JP6883461B2 - Underwater survey system and underwater survey method using unmanned aircraft - Google Patents
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Description
本発明は、海や湖、河川など水中の工事現場における水中の地形や水質などの調査のための、無人飛行体を用いた水中調査システム及び方法に関する。 The present invention relates to an underwater survey system and method using an unmanned flying object for surveying underwater topography and water quality at underwater construction sites such as the sea, lakes, and rivers.
従来、海や湖、河川などの水中の工事を行う際の事前調査として、その対象水域における水中の各種調査、例えば、水質調査、水深調査や、水底の状況調査等を行っているが、これらの調査は、船から調査機器を懸架させての手作業で実施することが多かった。 Conventionally, various underwater surveys in the target water area, such as water quality surveys, water depth surveys, and bottom condition surveys, have been conducted as preliminary surveys when conducting underwater construction of the sea, lakes, rivers, etc. The survey was often carried out manually by suspending the survey equipment from the ship.
一定の規模、広さのリーフ上、海域や湖、ダム湖などで面的な調査を行う場合、目的とする調査箇所は、複数存在することが多い。その際、調査点に移動するための時間が掛かり、これらの複数の調査箇所の調査を、同一の潮汐や日照条件下で行うために、同時刻帯で調査しようとすると、複数の船や人員が必要な場合があった。 When conducting a face-to-face survey on a reef of a certain size and size, in a sea area, lake, dam lake, etc., there are often multiple target survey points. At that time, it takes time to move to the survey point, and if you try to survey at the same time zone in order to survey these multiple survey points under the same tide and sunshine conditions, multiple ships and personnel Was sometimes required.
特に、リーフ等の浅瀬や、リーフに囲まれた海面には、船が進入することができないため、手漕ぎのボート等で調査点に移動して測定せざるを得ず、極めて非効率であった。そこですばやく移動でき、簡易で、人員を要しないシステムが望まれている。 In particular, since ships cannot enter shallow waters such as reefs and the sea surface surrounded by reefs, it is inevitable to move to the survey point by rowing boat etc. and measure it, which is extremely inefficient. It was. Therefore, a system that can move quickly, is simple, and does not require personnel is desired.
一方、近年、ドローンなど遠隔操作の無人飛行体が上空からの写真撮影や物品の輸送等様々な分野で活用されている。このような水質の調査の分野でも、水中に設置された調査用の探査機の回収に無人飛行体を用いた回収方法が、特許文献1に紹介されている。すなわち、特許文献1は、水面に浮遊可能なブイに索体で繋がれた水中無人機を母船に回収する方法として、ブイまたは索体に係止可能なフックと、フックにつながれた回収索と、フック及び回収索を搬送可能な飛行体とを備えた回収装置を用い、飛行体をブイが浮遊する場所まで移動させ、フックをブイ又は索体に係止させて、それらに繋がれた水中無人機を引き上げて回収する方法を紹介している。
On the other hand, in recent years, remote-controlled unmanned aerial vehicles such as drones have been used in various fields such as photography from the sky and transportation of goods. In the field of water quality investigation as well,
しかし、特許文献1の方法では、無人の探査機を水中に設置しておくため、水中の様々な項目の調査が可能だが、探査機の設置、調査、回収を含めた調査サイクルが長くなり、特に複数地点での調査を1台の探査機で行うには時間が掛かるという問題が想定される。複数地点での調査を同時間帯に行うためには、複数の探査機を用意する必要があり、コストが高くなる場合があると考えられる。また、回収時においては、母船から直接回収するよりも効率が上がるものの、探査機の設置は、別途母船からの投入によって行うため、特に浅瀬等船が近づけない場所への設置が困難である等の問題が想定される。
However, in the method of
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、様々な場所における複数箇所の水中の調査を、迅速かつ容易に行うことができる水中調査システム及び水中調査方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and to provide an underwater survey system and an underwater survey method capable of quickly and easily performing underwater surveys at a plurality of locations at various locations. The purpose.
