JP6999353B2

JP6999353B2 - 無人航空機及び点検システム

Info

Publication number: JP6999353B2
Application number: JP2017198367A
Authority: JP
Inventors: 那留岩藤; 清人臼井
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: JP2019074781A

Description

本発明は、建物に設置された防災設備を点検するための技術に関する。

従来、建物に設置された防災設備を点検するための装置が知られている。例えば、特許文献１には、建物に設置された火災感知器やスプリンクラーヘッドの外観を点検するための外観点検装置が記載されている。この外観点検装置は、ＣＣＤカメラが先端に取り付けられた支持棒と、ＣＣＤカメラと接続線で接続されたモニタとからなる。点検者は、ＣＣＤカメラにより撮影されてモニタに表示される防災設備の画像を見ることで、防災設備の外観を点検する。

特開２００１－２９７３８７号公報

しかし、特許文献１に記載の外観点検装置では、高天井に設置された防災設備まで支持棒が届かない場合があった。また仮に、そのような防災設備に届くように支持棒を長くすると、支持棒の操作が困難になるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、建物に設置された防災設備の点検を支援することを目的とする。

（１）上記の課題を解決するため、本発明に係る無人航空機は、建物に設置された防災設備を撮影する撮影手段と、前記防災設備が備える記憶媒体に記憶される前記防災設備の識別情報、又は前記防災設備の本体若しくは当該本体の近傍に表示される前記防災設備の識別情報を読み取る読取手段とを備える。

（２）好ましい態様において、前記無人航空機は、前記防災設備の設置場所を示す設置場所情報を記憶する第１記憶手段と、前記第１記憶手段に記憶される設置場所情報に基づいて前記無人航空機を前記防災設備の設置場所まで自動的に飛行させる飛行制御部をさらに備える。

（３）また、本発明に係る点検システムは、（１）又は（２）に記載の無人航空機と、サーバとを備える点検システムであって、前記無人航空機は、前記撮影手段により前記防災設備が撮影された時点の前記無人航空機の位置を測定する測位手段と、前記測位手段により測位された位置を示す位置情報と前記読取手段により読み取られた識別情報を前記サーバに送信する送信手段とをさらに備え、前記サーバは、前記送信手段により送信された位置情報と識別情報を受信して、対応付けて第２記憶手段に記憶する受信手段を備える。

本発明に係る無人航空機又は点検システムによれば、建物に設置された防災設備の点検を支援することができる。

点検システム１の構成の一例を示す図である。無人航空機４の構成の一例を示すブロック図である。サーバ５の構成の一例を示すブロック図である。点検動作の一例を示すフロー図である。

１．実施形態
１－１．点検システム１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る点検システム１の構成の一例を示す図である。この点検システム１は、建物に設置された火災感知器２やスプリンクラーヘッド３等の防災設備（より具体的には、防火設備）を点検（より具体的には、外観検査）するためのシステムである。点検システム１は、各防災設備を点検する無人航空機４と、無人航空機４に対して点検を指示するサーバ５とを備える。無人航空機４とサーバ５は、無線ＬＡＮ等の通信回線６を介して通信可能となっている。

１－１－１．無人航空機４の構成
無人航空機４は、航空の用に供することができる飛行機、回転翼航空機、滑空機又は飛行船であって構造上人が乗ることができないもののうち、遠隔操作又は自動操縦により飛行させることができるものである。本実施形態に係る無人航空機４は、その一例として、回転翼航空機（より具体的には、クアッドコプタ）である。無人航空機４は、主たる構成として、機体本体４０１と、機体本体４０１に取り付けられて、後述する駆動部４０９により回転駆動される４枚のプロペラ４０２とを備える。

図２は、無人航空機４の構成の一例を示すブロック図である。無人航空機４は、制御部４０３と、記憶部４０４（本発明に係る「第１記憶手段」の一例）と、通信部４０５と、撮影部４０６と、読取部４０７と、測位部４０８と、駆動部４０９と、センサ部４１０と、電源部４１１とを備える。

