JP7352418B2 - 水中調査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドローンなどの無人飛行体を利用した、海、湖又は河川などの水中を調査する水中調査装置に関する。

特許文献１には、複数の回転翼を備え遠隔操作により飛行可能な無人飛行機であるマルチコプターと、このマルチコプターに信号線を兼ねた紐状部材を介して接続された水中カメラと、マルチコプターに取り付けられ紐状部材の巻き上げ及び送り出しにより水中カメラを昇降可能なウインチと、を含む水中撮影装置が記載されている。この水中撮影装置では、マルチコプターを空中でホバリングさせた状態で水中カメラを水中に沈めて水中の撮影を行っている。

特許文献２には、ドローンなどの無人飛行体と、これに結合され水中地形情報や水質情報を計測可能な計測部と、無人飛行体に取り付けられた浮体と、を備えた水中調査システムが記載されている。また、無人飛行体は、本体部と、本体部から放射状に延びた複数のアーム部と、各アーム部の先端に設けられた回転翼部と、を含み、浮体は、本体部側面に取り付けられている。この水中調査システムでは、無人飛行体を水面に浮遊させた状態で計測部を用いて水中地形情報や水質情報の計測を行っている。

特開２０１７－８５２６３号公報 特開２０１８－１７６９０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の水中調査装置では、マルチコプターを空中でホバリングさせた状態で水中の撮影を行うため、マルチコプターのバッテリの消耗が激しい。そのため、水中調査装置の作動時間が短くなり、十分な撮影が行えないおそれがあった。

また、特許文献２に記載の水中調査システムでは、浮体がアーム部の先端よりも内側の本体部側面に取り付けられているため、水面に浮遊した無人飛行体が波風により転覆するおそれがあるなど水面でのバランスが悪く、各種計測を安定して行うことが難しかった。

そこで、本発明は、無人飛行体の作動時間を可能な限り延ばしつつ安定した水中調査を行うことのできる水中調査装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、水中調査装置は、遠隔操作により飛行可能な無人飛行体と、前記無人飛行体に取り付けられ、前記無人飛行体を水面に浮遊させる浮体と、前記無人飛行体に対してその下方にて紐状部材を介して昇降可能に接続され、前記無人飛行体が水面に浮遊した状態で水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を取得することで水中を調査可能な水中調査ユニットと、を備え、前記無人飛行体は、本体部、前記本体部から放射状に延びる複数のアーム部、各アーム部の先端に回転可能に取り付けられた回転翼部、各アーム部の先端から下方に延びる脚部、及び、前記本体部の上面に取り付けられて前記紐状部材の巻き上げ及び送り出しにより前記水中調査ユニットを昇降可能な巻上機を備え、前記浮体は、前記複数の脚部の下端に支持され且つ隣り合う脚部を連結するようにリング状に形成されていることを特徴とする。

本発明の一側面による水中調査装置によれば、水面に浮遊した無人飛行体の下方にて水中調査ユニットが昇降可能であるので、無人飛行体を空中でホバリングさせることなく水中調査を行うことができる。また、各アーム部の先端から下方に延びる脚部のそれぞれがリング状の浮体によって連結されているので、平面視で浮体の外形を無人飛行体の外形と同程度の大きさとすることが可能である。これにより、水中調査の際、水面に浮遊した無人飛行体の波風による転覆を抑制することができる。したがって、無人飛行体の作動時間を可能な限り延ばしつつ安定した水中調査を行うことができる。

水中調査装置の一例を示す正面図である。 図１の平面図である。 水中調査装置が着水した状態を示す概略図である。 水中調査装置が水中を調査している様子を示す概略図である。 水中調査装置の水中調査ユニットの一例を示す平面図である。 図５の前面図である。 図５の右側面を拡大した部分拡大斜視図である。 水中調査装置の揚収機構の一例を説明するための図である。 水中調査装置の制御系の一例を示すブロック図である。 水中調査装置が水中を調査している様子を示す概略図である。 水中調査装置の第１の変形例を示す正面図である。 図１１の平面図である。 水中調査装置の第２の変形例を示す平面図である。 図１３の右側面図である。 水中調査装置の第３の変形例を示す正面図である。 水中調査装置の制御系の他の例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための実施形態について説明する。
図１は、水中調査装置の一例を示す正面図であり、図２は、図１の平面図である。

水中調査装置１は、母船又は地上の調査基地２からの遠隔操作により飛行可能な無人飛行体１０と、無人飛行体１０に取り付けられ、無人飛行体１０を水面３に浮遊させる浮体２０と、無人飛行体１０の下方にて昇降可能に接続され、無人飛行体１０が水面３に浮遊した状態で水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を取得することで水中を調査可能な水中調査ユニット３０と、を備えている。

この水中調査装置１を用いた水中調査について概略的に説明すると、まず、無人飛行体１０は、調査基地２から海、湖又は河川などの目的とする調査場所まで水中調査ユニット３０と一体となった状態で飛行する（図１を参照）。つまり、無人飛行体１０は、調査場所に水中調査ユニット３０を運搬する。

次に、例えば、図３に示すように、無人飛行体１０は、水中調査ユニット３０と一体となった状態のまま調査場所にて着水する。そして、例えば、図４に示すように、浮体２０により無人飛行体１０を水面３に浮遊させた状態で水中調査ユニット３０を下降させる。これにより、水中調査ユニット３０が水中地形情報や水質情報を取得することで水中を調査することが可能となる。

尚、水中調査は、水中調査ユニット３０を下降させて行うことに限るものではない。例えば、図３に示すように、無人飛行体１０が着水した状態で、無人飛行体１０と一体となった水中調査ユニット３０が水中に配置されるようになっていてもよい。この場合、無人飛行体１０と水中調査ユニット３０とが一体となった状態（図３に示す状態）のまま水中調査を行うことが可能である。

無人飛行体１０は、例えば、いわゆるＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）などのドローン（以下、「空中ドローン」という）１００であり、本体部１０２と、複数（例えば、６本）のアーム部１０４Ａ～１０４Ｆと、複数の回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆと、複数の脚部１０８Ａ～１０８Ｆと、巻上機１１０と、ＧＮＳＳセンサ１１２と、を含む。

本体部１０２は、例えば、防水性を有する略円筒状の筐体で構成されている。この筐体は、外部の調査基地２と通信するための無線通信部、飛行体側制御部及び飛行体側バッテリ等を収容しているが、詳細については後述する。尚、飛行体側バッテリは本体部１０２に対して着脱可能に取り付けられていてもよい。また、上述の筐体の形状は、略円筒形状に限るものではなく、略立方体形状又は略直方体形状であってもよい。

アーム部１０４Ａ～１０４Ｆのそれぞれは、本体部１０２と一体形成され、本体部１０２から略水平面内において均等角度で放射状に延びている。但し、アーム部１０４Ａ～１０４Ｆは本体部１０２と一体形成されることに限るものではなく、別体に設けられてもよい。尚、本明細書において、「略水平」とは、空中ドローン１００が水平にセットされた状態において、目視で水平と言える程度であることを意味するものとする。

