example of a light source that irradiates the inspection object with light. A plurality of the light emitting diodes 313 are provided on the outer peripheral position of the lens 312 at equal intervals in the circumferential direction, and can emit light in synchronization with the imaging timing of the first imaging device 31. Therefore, it is possible to capture an image regardless of the shooting environment. In particular, when the lower surface of the bridge K is imaged, direct sunlight does not reach it, so it is difficult to secure a sufficient amount of light for image acquisition. However, when the light emitting diode 313 is provided, the inspection object can be irradiated with light by the light emitting diode 313, so that a sufficient amount of light for image acquisition can be secured.

なお、光源としては、発光ダイオード313に限定されるものではないが、サイズが小さく、軽量であり、消費電力が少なく、高速で点灯、消灯が可能であり、特定波長域のみの光を選択的に照射可能である等の観点から、発光ダイオード313であることが好ましい。光源のサイズが小さい場合、設置位置の自由度が高くなる。光源が軽量である場合、飛行体10の限られた可搬積載重量に与える影響が小さくなる。光源の消費電力が少ない場合、飛行体10の電源部への負荷が小さく、光源を設けることにより飛行時間が短縮されるのを抑制することができる。特定波長域のみの光を選択的に照射可能である場合、特定波長域のみを利用して撮像を行う場合におけるエネルギー利用効率を高めることができ、電源部40の消費電力を特に少なくすることができる。   The light source is not limited to the light emitting diode 313, but is small in size, lightweight, consumes less power, can be turned on and off at high speed, and selectively emits light in a specific wavelength range. The light emitting diode 313 is preferable from the viewpoint that it can be irradiated with light. When the size of the light source is small, the degree of freedom in the installation position is high. When the light source is lightweight, it has less influence on the limited transportable weight of the aircraft 10. When the power consumption of the light source is small, the load on the power supply unit of the flying object 10 is small, and the flight time can be suppressed from being shortened by providing the light source. When light in only the specific wavelength range can be selectively emitted, the energy use efficiency in the case of performing imaging using only the specific wavelength range can be improved, and the power consumption of the power supply unit 40 can be particularly reduced. it can.

次に、撮像装置30の制御構成の一例について、図7を参照しながら説明する。図7は、本実施形態に係る飛行型点検装置1を構成する撮像装置30の機能ブロック図である。なお、図7は、第1撮像装置31のみを示しているが、第2撮像装置32も同様である。   Next, an example of the control configuration of the imaging device 30 will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a functional block diagram of the imaging device 30 that constitutes the flight type inspection device 1 according to the present embodiment. Although FIG. 7 shows only the first imaging device 31, the second imaging device 32 is also the same.

撮像装置31は、発光部31A、光学系部31B、画素アレイ部31C、処理部31Dを有している。   The imaging device 31 includes a light emitting unit 31A, an optical system unit 31B, a pixel array unit 31C, and a processing unit 31D.

発光部31Aは、図6に示す発光ダイオード313により実施される。光学系部31Bは、レンズや光学フィルタなどを有し受光部としての機能を発揮する。   The light emitting unit 31A is implemented by the light emitting diode 313 shown in FIG. The optical system unit 31B has a lens, an optical filter, and the like, and functions as a light receiving unit.

画素アレイ部31Cは、二次元状に複数の光電変換素子(画素)が規則的に配列されて成り、光学系部31Bから各光電変換素子へ入力された各信号(輝度、画素値)を処理部31Dへ出力する。   The pixel array section 31C is formed by regularly arraying a plurality of photoelectric conversion elements (pixels) in a two-dimensional manner, and processes each signal (luminance, pixel value) input from the optical system section 31B to each photoelectric conversion element. It is output to the unit 31D.

処理部31Dは、画素アレイ部31Cの各光電変換素子から出力された信号を順に読出し処理する。処理部31Dは、画素アレイ部31Cへの書き込みや読出しおよび発光部31Aの点灯タイミングの基準となるクロック回路、光電変換素子の行・列の選択回路、A/D変換回路や、画像処理プロセッサ、ビデオエンコーダ、記憶領域、CPUなどからなり、画素アレイ部31Cから出力される信号に対して処理を行い、動画や静止画のファイル形式への変換処理を行う。   The processing unit 31D sequentially reads and processes the signals output from the photoelectric conversion elements of the pixel array unit 31C. The processing unit 31D includes a clock circuit serving as a reference for writing and reading to and from the pixel array unit 31C and lighting timing of the light emitting unit 31A, a row / column selection circuit of photoelectric conversion elements, an A / D conversion circuit, an image processor, It is composed of a video encoder, a storage area, a CPU, and the like, and processes a signal output from the pixel array unit 31C to convert a moving image or a still image into a file format.

