JPWO2016139929A1 - 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム - Google Patents

欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016139929A1
JPWO2016139929A1 JP2017503343A JP2017503343A JPWO2016139929A1 JP WO2016139929 A1 JPWO2016139929 A1 JP WO2016139929A1 JP 2017503343 A JP2017503343 A JP 2017503343A JP 2017503343 A JP2017503343 A JP 2017503343A JP WO2016139929 A1 JPWO2016139929 A1 JP WO2016139929A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inspection
unit
imaging
moving
directing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017503343A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6881296B2 (ja
Inventor
大晃 清水
大晃 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JPWO2016139929A1 publication Critical patent/JPWO2016139929A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6881296B2 publication Critical patent/JP6881296B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0066Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by exciting or detecting vibration or acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • B64U10/13Flying platforms
    • B64U10/14Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/08Testing mechanical properties
    • G01M11/081Testing mechanical properties by using a contact-less detection method, i.e. with a camera
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0075Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U20/00Constructional aspects of UAVs
    • B64U20/80Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
    • B64U20/87Mounting of imaging devices, e.g. mounting of gimbals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/25UAVs specially adapted for particular uses or applications for manufacturing or servicing
    • B64U2101/26UAVs specially adapted for particular uses or applications for manufacturing or servicing for manufacturing, inspections or repairs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本発明は、移動体として飛翔体を用いた場合でも検査構造物の打音の欠陥検査と撮像による検査が行え、欠陥検査を効率的に行える欠陥検査装置を提供することを目的とする。そのために本発明では、空間を自在に移動可能な移動手段11と、検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段12と、検査手段12が一端に取り付けられるアーム手段16と、アーム手段16を回動させて検査手段12の方向を制御する第1の指向手段13と、検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段18と、撮像手段18を回動させて撮像手段18の撮像方向を制御する第2の指向手段19とを備える。

Description

本発明は、トンネルや橋梁等の構造物の欠陥検査に用いて好適な欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラムに関する。