回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆは、それぞれ、各アーム部１０４Ａ～１０４Ｆの先端に回転可能に取り付けられている。より詳細には、各回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆは、各アーム部１０４Ａ～１０４Ｆの先端に出力軸である回転軸が垂直方向（図１の上下方向）を向くように設けられたロータ１０６Ａ１～１０６Ｆ１及びこれに取り付けられて略水平面内を回転可能な複数のブレード１０６Ａ２～１０６Ｆ２を有する。

脚部１０８Ａ～１０８Ｆのそれぞれは、各アーム部１０４Ａ～１０４Ｆと一体形成されるか又は別体に設けられ、各アーム部１０４Ａ～１０４Ｆの先端から下方に延びている。

巻上機１１０は、例えば、本体部１０２の上面に取り付けられたウインチであり、図示省略の電動モータを内蔵している。巻上機１１０には、所定の長さ（例えば１００ｍ）の長さを有する紐状部材１１０Ａが巻き付けられている。したがって、巻上機１１０は、電動モータの回転により紐状部材１１０Ａを巻き上げたり送り出したりすることが可能である。

また、巻上機１１０の電動モータは、例えば、回転位置（角度）及び回転速度などを制御可能なサーボ機構を備えたサーボモータであってもよい。すなわち、巻上機１１０は、紐状部材１１０Ａの送り出し長さや巻速度を微調整することが可能である。

紐状部材１１０Ａは、本体部１０２を上下方向に貫通する貫通孔（図示省略）を介して下方に延び、水中調査ユニット３０の上面に接続されている。すなわち、空中ドローン１００と水中調査ユニット３０とは、紐状部材１１０Ａを介して接続されている。したがって、巻上機１１０を作動させることにより、水中調査ユニット３０を空中ドローン１００の下方で昇降させることが可能である。このように、巻上機１１０は、紐状部材１１０Ａの巻き上げ及び送り出しにより水中調査ユニット３０を昇降可能とするものである。

また、紐状部材１１０Ａは、空中ドローン１００と水中調査ユニット３０との通信を可能とする通信ケーブルとしての機能を兼ねている。紐状部材１１０Ａは、例えば、内部にイーサネット（登録商標）ケーブルなどの通信ケーブルを有すると共にケブラー（登録商標）などの高強度及び高耐水性のある素材で外装されたテザーケーブルである。

ＧＮＳＳセンサ１１２は、ＧＰＳ衛星、グロナス衛星、ガリレオ衛星、準天頂衛星「みちびき」などの複数の測位用衛星が発信した信号を受信するものであり、例えば、巻上機１１０の上部に取り付けられている。ＧＮＳＳセンサ１１２は、信号を受信すると、空中ドローン１００の現在位置（空中ドローン１００自身の３次元座標位置）を測位（検出）する。但し、ＧＮＳＳセンサ１１２に代えてＧＰＳ受信機が設けられていてもよい。

浮体２０は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成され、中空の略円環状に形成されたフロートであり、例えば、６箇所で６つの脚部１０８Ａ～１０８Ｆの下端に着脱可能に取り付けられている。より詳細には、浮体２０は、平面視で空中ドローン１００の周方向に沿って隣り合う脚部１０８Ａ～１０８Ｆ（その下端）を連結している。但し、浮体２０は、略円環状に形成されることに限るものではなく、四角形などの多角形のリング状に形成されてもよい。例えば、浮体２０は、アーム部が６本であれば六角形のリング状に形成されてもよいなど、アーム部の本数と同数の多角形状に形成されてもよい。すなわち、浮体２０は、複数の脚部１０８Ａ～１０８Ｆの下端に支持され且つ隣り合う脚部１０８Ａ～１０８Ｆを連結するようにリング状に形成されている。尚、本明細書において、「略円環状」とは目視で円環と言える程度であることを意味するものとする。

また、水中調査装置１は、例えば、３６０°全方位の画像を撮影可能な防水機能付きの全天球カメラなどのカメラ１１４を含んでもよい。カメラ１１４は、防水性を有するケース（図示省略）に収容され、浮体２０から下方に所定の距離だけ延びるカメラ用アーム１１４Ａを介して浮体２０に取り付けられている。カメラ１１４は、主に、空中ドローン１００の飛行中の空撮に使用される。

カメラ用アーム１１４Ａは、空中ドローン１００と水中調査ユニット３０とが一体となった状態において、正面視でカメラ１１４の下部が水中調査ユニット３０の下部よりも上方となるような長さであることが好ましい。これにより、空中ドローン１００が着水する際、水中調査ユニット３０がカメラ１１４よりも先に着水するので、着水時のカメラ１１４への衝撃を緩和することができる。また、空中ドローン１００が水面３に浮遊した状態では、カメラ１１４が水中に配置されるのでカメラ１１４を用いて水中の画像を撮影可能である。

また、カメラ１１４は、例えば、アーム部１０４Ａ～１０４Ｆのいずれかに取り付けられていてもよい。この場合、カメラ１１４は、カメラ用アーム１１４Ａと同様のカメラ用アームであって、アーム部の下方に所定の距離だけ延びるカメラ用アームを介してアーム部１０４Ａ～１０４Ｆのいずれかに取り付けられることが好ましい。

次に、水中調査ユニット３０の一例について図５～７を参照して説明する。図５は、水中調査ユニット３０の一例を示す平面図であり、図６は、図５の正面図であり、図７は、図５の右側面を拡大した部分拡大斜視図である。

水中調査ユニット３０は、例えば、遠隔操作により操作可能な無人潜行機（潜水機）（いわゆるＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle））などの水中ドローン３００である。水中ドローン３００のサイズは、平面視で浮体２０の内側に収まる程度の大きさであることが好ましい。水中ドローン３００の重量も、空中ドローン１００が運搬するのに十分軽量であることが好ましい。但し、水中ドローン３００は、１よりも大きい比重を有し、水に沈みやすいものであることが好ましい。また、水中ドローン３００は、例えば、最大で水深１００ｍまで潜水することが可能である。

また、水中ドローン３００は、例えば、本体部３０２と、複数（例えば、６つ）のスクリュープロペラ３０４Ａ～３０４Ｆと、水中カメラ３０６と、ソナーセンサ３０８と、深度センサ３１０と、複数（例えば、４つ）のライト３１２Ａ～３１２Ｄと、を含む。

本体部３０２は、例えば、上面３０２Ａ、下面３０２Ｂ、右側面３０２Ｃ、左側面３０２Ｄ、前面３０２Ｅ及び背面３０２Ｆで規定される略直方体状に形成されると共に防水性を有する筐体で構成されている。この筐体は、調査ユニット側制御部、及び、調査ユニット側バッテリなどを収容しているが、詳細については後述する。尚、調査ユニット側バッテリは、本体部３０２の所定の箇所に着脱可能に取り付けられるものであってもよい。

本体部３０２の右側面３０２Ｃ、左側面３０２Ｄ、前面３０２Ｅ及び背面３０２Ｆには、それぞれ、本体部３０２の中心に向かって窪んだ凹部３０２Ｃ１～３０２Ｆ１が形成されている。

