JP7012522B2 - 測定システム、測定指示装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、測定システム、測定指示装置、及びプログラムに関する。

アンテナや望遠鏡を含む大型の構造物は、温度による膨張又は収縮や自重による撓みにより、使用時に歪みが生じてしまう。一方で、これらの構造物は性能上の要求から、その形状を管理して基準となる範囲内に形状を保つ必要がある。このため、これらの構造物については、その形状を頻繁に測定してどのような歪みが生じているのかを把握しなければならない。

大型の構造物の歪みを測定する技術として、写真測量機器を含む測定装置を遠隔操作されるドローンを含む飛行体に搭載して構造物の周囲を移動させ、複数の地点から構造物を測定した結果をもとに構造物の形状を算出する技術がある。

特許文献１には、測定装置は、フォトグラメトリ（photogrametry）によって構造物の形状を測定する技術が記載されている。フォトグラメトリでは、測定装置は、飛行体によって構造物の周囲の複数の撮影地点に移動しながら構造物の撮影を行い、構造物の形状を測定する。フォトグラメトリにより構造物の形状を精度良く測定するために、航法装置によって飛行体の位置を把握して、構造物と測定装置との間の距離が決められた距離になるよう飛行体の位置を制御する必要がある。

特開２０１２－１４０１０１号公報

特許文献１に記載の技術では、飛行体の位置を把握するために、ＧＰＳ（Global Positioning System）を含む衛星測位システムが使用されている。しかし、衛星測位システムで飛行体の位置が得られても、衛星測位システムによる構造物の位置が得られていない場合や、構造物の姿勢が変化する場合においては、構造物と飛行体との間の距離を正確に調整することは困難である。また、大型の構造物の周囲を飛行体が移動する場合、構造物を保護するドームや構造物自体によって衛星からの電磁波が遮られ、得られる位置の精度が低下することもある。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、衛星測位システムによる位置情報が得られない場合でも構造物を測定できる測定システム、測定指示装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る測定システムは、測定装置と、測定指示装置と、を備える。測定装置は、構造物の周囲を飛行する飛行体に搭載され、飛行体を制御して飛行体を移動させ、構造物を測定する。測定指示装置は、構造物及び飛行体の位置を観測し、観測した結果をもとに、測定装置が構造物の測定を行う測定位置を飛行体の位置に対する相対位置として測定装置に対して指示する。測定指示装置は、構造物と飛行体とを観測可能であり、高さ方向において構造物に正対する位置に静止する静止飛行体に搭載される。

本発明によれば、構造物及び測定装置の位置を観測することで、衛星測位システムによる位置情報が得られない場合でも構造物を測定できる測定システム、測定指示装置、及びプログラムを提供できる。

測定システム及び測定対象の構造物を示す側面図 測定システム及び測定対象の構造物を示す上面図 （ａ）飛行体及び（ｂ）静止飛行体を示す側面図 （ａ）測定装置及び（ｂ）測定指示装置の構成を示すブロック図 構造物と曲面状の飛行面とを示す側面図 構造物と平面状の飛行面とを示す側面図 測定準備処理のフローチャート 測定指示処理のフローチャート 測定処理のフローチャート 構造物、レドーム及びレドームに固定された測定指示装置を示す側面図 構造物と複数の飛行面とを示す側面図

本発明の実施の形態に係る測定システム１について、図１－図１１を参照して説明する。図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。

図１は、実施の形態１に係る測定システム１及び測定対象の構造物１００を示す側面図である。図１に示すように、測定システム１は測定対象である構造物１００の周囲を飛行する飛行体２００及び静止飛行体３００と、飛行体２００及び静止飛行体３００にそれぞれ搭載される測定装置４００及び測定指示装置５００と、データ及び指示の入力を行う遠隔制御装置６００と、を備え、測定装置４００によって構造物１００を撮影して構造物１００の形状を測定する。

図２は、実施の形態１に係る測定システム１及び測定対象の構造物１００を示す上面図である。図２に示すように、構造物１００は複数の部材１１０を備える。部材１１０は構造物１００を構成する部材であって、図２に示す例では反射鏡を構成する反射パネルである。構造物１００はアンテナ、反射望遠鏡を含むが、これに限られるものではない。