移動体を用いてトンネルや橋梁等の検査構造物の壁面の欠陥検査を行う欠陥検査装置としては、特許文献1、特許文献2、及び特許文献3に記載されているようなものが知られている。特許文献1に記載されている欠陥検査装置は、車輌に移動装置が搭載され、ヘッドを検査面に追従させつつ所定の速度で軌陸車輌を移動させて叩打音を集音し、トンネルの状態を検査するものである。特許文献2に記載されている欠陥検査装置は、トラック等の一般車輌にポストを搭載し、ポストの上端部のアームの端にハンマーを取り付け、トンネル覆工コンクリートの表面を打撃して、検査を行うものである。特許文献3に記載されている欠陥検査装置は、ロボット本体を移動台車により移動可能とし、移動台車にはアーム機構、検査機構部等が設けられ、検査機構部を壁面の所望位置に到達させて、検査を行うものである。
特開2001−349876号公報 特開2004−205216号公報 特開2004−301665号公報 実用新案登録第3125546号公報 特開2006−264566号公報 特開平10−060938号公報 特開平4−128439号公報
しかしながら特許文献1から特許文献3に開示される移動体は、地上を走行する車輌を想定している。地上を走行する車輌では、トンネルや橋梁の壁面を手軽に検査することは困難である。また、欠陥検査を行う場合、検査構造物の打音等の欠陥検査と共に、検査構造物の撮像によるクラッキングやマーキングの検査を行えば、検査効率が向上し、また、確実な欠陥検査が行える。しかしながら、飛翔体に打音検査のための検査部と、クラッキングやマーキングの検査のための撮像部を搭載すると、飛翔体の重量が増加し、また、重量バランスの問題が生じてくる。
本発明は上述の課題を解決することのできる欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラムを提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る欠陥検査装置は、空間を自在に移動可能な移動手段と、検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段と、前記検査手段が一端に取り付けられるアーム手段と、前記アーム手段を回動させて前記検査手段の方向を制御する第1の指向手段と、前記検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を回動させて前記撮像手段の撮像方向を制御する第2の指向手段とを備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る欠陥検査方法は、空間を自在に移動可能な移動手段と、検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段と、前記検査手段が一端に取り付けられるアーム手段と、前記アーム手段を回動させて前記検査手段の方向を制御する第1の指向手段と、前記検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を回動させて前記撮像手段の撮像方向を制御する第2の指向手段とを備えるように欠陥検査装置を構成し、前記移動手段により検査構造物の近傍に前記検査手段を近づけ、前記撮像手段により前記検査構造物の検査対象領域を撮像し、前記指向手段により前記検査手段を前記検査構造物の検査対象領域に接触させ、前記検査手段により前記検査構造物の壁面検査を行うことを特徴とする。
本発明の一態様に係るプログラムは、空間を自在に移動可能な移動手段と、検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段と、前記検査手段が一端に取り付けられるアーム手段と、前記アーム手段を回動させて前記検査手段の方向を制御する第1の指向手段と、前記検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を回動させて前記撮像手段の撮像方向を制御する第2の指向手段とを備えるように欠陥検査装置を構成した当該結果検査装置のコンピュータを、前記移動手段を制御して検査構造物の近傍に前記検査手段を近づける手段、前記撮像手段を制御して前記検査構造物の検査対象領域を撮像する手段、前記指向手段を制御して前記検査手段を前記検査構造物の検査対象領域に接触させ、前記検査手段を制御して前記検査構造物の壁面検査を行う手段、として機能させることを特徴とする。
本発明によれば、空間を自在に移動できる移動体に、打音検査を行う検査手段と撮像手段とを搭載している。このため、撮像画像から壁面のクラッキングや前回検査時の変状箇所を識別するマーキングを検出し、クラッキングやマーキングの箇所で欠陥検査を実施することができる。これにより、検査時間の短縮ができる。
本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置の全体の構成を示す斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置の構造を説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態を用いた欠陥検査の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置の各部の配置位置の説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置1の全体の構成を示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置の構造の説明図である。図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置1は、移動部11と、検査部12と、指向部13(第1の指向部)と、バランス調整部14と、電源部15と、アーム部16と、バランス調整部17と、撮像部18と、指向部19(第2の指向部)とを備える。