本実施形態の処理部31Dは、画素アレイ部31Cを構成する全光電変換素子の領域(以下、単に画素アレイの全領域という)を、電気的に複数の領域に分割している。処理部31Dは、画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度(輝度)に基づいて、画素アレイの全領域の画像信号レベルを調整する処理を行う。この点を、以下に詳しく説明する。   The processing section 31D of the present embodiment electrically divides the area of all photoelectric conversion elements forming the pixel array section 31C (hereinafter, simply referred to as the entire area of the pixel array) into a plurality of areas. The processing unit 31D performs a process of adjusting the image signal level of the entire area of the pixel array based on the input signal strength (luminance) from the inspection required area of the entire area of the pixel array that needs inspection. This point will be described in detail below.

図8(A)は、第1撮像装置31の処理部31Dにより処理される画素アレイの全領域の分割例を示した。   FIG. 8A shows an example of division of the entire area of the pixel array processed by the processing unit 31D of the first imaging device 31.

第1撮像装置31が、例えば図2(B)に示すような画像を捕えた場合、処理部31Dは、破線で示すように水平方向に延びる2本の第1分割線L1、L2により、画素アレイの全領域を鉛直方向に上領域U1,中領域M1、下領域S1の3分割にする。勿論、2分割、4分割など分割数は限定されない。   When the first imaging device 31 captures an image as shown in FIG. 2B, for example, the processing unit 31D uses two first dividing lines L1 and L2 extending in the horizontal direction as shown by a broken line to display the pixels. The entire area of the array is vertically divided into three areas of an upper area U1, a middle area M1 and a lower area S1. Of course, the number of divisions such as 2 divisions and 4 divisions is not limited.

例えば図2(B)に示すような画像の場合、点検を行いたい点検要領域は、空や太陽以外の上領域U1から中領域M1にかけての領域である。   For example, in the case of the image shown in FIG. 2B, the inspection required area to be inspected is the area from the upper area U1 other than the sky and the sun to the middle area M1.

この際、上領域U1にのみ着目し、上領域U1内の入力信号強度(輝度)の最小値、最大値に基づいて、画素アレイの全領域の画像信号レベル(輝度)の最小値、最大値を決定することが本実施形態の特長である。   At this time, focusing only on the upper region U1, based on the minimum value and the maximum value of the input signal strength (luminance) in the upper region U1, the minimum value and the maximum value of the image signal level (luminance) of the entire area of the pixel array. Is a feature of this embodiment.

上記の処理を行うことにより、下領域S1は画素アレイ輝度の最大値を超えることになり、撮像される空や太陽は真っ白となる所謂白とびした画像になる。しかし下領域S1は点検対象物ではないため点検には無関係な箇所であり問題にはならない。一方、点検を行いたい上領域U1と中領域M1は、例えば2つの領域内の最も明るい部分が最大輝度になるように調整できるため、背景とひび割れHのような暗部とのコントラストが明瞭になり、ひび割れHやジャンカなどの検出が容易になる。   By performing the above processing, the lower region S1 exceeds the maximum value of the pixel array brightness, and the sky or sun to be imaged becomes a so-called white-out image. However, since the lower region S1 is not an inspection object, it is a portion unrelated to inspection and does not pose a problem. On the other hand, the upper area U1 and the middle area M1 to be inspected can be adjusted, for example, so that the brightest part in the two areas has the maximum brightness, so that the contrast between the background and the dark part such as the crack H becomes clear. It becomes easy to detect cracks H and junkers.

図8(B)は、第2撮像装置32の処理部32Dにより処理される画素アレイの全領域の分割例を示した。   FIG. 8B shows an example of division of the entire area of the pixel array processed by the processing unit 32D of the second imaging device 32.

第2撮像装置32は、図1に示す主桁K21の範囲を点検(撮像)している場合、画素アレイの全領域(又は撮像領域全体)に点検対象物が写りこむことになる。しかし、主桁K21より外側の張出部K22aを点検する際には、点検対象物以外が写り込む可能性が生じる。   When the second imaging device 32 is inspecting (imaging) the range of the main girder K21 shown in FIG. 1, the inspection object is reflected in the entire area of the pixel array (or the entire imaging area). However, when inspecting the overhanging portion K22a outside the main girder K21, there is a possibility that something other than the inspection object is reflected.