構造物１００のそれぞれの部材１１０は一つ以上の標識１２０を有する。標識１２０は、部材１１０の表面に測定装置４００から認識可能に表示されている。標識１２０は、測定システム１が構造物１００の形状を測定する際に構造物１００に対する位置の基準となる。それぞれの標識１２０は互いに異なる識別コードを有し、それぞれの標識１２０は識別コードにより区別される。言い換えれば、構造物１００は、互いに異なる識別コードを有する複数の標識１２０を複数の場所に有する。

図２に示すように、測定装置４００を搭載した飛行体２００は、測定指示装置５００の指示に従い、構造物１００の周囲の空中を飛行シナリオ５３１に沿った一つ以上の測定位置１３０を経由して移動する。また、測定指示装置５００を搭載した静止飛行体３００は、構造物１００の周囲の空中の、構造物１００と飛行体２００とを観測可能な静止位置５４で静止する。測定指示装置５００は、構造物１００及び、静止位置５４から観測可能な位置に設けられた基準点２７を基準にして、静止飛行体３００が静止位置５４で静止するよう静止飛行体３００を制御する。

測定位置１３０は、構造物１００に対して複数設定され、構造物１００の測定対象となる範囲全体をカバーする。測定位置１３０の位置は、構造物１００上に設けられた標識１２０を基準とし、標識１２０の位置からの相対位置で定義される。測定位置１３０の位置の基準となる標識１２０を指定標識１２１とする。飛行シナリオ５３１では、構造物１００の形状を測定するための一つ以上の測定位置１３０が、それぞれの測定位置１３０に対応する指定標識１２１と、指定標識１２１を基準とした位置とにより指定される。

測定システム１の構成要素について図を参照して説明する。図３は、（ａ）飛行体２００及び（ｂ）静止飛行体３００を示す側面図である。図３（ａ）に示すように、飛行体２００は回転して揚力及び推進力を発生する複数のロータ２１０を備え、測定装置４００を搭載する。図３（ｂ）に示すように、静止飛行体３００は回転して揚力及び推進力を発生する複数のロータ３１０を備え、測定指示装置５００を搭載する。

飛行体２００は空中の移動及び空中での停止が可能な無人飛行機であり、ドローン、マルチコプタ、ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）を含み得る。図３（ａ）に示すように、飛行体２００は、回転して揚力及び推進力を発生する複数のロータ２１０を備え、測定装置４００を搭載する。構造物１００の測定を行うとき、飛行体２００は、測定指示装置５００の指示に従って飛行シナリオ５３１に沿った一つ以上の測定位置１３０を経由し構造物１００の周囲を飛行する。

ロータ２１０は、図示しないモータによって回転して揚力及び推進力を発生し、飛行体２００を飛行させる。

静止飛行体３００は空中の移動及び空中での停止が可能な無人飛行機であり、ドローン、マルチコプタ、ＵＡＶを含み得る。図３（ｂ）に示すように、静止飛行体３００は、回転して揚力及び推進力を発生する複数のロータ３１０を備え、測定指示装置５００を搭載する。構造物１００の測定を行うとき、静止飛行体３００は構造物１００の周囲の空中の、前記構造物と前記飛行体とを観測可能な位置に静止する。

静止飛行体３００のロータ３１０については、飛行体２００のロータ２１０と同様である。

図４は、測定装置４００及び測定指示装置５００の構成を示すブロック図である。図４（ａ）は、測定装置４００の構成を示す。図４（ａ）に示すように、測定装置４００は、標識１２０の検出及び構造物１００の測定を行うセンサ部４１０と、飛行体２００の飛行を制御する飛行制御部４２０と、測定装置４００で使用されるデータ及びプログラムを記憶する記憶部４３０と、測定指示装置５００及び遠隔制御装置６００と通信する通信部４４０と、を備える。測定装置４００は処理装置、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含み得るが、これに限られるものではない。

センサ部４１０は、構造物１００を撮影して標識１２０の検出及び構造物１００の形状の測定を行う。センサ部４１０は、構造物１００を撮影する撮影部４１１と、撮影部４１１が撮影した画像から指定標識１２１を検出する指定標識検出部４１２と、構造物１００に対する距離を測定する距離測定部４１３とを備える。

撮影部４１１は構造物１００を撮影する。撮影部４１１はカメラ、イメージセンサを含み得るが、これに限られるものではない。指定標識検出部４１２は、撮影部４１１が撮影した画像を解析して指定標識１２１を検出する。距離測定部４１３は、飛行体２００から、構造物１００の表面の飛行体２００に最も近い点までの距離を測定する。