前記課題を解決するために、本発明による水中調査システムは、遠隔操作により飛行が可能な無人飛行体と、前記無人飛行体に結合された計測部と、前記無人飛行体及び前記計測部のうち、少なくとも前記計測部を水面に浮遊させる浮体と、を含んで構成され、前記計測部は、水面に浮遊した状態で、水中カメラ画像及び水深のうち少なくとも1つを含む水中地形情報、及び、水温、塩分濃度、濁度及びpHのうち少なくとも1つを含む水質情報、の少なくとも一方を計測可能であるとともに、その計測結果を記録又は伝送可能であることを特徴とする。
また、前記無人飛行体と前記計測部とは、水面上で分離及び結合が可能であり、前記計測部は、前記無人飛行体と結合した状態、及び前記無人飛行体から分離した状態のいずれにおいても、水面に浮遊して前記水中地形情報及び前記水質情報の少なくとも一方を計測可能であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the underwater survey system according to the present invention includes an unmanned flying object capable of flying by remote control, a measuring unit coupled to the unmanned flying object, the unmanned flying object and the measuring unit. The measuring unit includes, at least, a floating body that floats the measuring unit on the water surface, and the measuring unit includes underwater camera images and underwater terrain information including at least one of the water depth in a state of floating on the water surface, and water temperature. , At least one of water quality information including at least one of salinity, turbidity and pH can be measured, and the measurement result can be recorded or transmitted.
Further, the unmanned vehicle and the measuring unit can be separated and combined on the water surface, and the measuring unit can be separated from the unmanned vehicle or separated from the unmanned vehicle. Also, it is characterized in that it can float on the water surface and measure at least one of the underwater topographical information and the water quality information.
本発明による水中調査方法は、遠隔操作により飛行が可能な無人飛行体と、前記無人飛行体に結合された計測部と、前記無人飛行体及び前記計測部のうち、少なくとも前記計測部を水面に浮遊させる浮体とを含んで構成される水中調査システムを用い、前記計測部を前記無人飛行体により調査箇所へ移動させ、前記計測部を水面に浮遊させた状態で、水中カメラ画像及び水深のうち少なくとも1つを含む水中地形情報、及び、水温、塩分濃度、濁度及びpHのうち少なくとも1つを含む水質情報、の少なくとも一方を計測し、その計測結果を記録又は伝送することを特徴とする。
また、前記無人飛行体と前記計測部とは、水面上で分離及び結合が可能であり、前記計測部を、前記無人飛行体と結合させた状態、又は前記無人飛行体から分離した状態で、水面に浮遊させて前記水中地形情報及び前記水質情報の少なくとも一方を計測することを特徴とする。
In the underwater survey method according to the present invention, an unmanned flying object capable of flying by remote operation, a measuring unit coupled to the unmanned flying object, and at least the measuring unit among the unmanned flying object and the measuring unit are placed on the water surface. Using an underwater survey system including a floating body, the measuring unit is moved to the survey location by the unmanned flying object, and the measuring unit is suspended on the water surface in the underwater camera image and the water depth. It is characterized in that at least one of underwater topographical information including at least one and water quality information including at least one of water temperature, salinity, turbidity and pH is measured, and the measurement result is recorded or transmitted. ..
Further, the unmanned air vehicle and the measurement unit can be separated and combined on the water surface, and the measurement unit is in a state of being combined with the unmanned air vehicle or in a state of being separated from the unmanned air vehicle. It is characterized in that it floats on a water surface and measures at least one of the underwater topographical information and the water quality information.
