JP7178695B2

JP7178695B2 - ドローンを活用した現場調査システム

Info

Publication number: JP7178695B2
Application number: JP2018197392A
Authority: JP
Inventors: 真人藤田
Original assignee: Foresight Co Ltd
Current assignee: Foresight Co Ltd
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-11-28
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: JP2020065221A

Description

本発明は、ドローンを使用して得られる空撮映像を活用する現場調査システムに関し、特に災害現場等において、より有効に調査できるようにしたドローンを活用した現場調査システムに関する。

昨今の無人航空機である所謂ドローンの開発は目覚ましく、ドローンには加速度センサーや電子コンパスといったセンサー、撮影カメラやデータを保存するメモリーに、ＧＰＳ機能も付加され、高度維持や障害物回避の航行が行え、写真や動画の撮影も行えるなど、その種々の機能を発揮することで、色々な利用分野での需要が急激に拡大している。

特に、カメラやＧＰＳ、ＣＰＵ等を搭載しているため、事前にプロミングした経路に沿って自動航行も行え、機体が操縦者から遠く離れていて、見えなくなるような場所や、人が行けないような場所でも航行が可能になり、今まで人が見えなかった角度での撮影も行うことができる。このため、従来人が目にできなかった様々な地域での空撮を行うことにより、これらの画像データを収集することで新たな地表分析を行うことが出来るようになってきている。係るデータ収集分析力を高めるために、安定した飛行性能を高めるためドローン自体の機体改良（特許文献１）や、ドローンの空撮能力を向上させるシステム（特許文献２）や、ドローンの安全飛行を実現する運用システム（特許文献３）等、ドローンの機体改良やその活用について様々な提案が行われている。

特開２０１８－１０８８１８号特開２０１８－１５３０２７号特開２０１８－０１２４７７号

しかしながら、現状のドローンの活用は、専ら、ドローンを飛行させ、単に空からの空撮を行うことが主なものであり、折角搭載された空撮データ収集機能やＧＰＳ機能を充分に発揮する活用が行われているとは言えない。この点、人が行けない現場、例えば、急峻な山間部や、災害発生時の車両侵入が出来なくなった災害発生場所などへは、ドローンを簡単に侵入させ、空撮することができるので、これらの現場の現状を調査するために使用される機会は増加している。このような現場調査としては、河川、海岸、砂防設備、林地荒廃防止施設、地滑り防止施設、急傾斜地崩壊防止施設といった所謂、公共土木施設などについて行う保全調査も対象となっている。

このような災害地域の現状調査や公共土木施設の保全調査といった現場調査において、ドローンを活用した空撮調査が行われるようになっているが、空撮内容の確認や空撮対象への操縦指示は、専ら現場で行われていたものであり、現場で収集した画像データについては、例えば上記した公共土木施設の管轄省庁における保全管理部署などへ一旦持ち帰り、データを分析して保全対策を図るといった処理が行われていて、迅速な保全作業指示を画像データ収集時にリアルタイムで行うということが出来ていないという問題があった。また、災害時においても、ドローンによる現場情報を現場のみならず、対策本部といった現場から離れた場所でも同時に確認分析し、具体的な現場への対策指示を伝えるといった現場体制を講じることもできていなかったものである。

そこで、本発明は、調査を必要とする現場において、ドローンにより収集した映像データを現場の作業者等の把握確認のみならず、遠隔に設置されている管理部署の分析者や具体的な指示を行う管理者側へ、リアルタイムで配信することができるようにするとともに、確認分析した結果の操作指示内容も現場側の作業者へ伝達することができるようにして、現場情報と管理側指示情報の双方を迅速で的確にやり取りすることができるドローンを活用した現場調査システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、次のように構成した。すなわち、本発明に係るドローンを活用した現場調査システムは、現場上空に投入される少なくとも１機以上の空撮カメラを搭載したドローンと、当該ドローンの操縦を行う現場指揮所周辺を撮像する地上ビデオカメラと、これら空撮カメラと地上ビデオカメラからの映像信号が入力するビデオミキサー手段と、当該ビデオミキサー手段から出力される映像信号により空撮映像若しくは地上映像を表示するモニター手段と、前記ビデオミキサー手段から出力される映像信号を変換して無線ルータにより前記モニター手段と同じ映像を現場指揮所周辺のスマートフォンに表示できるようにした現場用映像信号変換手段と、前記ビデオミキサー手段から出力される映像信号を送信映像信号に変換し遠隔地の管理若しくは対策本部へ通信衛星を通じて送信できるようにする映像信号送信手段とで構成されるとともに、遠隔地の管理若しくは対策本部から送信される指示音声信号を通信衛星の回線を通じて前記映像信号送信手段で受信させ、前記映像信号送信手段を電話基地局とし、前記映像信号送信手段の映像配線を衛星電話回線として利用することにより、現場指揮所側で通話を行える通話手段を設けて構成されることを特徴としている。