図1に示すように、移動部11は、基台30に複数の回転翼31a〜31dを配設することで、飛翔体として空間移動を可能としたものである。この例では、基台30には、4個の回転翼31a〜31dが配設されている。回転翼31a〜31dを回転させると、揚力が発生し、欠陥検査装置1全体は飛翔体として浮揚する。また、各回転翼31a〜31dの回転数や回転方向を制御することで、欠陥検査装置1の飛翔する高さや方向、速度等を自在に制御できる。これにより、欠陥検査装置1全体をトンネルや橋梁等の検査構造物の検査対象の壁面に近づけることができる。なお、ここでは、基台30には4つの回転翼31a〜31dが配設されているが、回転翼の数は、これに限定されるものではない。
移動部11に指向部13が取り付けられる。指向部13は、例えばアジマス(AZ)やエレベーション(EL)方向に回転するジンバルである。指向部13の回転軸131には、アーム部16が回動自在に取り付けられる。アーム部16の一端には、検査部12が取り付けられる。アーム部16の他端には、バランス調整部14が取り付けられる。
検査部12は、検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う。この例では、検査部12は、検査構造物の検査対象領域の壁面を打撃し、この打撃により発生する壁面からの音をモニタし、壁面の欠陥状態を検出する。指向部13は、検査部12が検査対象となる壁面に接触するように、検査部12の方向や位置を設定するものである。アーム部16は、その一端に取り付けられた検査部12が検査対象に接触できるように、指向部13の回転軸131から検査部12の先端までの距離を確保するものである。
図2に示すように、指向部13は、移動部11の機体(基台30)の水平方向中心線10よりいずれかの方向(例えば水平外側方向に)に偏倚して、移動部11に取り付けられる。すなわち、図2において、例えば、左側を前側とすると、指向部13は、移動部11の機体水平方向中心線10より前側の端に近づくように偏倚して、移動部11に取り付けられる。なお指向部13は、移動部11の機体(基台30)の重心位置を基準としてその位置よりも水平外側方向に偏倚して、移動部11に取り付けられるようにしてもよい。また、アーム部16は、検査部12が移動部11の先端から突出するように、指向部13の回転軸131に取り付けられる。バランス調整部14は、検査部12を取り付けた状態で、アーム部16が指向部13の回転軸131の位置でバランスを保つためのカウンタウェイトである。
移動部11の裏面には、電源部15が設けられる。電源部15は、例えばバッテリや地上の発電機や家庭用コンセントからの有線給電である。また、電源部15の部分は、制御部や送受信部等の各種の回路基板を配置することができる。電源部15は、マスバランスに影響を与えないように、移動部11の重心位置に配置される。
バランス調整部17は、移動部11の水平方向の中心(または重心)でマスバランスを保つためのカウンタウェイトである。すなわち、本実施形態では、移動部11の前側に、指向部13、アーム部16、検査部12、バランス調整部14が設けられている。このため、前側の重量が重くなる。そこで、欠陥検査装置1の水平方向の中心(または重心)でマスバランスを保つために、移動部11の後側に、バランス調整部17が配置される。なお、バランス調整部17は、指向部13、アーム部16、検査部12、バランス調整部14と共に、撮像部18、指向部19を含めて、欠陥検査装置1の水平方向の中心(または重心)でマスバランスを保つように、バランス調整部17の位置や重量が決定される。
撮像部18は、例えば可視カメラや赤外線カメラである。撮像部18は、検査対象である壁面を撮影範囲毎に撮像し、撮像画像から壁面のクラッキングやマーキングを検出する。
指向部19は、例えばアジマス(AZ)やエレベーション(EL)方向に回転するジンバルである。指向部19の回転軸191には、撮像部18が回動自在に取り付けられる。
指向部19は、指向部13とは反対方向に、移動部11の機体水平方向中心線10から偏倚して取り付けられる。すなわち、この例では、指向部19は、移動部11の機体水平方向中心線10より後側に偏倚して取り付けられる。指向部19を、移動部11の機体水平方向中心線10より後側に取り付けることで、撮像部18及び指向部19はカウンタウェイトの効果を有し、バランス調整部17の重量を軽減できる。なお、指向部19は、機体水平方向中心線10や移動部11の水平方向の重心線に配置してもよい。飛翔体の場合、機体姿勢角変動があり、特に強風時には機体姿勢角変動が大きくなる。機体水平方向中心線10や移動部11の重心から偏倚した位置に指向部19を配置すると機体姿勢角変動により撮像部18に変位変動が発生した場合撮像画像にブレが生じてしまうことがあり得るからである。
なお、この例では、移動部11の後側に1つのバランス調整部17を配置しているが、その他、移動部11の前後左右に、移動部11の水平方向の中心(または重心)でマスバランスを保つためのバランス調整部を配置しても良い。