飛行制御部４２０は、飛行体２００の飛行を制御する。飛行制御部４２０は、測定指示装置５００の指示に従って飛行体２００を移動させる測定位置誘導部４２１と、飛行体２００を制御して測定位置１３０に移動させる指定位置調整部４２２と、を備える。

測定位置誘導部４２１は、通信部４４０を経由して測定指示装置５００から受信する指示に従い、飛行体２００を制御して移動させる。また、測定位置誘導部４２１は、距離測定部４１３が測定した距離をもとに、構造物１００の表面からの距離を、予め決められた値に保って飛行するよう飛行体２００を制御する。このように制御すると、飛行体２００は、構造物からの距離が決められた面の上を飛行するようになる。飛行体２００が飛行する面を、以後、飛行面と呼ぶ。指定位置調整部４２２は、測定位置１３０と指定標識検出部４１２が検出した指定標識１２１との間の相対位置をもとに、飛行体２００を制御して飛行体２００の位置を測定位置１３０に一致させる。

記憶部４３０は、センサ部４１０及び飛行制御部４２０が使用するデータ並びにセンサ部４１０及び飛行制御部４２０が出力するデータを記憶する。記憶部４３０は飛行面１４０に沿った飛行方向及び飛行距離を規定する飛行指示４３１と、指定標識１２１の位置及び識別コードを規定する位置情報４３２と、センサ部４１０が測定したデータである測定データ４３３と、を記憶する。

飛行指示４３１は、測定指示装置５００が作成した、飛行面１４０に沿った飛行体２００の飛行方向及び飛行距離を記憶する。測定位置誘導部４２１は、飛行指示４３１に従って飛行体２００を移動させる。位置情報４３２は、指定標識１２１を含む複数の標識１２０の位置及び識別コードを規定する。指定標識検出部４１２は、位置情報４３２をもとに指定標識１２１の識別コードを取得する。測定データ４３３は、撮影部４１１が撮影した構造物１００の画像を含む、センサ部４１０が測定した構造物１００の形状に関する測定データである。

通信部４４０は、測定指示装置５００及び遠隔制御装置６００と通信を行い、データ及びコマンドをやり取りする。

図４（ｂ）は、測定指示装置５００の構成を示す。図４（ｂ）に示すように、測定指示装置５００は、構造物１００及び飛行体２００の位置を測定するセンサ部５１０と、静止飛行体３００の飛行を制御する飛行制御部５２０と、測定指示装置５００で使用されるデータ及びプログラムを記憶する記憶部５３０と、測定装置４００に対して、センサ部５１０の測定結果をもとに測定位置１３０を飛行体２００の位置に対する相対位置として指示する飛行指示を生成する飛行指示部５４０と、測定装置４００及び遠隔制御装置６００と通信する通信部５５０と、を備える。測定指示装置５００は処理装置、ＲＡＭ、ＲＯＭを含み得るが、これに限られるものではない。

センサ部５１０は、構造物１００及び飛行体２００を撮影して構造物１００に対する飛行体２００の相対位置を測定する。センサ部５１０は、構造物１００及び飛行体２００を撮影する撮影部５１１と、撮影部５１１が撮影した画像から飛行体２００の位置を検出する測定装置検出部５１２と、撮影部５１１が撮影した画像から標識１２０を検出する標識検出部５１３と、を備える。

撮影部５１１は構造物１００及び飛行体２００を撮影する。撮影部５１１はカメラ、イメージセンサを含み得るが、これに限られるものではない。測定装置検出部５１２は、撮影部５１１が撮影した画像を解析して飛行体２００の位置を測定する。標識検出部５１３は、撮影部５１１が撮影した画像を解析して標識１２０を検出する。

飛行制御部５２０は、静止飛行体３００を制御し、位置及び高度を保って飛行させる。

記憶部５３０は、センサ部５１０及び飛行制御部５２０が使用するデータ並びにセンサ部５１０及び飛行指示装置５４０が出力するデータを記憶する。記憶部５３０は、飛行体２００の飛行する経路を規定する飛行シナリオ５３１と、静止飛行体３００の静止位置５４のデータである自機位置データ５３２と、飛行面１４０の位置及び形状のデータである飛行面データ５３３と、を記憶する。