そこで処理部32Dは、破線で示すように第1分割線L1、L2と平行な水平方向に延びる1本の第2分割線L3により、画素アレイの全領域を鉛直方向に上領域U2と下領域S2の2分割にする。勿論、3分割以上であってよい。   Therefore, the processing unit 32D vertically extends the entire region of the pixel array into the upper region U2 and the lower region by using one second dividing line L3 extending in the horizontal direction parallel to the first dividing lines L1 and L2 as shown by the broken line. Divide S2 into two. Of course, it may be divided into three or more.

図8(B)に示すような画像の場合、点検を行いたい点検要領域は、空や太陽以外の上領域U2の部分となる。   In the case of the image shown in FIG. 8B, the inspection required area to be inspected is the upper area U2 other than the sky and the sun.

飛行型点検装置1は第1撮像装置31で点検対象物の点検面をとらえるために、点検面と正対した状態で左右方向に移動する。その際、第2撮像装置32の第1撮像装置31が撮像した点検対象物に近い領域(図示例では上領域U2)には、第1撮像装置31の撮像領域の上領域U1と同じ箇所もしくはその近傍が写ることになる。図示例では主桁K21の一部である。即ち、上領域U2には常に点検対象物が写っていることになる。   The flight type inspection device 1 moves in the left-right direction in a state of facing the inspection surface in order to catch the inspection surface of the inspection object by the first imaging device 31. At that time, in a region (upper region U2 in the illustrated example) near the inspection object imaged by the first imaging device 31 of the second imaging device 32, the same position as the upper region U1 of the imaging region of the first imaging device 31 or The neighborhood will be captured. In the illustrated example, it is a part of the main girder K21. That is, the inspection object is always reflected in the upper area U2.

一方、第1撮像装置31から離れた領域である下領域S2では空や太陽などが写り込む可能性が生じる。   On the other hand, there is a possibility that the sky or the sun may be reflected in the lower area S2, which is an area away from the first imaging device 31.

上記の点から第2撮像装置32の処理部32Dは、上領域U2にのみ着目し、上領域U2内の入力信号強度(輝度)の最小値、最大値に基づいて、画素アレイの全領域の画像信号レベル((輝度)の最小値、最大値を決定する。そのため、背景とひび割れHのような暗部とのコントラストが明瞭になり、ひび割れやジャンカなどの検出が容易になる。   From the above point, the processing unit 32D of the second imaging device 32 focuses only on the upper region U2, and based on the minimum value and the maximum value of the input signal intensity (luminance) in the upper region U2, The minimum value and the maximum value of the image signal level ((luminance) are determined. Therefore, the contrast between the background and the dark portion such as the crack H becomes clear, and the crack or the jumper is easily detected.

上記してきたように本実施形態の飛行型点検装置1は、撮像領域内に極端に明るい部分が映り込む場面においても、点検に適した画像となるようにコントラスト調整して、確実に点検対象物を点検することが可能となる。   As described above, the flight-type inspection device 1 of the present embodiment surely inspects the inspection object by adjusting the contrast so as to obtain an image suitable for inspection even in the case where an extremely bright portion is reflected in the imaging area. Can be inspected.

<処理>
次に、図9を参照しながら第1の実施形態に係る飛行型点検装置1を構成する撮像装置30の制御流れを説明する。図9は、第1の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置の処理流れを説明するフローチャートである。なお本実施形態の撮像装置30は、第1撮像装置31と第2撮像装置32を有し、同様の制御流れが実行されるため、図9では、説明の関係上、第1撮像装置31の制御のみを説明する。
<Process>
Next, a control flow of the image pickup device 30 included in the flight type inspection device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing flow of the image pickup apparatus included in the flight type inspection apparatus according to the first embodiment. The image pickup apparatus 30 of the present embodiment has the first image pickup apparatus 31 and the second image pickup apparatus 32, and the same control flow is executed. Therefore, in FIG. Only the control will be described.