制御部４０３は、ＣＰＵ等の演算処理装置とＲＡＭ等の揮発性メモリとを備え、記憶部４０４に記憶される点検用プログラムを実行する。記憶部４０４は、フラッシュメモリ等の記憶装置であり、制御部４０３により実行される点検用プログラムを記憶する。また、記憶部４０４は、サーバ５から提供される飛行経路情報を記憶する。この飛行経路情報は、無人航空機４がその待機場所を出発し、点検対象である複数の防災設備の設置場所を経由して、再び待機場所に戻ってくるまでの点検用の飛行経路を示す情報である。この飛行経路情報には、点検対象である防災設備の設置場所（より正確には、設置場所の直下の位置）を示す位置情報が含まれる。この飛行経路情報は、例えば、後述する点検情報テーブル４０４１に格納される各防災設備の位置情報に基づいて生成される。また、記憶部４０４は、点検情報テーブル４０４１（図示略）を記憶する。この点検情報テーブル４０４１には、点検された防災設備の設備ＩＤと、当該防災設備の位置と、撮影部４０６により撮影された当該防災設備の画像を識別する画像ＩＤとが対応付けて格納される。通信部４０５は、サーバ５と通信回線６を介して通信を行うための通信インタフェースである。

撮影部４０６は、建物の天井に設置された防災設備を撮影するための撮影手段である。具体的には例えば、ＣＣＤカメラである。撮影部４０６は、鉛直方向上方を撮影可能なように機体本体４０１の上部に取り付けられる。読取部４０７は、防災設備が備える記憶媒体から、近距離無線通信技術を用いて、当該防災設備の識別情報を読み取る読取手段である。具体的には例えば、防災設備に取り付けられたＲＦＩＤタグから、当該防災設備の設備ＩＤを読み取るＲＦＩＤリーダである。測位部４０８は、周知の屋内測位技術を用いて無人航空機４の現在位置を測定する測位手段である。具体的には例えば、ＵＷＢ（Ultra Wideband）を利用して位置を測定する。なお、変形例として、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）やWi-Fi（登録商標）やＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）を利用して位置を測定してもよい。なお、衛星からの電波を受信可能な環境であれば、衛星測位を行ってもよい。

駆動部４０９は、各々、プロペラ４０２を回転駆動させるモータ及び駆動回路を４組備える。センサ部４１０は、無人航空機４の姿勢を制御するために利用されるセンサ群を備える。具体的には例えば、加速度センサと、ジャイロスコープと、高度センサと、磁気センサとを備える。電源部４１１は、リチウムポリマーバッテリ等のバッテリである。

無人航空機４の制御部４０３は、記憶部４０４に記憶される点検用プログラムを実行することにより、飛行制御部４０３１（本発明に係る「飛行制御手段」の一例）と、画像認識部４０３２と、点検部４０３３と、送信部４０３４（本発明に係る「送信手段」の一例）という機能を実現する。

飛行制御部４０３１は、記憶部４０４に記憶される飛行経路情報と、センサ部４１０により継続的に測定される各種のセンサ値と、測位部４０８により継続的に測定される位置とに基づいて、無人航空機４を点検用の飛行経路に沿って自動的に飛行させる。その際、飛行制御部４０３１は、無人航空機４が点検対象の防災設備の設置場所に到達する度に、防災設備を探索するための探索飛行を行わせる。例えば、防災設備の設置場所を中心として所定範囲内を渦巻き状に探索飛行させる。これは、飛行経路情報により示される位置から少しずれた位置に防災設備が設置されている可能性があるからである。また、測位部４０８による測位結果に誤差が生じる可能性があるからである。

画像認識部４０３２は、無人航空機４が防災設備の設置場所に到達し、探索飛行を開始すると、撮影部４０６により継続的に撮影される画像に対して周知の画像認識技術を適用して、防災設備の検出を試みる。

点検部４０３３は、探索飛行の結果、画像認識部４０３２により防災設備が検出されると、撮影部４０６を制御して、当該防災設備の撮影画像を取得し、記憶部４０４に記憶する。防災設備を撮影する際の無人航空機４の位置は、当該防災設備の真下でもよいし、斜め下であってもよい。また、読取部４０７を制御して、当該防災設備に取り付けられたＲＦＩＤタグに記憶される設備ＩＤを取得する。また、測位部４０８から無人航空機４の現在位置（当該防災設備の位置に相当。）を示す位置情報を取得する。そして、取得した撮影画像の画像ＩＤと設備ＩＤと位置情報とを対応付けて点検情報テーブル４０４１に格納する。