本発明にかかるドローンを活用した現場調査システムによれば、保全調査や災害被害調査の現場となる現場指揮所側で投入されたドローンからの空撮映像と、地上ビデオカメラからの現場指揮所周辺の地上映像が、ビデオミキサー手段を介してモニター手段に画像再生されて現場指揮所の管理者などが確認することができ、保全調査や災害被害調査の対象となる現場の状況を把握することができる。

また、ビデオミキサー手段から出力される映像信号を現場用映像信号変換手段で変換して無線ルータによりモニター手段と同じ映像を現場指揮所周辺のスマートフォンに表示できるので、現場周囲の関係者も容易に現場映像を確認することができる。

また、ビデオミキサー手段から出力された映像信号を送信映像信号に変換する映像信号送信手段により、通信衛星を通じて現場の映像を遠隔地の管理若しくは対策本部へ送信することができ、遠隔地の管理部署側で、現場映像に基づいて現場の確認分析をリアルタイムで行うことができるようになる。

さらに、遠隔地の管理若しくは対策本部から送信される指示音声信号を通信衛星の回線を通じて映像信号送信手段で受信させ、映像信号送信手段を電話基地局とし、映像信号送信手段の映像配線を衛星電話回線として利用することにより、現場指揮所側で通話を行える通話手段を設けているので、現場から送信されてきた現場映像を確認分析しながら、本部からもリアルタイムでドローンの空撮映像の変更操作指示を現場側に対して行うことができ、より必要な現場映像を的確に入手することができるように指示できる。

本発明にかかるシステムの全体構成の概略を示す概略図である。現場側における本システムのうち、映像信号を送信するシステム構成を示す図である。現場側における本システムのうち、音声信号を送受信するシステム構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。

図１は、本発明にかかるドローンを活用した現場調査システムの全体構成を示す概略図である。同図は、例えば山火事の現場に対して、本システムを実施する際の一例を概略的に示す。山火事が発生した現場近くの山麓に先ず現場指揮所が設営される。この現場指揮所２には、本システムの後述する映像信号の処理装置が設置されるとともに、ドローン１を操縦する操縦者２１や、ドローン１からの空撮映像を対策本部側へ送信操作する者や、現場の管理者などが派遣される。

同図において、現場の状況をより正確に確認するため、空撮カメラを搭載したドローン１が２機投入されており、ドローン操縦者によって山火事現場の上空で２機のドローンを使って２方向や遠近をもって現場状況を把握するための空撮が行われ、空撮された映像信号が現場指揮所２に送信されるとともに、現場指揮所側から、遠隔の災害対策本部４へ通信衛星３を介して送信され、本部側で現場映像の確認分析が行われるようにし、ドローンの空撮映像の変更操作指示を現場側に対してリアルタイムで行えるように構成されている。

図２は、現場指揮所側に設置された本システムのうち、映像信号を送信するための処理部の構成を示す図で、ドローン１の操縦信号を発するとともにドローン１からの空撮映像信号を受信するプロポ６と、現場指揮所２側周辺の状況を撮像する地上ビデオカメラ７とからの映像信号が入力するビデオミキサー８と、ビデオミキサー８から出力される映像信号により空撮映像若しくは地上映像を表示するモニター９と、ビデオミキサー８から出力される映像信号を変換して無線ルータ１０によりモニター９と同じ映像を現場指揮所２周辺のスマートフォン２０に表示できるようにした現場用映像信号変換装置１１と、ビデオミキサー８から出力される映像信号を変換器１２で変換して送信映像信号を遠隔の災害対策本部４へ通信衛星３を通じて送信できるようにするダウンコンバータとエンコーダからなる映像信号送信装置１３とで構成されている。こられ各機器は映像、音声、制御信号を送信する所謂ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル１５で接続されており、無線ルータ１０と現場用映像信号変換装置１１とはＬＡＮケーブル１６で、変換器１２と映像信号送信装置１３とはＲＣＡ端子１７で接続されている。

図３は、本システムのうち、音声信号を送受信するシステム構成の概略を示す図で、上記したように、現場指揮所２側から災害対策本部４へ送信される映像信号の送信システムを利用して、災害対策本部４に設置した通話機１８からの指示音声信号を通信衛星３の回線を通じて映像信号送信装置１３で受信させ、この映像信号送信装置１３を電話基地局とし、映像信号送信装置１３の映像配線を衛星電話回線とするように構成されている。

本システムは、上記のように構成されており、山火事の現場に投入された２機のドローン１からの空撮映像と、地上ビデオカメラ７からの現場指揮所２周辺の地上映像とが、ビデオミキサー８を介してモニター９で画像再生されて現場指揮所２の管理者などが確認できるようになっている。２機のドローン１からの映像は、ビデオミキサー８により１機目からの火事現場に近づいた詳細映像と、２機目からの延焼しそうな地域も含めた現場全体映像とを１画面に合成して映し出すことも、指揮所２周囲の地上映像と合成して映し出すこともできる。投入するドローン１の機数を増やすことでより詳細な現場調査を行うことができるものである。