なお、前提として、第1撮像装置31の処理部31Dにおいて、画素アレイ上の常に点検対象物(橋梁K)が写るであろう上領域U1が点検要領域として設定されている。同様に第2撮像装置32の処理部32Dにおいて、画素アレイ上の常に点検対象物(橋梁K)が写るであろう上領域U2が点検要領域として設定されている。しかし、点検要領域は、適宜変更設定が可能である。   As a premise, in the processing unit 31D of the first imaging device 31, the upper region U1 on the pixel array where the inspection target (bridge K) is always imaged is set as the inspection required region. Similarly, in the processing unit 32D of the second imaging device 32, the upper area U2 on which the inspection object (bridge K) is always imaged on the pixel array is set as the inspection required area. However, the inspection required area can be appropriately changed and set.

飛行型点検装置1が飛行し、撮像装置30により橋梁Kの撮像が開始されると、ステップ(以下、単にSTという)1で、画素アレイ部31Cには、露光量に従った電荷が蓄積される。   When the flight-type inspection device 1 flies and the imaging device 30 starts imaging the bridge K, in step (hereinafter simply referred to as ST) 1, the pixel array unit 31C accumulates charges according to the exposure amount. It

次に処理部31Dは、ST2で所定の露光時間が経過したかを判別する。
ST2で所定の露光時間が経過していない場合(N)、所定の露光時間が経過するまで待機する。ST2で所定の露光時間が経過した場合(Y)、処理部31Dは、画素アレイ部31Cの各光電変換素子(画素)から順に蓄積された電荷量を反映した値を画素値として読み出す(ST3)。その際、画素値は決められた順番で前記したクロック回路において生成される一定の時間間隔の信号に従って読み出される。また、画素値とは、入力信号強度(輝度情報)を含んでいる。
Next, the processing unit 31D determines in ST2 whether a predetermined exposure time has elapsed.
If the predetermined exposure time has not elapsed in ST2 (N), the process waits until the predetermined exposure time elapses. When a predetermined exposure time has elapsed in ST2 (Y), the processing unit 31D reads out, as a pixel value, a value that reflects the amount of charge accumulated in order from each photoelectric conversion element (pixel) of the pixel array unit 31C (ST3). . At that time, the pixel values are read out in a predetermined order in accordance with the signals at the constant time intervals generated in the clock circuit. The pixel value includes the input signal strength (luminance information).

次に、処理部31Dは、ST4で、読み出した画素値を各光電変換素子に共通な補正値を用いて補正する。   Next, in ST4, the processing unit 31D corrects the read pixel value using the correction value common to each photoelectric conversion element.

次に、ST5で処理部31Dは、補正した画素値(以下、輝度補正値とも云う)が、点検要領域に設定された領域のものであるかの判定を行う。これは、例えば最初の画素が読み出されてからのクロック数に基づいて判定が行われる。   Next, in ST5, the processing unit 31D determines whether the corrected pixel value (hereinafter, also referred to as a brightness correction value) is in the area set as the inspection required area. This is determined, for example, based on the number of clocks after the first pixel is read.

ST5で、補正した画素値が点検要領域のものではない場合(N)、ST8へ進み、補正された画素値を記憶部17又は処理部31D内の記憶領域に記録する。   In ST5, when the corrected pixel value is not in the inspection required area (N), the process proceeds to ST8, and the corrected pixel value is recorded in the storage area of the storage unit 17 or the processing unit 31D.

ST5で、補正した画素値が点検要領域のものである場合(Y)、点検要領域内にある光電変換素子の画素値すべてを利用して、点検要領域が最適なコントラスト(輝度)にあるかどうかを判断する(ST6)。方法として、例えば輝度値の最小値と最大値を記憶しておき、画像として表示する際に適切な値の範囲内にあるか、具体的には8ビットグレイスケールでの表示を例に取れば輝度値が0から255の範囲に満遍なくあるかを判定する。処理部31Dは、判定結果に関わらず送られてきた画素値を、ST8で記憶部17又は処理部31D内の記憶領域に記録する。   In ST5, if the corrected pixel value is in the inspection required area (Y), whether the inspection required area has the optimum contrast (luminance) by using all the pixel values of the photoelectric conversion elements in the inspection required area. It is judged (ST6). As a method, for example, if the minimum value and the maximum value of the brightness value are stored and are within a range of appropriate values when displayed as an image, specifically, by using an 8-bit gray scale display as an example, It is determined whether the luminance values are evenly distributed in the range of 0 to 255. The processing unit 31D records the pixel value sent regardless of the determination result in the storage unit 17 or the storage area in the processing unit 31D in ST8.

