WO2017115576A1 - 経路算出装置、移動観測システム及びプログラム - Google Patents

経路算出装置、移動観測システム及びプログラム Download PDF

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WO2017115576A1
WO2017115576A1 PCT/JP2016/083928 JP2016083928W WO2017115576A1 WO 2017115576 A1 WO2017115576 A1 WO 2017115576A1 JP 2016083928 W JP2016083928 W JP 2016083928W WO 2017115576 A1 WO2017115576 A1 WO 2017115576A1
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observation
route
carriage
obstacle
route calculation
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PCT/JP2016/083928
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English (en)
French (fr)
Inventor
邦夫 高木
Original Assignee
東京電力ホールディングス株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/106—Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/12—Ground or aircraft-carrier-deck installations for anchoring aircraft
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
    • B64U50/37—Charging when not in flight

Definitions

  • the present invention relates to a route calculation device, a movement observation system, and a program.
  • Patent Document 1 a technique for inspecting a facility laid in a cave while moving has been proposed.
  • One embodiment of the present invention has been made in view of the above points, and provides a route calculation device, a movement observation system, and a program that can easily observe an observation target.
  • One aspect of the present invention is an obstacle for extracting an obstacle existing in an observation path indicated by the observation path information based on observation path information indicating a path for observing an observation target and equipment information indicating an installation state of the equipment.
  • An object extraction unit a vehicle route calculation unit that calculates a movement route of an observation vehicle that observes the observation target based on the observation route information; and information indicating the obstacle extracted by the obstacle extraction unit;
  • a vehicle path calculation unit that calculates a flight path of an unmanned air vehicle that is mounted on the observation carriage and that observes the observation target, based on the observation path information and the movement path calculated by the carriage path calculation unit. Is a route calculation device.
  • the observation target is equipment in a cave where equipment is installed.
  • the flying object route calculation unit sets any position on the moving route calculated by the bogie route calculation unit as a takeoff and landing position of the unmanned flying object, The flight path is calculated.
  • the bogie route calculation unit calculates the movement route including a route for observing the observation target during the flight of the unmanned air vehicle.
  • the obstacle extraction unit extracts the obstacle based on an outer dimension of the observation carriage.
  • the obstacle extraction unit extracts the obstacle based on a height of a step on the road surface on which the observation carriage can get over.
  • the facility is a power facility.
  • One embodiment of the present invention is an observation vehicle that moves based on the travel route calculated by any of the route calculation devices described above, and an unmanned air vehicle that flies based on the flight route calculated by the route calculation device. Is a mobile observation system.
  • a fault present in the observation route indicated by the observation route information is based on observation route information indicating a route for observing the observation target and facility information indicating the installation state of the facility.
  • observation route information indicating a route for observing the observation target
  • facility information indicating the installation state of the facility.
  • a movement route of the observation carriage for observing the observation target is calculated.
  • the bogie route calculation step the observation route information, and the travel route calculated in the bogie route calculation step, the flight route of the unmanned air vehicle that is mounted on the observation bogie and that observes the observation target is calculated. This is a program for executing a flying object path calculating step.
  • the observation target can be easily observed.
  • the mobile observation system 1 includes a mobile observation body 2 and a route calculation system 3. First, the outline of the moving observation object 2 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a moving observation body 2 according to an embodiment of the present invention.
  • the moving observation body 2 includes a flying object 100 and an observation carriage 200.
  • the flying object 100 is an unmanned flying object (for example, a drone) and autonomously flies based on a flight program.
  • the observation carriage 200 includes wheels WL and autonomously travels based on a travel program.
  • an xyz orthogonal coordinate system may be used.
  • the x-axis indicates the traveling direction of the observation carriage 200
  • the y-axis indicates the direction orthogonal to the traveling direction on the moving plane of the observation carriage 200.
  • the z axis indicates the height of the observation carriage 200, that is, the vertical direction.
  • the observation carriage 200 includes motors MT1 to MT4 corresponding to the four wheels WL1 to WL4, and is movable in the x-axis direction. Further, the observation carriage 200 includes a steering device (not shown) and can move in any direction on the xy plane.