また、本体部３０２には、その上面３０２Ａの一部から下面３０２Ｂの一部に向かう上下方向に本体部３０２を貫通する２つの貫通孔３１２、３１４が形成されている。さらに、本体部３０２には、右側面３０２Ｃ（凹部３０２Ｃ１）の一部から前面３０２Ｅ（凹部３０２Ｅ１）の一部に向かう斜め前方向に本体部３０２を貫通する貫通孔３１６と、右側面３０２Ｃ（凹部３０２Ｃ１）の一部から背面３０２Ｆ（凹部３０２Ｆ１）の一部に向かう斜め後方向に本体部３０２を貫通する貫通孔３１８とが形成されている。さらにまた、本体部３０２には、左側面３０２Ｄ（凹部３０２Ｄ１）の一部から前面３０２Ｅ（凹部３０２Ｅ１）の一部に向かう斜め前方向に本体部３０２を貫通する貫通孔３２０と、右側面３０２Ｃ（凹部３０２Ｃ１）の一部から背面３０２Ｆ（凹部３０２Ｆ１）の一部に向かう斜め後方向に本体部３０２を貫通する貫通孔３２２とが形成されている。

図５において視認可能な２つのスクリュープロペラ３０４Ａ、３０４Ｂは、それぞれ、２つの貫通孔３１２、３１４内に回転可能に支持されている。スクリュープロペラ３０４Ａ、３０４Ｂは、基本的には、上下方向を回転軸として回転（正回転及び逆回転）することで、水中ドローン３００を水中で上下方向に移動可能とするものである。すなわち、水中ドローン３００は、遠隔操作により水中で浮上及び沈降することができる。

他の４つのスクリュープロペラ３０４Ｃ、３０４Ｄ、３０４Ｅ及び３０４Ｆは、それぞれ、貫通孔３１６、３１８、３２０及び３２２内に回転可能に支持されている。スクリュープロペラ３０４Ｃ～３０４Ｆは、基本的には、対応する貫通孔３１６～３２２の軸線方向を回転軸として回転（正回転及び逆回転）すると共にその回転速度を調整することで、水中ドローン３００を水中で前後及び左右方向に移動可能とするものである。すなわち、水中ドローン３００は、遠隔操作により水中で前後左右方向に移動することができる。

スクリュープロペラ３０４Ａ、３０４Ｂの回転軸は、上下方向に限るものではなく、遠隔操作により上下方向を中心に所定の角度だけ変更可能となっている。また、他の４つのスクリュープロペラ３０４Ｃ～３０４Ｆの各回転軸も、遠隔操作により、対応する貫通孔３１６～３２２の軸線方向を中心に所定の角度だけ変更可能となっている。そして、これら６つのスクリュープロペラ３０４Ａ～３０４Ｆの回転方向を含む回転速度及び回転軸の角度などを協調制御することによって、水中ドローン３００の水中での旋回移動や水中ドローン３００の水中での姿勢を一定に保つ姿勢制御が可能となっている。

水中カメラ３０６は、水中を撮影し、水中地形情報の１つとして水中画像を取得するためのものであり、また、例えば、サンゴなどの海洋生物を含む水生生物を観察するためのものである。水中カメラ３０６は、例えば、前面３０２Ｅ（凹部３０２Ｅ１）の略中央に設けられている。水中ドローン３００は、上述したように、水中で姿勢制御が可能であるので、水中カメラ３０６による水中での安定した撮影が可能となる。また、水中カメラ３０６は、無人飛行体１０（空中ドローン１００）が水中調査ユニット３０（水中ドローン３００）と一体となった状態での飛行時の空中の画像を撮影することも可能である。尚、本明細書において、「画像」とは静止画像のみならず動画などの映像も含むものとする。

ソナーセンサ３０８は、例えば、背面３０２Ｆ（凹部３０２Ｆ１）の略中央に下向きに設けられている。ソナーセンサ３０８は、例えば、水底に向けて音波（音響ビーム）を発射して反射した音波が返ってくるまでの時間に基づいて水深を測定するマルチビームソナーセンサやシングルビームソナーセンサである。すなわち、ソナーセンサ３０８は、水中ドローン３００から水底までの深さと共に水底地形を取得するためのものである。尚、ソナーセンサ３０８は、下面３０２Ｂに設けられていてもよい。また、ソナーセンサ３０８は、音響ビームの水中での速度が水温に応じて変化するため、水温補正機能を有していてもよい。

深度センサ３１０は、例えば、背面３０２Ｆ（凹部３０２Ｆ１）の略中央に設けられている。深度センサ３１０は、例えば、水圧を測定し、水中ドローン３００の深度（水面から水中ドローン３００までの深さ）を取得するためのものである。

これらソナーセンサ３０８及び深度センサ３１０の測定情報を組み合わせることで（より詳細には、深度センサ３１０の測定した水中ドローン３００の深度にソナーセンサ３０８が測定した水中ドローン３００から水底までの深さを足すことで）、等深線図などの水底地形情報を取得することが可能である。これに加えて水中カメラ３０６の水中画像を組み合わせることで水中画像付きの水底地形情報を取得することが可能である。

ライト３１２Ａ～３１２Ｄのそれぞれは、例えば、前面３０２Ｅの四隅に設けられており、水中ドローン３００の前方を照らすためのものであると共に水中カメラ３０６による撮影用の照明を兼ねている。

また、本体部３０２の上面３０２Ａの略中央には、例えば、略円筒形状の取付部３２４を介して紐状部材１１０Ａが接続されている。また、紐状部材１１０Ａは、所定のシール部材などにより十分な防水性をもって本体部３０２に挿入されている。取付部３２４の下部は、略全周に亘って溝が形成されている。

ここで、図８に示すように、空中ドローン１００の本体部１０２の下面の略中央には、本体部１０２から下方に延び水平方向を軸線として外方に回動可能な複数の回動アーム１１６が設けられている。各回動アーム１１６は、取付部３２４の全周を囲むように配置されている。また、回動アーム１１６は、例えば、６本設けられてもよいが、図８では、取付部３２４の左右に位置する２本のみを示している。また、回動アーム１１６は、その先端が取付部３２４の溝に嵌り込むように内方に折り曲げ形成されている。そして、回動アーム１１６は、その基端を支点として所定のアクチュエータにより正面視で空中ドローン１００の外方に回動可能となっている。尚、図８では、説明を簡単にするため、無人飛行体１０（空中ドローン１００）のアーム部１０４Ａ～１０４Ｆ、回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆ（ロータ１０６Ａ１～１０６Ｆ１及びブレード１０６Ａ２～１０６Ｆ２）、脚部１０８Ａ～１０８Ｆ及びカメラ１１４、並びに、浮体２０を省略している。

例えば、図８に示すように、水中ドローン３００による水中調査を開始するときは、回動アーム１１６を外方に回動させる。これにより、回動アーム１１６が取付部３２４から外れ、巻上機１１０により紐状部材１１０Ａを送り出すことで水中ドローン３００が水中に降下し始める。

一方、水中ドローン３００による水中調査を終了させるときは、まず、巻上機１１０により紐状部材１１０Ａを巻き上げて水中ドローン３００を上昇させる（引き揚げる）。次に、外方に回動した回動アーム１１６を内方に回動させてその先端を取付部３２４の溝に嵌め込むことで、水中ドローン３００を空中ドローン１００と一体化させる。このように、空中ドローン１００の回動アーム１１６と、水中ドローン３００の取付部３２４とによって、水中から引き揚げた水中ドローン３００を回収する揚収機構が構成されている。