ST6で補正値(補正した画素値)が適正でない場合(N)、ST7へ進み、補正値の修正を行う。修正された補正値は、次の画像取得時の輝度補正値の算出に用いられる。また、ST8により一旦記録された画素値全てに対して、修正された補正値を用いて再計算を行い補正し直しても良い。   If the correction value (corrected pixel value) is not appropriate in ST6 (N), the process proceeds to ST7 and the correction value is corrected. The corrected correction value is used to calculate the brightness correction value when the next image is acquired. Further, all the pixel values once recorded in ST8 may be recalculated and corrected again by using the corrected correction value.

ST6で補正値(補正した画素値)が適正である場合(Y)、ST8へ進む。ST8で処理部31Dは、算出した輝度補正値や調整後の画像情報などをエンコード処理などを行った上で、記憶部17などに記録する。   When the correction value (corrected pixel value) is proper in ST6 (Y), the process proceeds to ST8. In ST8, the processing unit 31D records the calculated brightness correction value, the adjusted image information and the like in the storage unit 17 and the like after performing an encoding process and the like.

そして、処理部31Dは、ST9で飛行型点検装置1による撮影が終了された場合(Y)には、処理ステップを終了させる。ST9で、飛行型点検装置1による撮影が終了されていない場合には、ST1に戻り上記した各ステップが実行される。   Then, the processing unit 31D ends the processing step when the photographing by the flight type inspection apparatus 1 is completed in ST9 (Y). If the photographing by the flight type inspection apparatus 1 is not completed in ST9, the process returns to ST1 and the above-mentioned steps are executed.

上記した一連の処理は、更に具体的にいうと、点検要領域内の画素値(入力信号強度)の最小値、最大値に基づいて適切な輝度補正値を算出し、当該輝度補正値を画素アレイの全領域の画像信号レベル(輝度)に適用することで、画素アレイの全領域の最小値、最大値を決定している。すると例えば、図2(B)に示した画像を、図8(A)に示した画像(輝度)へ調整できて、ひび割れHのような暗部が明瞭になり、ひび割れやジャンカなどの検出が容易となる。   More specifically, the series of processes described above calculates an appropriate brightness correction value based on the minimum value and the maximum value of the pixel value (input signal strength) in the inspection required area, and the brightness correction value is calculated in the pixel array. Is applied to the image signal level (luminance) of all areas of the pixel array to determine the minimum value and the maximum value of the entire area of the pixel array. Then, for example, the image shown in FIG. 2 (B) can be adjusted to the image (brightness) shown in FIG. 8 (A), and a dark portion such as a crack H becomes clear, so that a crack, a jumper, or the like can be easily detected. Becomes

[第2の実施形態]
次に、図10を参照しながら第2の実施形態に係る飛行型点検装置を説明する。図10は、第2の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置30'を示す概略図である。なお、本実施形態の撮像装置30'は、第1撮像装置31'と第2撮像装置32'を有するが、図10では、説明の関係上、第2撮像装置32'を示した。第1撮像装置31'は、第2撮像装置32'と同様の構成を有しているため、説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, the flight type inspection apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing an imaging device 30 ′ that constitutes a flight-type inspection device according to the second embodiment. Although the imaging device 30 'of the present embodiment has the first imaging device 31' and the second imaging device 32 ', the second imaging device 32' is shown in FIG. 10 for the sake of explanation. The first image pickup device 31 ′ has the same configuration as the second image pickup device 32 ′, and thus the description thereof will be omitted.

また本実施形態の飛行型点検装置は、撮像装置30'以外は、第1の実施形態と同じであるため、共通する事項の説明は省略する。また撮像装置30'の機能構成も図7と同じである。   Further, the flight type inspection apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the image pickup apparatus 30 ', and therefore the description of common items is omitted. The functional configuration of the imaging device 30 'is also the same as in FIG.

本実施形態の撮像装置30'を構成する第2撮像装置32'は、ジンバル機構6を介してフレーム11のウエブ部11aに固定されている点が相違する。   The second image pickup device 32 ′ constituting the image pickup device 30 ′ of the present embodiment is different in that it is fixed to the web portion 11a of the frame 11 via the gimbal mechanism 6.