本発明の水中調査システム及び水中調査方法によれば、計測部を無人飛行体により調査箇所へ移動させ、一箇所での調査後、他の箇所へ移動して調査することにより、迅速に複数箇所の調査が可能になった。さらに、飛行して調査箇所へ移動するので、浅瀬等、船では近づけない場所でも容易に調査が可能になった。これにより、様々な場所における複数箇所の水中の調査を、迅速かつ容易に行うことができるようになった。 According to the underwater survey system and the underwater survey method of the present invention, the measuring unit is moved to the survey location by an unmanned flying object, and after the survey is performed at one location, the measurement unit is moved to another location to investigate, so that a plurality of locations can be quickly investigated. It became possible to investigate. Furthermore, since it flies and moves to the survey location, it has become possible to easily survey even in places that cannot be approached by ship, such as shallow water. This has made it possible to quickly and easily conduct underwater surveys at multiple locations in various locations.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態の水中調査システムを示す概念図であり、図2は図1の水中調査システムの底面図である。この水中調査システム1は、無人飛行体100と、計測部200とを含む。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the underwater survey system of the first embodiment, and FIG. 2 is a bottom view of the underwater survey system of FIG. The
無人飛行体100は、計測基地2からの遠隔操作により飛行が可能な無人の飛行体で、本実施形態では、ドローンの形態を有し、本体部101と、この本体部101から略水平方向に放射状に延設された複数(例えば8本)のアーム102と、各アーム102の先端側に上下方向に配置された電動モータ103と、この電動モータ103により回転可能に設けられた回転翼(ロータ)104とを有する。各回転翼104は、それらの回転面が同一水平面上になるように設けられている。各電動モータ103により各回転翼104の回転速度を調節することにより、無人飛行体100を上昇、飛行及び下降させることができるようになっている。
The unmanned
尚、無人飛行体100は、必ずしもドローンでなくてもよく、ラジコン飛行機やラジコンヘリコプター等、遠隔操作又はプログラムによる自律動作での飛行が可能な飛行体であればよい。また、原動機も電動モータに限られず、ガソリンエンジン等内燃機関を用いたものでもよい。
The unmanned
また、計測基地2は、母船上又は地上に設置されて無人飛行体100を遠隔操作し、計測データを受信するものである。計測基地2は、必ずしも大掛かりな装置や施設でなくてもよく、無人飛行体を遠隔操作して発着させるオペレータが携帯する操作ユニットであってもよい。
Further, the
無人飛行体100の本体部101の側面には、浮体130が取付けられている。この浮体130は、無人飛行体100が着水したとき計測部200を含む無人飛行体100全体が水面Wに浮くように浮力を提供するものである。浮体130の構造は、船のハルのような中空構造であってもよく、水より比重の小さい中実部材であってもよい。浮体130は、無人飛行体100が波をかぶっても転覆することなく安定して水面Wに浮遊できるように、バランスよく、1または複数設けられる。
A
また、浮体130の形状は、離水時に離水抵抗が小さくなるように、なるべく水平方向の着水面積が小さいことが望ましい。無人飛行体100のパワーが小さくても済むからである。本実施形態では、水平方向にリング形状を有する浮体130を用いて、浮遊時の安定性の向上と離水抵抗の低減を図っている。但し、浮体130の形状はリング状に限られず、浮遊時の安定性と低い離水抵抗が実現できれば、いずれでもよい。例えば、1又は複数の円形の浮体や直線状の浮体、枠状の浮体などを用いてもよい。