また、この例では、マスバランスに影響を与えないように、電源部15は移動部11の機体水平方向中心線10(または重心線でもよい)に沿って搭載されているが、電源部15は移動部11の機体水平方向中心線10に沿って搭載しなくても良い。その場合には、指向部13、アーム部16、検査部12、バランス調整部14、撮像部18、指向部19と共に、電源部15を含めて、欠陥検査装置1の機体水平方向中心線10(または重心線)に沿ってマスバランスを保つように、バランス調整部17の位置や重量を決定する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置1の内部構成を示すブロック図である。なお図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。図3において、リモコン送受信部50は、リモコン51との間で、操作信号の送受を行う。リモコン51は、オペレータが欠陥検査装置1を無線で遠隔操作するものである。リモコン51には、ディスプレイ59と操作部60とが設けられる。リモコン51としては、専用のリモコンを設けても良いし、汎用の携帯端末に専用のアプリケーションをインストールして、リモコンとして使用できるようにしても良い。また、リモコン51に、各種の解析装置やモニタを付加するようにしても良い。制御部52は、欠陥検査装置1の全体の動作の制御を行う。制御部52としては、CPU(Central Processing Unit)と、各種メモリとが一体化されたものを用いることができる。なお、この例では、欠陥検査装置1をリモコン51により無線で遠隔操作させるようにしているが、欠陥検査装置1を有線で操作させるようにしても良い。
回転翼駆動部53は、回転翼モータ54a〜54dを駆動する。回転翼モータ54a〜54dは、回転翼31a〜31dを回転させるモータである。回転翼モータ54a〜54dには、制御部52から回転翼駆動部53を介して駆動信号が供給される。
ジンバル駆動部55は、ジンバルモータ56を駆動する。ジンバルモータ56は、指向部13のジンバルを回転させるモータである。ジンバルモータ56には、制御部52からジンバル駆動部55を介して駆動信号が供給される。
ジンバル駆動部57は、ジンバルモータ58を駆動する。ジンバルモータ58は、撮像部18の撮像方向を設定する指向部19のジンバルを回転させるモータである。ジンバルモータ58には、制御部52からジンバル駆動部57を介して駆動信号が供給される。
ハンマー61と、ソレノイド62と、マイクロホン63と、A/D(Analog to Digital)コンバータ64は、検査部12を構成している。ハンマー61は、検査対象部に衝撃を与えて打音検査を行う。ソレノイド62は、ハンマー61を検査対象の壁面に打撃し、また、ハンマー61を元の位置に戻す力を与える。マイクロホン63は、ハンマー61による壁面への打撃時に発生する打撃音を集音する。ソレノイド62には、制御部52からの駆動信号が供給される。また、マイクロホン63で集音された音は、A/Dコンバータ64を介して、制御部52に入力され、制御部52で処理される。この集音された音の情報は、制御部52から、リモコン送受信部50を介して、リモコン51側に送ることができる。
また、撮像部18の撮像画像は、制御部52に入力され、制御部52で処理される。この撮像画像の情報は、制御部52から、リモコン送受信部50を介して、リモコン51側に送ることができ、ディスプレイ59に、撮像部18の撮像画像を表示させることができる。
次に本実施形態の欠陥検査装置1を用いた欠陥検査の動作について説明する。図4は、本発明の第1の実施形態を用いた欠陥検査の動作を示すフローチャートである。
まず、オペレータは、電源部15をONする(ステップS1)。そして、オペレータは、リモコン51を操作し、移動部11の飛行により、欠陥検査装置1を検査対象に接近させ、撮像部18により撮影範囲毎に検査対象を撮像する(ステップS2)。オペレータは、撮像画像からクラッキングやマーキングの有無を検査員の目視確認等により判定する(ステップS3)。ステップS3にてクラッキングやマーキングが有る場合、オペレータは、リモコン51の操作により指向部13を動かし、検査部12を検査対象に接触させる(ステップS4)。検査部12が検査対象に接触したら、オペレータは、リモコン51の操作により、検査部12のハンマー61で検査対象を打撃し、そのときの音をマイクロホン63で集音して、打音による欠陥検査を実施する(ステップS5)。ステップS3でクラッキングやマーキングが無しの場合やステップS5の処理後には、オペレータは、打音等の検査が終了したかを判定する(ステップS6)。打音等の検査が終了していなければ、処理は、ステップS2に戻される。打音検査が終了したら、オペレータは、移動部11の飛行により、欠陥検査装置1を検査対象から離脱させ、所定の位置に着陸させる(ステップS7)。そして、オペレータは、電源部15をOFFして検査終了する(ステップS8)。
以上説明したように、本発明の第1の実施形態では、基台30に複数の回転翼31a〜31dを配設して移動部11を構成し、この移動部11に検査部12を配設している。これにより、飛翔体による打音等の欠陥検査が実施でき、トンネルや橋梁等の壁面の欠陥検査を、低コストで、手軽に行うことができる。
また、本実施形態では、図2に示したように、指向部13は移動部11の機体水平方向中心線10より前側に偏倚して取り付けられる。このため、アーム部16の長さを短くでき、アーム部16を軽量化できる。
図5は、本発明に関連する欠陥検査装置の各部の配置位置の説明図である。移動部11に指向部13を配置する場合、マスバランスに影響を与えることがないように、図5に示すように、指向部13を移動部11の中心に配置することが考えられる。しかしながら、指向部13を移動部11の中心に配置すると、アーム部16を長くしなければ、検査部12を検査構造物の検査対象位置に接触させることができない。これに対して、本実施形態では、図2に示したように、指向部13が移動部11の機体水平方向中心線10より前側に偏倚して取り付けられているため、アーム部16の長さを短くしても、検査部12を検査構造物の検査対象位置に接触させることができる。