ジンバル機構6は、図面上の紙面に平行な回転移動P1を行う第1回転体61と、紙面に水平な方向を軸とする回転移動P2を行う第2回転体62を有している。第1回転体61と第2回転体62とは端部同士が、互いに直交する配置となるように連結されている。第1回転体61は、フレーム11と回転可能に連結され、第2回転体62は第2撮像装置32'と回転可能に連結されている。   The gimbal mechanism 6 has a first rotating body 61 that performs a rotational movement P1 parallel to the paper surface of the drawing, and a second rotating body 62 that performs a rotational movement P2 about a direction horizontal to the paper surface. The first rotary body 61 and the second rotary body 62 are connected such that their ends are orthogonal to each other. The first rotating body 61 is rotatably connected to the frame 11, and the second rotating body 62 is rotatably connected to the second imaging device 32 ′.

したがって、第2撮像装置32'は、第1回転体61と第2回転体62とにより任意の方向に向きを変えることができる。   Therefore, the second imaging device 32 ′ can change its direction in an arbitrary direction by the first rotating body 61 and the second rotating body 62.

なお、第1撮像装置31'も、同様の構成でフレーム11のウエブ部11aに固定されてよい。   The first image pickup device 31 ′ may be fixed to the web portion 11a of the frame 11 with the same configuration.

本実施形態の撮像装置30'は、飛行体10に搭載されたセンサ部16から飛行体1の傾斜情報を取得することで、飛行体10の姿勢が傾斜していても第1撮像装置31'と第2撮像装置32'の姿勢を水平に保つことができ、点検に適した安定した画像を撮像することができる。   The imaging device 30 ′ of the present embodiment acquires the tilt information of the flying object 1 from the sensor unit 16 mounted on the flying object 10 so that the first imaging device 31 ′ even if the attitude of the flying object 10 is tilted. The posture of the second image pickup device 32 'can be kept horizontal, and a stable image suitable for inspection can be picked up.

図示例では、1つの撮像装置に対して1台のジンバル機構6により固定する構成を説明したが、この限りではなく2台の撮像装置(第1撮像装置31'と第2撮像装置32')を1台のジンバル機構により固定する構成で実施してもよい。   In the illustrated example, the configuration in which one gimbal mechanism 6 is fixed to one imaging device has been described, but the present invention is not limited to this, and two imaging devices (first imaging device 31 ′ and second imaging device 32 ′) are used. May be fixed by one gimbal mechanism.

[第3の実施形態]
次に、図11を参照しながら第3の実施形態に係る飛行型点検装置を説明する。図11は、第3の実施形態に係る飛行型点検装置1'を示す概略図である。具体的には、(A)は飛行型点検装置1'平面図、(B)は(A)の左側面図、(C)は(A)の正面図である。
[Third Embodiment]
Next, the flight type inspection device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic view showing a flight-type inspection device 1 ′ according to the third embodiment. Specifically, (A) is a plan view of the flight type inspection device 1 ', (B) is a left side view of (A), and (C) is a front view of (A).

本実施形態の飛行型点検装置1'は、回転翼13が外部障害物と接触することを防止する保護部材7が設置されている点のみが他の実施形態と相違する。   The flight-type inspection device 1'of this embodiment is different from the other embodiments only in that a protective member 7 for preventing the rotor blades 13 from coming into contact with an external obstacle is installed.

保護部材7は、平面視が扇形状を有する本体部71と、本体部71の半円弧形状の外周縁から下垂する側面部72と、本体部71の一部を成しフランジ部11bの端部位置に固定される固定部71aを有している。   The protection member 7 includes a main body 71 having a fan shape in a plan view, a side surface 72 that hangs from a semi-circular outer peripheral edge of the main body 71, and an end of the flange 11b that forms a part of the main body 71. It has a fixed portion 71a that is fixed in position.

したがって、回転翼13は、保護部材7の本体部71により上部が保護され、側面部72により外周側面が保護される。上記構成により飛行型点検装置1'が周囲の障害物に接触する際、まず接触するのは保護部材7であるため、回転翼13の損傷を防止して、飛行型点検装置1'の落下を回避できる。   Therefore, the rotor blade 13 has its upper portion protected by the body portion 71 of the protection member 7 and its outer peripheral side surface protected by the side surface portion 72. With the above configuration, when the flight-type inspection device 1 ′ comes into contact with the surrounding obstacles, the protection member 7 first comes into contact, so that the rotor blade 13 is prevented from being damaged and the flight-type inspection device 1 ′ is prevented from falling. It can be avoided.