Further, it is desirable that the shape of the
無人飛行体100の本体部101の下面には、計測部200が取付けられている。計測部200は、防水ケースからなる計測部本体201と、この計測部本体201の下面に取付けられて、水中調査を行うカメラ212と、1以上のセンサ202とからなる。無人飛行体100が水面Wに浮遊しているときに、カメラ212と各センサ202の少なくとも検知部分が水中に潜るように構成され、それにより、水中調査ができるようになっている。
A
カメラ212は、カメラ用姿勢制御装置(ジンバル)213を介して取付けられており、計測部200を含む無人飛行体100の飛行中は外部の画像を撮影し、水面W浮遊中は、水中の画像を撮影して水中地形情報を収集する。尚、本明細書で「画像」とは、静止画像のみならず映像をも含む。このように、本実施形態では、計測部200のカメラ212を水中撮影用と飛行時の外部撮影用との共用としているが、この計測部200のカメラ212とは別に、無人飛行体100にも飛行時の外部撮影専用のカメラを別途設けても良い。
The
センサ202としては、水中地形情報の1つとして水深を計測するためのスキャンソナー等の水深センサが挙げられる。また、水質情報を計測するために水温、塩分濃度、濁度、pH、などの水質センサが挙げられる。これらのセンサは、防水加工が施された市販の海洋観測用のセンサを用いてもよい。これら以外に、流速センサなどを取付けてもよい。
Examples of the
図3は、計測部200の詳細を示す概略断面図である。前記カメラ212及びセンサ202の各ケーブル203は、各コネクタ220を通して計測部本体201内部に導入される。各ケーブル203も防水加工されたものを用いる。コネクタ220内部にはケーブル203の径に合わせて交換可能な防水リング(図示省略)が配置され、この防水リングがケーブル203にフィットして水が計測部本体201内部に浸みこまないようになっている。このコネクタ220の構造により、センサ202の交換が容易で、様々な計測に対応できるようになっている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the details of the measuring
図4は、第1の実施形態の水中調査システム1の制御系を示すブロック図である。無人飛行体100は、その制御系として、情報伝送部110と、飛行制御部120とを有する。
FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the
情報伝送部110は、母船又は地上の計測基地2との通信機能を有し、計測基地2から無人飛行体100の上昇、目的地への移動、下降などの指令信号を受信するとともに、計測部200のカメラ212で撮影された外部の画像や、GPS(Grobal Positioning System)端末121で把握された現在の位置情報等を、リアルタイムで計測基地2に伝送するものである。さらに、水面での水中調査中は、計測部のカメラ212で撮影された水中の画像や、各センサ202の計測結果等を、計測基地へ伝送することができる。通信周波数は、2.4GHzや5GHz等が一般的に用いられるが、衛星通信等、他の通信回線を用いてもよい。
The
飛行制御部120は、GPS端末121を有するとともに、前記各電動モータ103(図1参照)の回転速度を制御し、無人飛行体100の上昇、目的地への移動、下降などを、プログラムに従って自動で、または、前記情報伝送部110を経由して計測基地2から受信した指令信号に従って、行うものである。無人飛行体100は、自律機能を有し、母船等の計測基地2との通信範囲外にいる場合でも、GPS端末121の位置情報と内蔵プログラムに従って、自律的に調査位置まで移動して、調査後、計測基地2に帰還することができる。
The
無人飛行体100は電源122を有する。この電源122は、リチウムイオン電池等、充電式の電池を用いるのが一般的だが、燃料電池や太陽電池を用いて電源としてもよい。
The
図4の破線の範囲内は、計測部200内の制御系を示す。カメラ212及びセンサ202は、メモリ部204に接続され、カメラ212で撮影された画像及び各センサ202で測定された各種計測データは、GPS端末121で測定された無人飛行体100の位置情報とともに、このメモリ部204に記録(保存)され、計測基地2に帰還後に再生することもできる。また、リアルタイムで、または計測基地2からの指令に応じて、情報伝送部110を通して計測基地2へ送信される。
The range of the broken line in FIG. 4 indicates the control system in the measuring
前記カメラ212の向きは、カメラ用姿勢制御装置(ジンバル)213を用いて、無人飛行体100の姿勢に拘らず所望の方向に向くように制御されている。
The orientation of the
次に、このように構成された第1の実施形態の水中調査システム1を用いた水中調査の例について説明する。