送信部４０３４は、点検部４０３３により記憶部４０４に記憶された撮影画像と、点検情報テーブル４０４１に対応付けて格納された各種情報とを、点検情報としてサーバ５に送信する。

１－１－２．サーバ５の構成
図３は、サーバ５の構成の一例を示すブロック図である。サーバ５は、制御部５１と、記憶部５２（本発明に係る「第２記憶手段」の一例）と、操作入力部５３と、通信部５４とを備える。

制御部５１は、ＣＰＵ等の演算処理装置とＲＡＭ等の揮発性メモリとを備え、記憶部５２に記憶される点検用プログラムを実行する。記憶部５２は、ＨＤＤ等の記憶装置であり、制御部５１により実行される点検用プログラムを記憶する。また、記憶部５２は、無人航空機４に提供する飛行経路情報を記憶する。また、記憶部５２は、点検情報テーブル５２１（図示略）を記憶する。この点検情報テーブル５２１には、点検された防災設備の設備ＩＤと、当該防災設備の位置と、当該防災設備の撮影画像を識別する画像ＩＤと、点検結果とが対応付けて格納される。操作入力部５３は、操作ボタンやタッチパネル等の入力装置である。通信部５４は、無人航空機４と通信回線６を介して通信を行うための通信インタフェースである。

サーバ５の制御部５１は、記憶部５２に記憶される点検用プログラムを実行することにより、送信部５１１と、受信部５１２（本発明に係る「受信手段」の一例）と、画像解析部５１３という機能を実現する。

送信部５１１は、操作入力部５３を介して点検を指示する操作が入力されると、又は予め定められた点検日時が到来すると、記憶部５２に記憶される飛行経路情報を含む点検要求を無人航空機４に対して送信する。

受信部５１２は、無人航空機４から送信される点検情報を受信すると、点検情報に含まれる撮影画像を画像解析部５１３に出力する。また、点検情報に含まれるその他の情報を対応付けて点検情報テーブル５２１に格納する。その際、格納する位置情報に対応する設備ＩＤについて、異なる位置情報がすでに点検情報テーブル５２１に格納されている場合には、新しい位置情報に更新する。

画像解析部５１３は、受信部５１２より撮影画像を取得すると、周知の画像解析技術を用いて当該撮影画像を解析し、撮影対象の防災設備に不具合があるか否かを判定する。具体的には、撮影対象の防災設備に損傷、変形、腐食、汚れ等の不具合があるか否かを判定する。判定の結果は、点検情報として、撮影対象の設備ＩＤと対応付けられて点検情報テーブル５２１に格納される。

１－２．無人航空機４の動作
無人航空機４により実行される点検動作について説明する。この点検動作は、サーバ５から送信された点検要求が無人航空機４により受信されて、無人航空機４の制御部４０３が点検用のプログラムを実行すると開始される。なお、無人航空機４により受信された点検要求に含まれる飛行経路情報は、無人航空機４の記憶部４０４に記憶される。図４は、この点検動作の一例を示すフロー図である。

無人航空機４の飛行制御部４０３１は、記憶部４０４に記憶される飛行経路情報と、センサ部４１０により継続的に測定される各種のセンサ値と、測位部４０８により継続的に測定される位置とに基づいて、無人航空機４を、その待機場所から点検対象の防災設備の設置場所まで自動的に飛行させる（Ｓ１）。防災設備の設置場所に到達すると、飛行制御部４０３１は、防災設備を探索するために、無人航空機４に探索飛行を行わせる（Ｓ２）。その際、画像認識部４０３２は、撮影部４０６により継続的に撮影される画像に対して周知の画像認識技術を適用し、防災設備の検出を試みる。探索飛行の結果、画像認識部４０３２が防災設備を検出すると（Ｓ３）、点検部４０３３は、撮影部４０６を制御して、当該防災設備の撮影画像を取得し、記憶部４０４に記憶する（Ｓ４）。また、点検部４０３３は、読取部４０７を制御して、当該防災設備に取り付けられたＲＦＩＤタグに記憶される設備ＩＤを取得する（Ｓ５）。また、点検部４０３３は、測位部４０８から無人航空機４の現在位置（すなわち、上記のステップＳ４が実行された時点の無人航空機４の位置）を示す位置情報を取得する（Ｓ６）。そして、点検部４０３３は、取得した撮影画像の画像ＩＤと設備ＩＤと位置情報とを対応付けて点検情報テーブル４０４１に格納する（Ｓ７）。その後、送信部４０３４は、上記のステップＳ４で記憶部４０４に記憶された撮影画像と、上記のステップＳ７で点検情報テーブル４０４１に対応付けて格納された各種情報とを、点検情報としてサーバ５に送信する（Ｓ８）。