[第4の実施形態]
次に、図12を参照しながら第4の実施形態に係る飛行型点検装置100を説明する。図12は、第4の実施形態に係る飛行型点検装置100を示す概略図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a flight-type inspection device 100 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic diagram showing a flight-type inspection device 100 according to the fourth embodiment.

本実施形態の飛行型点検装置100'は、飛行体10の外周部が保護構造体8により囲まれている点が他の実施形態と相違する。   The flight type inspection apparatus 100 ′ of the present embodiment is different from the other embodiments in that the outer peripheral portion of the flying body 10 is surrounded by the protective structure 8.

図示例の保護構造体8は、例えば三角形状の複数の枠体81を略球体状に組み立てた構成とされている。勿論、本実施形態の保護構造体8は、球体の他に正多面体、ジオデシックドーム、フラーレンなどの形状を有していてよい。   The protective structure 8 of the illustrated example has a configuration in which a plurality of triangular frame bodies 81 are assembled into a substantially spherical shape, for example. Of course, the protective structure 8 of this embodiment may have a shape other than a sphere, such as a regular polyhedron, a geodesic dome, or a fullerene.

また、本実施形態の飛行型点検装置100は、飛行体10の脚部14を省略している点が他の実施形態と相違する。飛行体10と保護構造体8とは、複数軸で受動回転可能なジンバル機構9を介して連結されて、互いに独立して自由に回転可能な構成とされている。   The flight type inspection apparatus 100 of the present embodiment is different from the other embodiments in that the legs 14 of the flying body 10 are omitted. The flying body 10 and the protective structure 8 are connected via a gimbal mechanism 9 that is passively rotatable on a plurality of axes, and are freely rotatable independently of each other.

上記構成により飛行型点検装置100が周囲の障害物に接触する際、まず接触するのは保護構造体8であるため、回転翼13及び飛行体10が損傷することを防止して、飛行型点検装置100の落下を回避できる。   When the flight-type inspection device 100 having the above-described structure comes into contact with the surrounding obstacles, the protective structure 8 first comes into contact with the flight-type inspection device 100. The fall of the device 100 can be avoided.

また、保護構造体8が通過可能な物理的隙間があれば、多少接触しながらでも飛行型点検装置100を侵入させて、点検に必要な画像を撮像することが可能である。また、保護構造体8の外殻形状が略球形状であることから点検対象物に対して接しながら移動させることにより、撮像装置との距離をほぼ一定に保つことができる。これによりほぼ一定の撮像条件となり点検に適した画像を得ることができる。   In addition, if there is a physical gap through which the protective structure 8 can pass, it is possible to intrude the flight-type inspection device 100 and take an image required for inspection even with a slight contact. Moreover, since the outer shell shape of the protective structure 8 is substantially spherical, the distance from the imaging device can be kept substantially constant by moving the protective structure 8 while contacting the inspection object. This makes it possible to obtain an image suitable for inspection with almost constant imaging conditions.

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。   Although the preferred embodiments have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and replacements of the above-described embodiments are possible without departing from the scope of the claims. Can be added.

1、1'、100 飛行型点検装置
6 ジンバル機構
7 保護部材
8 保護構造体
10 飛行体
11 フレーム
12 駆動装置
13 回転翼
14 脚部
16 センサ部
30 撮像装置
31 第1撮像装置
31C 画素アレイ部
31D 処理部
32 第2撮像装置
32D 処理部
K 橋梁
1, 1 ′, 100 Flight type inspection device 6 Gimbal mechanism 7 Protective member 8 Protective structure 10 Aircraft 11 Frame 12 Drive device 13 Rotor wing 14 Leg part 16 Sensor part 30 Imaging device 31 First imaging device 31C Pixel array part 31D Processing unit 32 Second imaging device 32D Processing unit K Bridge

特開2014−227166号公報JP, 2014-227166, A

Claims (10)