  • the observation carriage 200 includes a telescopic shaft SFT. The expansion / contraction axis SFT can be expanded and contracted in the z-axis direction.
  • the observation carriage 200 includes an observation unit 270.
  • the observation unit 270 includes an imaging unit 210 such as a camera and is attached to the telescopic shaft SFT.
  • the flying object 100 can be placed on the top surface 271 of the observation unit 270. Note that the observation carriage 200 only needs to be able to move on the floor surface, and may include a traveling device such as an infinite rail belt instead of the wheels WL.
  • the flying object 100 includes a battery (not shown).
  • the flying object 100 moves together with the observation carriage 200.
  • the power consumption of the battery can be suppressed as compared with the case of flying.
  • the flying object 100 can be detached from the top surface 271.
  • the top surface 271 may be provided with a power supply unit (not shown) that can supply power to the battery of the flying object 100.
  • the power supply unit supplies power to the flying object 100 when the flying object 100 is placed on the top surface 271, that is, when the flying object 100 is landed on the top surface 271.
  • the battery of the flying object 100 is charged by the supplied electric power.
  • the flying object 100 can move with the observation carriage 200 while charging the battery even when the capacity of the mounted battery is relatively small, and thus performs long-time observation. be able to.
  • the observation object ORV of the flying object 100 and the observation carriage 200 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the observation target ORV of the present embodiment.
  • the observation target ORV is the sinus CLV.
  • the Cave CLV is a power facility that is mainly installed in the ground and in which a cable CV and the like for supplying power is laid.
  • the Cave CLV may be a gas facility in which a gas pipe for supplying city gas is laid or a communication facility in which a communication cable for information communication is laid.
  • an XYZ orthogonal coordinate system may be used.
  • the XY plane indicated by the XYZ orthogonal coordinate system is a plane parallel to the ground surface SRF.
  • the Z axis of the XYZ orthogonal coordinate system indicates the vertical direction.
  • the tunnel CLV includes a vertical shaft VS and a horizontal shaft AD.
  • the vertical shaft VS includes a human hole MH in the ground surface SRF.
  • the horizontal shaft AD includes the horizontal shaft AD1 to the horizontal shaft AD4. A cable CV or the like is laid in the horizontal shaft AD. An example of the configuration of the horizontal shaft AD will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross section of the horizontal shaft AD according to the present embodiment.
  • the horizontal shaft AD includes a number of cable racks CR stacked on the wall surface in the Z-axis direction.
  • a cable CV is laid in the cable rack CR.
  • the cable CV supplies high voltage power from 6 kV to 275 kV.
  • the cable CV to which a particularly high voltage is applied is accommodated in the cable trough CT.
  • a cooling pipe CP may be installed on the cable trough CT.
  • a water-cooled return pipe RCP that is a return path of the cooling water supplied into the cooling pipe CP is installed in the horizontal shaft AD.
  • the horizontal shaft AD may be provided with a communication cable and a supply path for energy other than power.
  • the horizontal shaft AD has a road surface RD on the bottom surface inside thereof. The observation vehicle 200 can travel on the road surface RD.
  • the observation target ORV is a power facility of each part in the tunnel CLV.
  • the observation target ORV includes a cable CV, a cable trough CT, a cable rack CR, a cooling pipe CP, a water-cooled return pipe RCP, and the like.
  • the observation target ORV includes facilities that do not directly contribute to the supply of electric power, such as the wall surface and floor surface of the horizontal shaft AD.
  • the observation target ORV may include facilities other than these power facilities.
  • the moving observation body 2 observes the power equipment installed between the position P1 and the position P2 of the horizontal shaft AD1. Moreover, the mobile observation body 2 observes the power equipment installed between the position P2 of the horizontal shaft AD2 and the position P4 via the position P3. Moreover, the mobile observation body 2 observes the electric power facility installed between the position P2 and the position P5 of the horizontal shaft AD3. Moreover, the mobile observation body 2 observes the electric power facility installed between the position P2 and the position P6 of the horizontal shaft AD4.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between the moving observation body 2 and the route calculation system 3 according to the present embodiment.