サーバ５の受信部５１２は、無人航空機４から送信された点検情報を受信すると、点検情報に含まれる撮影画像を画像解析部５１３に出力するとともに、点検情報に含まれるその他の情報を対応付けて点検情報テーブル５２１に格納する。その際、格納する位置情報に対応する設備ＩＤについて、異なる位置情報がすでに点検情報テーブル５２１に格納されている場合には、新しい位置情報に更新する。画像解析部５１３は、受信部５１２より撮影画像を取得すると、周知の画像解析技術を用いて当該撮影画像を解析し、撮影対象の防災設備に不具合があるか否かを判定する。具体的には、撮影対象の防災設備に損傷、変形、腐食、汚れ等の不具合があるか否かを判定する。判定の結果は、点検情報として、撮影対象の設備ＩＤと対応付けられて点検情報テーブル５２１に格納される。

上記のステップＳ８の後、まだ点検されていない防災設備が残っている場合には（Ｓ９のＹＥＳ）、無人航空機４の飛行制御部４０３１は、記憶部４０４に記憶される飛行経路情報に基づいて、無人航空機４を、次の点検対象の防災設備の設置場所まで自動的に飛行させる（Ｓ１）。一方、すべての防災設備について点検が終了した場合には（Ｓ９のＮＯ）、無人航空機４の飛行制御部４０３１は、記憶部４０４に記憶される飛行経路情報に基づいて、無人航空機４を待機場所まで自動的に飛行させる（Ｓ１０）。
以上が、点検動作についての説明である。

なお、上記の点検動作において、ステップＳ２の探索飛行の結果、防災設備が検出されなかった場合には、ステップＳ３～Ｓ８を省略して、ステップＳ９が実行されてもよい。

以上説明した点検システム１によれば、無人航空機４により点検が行われるため、高天井に設置された防災設備であっても点検することができる。また、無人航空機４により自動的に点検が行われるため、点検用の人手が不要になる。また、点検対象のＲＦＩＤタグから読み取られる設備ＩＤを介して点検対象とその撮影画像とが自動的に対応付けられる。また、サーバ５に記録される点検対象の設置場所は、当該点検対象を点検する無人航空機４により測位されたより正確な位置情報により更新される。

２．変形例
上記の実施形態は、下記のように変形してもよい。なお、下記の２以上の変形例は互いに組み合わせてもよい。

２－１．変形例１
無人航空機４は、点検動作の際にサーバ５から飛行経路情報を提供されているが、飛行経路情報を予め記憶部４０４に記憶しておいてもよい。

２－２．変形例２
防災設備がＲＦＩＤタグを備える代わりに、防災設備の本体又は当該本体の近傍に、当該防災設備の識別情報を示す一次元又は二次元のコードを表示するようにしてもよい。具体的には例えば、火災感知器２の筺体や、スプリンクラーヘッド３のシーリングプレート（スプリンクラーヘッド３と天井面の取付穴との隙間を隠すためのプレート）に、コードを記載したラベルを取り付けるようにしてもよい。その場合、無人航空機４の撮影部４０６は、読取部４０７に代わり、防災設備の識別情報を読み取る読取手段として機能する。

２－３．変形例３
無人航空機４に、操縦用の送信機から発信される電波を受信可能な受信機を備えさせ、無人航空機４を手動により操縦可能としてもよい。その場合、上記の点検動作の１以上のステップを手動操作により実行してもよい。なお、手動操作するにあたり、ＦＰＶ（First Person View）用のカメラを無人航空機４に備えさせ、一人称視点で操縦してもよい。