また、本実施形態では、軽量化されたアーム部16を指向部13に搭載するので、指向部13の搭載重量が軽減され、指向部13の構造強度を下げることができる。このため、アーム部16と共に指向部13の軽量化が可能である。アーム部16の軽量化と指向部13の軽量化により、移動部11の搭載重量が軽減されるので、移動部11自体も構造強度を下げることができ、軽量化が可能である。これにより、移動部11に打音等の検査を行う機材(検査部12、指向部13、電源部15、バランス調整部14、アーム部16、バランス調整部17、撮像部18、指向部19)を搭載しても、移動部11を余裕をもって浮上させることができる。また、電源部15にバッテリを搭載する場合、大型の大容量のバッテリを搭載しなくても、十分な飛行時間を確保して、欠陥検査を実施できる。
また、本実施形態では、検査部12を取り付けた状態で、アーム部16が指向部13の回転軸131の位置でマスバランスを保つように、バランス調整部14が設けられる。このため、検査部12とアーム部16とバランス調整部14を一つの物体とみなした時の重心位置に、指向部13の回転軸131が配置される。これにより、アーム部16の回転による反トルクの発生をなくすことができ、移動部11の姿勢角変動を軽減できる。
また、本実施形態では、移動部11を移動させながら撮像部18により検査対象である壁面を撮影範囲毎に撮像し、クラッキングやマーキングを検出できる。この場合、撮像画像から壁面のクラッキングや前回検査時の変状箇所を識別するマーキングを検出し、クラッキングやマーキングの箇所で移動部11を停止させて打音等の欠陥検査を実施することができる。クラッキングやマーキングの箇所でのみ打音等の欠陥検査を実施することで、検査時間の短縮ができる。
撮像部18がない場合は、クラッキングやマーキングの箇所を検知できないので、検査対象である壁面を全面に亘ってクラッキングやマーキングの有無に関わらず打音等の欠陥検査を実施することになり検査時間が大幅に増加する。
撮像部18での撮像と検査部12での打音等の検査を両立する場合、例えば撮像部18を、機体水平方向中心線10を基準に、検査部12とは逆方向に向ける。そのようにすることで、撮像部18の撮影範囲に検査群20(検査部12、アーム部16、バランス調整部14、指向部13)が映り込まなくなる。これにより、クラッキングやマーキングの有無判定が確実に行える。しかしながら、この場合、検査対象の壁面の撮像から壁面の打音等の欠陥検査に切替える際には、移動部11を水平方向に反転させる必要がある。
一方、撮像部18を検査部12と同じ方向に向ける場合、撮像部18の画角に検査群20が映りこまないようにする必要がある。撮像部18の画角に検査群20が映りこまないようにするためには、指向部19により撮像部18の指向角度を、例えば、水平から検査群20の最高点を指向する指向角度に、撮像部18の画角の1/2を加えた角度に設定すればよい。この場合、検査対象の壁面の撮像から壁面の打音等の欠陥検査に切替える際には、移動部11を水平方向に反転させる必要がなくなり、検査時間の短縮が可能である。
本実施形態では、撮像部18は、指向部19を介して、移動部11に取り付けられている。指向部19は、指向部13とは反対方向に、移動部11の機体水平方向中心線10から偏倚して取り付けられる。このため、撮像部18の向きは、検査部12の方向に向けることも、検査部12とは逆方向に向けることも可能である。また、撮像部18を検査部12と同じ方向に向ける場合、撮像部18の画角に検査群20が映りこまないように、撮像部18の指向角度を設定可能である。また、指向部19を、指向部13とは反対方向に偏倚して取り付けることで、撮像部18及び指向部19はカウンタウェイトの効果を有し、バランス調整部17の重量を軽減できる。
以上、説明したように本実施形態では飛翔体による打音等の欠陥検査と撮像の両立が可能である。なお、本実施形態では検査部12で壁面検査として打音検査を行う場合について説明した。しかし本発明は打音検査に限定されず、超音波パルスを用いた壁面内部のボイド検査(特開2001−021541号公報)や、赤外線等の光を用いた壁面内部の欠陥検査(特開2001−201474号公報)を用いてもよい。
また、本実施形態では、基台30に複数の回転翼31a〜31dを配設して、移動部11を空間移動可能としているが、移動部11としては、回転翼を用いた構成に限らず、固定翼のものを用いても良い。回転翼のものを用いることで、移動とホバリングが可能となり、検査対象への移動とホバリングしての検査対象への打音等の欠陥検査が可能である。
一方、固定翼機ではホバリングは不可能だが高速飛行で検査対象に移動し、低速飛行により検査対象への打音等の欠陥検査が可能である。
以上説明したように、本実施形態による欠陥検査装置の基本構成は、図2に示したとおりである。すなわち、本実施形態による欠陥検査装置は、空間を自在に移動可能な移動部11と、検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査部12と、検査部12が一端に取り付けられるアーム部16と、を備える。更に、アーム部16を回動させて検査部12の方向を制御する第1の指向部13と、検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像部18と、撮像部18を回動させて撮像部18の撮像方向を制御する第2の指向部19とを備える。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、第1の実施形態では、バランス調整部17を設けた。しかし移動部11の重心が中央ではなく、中央を挟んで検査部12と反対側に来るようにするか、撮像部18をより移動部11の端に設ける等すればバランス調整部17は不要になる。またアーム部16の検査部12と反対側を長くするなどすれば、バランス調整部14は不要になる。また第1の実施形態は電源部15を設けたが、有線または無線で送電すれば、電源部15を設けなくても良い。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、2015年3月4日に出願された日本出願特願2015−042176を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1:欠陥検査装置