  • the route calculation system 3 includes a route calculation device 10, an equipment information storage unit 20, and an observation target information storage unit 30.
  • the route calculation device 10 generates movement route information IR and flight route information IFR.
  • the route calculation device 10 supplies the generated travel route information IR to the observation carriage 200.
  • the observation carriage 200 autonomously travels based on the supplied travel route information IR.
  • the route calculation device 10 supplies the generated flight route information IFR to the flying object 100.
  • the flying object 100 autonomously flies based on the supplied flight path information IFR. Details of the configuration of the route calculation apparatus 10 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the route calculation device 10 according to the present embodiment.
  • the route calculation device 10 includes an observation route calculation unit 11, an obstacle extraction unit 12, a bogie route calculation unit 13, and a flying object route calculation unit 14.
  • the observation route calculation unit 11 calculates the observation route of the observation target ORV by the mobile observation body 2 based on the observation target information IOR supplied from the observation target information storage unit 30. Specifically, the observation path calculation unit 11 acquires the observation target information IOR from the observation target information storage unit 30. This observation target information IOR includes position information indicating the above-described positions P1 to P6. Based on this position information, the observation path calculation unit 11 calculates a path along which the mobile observation body 2 moves in the tunnel CLV as an observation path.
  • the obstacle extraction unit 12 extracts the obstacle OBS existing in the observation route based on the observation route calculated by the observation route calculation unit 11 and the facility information IEQ.
  • the obstacle OBS is an object that can become an obstacle to movement when the moving observation body 2 moves in the tunnel CLV.
  • the width in the Y-axis direction of the road surface RD between the position P2 and the position P3 is the road surface width W1.
  • the width in the Y-axis direction of the road surface RD between the position P3 and the position P4 is the road surface width W2.
  • the road surface width W2 is narrower than the road surface width W1.
  • the width of the road surface RD in the y-axis direction is the width WV.
  • the width WV of the observation carriage 200 is narrower than the road surface width W1 of the horizontal pit AD and wider than the road surface width W2.
  • the observation carriage 200 can travel through the horizontal shaft AD having the road surface width W1, but cannot travel through the horizontal shaft AD having the road surface width W2.
  • a portion of the horizontal shaft AD whose width is narrower than the width WV of the observation carriage 200 can be an obstacle to the movement of the observation carriage 200.
  • the obstacle OBS is a portion of the horizontal shaft AD whose width is narrower than the width WV of the observation carriage 200.
  • the flying object 100 has a width WF in the y-axis direction.
  • the width WF of the flying object 100 is narrower than both the road surface width W1 and the road surface width W2 of the horizontal shaft AD. That is, the flying object 100 can fly at any portion of the road surface width W1 and the road surface width W2 of the horizontal shaft AD.
  • the horizontal shaft AD3 has a step STR on the floor surface.
  • the height of the step STR shown in this example is a height at which the observation carriage 200 cannot get over.
  • the observation carriage 200 cannot move from the position P2 to the position P5 beyond the step STR. That is, in this case, the obstacle OBS is a step STR having a height that the observation carriage 200 cannot get over.
  • the facility information storage unit 20 stores information on the width of each part of the horizontal shaft AD and the height and position of the step STR as shown in this example as the facility information IEQ. That is, the facility information IEQ is information indicating the installation state of each facility in the tunnel CLV.
  • the obstacle extraction unit 12 acquires the facility information IEQ from the facility information storage unit 20 to determine whether each facility in the Cave CLV can be an obstacle OBS. When there is an obstacle OBS, the obstacle extraction unit 12 supplies information indicating the position of the obstacle OBS in the sinus CLV to the carriage route calculation unit 13.
  • the carriage route calculation unit 13 calculates the movement route R of the observation carriage 200 based on the observation route calculated by the observation route calculation unit 11 and the information indicating the obstacle OBS extracted by the obstacle extraction unit 12.
  • the carriage route calculation unit 13 supplies the observation route 200 with movement route information IR indicating the calculated movement route R.