尚、水中ドローン３００を水中から引き揚げて回収する際は、回動アーム１１６は下方を向いた状態であってよい。つまり、巻上機１１０による紐状部材１１０Ａの巻き上げによって水中ドローン３００と共に上昇する取付部３２４が回動アーム１１６を外方に押し広げ、その後、回動アーム１１６が下方を向いた状態に戻ることにより取付部３２４の溝に嵌り込むようになっていてもよい。

また、水中調査を開始する際、回動アーム１１６を取付部３２４から外した後は、巻上機１１０のサーボ機能を解除しておくなど、紐状部材１１０Ａが自由に送り出されるようにしてもよい。これにより、水中ドローン３００の上下方向の移動を可能とするスクリュープロペラ３０４Ａ、３０４Ｂを作動させることで水中ドローン３００を水中に沈降させることも可能である。

図９は、水中調査装置１の制御系の一例を示すブロック図である。

空中ドローン１００の本体部１０２には、上述した無線通信部１００Ａ、飛行体側制御部１００Ｂ及び飛行体側バッテリ１００Ｃの他、水中ドローン３００と通信するための通信インターフェース（第１の通信Ｉ／Ｆ）１００Ｄが収容されている。

水中ドローン３００の本体部３０２には、上述した調査ユニット側制御部３００Ａ及び調査ユニット側バッテリ３００Ｂの他、空中ドローン１００と通信するための通信インターフェース（第２の通信Ｉ／Ｆ）３００Ｃが収容されている。

無線通信部１００Ａは、調査基地２と無線通信可能であり、調査基地２から水中調査装置１の各種デバイスを作動させるための指令信号を受信する。ここで、指令信号は、回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆ、巻上機１１０、カメラ１１４及び回動アーム１１６などの空中ドローン１００の各種デバイスの動作を制御するための各種指令信号と、スクリュープロペラ３０４Ａ～３０４Ｆ、水中カメラ３０６、ソナーセンサ３０８、深度センサ３１０及びライト３１２Ａ～３１２Ｄなどの水中ドローン３００の各種デバイスの動作を制御するための各種指令信号とを含む。尚、通信周波数としては、例えば、２．４ＧＨｚや５ＧＨｚの他、衛星通信など他の通信回線を用いてもよい。

また、無線通信部１００Ａは、受信した指令信号を、飛行体側制御部１００Ｂに出力すると共に、第１及び第２の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄ、３００Ｃを介して調査ユニット側制御部３００Ａに出力する。

飛行体側制御部１００Ｂは、空中ドローン１００の各種デバイスの動作を制御するための各種制御プログラムを格納するメモリ、ＧＮＳＳセンサ１１２の現在位置情報やカメラ１１４の画像を保存するためのメモリ、各種プログラムを実行するプロセッサ、並びに、各種デバイス及び無線通信部１００Ａと信号の送受信を可能とする入出力回路を内蔵している。

飛行体側制御部１００Ｂは、例えば、空中ドローン１００の上昇、下降、調査場所への移動などの指令信号を入力すると、制御プログラムを実行することで回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆの駆動を制御するための信号を演算し、これを回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆに出力する。これにより、空中ドローン１００の遠隔操作による飛行が可能となる。但し、これに限るものではなく、調査基地２から調査場所まで移動して調査後に調査基地２に戻るまでのプログラムを予めメモリに格納し、当該プログラムとＧＮＳＳセンサ１１２の現在位置情報とを組み合わせることで空中ドローン１００を自動で飛行させてもよい。また、飛行体側制御部１００Ｂは、空中ドローン１００が調査基地２との通信範囲外にいる場合でも、空中ドローン１００が、ＧＮＳＳセンサ１１２の現在位置情報に基づいて自律的に調査場所まで移動して、調査後に調査基地２に帰還する自律的な飛行プログラムを格納していてもよい。

また、飛行体側制御部１００Ｂは、巻上機１１０及び回動アーム１１６についての指令信号を入力すると、当該指令信号に基づいて巻上機１１０及び回動アーム１１６の動作を制御する。これにより、水中ドローン３００を空中ドローン１００から切り離したり、水中ドローン３００を水中で昇降させたりすることが可能である。

さらに、飛行体側制御部１００Ｂは、カメラ１１４のズームなどの指令信号を入力すると、当該指令信号に基づいてカメラ１１４の動作を制御する。また、飛行体側制御部１００Ｂは、カメラ１１４の画像（全天球カメラによる空撮画像及び水中画像）データを入力（取得）すると、この画像データを、無線通信部１００Ａを介して調査基地２に送信することも可能である。調査基地２では、受信した画像データを画像処理してモニタなどの表示画面に表示することで、３６０°全方位の画像をリアルタイムに確認することができる。但し、画像データを、飛行体側制御部１００Ｂの内蔵メモリに保存してもよい。また、飛行体側制御部１００Ｂは、取得情報の１つである上記画像データをＧＮＳＳセンサ１１２からの現在位置情報と組み合わせて調査基地２に送信したり、内蔵メモリに保存したりすることも可能である。

飛行体側バッテリ１００Ｃは、飛行体側制御部１００Ｂ、回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆ、巻上機１１０、ＧＮＳＳセンサ１１２、カメラ１１４及び回動アーム１１６に電力を供給するものである。飛行体側バッテリ１００Ｃとしては、例えば、リチウムイオン電池などの充電式の電池が用いられるが、これに限るものではない。飛行体側バッテリ１００Ｃは、例えば、燃料電池や太陽電池であってもよい。

第１の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄは、無線通信部１００Ａと、第２の通信Ｉ／Ｆ３００Ｃと相互に通信するためのものである。また、第１の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄは、詳細を後述する水中ドローン３００の水中画像及び測定情報を入力して無線通信部１００Ａ又は飛行体側制御部１００Ｂに出力するようになっている。第１の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄと第２の通信Ｉ／Ｆ３００Ｃとは、上述したように、内部にイーサネット（登録商標）ケーブルなどの通信ケーブルを有する紐状部材１１０Ａを介して通信可能となっている。

調査ユニット側制御部３００Ａは、水中ドローン３００の各種デバイスの動作を制御するための所定のプログラムを格納するメモリ、水中カメラ３０６の水中画像やソナーセンサ３０８及び深度センサ３１０の測定情報を保存するためのメモリ、所定のプログラムを実行するプロセッサ、並びに、各種デバイス及び第２の通信Ｉ／Ｆ３００Ｃと信号の送受信を可能とする入出力回路を内蔵している。

調査ユニット側制御部３００Ａは、無線通信部１００Ａ、第１の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄ及び第２の通信Ｉ／Ｆ３００Ｃを介して、調査基地２から水中ドローン３００の各種デバイスの動作を制御するための指令信号を入力する。そして、調査ユニット側制御部３００Ａは、各種プログラムを実行することにより、スクリュープロペラ３０４Ａ～３０４Ｆの動作を制御して水中ドローン３００を水中で移動させたり、水中カメラ３０６のズームや角度調整及びライト３１２Ａ～３１２Ｄのオンオフを行ったりする。