11:移動部
12:検査部
13:指向部
14:バランス調整部
15:電源部
16:アーム部
17:バランス調整部
18:撮像部
19:指向部
30:基台
31a〜31d:回転翼

Claims (8)

  1. 空間を自在に移動可能な移動手段と、
    前記移動手段上に設けられ検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段と、
    前記検査手段が一端に取り付けられるアーム手段と、
    前記アーム手段を回動させて前記検査手段の方向を制御する第1の指向手段と、
    前記移動手段上に設けられ前記検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段を回動させて前記撮像手段の撮像方向を制御する第2の指向手段とを備える
    ことを特徴とする欠陥検査装置。
  2. 前記第1の指向手段は、前記移動手段の水平方向の中心または重心よりいずれかの方向に偏倚して前記移動手段に搭載することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装置。
  3. 前記第2の指向手段は、前記第1の指向手段を搭載した方向とは反対側の方向に偏倚して前記移動手段に搭載することを特徴とする請求項2に記載の欠陥検査装置。
  4. 前記第2の指向手段は、前記移動手段の水平方向の中心線または重心線に搭載することを特徴とする請求項2に記載の欠陥検査装置。
  5. 前記移動手段が前記中心位置または前記重心位置でバランスするようにマスバランス調整を行うバランス調整手段を設けることを特徴とする請求項2又は3に記載の欠陥検査装置。
  6. 前記撮像手段は、前記検査手段と同方向を向けて前記検査構造物の検査対象領域を撮像可能としたことを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の欠陥検査装置。
  7. 空間を自在に移動可能な移動手段と、前記移動手段上に設けられ検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段と、前記検査手段が一端に取り付けられるアーム手段と、前記アーム手段を回動させて前記検査手段の方向を制御する第1の指向手段と、前記移動手段上に設けられ前記検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を回動させて前記撮像手段の撮像方向を制御する第2の指向手段とを備えるように欠陥検査装置を構成し、
    前記移動手段により検査構造物の近傍に前記検査手段を近づけ、
    前記撮像手段により前記検査構造物の検査対象領域を撮像し、
    前記指向手段により前記検査手段を前記検査構造物の検査対象領域に接触させ、前記検査手段により前記検査構造物の壁面検査を行う
    ことを特徴とする欠陥検査方法。
  8. 空間を自在に移動可能な移動手段と、前記移動手段上に設けられ検査構造物の検査対象領域の壁面検査を行う検査手段と、前記検査手段が一端に取り付けられるアーム手段と、前記アーム手段を回動させて前記検査手段の方向を制御する第1の指向手段と、前記移動手段上に設けられ前記検査構造物の検査対象領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を回動させて前記撮像手段の撮像方向を制御する第2の指向手段とを備えるように構成した欠陥検査装置のコンピュータを、
    前記移動手段を制御して検査構造物の近傍に前記検査手段を近づける手段、
    前記撮像手段を制御して前記検査構造物の検査対象領域を撮像する手段、
    前記指向手段を制御して前記検査手段を前記検査構造物の検査対象領域に接触させ、前記検査手段を制御して前記検査構造物の壁面検査を行う手段、
    として機能させることを特徴とするプログラムを記録した記録媒体。
JP2017503343A 2015-03-04 2016-03-01 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム Active JP6881296B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015042176 2015-03-04
JP2015042176 2015-03-04
PCT/JP2016/001095 WO2016139929A1 (ja) 2015-03-04 2016-03-01 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016139929A1 true JPWO2016139929A1 (ja) 2017-12-14
JP6881296B2 JP6881296B2 (ja) 2021-06-02

Family