Next, an example of an underwater survey using the
無人飛行体100は、計測基地2からの指令に従って、またはプログラムに従って自動的に、計測基地2から離れ、飛行して所定の調査箇所へ移動し、その水面に着水する。
The
無人飛行体100が水面に着水すると、計測部200のカメラ212及びセンサ202が水に潜り、様々な水質調査が可能になる。例えば、カメラ212により水中の様子を調査するとともに、ソナー等の水深センサによる水深の測定も可能である。また、水温、塩分濃度、濁度、pH、などの水質センサによる水質測定も可能である。調査により得られた水中の画像や水質等のデータは、計測基地2との通信可能な範囲にいる場合は、計測基地2にリアルタイムで伝送するが、その範囲外にいる場合は、計測データ等を計測部200のメモリ部204に保存し、計測基地2に帰還したときに取り出すことができる。
When the
一箇所での計測を終えた無人飛行体100は、離水して飛行し、次の調査箇所で測定を行ない、所定の数の箇所での調査終了後に計測基地2に帰還する。
The
尚、多くの調査箇所がある場合、その付近の水上や岩礁に無人飛行体100の電源122用の充電設備を設けておけば、充電のために計測基地2に帰還しなくても、その充電設備に着地して充電し、さらに調査を続けることができる。そのような、充電設備としては、水(特に海水)による腐食を考慮すると、非接触給電方式(電磁誘導方式、電波受信方式、電界・磁気共鳴方式など)のものが望ましい。
If there are many survey points, if a charging facility for the
また、天候の悪化等に対処するために、局所的に無人飛行体100の退避設備を岩礁や人工構造物に設けてもよい。
Further, in order to deal with the deterioration of the weather and the like, an evacuation facility for the
このように、第1の実施形態の水中調査システム1では、計測部200を無人飛行体100により調査箇所へ移動させ、一箇所での調査後、他の箇所へ移動させて調査することにより、迅速に複数箇所の調査が可能になった。さらに、飛行して調査箇所へ移動するので、浅瀬等、船では近づけない場所でも容易に調査が可能になった。
As described above, in the
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態の水中調査システムについて説明する。
<Second embodiment>
Next, the underwater investigation system of the second embodiment of the present invention will be described.
図5は、第2の実施形態の水中調査システム3を示す概念図である。この水中調査システム3では、無人飛行体300と計測部400とは、水面上で分離及び結合が可能であり、計測部400は、無人飛行体300と結合した状態、及び前記無人飛行体300から分離して水面に浮遊した状態のいずれにおいても、水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を計測可能としている。分離した調査の終了後には、空の無人飛行体300が飛来して、計測部400を回収することが可能である。図5は無人飛行体300と計測部400とが分離した状態を示している。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the
無人飛行体300は、第1の実施形態と同様に、本体部301、アーム302、電動モータ303、回転翼304を有する他、計測部400を結合・離脱する着脱手段305を有する。この着脱手段305は、公知の任意の手段でよく、例えば物流用ドローンの梱包箱を抱えるアームなどの機構、あるいは、電磁石による着脱手段などあってもよい。但し、着水、着艦時の衝撃や、波の力によって離脱しないように計測部400を無人飛行体300にしっかりと固定・位置決めできる手段であること、また、回収時には水面Wに浮遊している計測部400を確実に拾い上げることができることが必要である。
Similar to the first embodiment, the
本実施形態の無人飛行体300は、計測部400と分離した状態で飛行する場合もあるので、後述する計測部のカメラ412とは別の外部撮影用のカメラ312が、カメラ用姿勢制御装置313を介して本体部301に接続されている。
Since the
無人飛行体300の本体部301の側面には、第1の実施形態と同様の浮体330が取付けられている。
A floating