飛行シナリオ５３１には、構造物１００を測定するために飛行体２００が経由する一つ以上の測定位置１３０及び測定位置１３０の基準となる指定標識１２１が、経由する順に記憶されている。飛行シナリオ５３１には、それぞれの測定位置１３０における測定条件も記憶されている。測定条件には、撮影する向き及び枚数が含まれる。自機位置データ５３２は、測定指示装置５００を搭載する静止飛行体３００が飛行する位置を示すデータであり、静止飛行体３００の位置は、基準点２７の真上の、構造物１００に正対する位置で定義される。飛行制御部５２０は、自機位置データ５３２をもとに静止飛行体３００を制御して静止位置５４で飛行させる。飛行制御部５２０は、基準点２７の真上にいることを確認しながら静止飛行体３００を制御して静止飛行体３００の高さを構造物１００の測定面に正対する高さに保つ。具体的には、撮影した構造物１００の標識１２０の歪みを画像処理により確認し、最も歪の少ない画像を撮影した場所を正対位置とする。飛行面データ５３３は、飛行体２００が飛行する飛行面１４０の位置及び形状のデータである。

飛行指示部５４０は、飛行体２００に対する飛行指示を生成する。飛行指示部５４０は、移動方向及び距離を算出する移動距離方向算出部５４１と、飛行体２００に飛行及び測定の指示を生成する飛行指示生成部５４２とを有する。

移動距離方向算出部５４１は、センサ部５１０が検出した飛行体２００の位置及び指定標識１２１の位置と、飛行シナリオ５３１とをもとに、測定位置１３０の飛行体２００の位置からの飛行面１４０上の相対位置を算出する。移動距離方向算出部５４１は、相対位置を、飛行体２００が飛行面１４０上を通って測定位置１３０に向かうための移動方向及び移動距離として算出する。飛行指示生成部５４２は、移動距離方向算出部５４１が算出した移動方向及び移動距離と飛行シナリオ５３１とをもとに、飛行体２００に飛行及び測定を指示するコマンドを生成し、通信部５５０を介して飛行体２００に送信する。

移動距離方向算出部５４１が移動方向及び移動距離を算出する方法について、図を参照して説明する。図５は、構造物１００と曲面状の飛行面１４１とを示す側面図である。図５では飛行体２００は位置を明確にするために点で表現している。飛行面１４１は、静止飛行体３００の静止位置５４を中心とする球面である。図５に示すように、飛行体２００は飛行面１４１上を移動し、測定位置１３０において測定を行う。

測定指示装置５００は、撮影部５１１による撮影画像を解析し、飛行体２００と指定標識１２１との間の視野角θ_１を取得する。θ_２は、指定標識１２１から測定位置１３０に向かう方向と指定標識１２１から測定指示装置５００に向かう方向との間の角度である。θ_２は、撮影部５１１が撮影した撮影画像上の指定標識１２１の歪みから測定しても良いし、それぞれの指定標識１２１の正面方向を記憶部５３０に記憶しておいて、測定指示装置５００の位置をもとに計算で求めても良い。静止飛行体３００と飛行体２００との距離Ｌ_１は、静止飛行体３００の飛行位置から既知である。指定標識１２１と飛行面１４１との間の距離Ｌ_２は、測定位置１３０と指定標識１２１との間の相対位置から既知である。

飛行体２００が測定位置１３０に到達するためには、飛行面１４１上を図５の下向きに以下の式（１）で表される距離Ｌだけ移動すれば良い。
Ｌ＝Ｌ_１・θ_１－Ｌ_２・θ_２ （１）

図６は、構造物１００と平面状の飛行面１４２とを示す側面図である。図６に示すように、飛行体２００は飛行面１４２上を移動し、測定位置１３０において測定を行う。

測定指示装置５００は、撮影部５１１による撮影画像を解析した結果及び、飛行面データ５３３とをもとに、静止飛行体３００から飛行面１４２へ下ろした垂線と飛行体２００方向との間の視野角θ_３、静止飛行体３００から飛行面１４２へ下ろした垂線と指定標識１２１との間の視野角θ_４を取得する。

具体的には、測定指示装置５００は、撮影部５１１による撮影画像を解析した結果から、静止飛行体３００から飛行体２００と静止飛行体３００から指定標識との間の視野角（θ_３＋θ_４）を求める。次に、飛行面データ５３３に記録された飛行面１４２の位置と、静止飛行体３００の静止位置５４とから静止飛行体３００から飛行面１４２へ下ろした垂線の方向を算出し、θ_３及び、θ_４を算出する。θ_５は、指定標識２１から測定位置１３０に向かう方向と指定標識２１から測定指示装置５００に向かう方向との間の角度である。θ_５は、撮影部５１１が撮影した撮影画像上の指定標識１２１の歪みから測定しても良いし、それぞれの指定標識１２１の正面方向を記憶部５３０に記憶しておいて、測定指示装置５００の位置をもとに計算で求めても良い。θ_６は、θ_４と同値である。