ビデオミキサー８から出力される映像信号は、現場用映像信号変換装置１１で変換されて無線ルータ１０により発信されるので、モニター９と同じ映像を現場指揮所周辺の関係者においてもスマートフォン２０で容易に現場映像を確認することができる。

ビデオミキサー８ら出力された映像信号は、送信映像信号に変換する映像信号送信装置１３により、通信衛星３を通じて現場の映像を遠隔の災害対策本部４へ送信され、災害対策本部４で受信されるので、災害対策本部４の菅頼部署担当者がリアルタイムで現場の映像を確認分析することができる。

図３に示すように、災害対策本部４に設置した通話機１８からの指示音声信号を通信衛星３の回線を通じて映像信号送信装置１３で受信させ、この映像信号送信装置１３を電話基地局とし、映像信号送信装置１３の映像配線を衛星電話回線とするように構成されているので、現場指揮所２側に設置した通話機１８で災害対策本部４からの指示を聴取でき、指示内容について応答できるようになっている。かかる指示された内容は、現場指揮所２の近傍でドローン１を操縦している操作者２１や飛行監視者２２へ無線機１９を介して伝えられる。また、係る指示音声は、拡声器２３により周囲の関係者にも伝わるようにしている。このように構成されることで、現場から送信されてきた現場映像を確認分析しながら、本部からもリアルタイムでドローンの空撮映像の変更操作指示を現場側に対して行うことができ、より必要な現場映像を的確に入手することができるように指示することができる。

上記したように、本発明に係るドローンを活用した現場調査システムによれば、従来、災害地域の現場調査において、空撮内容の確認や空撮対象への操縦指示が、専ら現場で現場の監督官の判断で行われていたところ、遠隔に設置されている災害対策本部の分析者や具体的な指示を行う管理責任者へリアルタイムで送信することができ、確認分析した結果に基づくドローンの空撮映像の変更操作指示を現場側に対して直接行うことができ、より必要な現場映像を的確に入手することができるように指示することができるので、現場情報と管理側指示情報の双方を迅速で的確にやり取りすることができるようになった。

したがって、本発明に係るドローンを活用した現場調査システムを使用すれば、災害の酷い地域で人や車両が立ち入れない場所における、災害現場の状況を調査する場合に、ドローンから空撮を行って入手した現場映像に基づく確認分析をより的確に行え、必要な対策を迅速に講じることができ、災害対応を実施する上で重要な役割を果たすことができるものである。

上記実施例では、災害現場を対象としたが、現場としては、河川、海岸、砂防設備、林地荒廃防止施設、地滑り防止施設、急傾斜地崩壊防止施設といった所謂、公共土木施設などの保全調査を行う場合にも実施でき、人の目で視認できない箇所を踏まえた建物管理上の調査にも実施することができ、現場調査としての対象は多方面の現場で実施することが可能である。

また、ドローンによる空撮においては、通常カメラに代えてサーモカメラや特殊用途のカメラ等を搭載することで、依頼される現場調査の内容に応じて簡単に対応することができ、多様な現場調査を行うこともできる。

１ドローン
２現場指揮所
３通信衛星
４災害対策本部
６プロポ
７地上ビデオカメラ
８ビデオミキサー
９モニター
10 無線ルータ
11 現場用映像信号変換装置
12 変換器
13 映像信号送信装置
18 通話機
19 無線機
20 スマートフォン
21 操縦者
22 飛行監視者
23 拡声器

Claims

現場上空に投入される少なくとも１機以上の空撮カメラを搭載したドローンと、
前記ドローンの操縦を行う現場指揮所周辺を撮像する地上ビデオカメラと、
これら空撮カメラと地上ビデオカメラからの映像信号が入力するビデオミキサー手段と、
前記ビデオミキサー手段から出力される映像信号により空撮映像若しくは地上映像を表示するモニター手段と、
前記ビデオミキサー手段から出力される映像信号を変換して無線ルータにより前記モニター手段と同じ映像を現場指揮所周辺のスマートフォンに表示できるようにした現場用映像信号変換手段と、
前記ビデオミキサー手段から出力される映像信号を送信映像信号に変換し遠隔地の管理若しくは対策本部へ通信衛星を通じて送信できるようにする映像信号送信手段とで構成されるとともに、
遠隔地の管理若しくは対策本部から送信される音声信号を通信衛星の回線を通じて前記映像信号送信手段で受信させ、前記映像信号送信手段を電話基地局とし、前記映像信号送信手段の映像配線を衛星電話回線として利用することにより、現場指揮所側で通話を行える通話手段を設けて構成されることを特徴とするドローンを活用した現場調査システム。