計測部400は、無人飛行体300の本体部301の下面に対し、前記着脱手段305により着脱可能に構成され、第1の実施形態と同様に、防水ケースからなる計測部本体401と、この計測部本体401の下面に取付けられて水中調査を行うカメラ412と、1以上のセンサ402とからなる。無人飛行体300が水面Wに浮遊しているときに、カメラ412と各センサ402の少なくとも検知部分が水中に潜るように構成され、それにより、水中調査ができるようになっている。
The measuring
本実施形態では、計測部400には、浮体430が取付けられ、無人飛行体300から分離された後、水面Wに浮遊できるようになっている。この浮体430は、第1の実施形態の無人飛行体100の浮体130(図1参照)と同様、船のハルのような中空構造であってもよく、水より比重の小さい中実部材であってもよい。浮体430は、計測部400が波をかぶっても転覆することなく安定して水面Wに浮遊できるように、バランスよく、1または複数設けられる。
In the present embodiment, the floating
浮体430の形状は、離水時に離水抵抗が小さくなるように、なるべく水平方向の着水面積が小さいことが望ましい。無人飛行体300のパワーが小さくても済むからである。本実施形態では、水平方向にリング状を成す浮体430を用いて、浮遊時の安定性向上と離水抵抗の低減を図っている。尚、浮体430の形状はリング状に限られず、浮遊時の安定性と低い離水抵抗が実現できれば、いずれでもよい。防水ケースからなる計測部本体401を軽量化して浮力機能を持たせ、浮体430と兼用としてもよい。
It is desirable that the shape of the floating
図6は、第2の実施形態の水中調査システム3の制御系を示すブロック図である。
無人飛行体300は、その制御系として、第1の実施形態と同様に、情報伝送部310と、飛行制御部320とを有する。
FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the
The
情報伝送部310は、第1の実施形態と同様に、計測基地4との通信機能を有し、計測基地4から指令信号を受信するとともに、各種計測データ等を計測基地4に伝送するものである。本実施形態では、無人飛行体300が計測部400と分離した状態で飛行する場合もあるので、情報伝送部310には、後述する計測部のカメラ412とは別のカメラ312がカメラ用姿勢制御装置313及びメモリ314を介して接続されている。
Similar to the first embodiment, the
情報伝送部310には、計測部400と無線通信するための通信インターフェース315が接続されている。無人飛行体300と計測部400の相互の通信は、両者の結合・離脱の際に着脱されるコネクタを介して有線で行ってもよいが、水(特に海水)による腐食を考慮すると、赤外線やBluetooth(登録商標)やWi−Fi(登録商標)等の無線通信で行うことが望ましいからである。
A
飛行制御部320は、第1の実施形態と同様に、GPS端末321を有するとともに、各電動モータ303(図5参照)の回転速度を制御しすることにより、無人飛行体300の飛行を制御するものである。無人飛行体300は、さらに第1の実施形態と同様の電源322を有する。
Similar to the first embodiment, the
図6の破線の範囲内は、計測部400の制御系を示す。カメラ412がカメラ用姿勢制御装置413を介してメモリ部404に接続され、センサ402もメモリ部404に接続されている。このカメラ412は、無人飛行体300のカメラ312とは別の水中撮影用のカメラである。ここで、計測部400は、無人飛行体300から切り離された状態でも、自律的に水中調査を継続できるように、独自の電源405、制御部406、GPS端末407、さらに、無人飛行体300と無線通信するための通信インターフェース408を有している。電源405としては、リチウムイオン電池等の充電式電池のみでもよいが、水面は通常日当たりが良いので、太陽電池と充電式電池を組み合わせたもの等が望ましい。
The range of the broken line in FIG. 6 shows the control system of the measuring
この構成により、カメラ412で撮影された画像や、各センサ402で計測された各種計測データは、GPS端末407で測定された計測部400の位置情報とともに、メモリ部404に保存される。また、リアルタイムで、または計測基地4からの指令に応じて、通信インターフェース408、315及び無人飛行体300の情報伝送部310を通して計測基地4へ送信されるようにしてもよい。
With this configuration, the image taken by the
次に、このように構成された第2の実施形態の水中調査システムを用いた水中調査の例について説明する。 Next, an example of an underwater survey using the underwater survey system of the second embodiment configured in this way will be described.