静止飛行体３００と飛行面１４２との間の距離Ｌ_３は、静止飛行体３００の飛行位置から既知である。指定標識１２１と飛行面１４２との間の距離Ｌ_４については、測定位置１３０と指定標識１２１との間の相対位置から既知である。

飛行体２００が測定位置１３０に到達するためには、飛行面１４２上を図６の下向きに以下の式（２）で表される距離Ｌだけ移動すれば良い。
Ｌ＝Ｌ_３・（ｔａｎθ_３＋ｔａｎθ_４）－Ｌ_４・（ｔａｎ（θ_５＋θ_６）－ｔａｎθ_５） （２）

測定指示装置５００は、同様の測定を、互いに交叉する２方向について行い、それぞれの方向について式（１）又は式（２）で求めた結果を合成して、測定位置１３０の飛行体２００の位置に対する飛行面１４０上での方向及び距離を表す２次元のベクトルとする。測定指示装置５００は、上記の方法で求めた２次元のベクトルにより、測定位置１３０の飛行体２００の位置に対する相対位置、すなわち飛行体２００が測定位置１３０に向けて飛行面１４０上を移動する方向、距離を飛行体２００に対して指示する。

飛行面１４０を曲面、平面の組合せに分解して、式（１）と式（２）とを組み合せて移動距離を算出することで、複雑な形状の飛行面１４０であっても移動方向及び移動距離を算出することができる。

通信部５５０は、測定装置４００及び遠隔制御装置６００と通信を行い、データ及びコマンドをやり取りする。

遠隔制御装置６００は、ユーザからのデータ及び指示の入力を受け付け、入力をもとに静止飛行体３００、飛行体２００、測定装置４００、及び測定指示装置５００へのコマンドを作成する端末装置である。遠隔制御装置６００はパーソナルコンピュータ、ワークステーション、スマートフォンを含みうるが、これに限られるものではない。

遠隔制御装置６００は、ユーザの入力をもとに飛行シナリオ５３１及び位置情報４３２を作成する。作成された飛行シナリオ５３１は、遠隔制御装置６００から通信部５５０を介して測定装置５００に入力されて記憶部４３０に記憶される。位置情報４３２は、遠隔制御装置６００で作成される。作成された位置情報４３２は、遠隔制御装置６００から通信部４４０を介して測定装置４００に入力されて記憶部４３０に記憶される。

遠隔制御装置６００は、測定装置４００が測定した構造物１００の形状のデータを、通信部４４０を介して受信する。

風を含む外乱の影響により、大きく飛行体２００の位置ずれが発生して指定標識１２１が識別できない場合、飛行体２００は飛行体２００が最短で飛行ルートに戻るルートの指示を測定指示装置５００から受け、飛行ルートへ戻る。飛行ルートへ戻ることが難しい場合、予め定義された安全着陸地点に着陸する指示又は飛行位置の直下に着陸する指示を測定指示装置５００から受け、着陸する。

測定装置４００が測定指示装置５００からの信号を喪失した場合は、飛行体２００は測定指示装置５００からの信号が回復するかを確認するためその場で静止する。信号が回復しない場合は予め定義された安全着陸地点又は飛行位置の直下に着陸する。

静止飛行体３００又は飛行体２００が飛行機能を喪失した場合は滑空、パラシュートを含む安全装置を展開し、予め定義された安全着陸地点又は飛行位置の直下に着陸する。

測定システム１が構造物１００の測定を行う動作について、図７－図９を参照して説明する。図７は、遠隔制御装置６００が実行する測定準備処理を示すフローチャートである。図７のフローチャートを参照して、測定準備処理について説明する。

測定準備処理が開始されると、遠隔制御装置６００は、構造物１００上の標識１２０の位置、飛行面１４０のデータを入力するユーザの入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。

ユーザのデータ入力を受け付けると、遠隔制御装置６００は、入力されたデータをもとに、構造物１００の全体を測定するために必要な複数の測定位置１３０及び測定位置１３０に対応する指定標識１２１を設定する（ステップＳ１０２）。