また、調査ユニット側制御部３００Ａは、水中カメラ３０６の水中画像やソナーセンサ３０８及び深度センサ３１０の測定情報を内蔵メモリに保存する。但し、これに限るものではなく、これら水中画像及び測定情報は、第２の通信Ｉ／Ｆ３００Ｃ、第１の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄ及び無線通信部１００Ａを介して調査基地２に送信されてもよい。そして、調査基地２において、受信した水中画像を画像処理してモニタなどの表示画面に表示することで、水中ドローン３００から水底までの深さ及び水中ドローン３００の深度と共に水中画像をリアルタイムに確認することができる。また、水中ドローン３００の水中画像及び測定情報を第１及び第２の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄ、３００Ｃを介して飛行体側制御部１００Ｂに出力してもよい。飛行体側制御部１００Ｂは、水中画像及び測定情報にＧＮＳＳセンサ１１２の現在位置情報を紐付けることで、空中ドローン１００の現在位置における水底までの深さ、深度及び水中画像を取得することができる。

調査ユニット側バッテリ３００Ｂは、調査ユニット側制御部３００Ａ、スクリュープロペラ３０４Ａ～３０４Ｆ、水中カメラ３０６、ソナーセンサ３０８、深度センサ３１０及びライト３１２Ａ～３１２Ｄに電力を供給するものである。調査ユニット側バッテリ３００Ｂとしては、飛行体側バッテリ１００Ｃと同様、例えば、リチウムイオン電池などの充電式の電池が用いられるが、これに限るものではない。調査ユニット側バッテリ３００Ｂは、例えば、燃料電池や太陽電池であってもよい。

以上のように構成された水中調査装置１を用いて行われる水中調査について説明する。

上述したように、空中ドローン１００は、水中ドローン３００と一体となった状態で、調査基地２から海、湖又は河川などの水中調査の目的地である調査場所まで飛行する（図１を参照）。空中ドローン１００は、調査場所に着水すると、浮体２０により水面に浮遊する（図２を参照）。次に、空中ドローン１００の巻上機１１０又は水中に位置するスクリュープロペラ３０４Ａ、３０４Ｂを作動させることにより、水中ドローン３００を下降させ（図４又は図８を参照）、水中ドローン３００による水中調査を開始する。

水中ドローン３００は、上述したように、少なくとも水中で前後左右方向及び上下方向に移動可能である。そこで、水中ドローン３００による水中調査を行う際は、例えば、図１０に示すように、巻上機１１０により紐状部材１１０Ａをある程度長めに送り出しておくこと又は巻上機１１０のサーボ機構を解除しておくことで、水中ドローン３００の水中での移動を自由に行わせることが好ましい。

水中調査は、例えば、遠隔操作により水中ドローン３００を水中で移動させて、水中カメラ３０６、ソナーセンサ３０８及び深度センサ３１０を用いて水中地形情報を取得することにより行われる。また、水面３に浮遊した空中ドローン１００のカメラ１１４を用いて水中画像を取得することも可能である。水中ドローン３００は、水中調査を終えると、巻上機１１０により紐状部材１１０Ａを巻き上げることで水中から引き揚げられ、揚収機構により空中ドローン１００に一体化される。その後、水中調査装置１は、空中ドローン１００と水中ドローン３００とが一体となった状態で調査基地２に帰還する。

水中調査装置１は、ＧＮＳＳセンサ１１２の現在位置情報と水中地形情報とを紐付けて取得することも可能である。したがって、水中調査装置１は、取得した情報を飛行体側制御部１００Ｂの内蔵メモリに保存すること又は無線通信部１００Ａを介してリアルタイムに調査基地２に送信することが可能である。これにより、調査基地２では、当該取得情報を、調査基地２に帰還した空中ドローン１００の内蔵メモリから読み出して確認すること又はリアルタイムに確認することができる。

また、水中ドローン３００はライト３１２Ａ～３１２Ｄを有するので、太陽光が届きにくい水深や雨天時など、水中の視界が良好でない状況であっても水中画像を取得し、これを確認しながら水中ドローン３００を水中で移動させることが可能である。

以上説明したように、水中調査は、空中ドローン１００を水面に浮遊させながら、水中を移動可能な水中ドローン３００により水中地形情報を取得することにより行われる。したがって、空中ドローン１００を空中でホバリングさせながら水中にカメラなどを沈めて水中調査を行う場合と比較して、空中ドローン１００の消費電力を抑制することが可能となる。すなわち、空中ドローン１００の作動時間を可能な限り延ばして水中調査を行うことができる。

また、浮体２０は、平面視で空中ドローン１００のブレード１０６Ａ２～１０６Ｆ２を除く外形（すなわち、複数の回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆの各中心を結ぶ円）と同程度の外形を有している。したがって、水中調査を行っている間、空中ドローン１００は、その本体部１０２側面に浮体を設けた場合と比較して波風などを受けても転覆しにくく、水面に安定して浮遊することができる。したがって、以上のように構成された水中調査装置１によれば、空中ドローン１００の作動時間を可能な限り延ばしつつ、水中地形情報の取得などの水中調査を安定して行うことができる。

さらに、例えば、図４に示すように、巻上機１１０のサーボ機構により紐状部材１１０Ａを所定の長さまで送り出し、それ以上の送り出しを禁止した状態で水中調査を行ってもよい。この場合、水中ドローン３００の水中での移動に伴って空中ドローン１００を水面で移動させて調査場所を変更することができる。すなわち、水中ドローン３００が、水面に浮遊した空中ドローン１００を曳航することが可能であるので、空中ドローン１００を飛行させることなく調査場所を変更することができる。これにより、調査場所を変更するのに空中ドローン１００を再度飛行させるなど、空中ドローン１００の着水及び離水を何度も繰り返す必要がなくなるので、空中ドローン１００の消費電力を抑制することが可能となる。

また、図４に示す状態では、水中ドローン３００が紐状部材１１０Ａを所定の長さまで送り出した分、空中ドローン１００と水中ドローン３００とが一体化している状態と比較して水中調査装置１全体の重心が下方に移動する。すなわち、水中調査装置１の重心が低くなるので、浮心と重心との関係で空中ドローン１００を水面に安定して浮遊させることができる。

次に、水中調査装置１の第１の変形例について、図１１、１２を参照して説明する。

図１等では、空中ドローン１００の脚部１０８Ａ～１０８Ｆが、各アーム部１０４Ａ～１０４Ｆの先端から下方に略垂直に延びているものとして説明した。但し、これに限るものではなく、例えば、脚部１０８Ａ～１０８Ｆは、それぞれ、各アーム１０６Ａ～１０６Ｆの先端から空中ドローン１００の下方に向かうにつれて外側に傾斜するように延びていてもよい（図１１を参照）。尚、本明細書において、「略垂直」とは目視で垂直と言える程度のものであることを意味する。

より詳細には、図１１に示すように、脚部１０８Ａ～１０８Ｆは、その上端側のアーム部１０４Ａ～１０４Ｆとの接続部（すなわち、脚部１０８Ａ～１０８Ｆの基端）よりも、下端側の浮体２０の支持部（すなわち、脚部１０８Ａ～１０８Ｆの先端）が外側に張り出すように形成されていてもよい。脚部１０８Ａ～１０８Ｆをこのような構成とすることに伴って、脚部１０８Ａ～１０８Ｆの下端に取り付ける浮体２０の外形を更に外方に広げることが可能になる。すなわち、浮体２０の大きさは、図１２に示すように、平面視で、脚部１０８Ａ～１０８Ｆによる浮体２０の支持点を結ぶ円の直径Ａが、回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆの各中心を結ぶ円（すなわち、空中ドローン１００の外形）の直径Ｂよりも大きくなるように設定されている。