計測部400が結合された無人飛行体300は、計測基地4の指令に従って、またはプログラムに従って自動的に、計測基地4から離れ、飛行して所定の調査箇所へ移動し、その水面に着水する。無人飛行体300が水面に着水すると、計測部400の水中調査用のカメラ412及びセンサ402が水に潜り、様々な水中調査が可能になる。
The
調査が短時間で済む場合は、第1の実施形態と同様に、無人飛行体300に計測部400を結合させたまま水中調査を行ない、一箇所での調査を終えた無人飛行体300は、離水して飛行し、次の箇所で調査を行ない、所定の数の調査箇所での調査終了後に計測基地4に帰還する。
When the survey can be completed in a short time, as in the first embodiment, the
一方、長時間の水中調査の場合には、無人飛行体300は、計測部400を調査箇所の水面上で分離し、水面上に浮遊させて水中調査を行わせ、完了後に空の無人飛行体300が飛来して、計測部400を回収する。計測部400が水面上で水中調査を行っている間に無人飛行体300は、例えば、他の調査箇所で他の計測部400を設置又は回収する作業を並行して行なうことができる。
On the other hand, in the case of a long-time underwater survey, the
このように、第2の実施形態の水中調査システム3では、調査が短時間で済む場合は、第1の実施形態と同様に、無人飛行体300に計測部400を結合させたまま水中の調査を行い、一方、長時間の長時間の場合には、無人飛行体300から計測部400を分離して調査を行い、その間に無人飛行体300は、他の作業ができるので、無人飛行体300及び計測部400のフレキシブルな運用が可能になる。
As described above, in the
尚、第1及び第2の実施形態において、計測部200、400は、所定の水深域の水を採水できる手段を備えていてもよい。これをサンプルとして計測基地2、4に持ち帰ることにより、さらなる水質等の調査が可能になる。水を採取する機構としては、例えば、計測部本体201、401からホースを垂下してポンプで水を吸い上げる機構でもよく、索の先端に取付けられたコップ状の容器を垂下して引き上げて水をすくい取る機構でもよく、公知の機構を採用できる。
In the first and second embodiments, the measuring
また、上記各実施形態では各センサ202、402は計測部本体201、401の底部に固定されているが、これらのセンサ202、402の昇降機構を設けることにより、センサ202、402を計測部本体201、401から所定の水深まで降下させ、その水深の水質等を調査できるようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
また、水流の速い場所の水面に計測部200、400と結合した無人飛行体100、300又は分離した計測部400が一定時間留まって水中調査を行えるように、無人飛行体100、300又は計測部200、400から、アンカー(図示省略)を水底まで垂下させて無人飛行体100、300や分離した計測部400を係留する機能を設けても良く、また、GPS端末121、321をモニタしながら無人飛行体100、300の回転翼104、304の回転により水面上を移動して位置を補正できる機能を設けてもよい。
In addition, the
また、生物による計測への影響を回避するために、無人飛行体100、300や計測部200、400の表面は、魚類、鳥の接近を忌避させる発光、臭い、塗料、形状、色を有するようにしてもよい。
In addition, in order to avoid the influence of living things on the measurement, the surfaces of the unmanned flying objects 100, 300 and the measuring
また、浮体の離水抵抗が大きくて再飛行できない場合の無人飛行体100、300の回収方法としては、パワーのある水面滑走ドローンを用いて、浮遊している無人飛行体100、300を母船又は地上の計測基地2、4まで曳航してもよい。
In addition, as a method of recovering the unmanned
また、上記各実施形態では、無人飛行体100、300及び計測部400の自己の位置を把握する手段としてGPS端末121、321、407を用いたが、代わりに地上の複数の基地局からの電波から自己の位置を把握する方法を用いてもよい。
Further, in each of the above embodiments,
また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。 Moreover, the illustrated embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention includes various improvements and improvements made by those skilled in the art within the scope of claims, in addition to those directly shown by the described embodiments. It goes without saying that it involves changes.