測定位置１３０及び指定標識１２１を設定すると、遠隔制御装置６００は、設定した複数の測定位置１３０を経由する順路を示す飛行シナリオ５３１を作成する（ステップＳ１０３）。

飛行シナリオ５３１を作成すると、遠隔制御装置６００は、作成した飛行シナリオ５３１を測定指示装置５００に送信し（ステップＳ１０４）、測定準備処理を終了する。

図８は、測定指示装置５００が実行する測定指示処理を示すフローチャートである。測定指示装置５００は、遠隔制御装置６００が測定準備処理を終了した後に、測定指示処理を行い、測定装置４００に構造物１００の測定に関する指示を行う。図８のフローチャートを参照して、測定指示処理について説明する。

測定処理が開始されると、測定指示装置５００が、飛行シナリオ５３１から最初の測定位置１３０を選択する（ステップＳ２０１）。測定装置検出部５１２は、撮影部５１１が撮影した画像を解析して飛行体２００の位置を測定する。標識検出部５１３は、撮影部５１１が撮影した画像を解析して、飛行指示部５４０に選択された測定位置１３０に対応する指定標識１２１を検出する（ステップＳ２０２）。

飛行体２００の位置及び指定標識１２１の位置が検出されると、移動距離方向算出部５４１は、検出された飛行体２００の位置及び指定標識１２１のデータと、遠隔制御装置６００から受信した飛行シナリオ５３１とをもとに、測定位置１３０の飛行体２００の位置に対する相対位置を算出する（ステップＳ２０３）。測定位置１３０の相対位置は、飛行面１４０上の飛行体２００の測定位置１３０への移動方向及び移動距離として算出される。

移動距離方向算出部５４１が移動方向及び移動距離を算出すると、飛行指示生成部５４２が、測定装置４００に測定位置１３０への飛行を指示する飛行指示、及び測定装置４００に測定位置１３０での測定を指示する測定指示を生成する。測定指示装置５００は、通信部５５０から測定装置４００に測定指示を送信する（ステップＳ２０４）。

測定指示装置５００は、飛行指示及び測定指示を送信すると、ステップＳ２０５に進む。測定装置４００は、飛行指示及び測定指示を受信すると、飛行指示に基づき飛行体２００を制御して測定位置１３０に飛行する。

測定指示装置５００は、センサ部５１０が検出した指定標識のデータをもとに、飛行体２００が飛行指示で示された位置を飛行しているかどうかを判断する（ステップＳ２０５）。飛行していないと判断した場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、測定指示装置５００は、ステップＳ２０２に戻る。

飛行体２００が測定位置１３０を飛行していると判断した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、測定指示装置５００は、測定装置４００からの測定実施の通知を受け取り、ステップＳ２０６に進む。

測定装置４００からの測定完了の通知を受け取ると、測定指示装置５００は、測定装置４００が飛行シナリオ５３１の全ての測定位置１３０で構造物１００の測定を行ったかどうかを判断する（ステップＳ２０６）。行っていないと判断した場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、測定指示装置５００が飛行シナリオ５３１から次の測定位置１３０を選択し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２に戻る。

全ての測定位置１３０で構造物１００の測定を行ったと判断すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、測定指示装置５００は、測定装置４００に対して測定終了を指示する（ステップＳ２０８）。測定指示装置５００は、測定終了を指示した後に、静止飛行体３００を制御して帰還地点に着陸させ（ステップＳ２０９）、測定指示処理を終了する。

図９は、測定装置４００が実行する測定処理を示すフローチャートである。図９のフローチャートを参照して、測定処理について説明する。

測定処理が開始されると、測定装置４００は、通信部４４０により、測定指示装置５００が送信する飛行指示及び測定指示を受信する（ステップＳ３０１）。飛行指示が受信されると、測定装置４００は、測定位置誘導部４２１により、測定位置１３０への移動方向及び移動距離により飛行指示で示される位置に飛行体２００を移動させる（ステップＳ３０２）。

測定位置誘導部４２１が飛行体２００を移動させると、指定標識検出部４１２が、測定位置１３０に対応した指定標識１２１を検出する（ステップＳ３０３）。指定位置調整部４２２は、指定標識検出部４１２が検出した指定標識１２１の位置を基準にして、飛行体２００を制御して飛行体２００の位置を測定位置１３０に一致させる（ステップＳ３０４)。飛行体２００の位置が測定位置１３０に一致すると、測定装置４００は、撮影部４１１により構造物１００の測定を行う（ステップＳ３０５）。