２－４．変形例４
探索飛行の際、無人航空機４で行われる画像認識処理を、サーバ５側で行うようにしてもよい。その場合、無人航空機４は、撮影部４０６により継続的に撮影される画像をサーバ５に送信し、サーバ５は、送信されてくる画像に対して周知の画像認識技術を適用し、防災設備の検出を試みる。そして、防災設備を検出すると、検出した旨を無人航空機４に通知する。

２－５．変形例５
無人航空機４の送信部４０３４は、防災設備ごとに点検情報を送信するのに代えて、複数の防災設備の点検情報をまとめて送信するようにしてもよい。例えば、点検動作の終了後に、点検したすべての防災設備の点検情報をまとめて送信するようにしてもよい。

２－６．変形例６
無人航空機４の側で、点検対象である防災設備に不具合があるか否かを判定するようにしてもよい。その場合、無人航空機４の制御部４０３を、撮影部４０６により撮影された画像を、周知の画像解析技術を用いて解析し、撮影対象の防災設備に不具合があるか否かを判定する画像解析部として機能させてもよい。この画像解析部は、具体的には、撮影対象の防災設備に損傷、変形、腐食、汚れ等の不具合があるか否かを判定する。判定の結果は、点検情報として、撮影対象の設備ＩＤと対応付けられて点検情報テーブル４０４１に格納される。

２－７．変形例７
無人航空機４に、点検対象である防災設備を掃除するための掃除手段を備えさせてもよい。具体的には例えば、防災設備に対してエアを噴射するエア噴射機構を備えさせてもよい。このエア噴射機構は、一例として、鉛直方向上方にエアを噴射可能なように機体本体４０１に取り付けられる。エアの噴射は、点検対象であるすべての防災設備に対して一律に行われてもよいし、特に掃除が必要な防災設備に対してだけ選択的に行われてもよい。選択的に行う場合、上記の変形例６に記載した画像解析部による判定の結果、汚れ（具体的には埃）が付着していると判定された防災設備に対してだけ行われてもよい。

１…点検システム、２…火災感知器、３…スプリンクラーヘッド、４…無人航空機、５…サーバ、６…通信回線、５１…制御部、５２…記憶部、５３…操作入力部、５４…通信部、４０１…機体本体、４０２…プロペラ、４０３…制御部、４０４…記憶部、４０５…通信部、４０６…撮影部、４０７…読取部、４０８…測位部、４０９…駆動部、４１０…センサ部、４１１…電源部、５１１…送信部、５１２…受信部、５１３…画像解析部、５２１…点検情報テーブル、４０３１…飛行制御部、４０３２…画像認識部、４０３３…点検部、４０３４…送信部、４０４１…点検情報テーブル

Claims

防災設備の設置場所を示す設置場所情報を記憶する第１記憶手段と、
前記第１記憶手段に記憶された設置場所情報に基づいて自機を前記設置場所まで自動的に飛行させ、前記設置場所に到達すると、探索飛行を行わせる飛行制御手段と、
撮影手段と、
前記探索飛行が開始されると、前記撮影手段により継続的に撮影される画像に対して画像認識技術を適用して前記防災設備を検出する画像認識部と、
前記防災設備が検出されると、前記防災設備が備える記憶媒体に記憶される前記防災設備の識別情報、又は前記防災設備の本体若しくは当該本体の近傍に表示される前記防災設備の識別情報を読み取る読取手段と
を備える無人航空機。
請求項１に記載の無人航空機と、
サーバと
を備える点検システムであって、
前記撮影手段は、前記防災設備が検出されると、前記防災設備を撮影し、
前記無人航空機は、
前記撮影手段により前記防災設備が撮影された時点の前記無人航空機の位置を測定する測位手段と、
前記測位手段により測位された位置を示す位置情報と、前記読取手段により読み取られた識別情報と、前記撮影手段により撮影された撮影画像とを前記サーバに送信する送信手段と
をさらに備え、
前記サーバは、前記送信手段により送信された位置情報と識別情報と撮影画像を受信して、対応付けて第２記憶手段に記憶する受信手段を備える
ことを特徴とする点検システム。
前記サーバは、前記撮影画像を解析し、前記防災設備に不具合があるか否かを判定する画像解析部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の点検システム。