図１２に示すように、浮体２０の外形が平面視で空中ドローン１００の外形（ブレード１０６Ａ２～１０６Ｆ２を除く）よりも大きくなることにより、空中ドローン１００をより安定して水面に浮遊させることが可能となる。すなわち、空中ドローン１００の転覆抑制効果を更に高めることができる。したがって、水中ドローン３００を用いた水中調査をより安定して行うことができる。

ここで、上述したように、水中調査において、水中ドローン３００が水面に浮遊した空中ドローン１００を曳航することで調査場所を変更してもよいが、これに限るものではない。例えば、空中ドローン１００に複数の水面移動用のスクリュープロペラを設け、これら水面移動用のスクリュープロペラを遠隔操作により作動させることで空中ドローン１００を水面で移動させてもよい。以下、水面移動用のスクリュープロペラ（以下、単に「水面移動用プロペラ」という）について、図１３、１４を参照して説明する。

図１３は、水中調査装置１の第２の変形例を示す平面図であり、図１４は、図１３の右側面図である。尚、図１４では、回転翼部１０６Ｄ（ロータ１０６Ｄ１及びブレード１０６Ｄ２）を省略している。図１３、１４では、例えば、空中ドローン１００のアーム部１０４Ａ及び１０４Ｂのそれぞれに、複数（例えば、２つ）の水面移動用のスクリュープロペラ（以下、単に「水面移動用プロペラ」という）１１８Ａ、１１８Ｂが取り付けられている。

より詳細には、水面移動用プロペラの一方１１８Ａは、図１３に示すように、アーム部１０４Ａの上部に取り付けられている。水面移動用プロペラの他方１１８Ｂは、一方の水面移動用プロペラ１１８Ａが取り付けられたアーム部１０４Ａと本体部１０２を挟んで隣り合うアーム部１０４Ｄ、すなわち、アーム部１０４Ａが延びる方向と同一直線上にあるアーム部１０４Ｄに取り付けられている。

水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂは、図１３、１４に示す矢印Ｃの方向、すなわち、水平面内でアーム部１０４Ａ、１０４Ｄが延びる方向に略直交する方向に延びる軸周りに回転（正回転及び逆回転）するものである。これにより、水面に浮遊した空中ドローン１００を矢印Ｃの方向に前進させる一方で矢印Ｃとは逆方向に後進させることが可能である。

但し、水面移動用プロペラはアーム部１０４Ａ、１０４Ｄの上部に取り付けられることに限るものではない。例えば、浮体２０の下部に、図１３において破線で示す複数（例えば、２つ）の水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂが取り付けられていてもよい。

水面移動用プロペラの一方１２０Ａは、例えば、浮体２０の下部であって、脚部１０８Ａの下端の下方に対応する位置に取り付けられている。水面移動用プロペラの他方１２０Ｂは、浮体２０の下部であって、脚部１０８Ｂの下端の下方に対応する位置に取り付けられている。すなわち、水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂは、浮体２０の下部であって、本体部１０２の中心を中心点としてその中心点について略点対称（目視で点対称と言える程度でよい）の位置に設けられている。

水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂは、水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂと同様、矢印Ｃの方向を軸線として回転（正回転及び逆回転）するものである。これにより、水面に浮遊した空中ドローン１００を矢印Ｃの方向に前進させる一方で矢印Ｃとは逆方向に後進させることが可能である。

空中ドローン１００が水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ、１２０Ｂを有することにより、水中ドローン３００による曳航に頼ることなく調査場所を変更することが可能となる。すなわち、調査場所を変更するのに何度も空中ドローン１００を飛行させる場合と比較して空中ドローン１００の消費電力を抑制することができる。また、水中ドローン３００の曳航により調査場所を変更する場合と比較して、水中ドローン３００の消費電力を抑制することもできる。したがって、水中ドローン３００を用いた水中調査にかける時間を可能な限り延ばすことができる。

また、水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂは、浮体２０の下部に位置することから、水中で回転する。したがって、アーム部１０４Ａ、１０４Ｄそれぞれの上部に取り付けられた水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂを回転させて空中ドローン１００を水面で移動させる場合と比較して、より効率的に水面を移動することが可能である。これにより、空中ドローン１００の消費電力の抑制効果を更に高めることができる。

尚、図１３、１４に示す例では、アーム部１０４Ａ、１０４Ｄの上部に配置された水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂ、及び、水中に配置された水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂの両方を設けた場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂ、及び、水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂの一方のみを空中ドローン１００に設けてもよい。

次に、水中調査装置１の第３の変形例について説明する。以上の説明では、水中調査ユニット３０の一例として水中ドローン３００を挙げたが、これに限るものではない。例えば、水中調査ユニット３０は、図１５に示すような複数のセンサを備えた複合型測定部４００であってもよい。尚、図１５では、説明を簡単にするため、無人飛行体１０（空中ドローン１００）のアーム部１０４Ａ～１０４Ｆ、回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆ（ロータ１０６Ａ１～１０６Ｆ１及びブレード１０６Ａ２～１０６Ｆ２）、脚部１０８Ａ～１０８Ｆ及びカメラ１１４、並びに、浮体２０を省略している。

複合型測定部（以下、単に「測定部」という）４００は、例えば、略円筒状の筐体である本体部４０２と、本体部４０２の下部から下方に延びる複数（例えば、４本）の柱部材４０４（図１１では、左右２本のみを示し、前後２本については省略してある）と、これら複数の柱部材４０４の下端を連結する円環状の連結部材４０６と、を備えている。

また、測定部４００は、測定部４００から水底までの深さ、測定部４００の深度、水の濁度、水温、水中の塩分濃度、水中の溶存酸素量、水の酸度及びアルカリ度、並びに、水の酸化還元電位を取得するための複数（例えば６つ）のセンサ４０８、４１０、４１２、４１４、４１６及び４１８を更に備えている。これらセンサ４０８～４１８は、本体部４０２の下部に取り付けられている。

本体部４０２の上部には、図８に示す取付部３２４と同様の取付部であって、回動アーム１１６と共に揚収機構を構成する取付部４２４が取り付けられている。また、本体部４０２は、取付部４２４を介して紐状部材１１０Ａと接続されており、図９に示す第２の通信Ｉ／Ｆ３００Ｃと同様の第３の通信インターフェース（第３の通信Ｉ／Ｆ）４００Ａと、各種センサ４０８～４１８の取得情報を保存可能なメモリ及びプロセッサ等を内蔵した測定部側制御部４００Ｂと、測定部側制御部４００Ｂ及び各種センサ４０８～４１８に電力を供給する測定部側バッテリ４００Ｃと、を内蔵している。

各柱部材４０４及び連結部材４０６は、例えば、チタンで外装されており、これら各柱部材４０４及び連結部材４０６の内側に位置する各種センサ４０８～４１８を水中の障害物などから保護するセンサガードとして機能する。