測定装置４００は、撮影部４１１により構造物１００の測定を実施すると、測定指示装置５００に測定を実施したことを通知し、その応答として測定指示装置５００から送信される測定完了指示が受信されるかを判断する（ステップＳ３０６）。

測定完了指示が受信されてないと判断すると（ステップＳ３０６：ＮＯ）、ステップＳ３０１に戻る。測定完了指示が受信されたと判断すると（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、測定装置４００は、飛行体２００を制御して帰還地点に着陸し、測定を終了する（ステップＳ３０７）。

以上のような構成を備え、測定処理を実行することによって、実施の形態１に係る測定システム１は、構造物１００及び測定装置４００の位置を測定指示装置５００が観測することで、衛星測位システムによる位置情報が得られない場合でも構造物１００を測定することができる。

飛行体２００は飛行面１４０に沿って移動し、測定を行うため、測定指示装置５００は、構造物１００及び飛行体２００の画像から得られる２次元画像の情報のみによって、飛行体２００に測定位置１３０に到る移動方向及び移動距離を指示することができる。

本発明の実施の形態は上述のものに限られるものではなく、変形が可能である。例えば、飛行シナリオ５３１は遠隔制御装置６００によって作成され、測定指示装置５００に送信されるとしたが、これに限られるものではない。測定指示装置５００が測定開始前に予め全ての飛行シナリオ５３１を記憶しておいても良い。

測定装置４００のセンサ部４１０は、また衝突防止センサを備えてもよい。衝突防止センサ３１７は超音波センサ、ミリ波センサ、イメージセンサを含み得るが、これに限られるものではない。衝突防止センサは、構造物１００及び静止飛行体３００を含む障害物を検出する。障害物が検出されると、飛行制御部４２０が、飛行体２００を制御して障害物との接触を防ぐ。

測定装置４００の撮影部４１１はカメラ、イメージセンサを含み、構造物１００の画像を撮影することで形状を測定するとしたが、これに限られるものではない。撮影部４１１はレーザ距離計を含み、距離測定によって構造物１００の形状を測定しても良い。

測定装置４００は指定標識検出部４１２、指定位置調整部４２２を備え、測定指示装置５００からの指示により移動した後に自ら指定標識１２１を確認して位置を調整するとしたが、これに限られるものではない。測定装置４００は指定標識１２１を確認する手段を持たずに、測定指示装置５００のみによって測定位置１３０に誘導されても良い。この場合、飛行体２００が移動する度に測定指示装置５００が飛行体２００の位置と指定標識１２１の位置とを確認し、飛行体２００の位置のずれを検出して飛行体２００に移動指示を行う。

また、構造物１００を測定するための測定位置１３０を、構造物１００に設けられた指定標識１２１を基準に決定するとしたが、これに限られるものではない。指定標識１２１を設けず、構造物１００自体の特徴的な形状によって測定位置１３０を決定しても良い。

測定指示装置５００は静止飛行体３００に搭載され空中に静止するとしたが、これに限られるものではない。構造物１００の周囲に仮設の支持物を設けて測定指示装置５００を固定しても良い。図１０は、構造物１００、レドーム１５０、及びレドーム１５０に固定された測定指示装置５００を示す側面図である。図１０に示すように、構造物１００がアンテナであってレドーム１５０に覆われている場合は、レドーム１５０に測定指示装置５００を固定しても良い。

飛行体２００が飛行する飛行面１４０は一つに限られず複数あっても良い。図１１は、構造物１００と複数の飛行面１４３－１４５とを示す側面図である。図１１に示すように、複数の飛行面１４３－１４５を備え、飛行体２００がそれらに沿って移動しても良い。図１１の例では、構造物１００の表面に凸部が存在し、凸部によって構造物１００に近い飛行面１４３，１４４上を移動できない場合に、構造物１００から遠い飛行面１４５上を移動する。また、構造物１００を様々な距離から必要がある場合に、複数の飛行面１４４－１４５を移動して測定を行っても良い。