ID=56849322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017503343A Active JP6881296B2 (ja) 2015-03-04 2016-03-01 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3267189B1 (ja)
JP (1) JP6881296B2 (ja)
WO (1) WO2016139929A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019182390A (ja) * 2018-06-22 2019-10-24 株式会社エアロネクスト 飛行体
JP2019182174A (ja) * 2018-04-09 2019-10-24 株式会社エアロネクスト 飛行体
JP2020152379A (ja) * 2020-06-23 2020-09-24 株式会社エアロネクスト 飛行体

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6527012B2 (ja) * 2015-04-28 2019-06-05 学校法人 名城大学 検査装置
JP6732666B2 (ja) * 2017-01-06 2020-07-29 株式会社フジタ 無人飛行体
JP6903310B2 (ja) * 2017-01-31 2021-07-14 日本ケーブル株式会社 立体駐車装置の点検装置
JP6749003B2 (ja) * 2017-02-13 2020-09-02 株式会社フジタ 検査装置
GB201716839D0 (en) * 2017-10-13 2017-11-29 Alti Velo Industrial Uav Rental Ltd Non-destructive testing apparatus and method of use
CA3099107A1 (en) 2018-05-03 2019-11-07 Uvic Industry Partnerships Inc. Uav-based acoustic technique for mapping defects in civil infrastructure
ES2768778A1 (es) * 2019-01-29 2020-07-02 Univ Castilla La Mancha Sistema para el diagnóstico de turbinas eólicas de un generador eólico y método de diagnóstico de una turbina eólica
GB2587498B (en) * 2019-09-13 2024-04-24 Technical Mfg Corporation Inspection apparatus and methods for precision vibration-isolation tabletops

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001349876A (ja) * 2000-06-09 2001-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 構造物打音検査装置およびトンネル用打音検査装置
JP2005265710A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Chugoku Electric Power Co Inc:The 無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法
JP2010145417A (ja) * 2010-01-14 2010-07-01 Yoshitaka Hirano トンネル天井の崩壊チェック装置
JP2012145346A (ja) * 2011-01-07 2012-08-02 Eda Tokushu Bosui Kogyo Kk 外壁浮き検知システム、外壁浮き検知方法並びに外壁浮き検知用移動飛行体
JP2015007571A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 公益財団法人鉄道総合技術研究所 構造物の打音評価検査装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005020593A1 (de) * 2005-05-03 2006-11-09 Dolch, Stefan, Dipl.-Ing. (FH) Hubschrauber zur luftgestützten Beobachtung
JP2008095477A (ja) * 2006-10-06 2008-04-24 Lucks:Kk 繋留気球を使用した屋外高層建造物の点検診断装置
GB2455374B (en) * 2008-06-16 2009-11-04 Middlesex University Higher Ed Unmanned aerial vehicle comprising a triangular array of rotors
CN101604830B (zh) * 2009-07-14 2011-08-10 山东电力研究院 巡检架空线路线和杆塔用无人直升机系统及其方法
FR2963431B1 (fr) * 2010-07-27 2013-04-12 Cofice Dispositif permettant le controle non destructif de structures et comportant un drone et une sonde de mesure embarquee