1…水中調査システム(第1の実施形態)
2…計測基地
3…水中調査システム(第2の実施形態)
4…計測基地
100…無人飛行体
101…本体部
102…アーム
103…電動モータ
104…回転翼
110…情報伝送部
120…飛行制御部
121…GPS端末
122…電源
130…浮体
200…計測部
201…計測部本体
202…センサ
203…ケーブル
204…メモリ部
212…カメラ
213…カメラ用姿勢制御装置(ジンバル)
220…コネクタ
300…無人飛行体
301…本体部
302…アーム
303…電動モータ
304…回転翼
305…着脱手段
310…情報伝送部
312…カメラ
313…カメラ用姿勢制御装置(ジンバル)
314…メモリ
315…通信インターフェース
320…飛行制御部
321…GPS端末
322…電源
400…計測部
401…計測部本体
402…センサ
404…メモリ部
405…電源
406…制御部
407…GPS端末
408…通信インターフェース
412…カメラ
413…カメラ用姿勢制御装置(ジンバル)
430…浮体
W…水面
1 ... Underwater survey system (first embodiment)
2 ...
4 ...
220 ...
314 ...
430 ... Floating body W ... Water surface
Claims (5)
前記無人飛行体に結合された計測部と、
前記無人飛行体及び前記計測部のうち、少なくとも前記計測部を水面に浮遊させる浮体と、
を含んで構成され、
前記計測部は、水面に浮遊した状態で、水中カメラ画像及び水深のうち少なくとも1つを含む水中地形情報、及び、水温、塩分濃度、濁度及びpHのうち少なくとも1つを含む水質情報、の少なくとも一方を計測可能であるとともに、その計測結果を記録又は伝送可能であり、
前記無人飛行体と前記計測部とは、水面上で分離及び結合が可能であり、
前記計測部は、前記無人飛行体と結合した状態、及び前記無人飛行体から分離した状態のいずれにおいても、水面に浮遊して前記水中地形情報及び前記水質情報の少なくとも一方を計測可能であることを特徴とする、水中調査システム。 An unmanned aerial vehicle that can fly by remote control,
The measuring unit connected to the unmanned aircraft and
Of the unmanned flying object and the measuring unit, at least a floating body that floats the measuring unit on the water surface.
Consists of, including
The measuring unit is in a state of floating on the water surface, and includes underwater camera images and underwater topographical information including at least one of water depth, and water quality information including at least one of water temperature, salinity, turbidity and pH. together can be measured at least one, Ri recorded or transmitted allows der the measurement results,
The unmanned aircraft and the measuring unit can be separated and combined on the water surface.
The measuring unit can measure at least one of the underwater topographical information and the water quality information while floating on the water surface in either the state of being combined with the unmanned vehicle or the state of being separated from the unmanned vehicle. An underwater survey system featuring.
前記計測部を前記無人飛行体により調査箇所へ移動させ、
前記計測部を水面に浮遊させた状態で、水中カメラ画像及び水深のうち少なくとも1つを含む水中地形情報、及び、水温、塩分濃度、濁度及びpHのうち少なくとも1つを含む水質情報、の少なくとも一方を計測し、
その計測結果を記録又は伝送し、
前記無人飛行体と前記計測部とは、水面上で分離及び結合が可能であり、
前記計測部を、前記無人飛行体と結合させた状態、又は前記無人飛行体から分離した状態で、水面に浮遊させて前記水中地形情報及び前記水質情報の少なくとも一方を計測することを特徴とする、水中調査方法。 It includes an unmanned aerial vehicle capable of flying by remote control, a measuring unit coupled to the unmanned aerial vehicle, and a floating body of the unmanned aerial vehicle and the measuring unit that floats at least the measuring unit on the water surface. Using the underwater survey system
The measuring unit is moved to the survey location by the unmanned flying object,
With the measuring unit suspended on the water surface, underwater camera image and underwater topographical information including at least one of water depth, and water quality information including at least one of water temperature, salinity, turbidity and pH. Measure at least one and
Recording or transmitting the measurement result,
The unmanned aircraft and the measuring unit can be separated and combined on the water surface.
The measuring unit is floated on a water surface in a state of being combined with the unmanned vehicle or separated from the unmanned vehicle, and measures at least one of the underwater topography information and the water quality information. , Underwater survey method.
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