静止飛行体３００が飛行する静止位置５４は、高さ方向が構造物１００、水平方向が基準点２７により定義されるとしたが、これに限られるものではない。静止飛行体３００が飛行する静止位置５４は、基準点２７からの距離及び方向で定義されても良い。また、静止飛行体３００が飛行する静止位置５４は、基準点２７からの距離及び方向で定義されても良い。この場合、測定指示装置５００は構造物１００または基準点２７を撮影し、構造物１００または基準点２７の位置をもとに静止飛行体３００を制御する。

実施の形態に係る測定システム１における各種処理を行う手段及び方法は、専用のハードウェア回路、又はプログラムされたコンピュータのいずれかによっても実現することが可能である。上記プログラムは、フレキシブルディスク又はＣＤ－ＲＯＭを含むコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されても良いし、インターネットを含むネットワークを介してオンラインで提供されても良い。この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスクを含む記憶部に伝送されて記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されても良いし、装置の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれても良い。

１…測定システム、２７…基準点、５４…静止位置、１００…構造物、１１０…部材、１２０…標識、１２１…指定標識、１３０…測定位置、１４０－１４５…飛行面、１５０…レドーム、２００…飛行体、２１０，３１０…ロータ、３００…静止飛行体、４００…測定装置、４１０…センサ部、４１１…撮影部、４１２…指定標識検出部、４１３…距離測定部、４２０，５２０…飛行制御部、４２１…測定位置誘導部、４２２…指定位置調整部、４３０，５３０…記憶部、４３１…飛行指示、４３２…位置情報、４３３…測定データ、４４０，５５０…通信部、５００…測定指示装置、５１０…センサ部、５１１…撮影部、５１２…測定装置検出部、５１３…標識検出部、５３１…飛行シナリオ、５３２…自機位置データ、５３３…飛行面データ、５４０…飛行指示部、５４１…移動距離方向算出部、５４２…飛行指示生成部、６００…遠隔制御装置。

Claims (8)

1. 構造物の周囲を飛行する飛行体に搭載され、前記飛行体を制御して前記飛行体を移動させ、前記構造物を測定する測定装置と、
   前記構造物及び前記飛行体の位置を観測した結果をもとに、前記測定装置が前記構造物の測定を行う測定位置を前記飛行体の位置に対する相対位置として前記測定装置に対して指示する測定指示装置と、を備え、
   前記測定指示装置は、前記構造物と前記飛行体とを観測可能であり、高さ方向において前記構造物に正対する位置に静止する静止飛行体に搭載される、
   測定システム。
2. 前記構造物は標識を備え、
   前記測定指示装置は、前記標識を撮影し、撮影した前記標識を画像処理により確認して得られる位置により前記高さ方向において前記構造物に正対する位置を定義する、請求項１に記載の測定システム。
3. 前記構造物は前記測定装置が検出可能な標識を備え、
   前記測定装置は、前記標識を検出し、前記標識の位置を基準に前記飛行体を制御して前記飛行体を前記測定位置に移動させる、
   請求項１に記載の測定システム。
4. 前記測定装置は、前記飛行体を、前記構造物に対する間隔が決められた飛行面上を飛行するように制御し、前記測定指示装置は、前記測定位置を前記飛行体の位置に対する前記飛行面上の前記相対位置として前記測定装置に対して指示する請求項１から３のいずれか１項に記載の測定システム。
5. 構造物及び前記構造物の周囲を飛行する飛行体の位置を観測した結果をもとに、前記飛行体上の測定装置に対して、前記測定装置が前記構造物の測定を行う測定位置を前記飛行体の位置に対する相対位置により指示し、
   前記構造物と前記飛行体とを観測可能であり、高さ方向において前記構造物に正対する位置に静止する静止飛行体に搭載される測定指示装置。
6. 前記構造物に備えられた標識を撮影し、撮影した前記標識を画像処理により確認して得られる位置により前記高さ方向において前記構造物に正対する位置を定義する、
   請求項５に記載の測定指示装置。
7. コンピュータに、
   構造物と飛行体とを観測可能であり、高さ方向において前記構造物に正対する位置に静止する静止飛行体で前記構造物及び飛行体の位置を観測させ、
   観測した結果をもとに、前記構造物の測定を行う測定位置を前記飛行体の位置に対する相対位置として指示させ、
   前記測定位置で前記構造物を測定させる、
   プログラム。
8. コンピュータに、
   前記静止飛行体で前記構造物に備えられた標識を撮影させ、撮影した前記標識を画像処理により確認して得られる位置により前記高さ方向において前記構造物に正対する位置を定義させる、
   請求項７に記載のプログラム。

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