回転翼と、前記回転翼を回転させる駆動装置と、前記駆動装置の回転を制御する制御部とを有する飛行体と、
点検対象物を撮像する撮像装置とを備え、
前記撮像装置は、
二次元状に複数の光電変換素子が配列された画素アレイを有し、前記画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度に基づいて、前記全領域の画像信号レベルを調整することを特徴とする飛行型点検装置。
An aircraft having a rotor, a drive device for rotating the rotor, and a controller for controlling the rotation of the drive device,
And an image pickup device for picking up an image of the inspection object,
The imaging device is
A pixel array in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a two-dimensional manner is provided, and based on the input signal intensity from the inspection required area requiring inspection of the entire area of the pixel array, the image signal level of the entire area A flight-type inspection device characterized by adjusting.
前記撮像装置は、
前記飛行体の飛行時に光軸が略水平になるよう設置された第1撮像装置と、
前記飛行体の飛行時に光軸が略鉛直上向きになるよう設置された第2撮像装置とを有することを特徴とする請求項1記載の飛行型点検装置。
The imaging device is
A first imaging device installed such that the optical axis is substantially horizontal when the flying object is flying;
The flight type inspection device according to claim 1, further comprising a second image pickup device installed such that an optical axis of the flying object is substantially vertically upward when the flying object is flying.
前記第1撮像装置は、前記画素アレイの前記全領域を、水平方向に延びる少なくとも1つの第1分割線により鉛直方向に複数分割させており、
前記第2撮像装置は、前記画素アレイの前記全領域を、前記第1分割線と平行な少なくとも1つの第2分割線により分割させていることを特徴とする請求項2記載の飛行型点検装置。
The first imaging device divides the entire area of the pixel array into a plurality of areas in the vertical direction by at least one first dividing line extending in the horizontal direction,
The flight type inspection apparatus according to claim 2, wherein the second imaging device divides the entire area of the pixel array by at least one second dividing line parallel to the first dividing line. .
前記第1撮像装置は、
前記分割された領域のうち少なくとも垂直方向の最上部に位置する領域を含む領域を前記点検要領域とし、前記点検要領域からの前記入力信号強度に基づいて、前記全領域の前記画像信号レベルを調整することを特徴とする請求項3記載の飛行型点検装置。
The first imaging device,
Of the divided areas, the area including at least the uppermost area in the vertical direction is set as the inspection required area, and based on the input signal intensity from the inspection required area, the image signal level of the entire area is set. The flight-type inspection device according to claim 3, wherein the flight-type inspection device is adjusted.
前記第2撮像装置は、
前記分割された領域のうち少なくとも前記第1撮像装置が撮像した前記点検対象物に最も近い領域を含む領域を前記点検要領域とし、前記点検要領域からの前記入力信号強度に基づいて、前記全領域の前記画像信号レベルを調整することを特徴とする請求項3に記載の飛行型点検装置。
The second imaging device,
An area including at least an area closest to the inspection object imaged by the first imaging device is set as the inspection required area out of the divided areas, and the total area is determined based on the input signal strength from the inspection required area. The flight type inspection apparatus according to claim 3, wherein the image signal level of the area is adjusted.
前記第1撮像装置と前記第2撮像装置は、
前記第1撮像装置と前記第2撮像装置とが共通する撮像領域を有するように配置されていることを特徴とする請求項2〜5の何れか一項に記載の飛行型点検装置。
The first imaging device and the second imaging device are
The flight type inspection apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the first imaging device and the second imaging device are arranged so as to have a common imaging region.
前記第1撮像装置及び前記第2撮像装置は、ジンバル機構を介して前記飛行体に設置され、前記飛行体には、当該飛行体の傾斜を検出するセンサ部を有することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の飛行型点検装置。   The first image pickup device and the second image pickup device are installed on the flying body via a gimbal mechanism, and the flying body has a sensor unit for detecting an inclination of the flying body. The flight type inspection device according to any one of 2 to 6. 前記飛行体には、
前記回転翼が外部障害物と接触することを防止する保護部材が設置されていることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の飛行型点検装置。
In the air vehicle,
The flight type inspection device according to any one of claims 1 to 7, wherein a protection member is installed to prevent the rotary blade from coming into contact with an external obstacle.
前記飛行体は、外周部が保護構造体により囲まれていることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の飛行型点検装置。   The flight type inspection device according to any one of claims 1 to 7, wherein an outer peripheral portion of the flying body is surrounded by a protective structure. 前記保護構造体は、正多面体、ジオデシックドーム、フラーレン、球体のいずれか一の形状を有していることを特徴とする請求項9記載の飛行型点検装置。   The flight type inspection device according to claim 9, wherein the protective structure has one of a regular polyhedron, a geodesic dome, a fullerene, and a sphere.
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