各種センサ４０８～４１８としては、例えば、次のものが挙げられる。

センサ４０８は、上述のソナーセンサ３０８と同様であり、例えば、マルチビームソナーセンサやシングルビームソナーセンサなど、測定部４００から水底までの深さ及び水中地形を測定するソナーセンサである。

センサ４１０は、上述の深度センサ３１０と同様であり、測定部４００の深度を測定する深度センサ３１０である。

センサ４１２は、例えば、調査場所の水の濁度を測定する濁度センサである。

センサ４１４は、例えば、水温センサ及び塩分濃度センサが一体となったセンサなど、調査場所の水温及び水中の塩分濃度を測定する水温／塩分濃度センサである。尚、センサ４１４は、水温センサ及び塩分濃度センサが一体であることに限るものではなく、水温センサ及び塩分濃度センサが別体に設けられたものであってもよい。

センサ４１６は、例えば、調査場所の水中の溶存酸素量を測定する溶存酸素量（ＤＯ：Dissolved Oxygen）センサである。

センサ４１８は、例えば、調査場所の水の酸度及びアルカリ度を測定するｐＨセンサと酸化還元電位を測定するＯＲＰセンサとが一体となったｐＨ／ＯＲＰ（Oxidation-Reduction Potential）センサである。但し、センサ４１８は、センサ４１４と同様、ｐＨセンサ及びＯＲＰセンサが別体に設けられたものであってもよい。

上述したセンサ４０８～４１８のうち、２つのセンサ４０８、４１０は、調査場所の水中地形情報を取得するためのものであり、４つのセンサ４１２～４１８は調査場所の水質情報を取得するためのものである。

このように構成された水中調査ユニット３０としての測定部４００は、例えば、調査場所の水の濁度が高い状況において水中ドローン３００に代えて使用され得る。このような状況では、水中ドローン３００の水中カメラ３０６を使用しても十分な水中画像が取得できないなど、視界が良好でない場合があるからである。

水中調査ユニット３０として水中ドローン３００に代えて測定部４００を備えた水中調査装置１の制御系について図１６を参照して説明する。ここで、測定部４００は、水中ドローン３００のように水中を移動するものではないため、水中調査装置１は、図１３、１４で説明した水面移動用プロペラ１１８Ａ、１１８Ｂ及び１２０Ａ、１２０Ｂの少なくとも一方を含むことが好ましい。尚、図１６では、水中調査装置１が浮体２０の下部に設けられた水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂを含む場合について説明する。

空中ドローン１００側のブロック図は、図９で説明したものと同様であるが、飛行体側制御部１００Ｂは、水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂの動作も制御するようになっている。したがって、無線通信部１００Ａは、調査基地２から水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂの動作を制御するための指令信号を受信するようになっている。すなわち、水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂを用いることで、遠隔操作により、調査場所に着水した水中調査装置１の水面での移動が可能である。また、例えば、遠隔操作により、水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂの動作と共に回転翼部１０６Ａ～１０６Ｆの動作を制御することによって、水中調査装置１の水面での水面移動用プロペラ１２０Ａ、１２０Ｂによる前進及び後進だけでなく方向転換も行えるようになっている。

各種センサ４０８～４１８の測定情報（水中地形情報及び水質情報）は、測定部側制御部４００Ｂに入力されることで取得され、内蔵メモリに保存される。測定部側制御部４００Ｂは、取得した情報を、第３の通信Ｉ／Ｆ４００Ａ及び第１の通信Ｉ／Ｆ１００Ｄを介して飛行体側制御部１００Ｂに出力する。そして、飛行体側制御部１００Ｂは、測定部４００の取得情報、すなわち、水中地形情報及び水質情報と、ＧＮＳＳセンサ１１２の現在位置情報とを紐付けたデータを作成する。作成したデータは、飛行体側制御部１００Ｂの内蔵メモリに保存され、無線通信部１００Ａを介して調査基地２に送信される。すなわち、調査基地２では、作成されたデータを、帰還した水中調査装置１から読み出して確認することもできるし、リアルタイムに確認することもできる。

尚、以上の説明では、水中調査ユニット３０として、調査場所の水の濁度が高い状況などにおいて水中ドローン３００に代えて複合型測定部４００を使用するものしたが、これに限るものではない。例えば、複合型測定部４００が備えているセンサ４０８～４１８のうち上述した水中ドローン３００が備えていないセンサ、すなわち、濁度センサ、水温／塩分濃度センサ、溶存酸素量センサ及びｐＨ／ＯＲＰセンサの少なくとも１つを水中ドローン３００に設けてもよい。これにより、水中を移動可能な水中ドローン３００を用いて水中地形情報及び水質情報を取得することができる。

要するに、水中調査ユニット３０は、水中地形情報を取得するためのソナーセンサ３０８（４０８）及び深度センサ３１０（４１０）の組み合わせ、水中カメラ３０６、並びに、水質情報を取得するためのセンサ４１２～４１８（濁度センサ、水温／塩分濃度センサ、溶存酸素量センサ及びｐＨ／酸化還元電位センサ）の少なくとも１つを含むものであってもよい。これにより、水中調査装置１は、水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を取得することで水中を調査することが可能である。

また、以上では、無人飛行体１０の一例として空中ドローン１００を挙げたが、これに限るものではない。無人飛行体１０は、例えば、比較的小型のマルチコプターなど、上述の各構成要素、すなわち、本体部、複数（例えば、３本以上）のアーム部、複数の回転翼部、及び、リング状の浮体をその下端に取り付け可能な複数の脚部を備えたものであって、遠隔操作により飛行可能な又は所定の飛行プログラムにより自律的に飛行可能なものであればよい。

以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記各実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
［請求項１］
遠隔操作により飛行可能な無人飛行体と、
前記無人飛行体に取り付けられ、前記無人飛行体を水面に浮遊させる浮体と、
当該無人飛行体に対してその下方にて昇降可能に接続され、前記無人飛行体が水面に浮遊した状態で水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を取得することで水中を調査可能な水中調査ユニットと、
を備えた水中調査装置であって、
前記無人飛行体は、本体部、当該本体部から放射状に延びる複数のアーム部、各アーム部の先端に回転可能に取り付けられた回転翼部、及び、各アーム部の先端から下方に延びる脚部を含み、
前記浮体は、前記複数の脚部の下端に支持され且つ隣り合う脚部を連結するようにリング状に形成されていることを特徴とする水中調査装置。
［請求項２］
前記複数の脚部は、これらの基端よりも先端が外側に張り出すように形成されており、
前記浮体の大きさは、前記複数の脚部による前記浮体の支持点を結ぶ円の直径が、前記複数の回転翼部の各中心を結ぶ円の直径よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中調査装置。
［請求項３］
前記無人飛行体は、外部の調査基地と無線通信可能であると共に前記水中調査ユニットと通信ケーブルを兼ねた紐状部材を介して接続されており、
前記無人飛行体は、前記紐状部材の巻き上げ及び送り出しにより前記水中調査ユニットを昇降可能な巻上機を更に含み、
前記無人飛行体は、前記水中調査ユニットの取得情報を保存可能であると共に前記調査基地に送信可能であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の水中調査装置。
［請求項４］
前記水中調査ユニットは、水中で少なくとも前後左右方向及び上下方向に移動するための複数のスクリュープロペラを含む、遠隔操作により操作可能な小型無人潜行機であることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の水中調査装置。
［請求項５］
前記水中調査ユニットは、前記水中調査ユニットから水底までの深さを取得するためのソナーセンサ及び前記水中調査ユニットの深度を取得するための深度センサの組み合わせ、水中画像を取得するための水中カメラ、濁度を取得するための濁度センサ、水温を取得するための水温センサ、塩分濃度を取得するための塩分濃度センサ、溶存酸素量を取得するための溶存酸素量センサ、酸度及びアルカリ度を取得するためのｐＨセンサ、並びに、酸化還元電位を取得するためのＯＲＰセンサの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の水中調査装置。
［請求項６］
前記水中調査装置は、水面に浮遊した状態で水面を移動するための複数のスクリュープロペラを更に含むことを特徴とする、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の水中調査装置。
［請求項７］
前記水中調査装置は、防水機能付きの全天球カメラを更に含むことを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の水中調査装置。