US8874283B1 (en) * 2012-12-04 2014-10-28 United Dynamics Advanced Technologies Corporation Drone for inspection of enclosed space and method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001349876A (ja) * 2000-06-09 2001-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 構造物打音検査装置およびトンネル用打音検査装置
JP2005265710A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Chugoku Electric Power Co Inc:The 無人飛行体を用いた送電線点検システムおよび方法
JP2010145417A (ja) * 2010-01-14 2010-07-01 Yoshitaka Hirano トンネル天井の崩壊チェック装置
JP2012145346A (ja) * 2011-01-07 2012-08-02 Eda Tokushu Bosui Kogyo Kk 外壁浮き検知システム、外壁浮き検知方法並びに外壁浮き検知用移動飛行体
JP2015007571A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 公益財団法人鉄道総合技術研究所 構造物の打音評価検査装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019182174A (ja) * 2018-04-09 2019-10-24 株式会社エアロネクスト 飛行体
JP2019182390A (ja) * 2018-06-22 2019-10-24 株式会社エアロネクスト 飛行体
JP2020152379A (ja) * 2020-06-23 2020-09-24 株式会社エアロネクスト 飛行体

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016139929A1 (ja) 2016-09-09
EP3267189A1 (en) 2018-01-10
EP3267189B1 (en) 2020-01-15
JP6881296B2 (ja) 2021-06-02
EP3267189A4 (en) 2018-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016139929A1 (ja) 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム
WO2016139930A1 (ja) 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム
JP6749003B2 (ja) 検査装置
KR101843947B1 (ko) 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇
JP2018128278A (ja) 打音検査装置及び打撃検査システム
JP6262318B1 (ja) ケーブル点検装置
JP6486024B2 (ja) 構造物の屋内監視システム及び方法
KR101862305B1 (ko) 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇
US20190212304A1 (en) Inspection system, control device, and control method
WO2017010206A1 (ja) 風力発電設備のメンテナンス方法および無人飛行機
JP7090306B2 (ja) 非破壊検査装置
JP6949071B2 (ja) マルチコプターを用いた計測器移動補助装置
JP6567300B2 (ja) 無線操縦式の回転翼機
JP6209158B2 (ja) 構造物の検査装置
JP2019039236A (ja) 建造物の点検方法及び点検装置
WO2016139928A1 (ja) 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム
WO2017110743A1 (ja) 大型構造物のメンテナンス方法および風力発電設備のメンテナンス方法ならびに無人飛行機
JP6691878B2 (ja) 弾性波計測システム
JP2020139929A (ja) 検査装置及び検査システム
WO2020191937A1 (zh) 用于机械结构件检测的无人机
JP2017125493A (ja) 大型構造物のメンテナンス方法および無人飛行機
US20230103063A1 (en) Hammering test system
JP2019144052A (ja) 検査対象物の点検装置及び点検方法
JP6669916B2 (ja) 無線操縦式の回転翼機
KR20230007112A (ko) 구조물 유지 보수용 드론

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170808

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210419

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6881296

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150