１ 水中調査装置
２ 調査基地
３ 水面
１０ 無人飛行体
２０ 浮体
３０ 水中調査ユニット
１００ 空中ドローン
１０２ 本体部
１００Ａ 無線通信部
１００Ｄ 第１の通信インターフェース
１０４Ａ～１０４Ｆ 複数のアーム部
１０６Ａ～１０６Ｆ 複数の回転翼部
１０８Ａ～１０８Ｆ 複数の脚部
１１０ 巻上機
１１０Ａ 紐状部材
１１４ カメラ（全天球カメラ）
１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ、１２０Ｂ 水面移動用のスクリュープロペラ
３００ 水中ドローン
３００Ｃ 第２の通信インターフェース
３０４Ａ～３０４Ｅ 複数のスクリュープロペラ
３０６ 水中カメラ
３０８ ソナーセンサ
３１０ 深度センサ
４００ 複合型測定部
４００Ａ 第３の通信インターフェース
４０８ ソナーセンサ
４１０ 深度センサ
４１２ 濁度センサ
４１４ 水温／塩分濃度センサ
４１６ 溶存酸素量（ＤＯ）センサ
４１８ ｐＨ／酸化還元電位センサ

Claims (13)

1. 遠隔操作により飛行可能な無人飛行体と、
   前記無人飛行体に取り付けられ、前記無人飛行体を水面に浮遊させる浮体と、
   前記無人飛行体に対してその下方にて紐状部材を介して昇降可能に接続され、前記無人飛行体が水面に浮遊した状態で水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を取得することで水中を調査可能な水中調査ユニットと、
   を備えた水中調査装置であって、
   前記無人飛行体は、本体部、前記本体部から放射状に延びる複数のアーム部、各アーム部の先端に回転可能に取り付けられた回転翼部、各アーム部の先端から下方に延びる脚部、及び、前記本体部の上面に取り付けられて前記紐状部材の巻き上げ及び送り出しにより前記水中調査ユニットを昇降可能な巻上機を備え、
   前記浮体は、前記複数の脚部の下端に支持され且つ隣り合う脚部を連結するようにリング状に形成されている、水中調査装置。
2. 遠隔操作により飛行可能な無人飛行体と、
   前記無人飛行体に取り付けられ、前記無人飛行体を水面に浮遊させる浮体と、
   前記無人飛行体に対してその下方にて紐状部材を介して昇降可能に接続され、前記無人飛行体が水面に浮遊した状態で水中地形情報及び水質情報の少なくとも一方を取得することで水中を調査可能な水中調査ユニットと、
   を備えた水中調査装置であって、
   前記無人飛行体は、本体部、前記本体部から放射状に延びる複数のアーム部、各アーム部の先端に回転可能に取り付けられた回転翼部、各アーム部の先端から下方に延びる脚部、及び、前記本体部の上面に取り付けられて前記紐状部材の巻き上げ及び送り出しにより前記水中調査ユニットを昇降可能な巻上機を備え、
   前記浮体は、前記複数の脚部の下端に支持されている、水中調査装置。
3. 前記巻上機は、前記回転翼部よりも上方に位置する、請求項１又は請求項２に記載の水中調査装置。
4. 前記紐状部材は、前記巻上機と前記水中調査ユニットとの間において、前記本体部を上下方向に貫通する貫通孔を通っている、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の水中調査装置。
5. 前記水中調査ユニットは、前記水中調査ユニットの上面から上方に突出する取付部を有し、
   前記本体部の下面には、前記取付部を挟み込み保持可能な複数の回動アームが設けられている、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の水中調査装置。
6. 前記巻上機は、前記本体部の上面の略中央に取り付けられており、
   前記貫通孔は、前記巻上機の直下に位置しており、
   前記巻上機から前記貫通孔を通って下方に延びる前記紐状部材は、前記取付部を介して前記水中調査ユニットに接続されており、
   前記取付部は、前記水中調査ユニットの上面の略中央に位置している、請求項５が請求項４に従属する場合の請求項５に記載の水中調査装置。
7. 前記無人飛行体は、外部の調査基地と無線通信可能であり、
   前記紐状部材は通信ケーブルを兼ねており、
   前記無人飛行体は、前記水中調査ユニットの取得情報を保存可能であると共に前記調査基地に送信可能である、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の水中調査装置。
8. 前記水中調査ユニットは、水中で少なくとも前後左右方向及び上下方向に移動するための複数のスクリュープロペラを有する、遠隔操作により操作可能な小型無人潜行機である、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の水中調査装置。
9. 前記水中調査ユニットは、前記水中調査ユニットから水底までの深さを取得するためのソナーセンサ及び前記水中調査ユニットの深度を取得するための深度センサの組み合わせ、水中画像を取得するための水中カメラ、濁度を取得するための濁度センサ、水温を取得するための水温センサ、塩分濃度を取得するための塩分濃度センサ、溶存酸素量を取得するための溶存酸素量センサ、酸度及びアルカリ度を取得するためのｐＨセンサ、並びに、酸化還元電位を取得するためのＯＲＰセンサの少なくとも１つを備える、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の水中調査装置。
10. 前記無人飛行体はカメラを更に備え、
    前記水中調査ユニットは水中カメラを備える、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の水中調査装置。
11. 前記無人飛行体の前記カメラは、防水機能付きの全天球カメラである、請求項１０に記載の水中調査装置。
12. 前記無人飛行体は、水面に浮遊した状態で水面を移動するための第１のスクリュープロペラと第２のスクリュープロペラとを更に備え、
    前記第１のスクリュープロペラは、前記アーム部よりも上方に配置されており、
    前記第２のスクリュープロペラは、前記浮体よりも下方に配置されている、請求項１～請求項１１のいずれか１つに記載の水中調査装置。
13. 前記無人飛行体は、水面に浮遊した状態で水面を移動するための第１のスクリュープロペラと第２のスクリュープロペラとを更に備え、
    前記無人飛行体が水面に浮遊した状態で、
    前記第１のスクリュープロペラが水面よりも上方に位置し、
    前記第２のスクリュープロペラが水面よりも下方に位置する、請求項１～請求項１１のいずれか１つに記載の水中調査装置。