  • the observation vehicle 200 stores the movement route information IR supplied from the vehicle route calculation unit 13 in the vehicle control information storage unit 230 included in the observation vehicle 200.
  • the flying object route calculation unit 14 calculates the flight route FR of the flying object 100 based on the observation route calculated by the observation route calculation unit 11 and the movement route R calculated by the carriage route calculation unit 13.
  • the flying object 100 causes the flight control information storage unit 130 included in the flying object 100 to store the flight path information IFR supplied from the flying object path calculation unit 14.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the observation carriage 200 according to the present embodiment.
  • the observation vehicle 200 includes an imaging unit 210, a position sensor 220, a vehicle control information storage unit 230, a vehicle control unit 240, an observation image storage unit 250, and a motor drive unit 260.
  • the imaging unit 210 includes a camera and the like, and generates an image by imaging the periphery of the observation carriage 200.
  • the imaging unit 210 supplies the generated image to the cart control unit 240.
  • the position sensor 220 includes, for example, a gyro sensor, a laser range finder, and a rotation angle sensor of the wheel WL, and acquires the position of the observation carriage 200.
  • the position sensor 220 supplies information indicating the acquired position of the observation carriage 200 to the carriage control unit 240.
  • the cart control information storage unit 230 stores travel route information IR generated by the route calculation device 10.
  • the observation image storage unit 250 can store image information.
  • the cart control unit 240 includes an image extraction unit 241, a position calculation unit 242, and a cart control calculation unit 243.
  • the image extraction unit 241 extracts an image of the observation target ORV from the image generated by the imaging unit 210.
  • the image extraction unit 241 supplies the extracted image of the observation target ORV to the observation image storage unit 250.
  • the observation image storage unit 250 stores an image of the observation target ORV captured by the imaging unit 210.
  • the position calculation unit 242 calculates the current position of the observation carriage 200 based on information indicating the position of the observation carriage 200 supplied from the position sensor 220. Note that the position calculation unit 242 may calculate the current position of the observation carriage 200 based on the image extracted by the image extraction unit 241.
  • the carriage control calculation section 243 moves and moves the observation carriage 200. Calculate the speed.
  • the cart control calculation unit 243 supplies a motor control signal obtained as a result of the calculation to the motor drive unit 260.
  • the motor drive unit 260 supplies a drive current to the motor MT based on the motor control signal supplied from the carriage control calculation unit 243.
  • the motor MT operates according to the drive current supplied from the motor drive unit 260, and rotates the wheels WL connected to a drive shaft (not shown).
  • the observation carriage 200 moves by the rotation of the wheel WL. Since the motor MT is driven by a motor control signal based on the movement route information IR, the observation carriage 200 moves on the observation route indicated by the movement route information IR.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the flying object 100 according to the present embodiment.
  • the flying object 100 includes an imaging unit 110, a position sensor 120, a flight control information storage unit 130, a flying object control unit 140, an observation image storage unit 150, and a motor driving unit 160.
  • the flying object control unit 140 includes an image extraction unit 141, a position calculation unit 142, and a flight control calculation unit 143.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the operation of the mobile observation system 1 of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an operation result of the mobile observation system 1 of the present embodiment.
  • the observation path calculation unit 11 acquires the observation target information IOR from the observation target information storage unit 30.
  • This observation target information IOR includes information indicating the position of the observation target ORV.
  • the observation target information IOR includes information on each position P from the position P1 to the position P6 of the horizontal shaft AD1 shown in FIG.
  • the moving observation body 2 is suspended from the manhole MH in the vertical direction by a device such as a crane (not shown), that is, is placed at the position P1 through the movement path R1.
  • the observation route calculation unit 11 calculates the observation route with the position P1 as the start position of the route calculation.
  • the observation route calculation unit 11 can calculate the route from the position P1 to the position P6 as an arbitrary route.
  • the observation route calculation unit 11 calculates, as an observation route, a route that passes through each position from the position P1 to the position P6 in order and returns to the position P1.
  • the obstacle extraction unit 12 acquires the facility information IEQ from the facility information storage unit 20.
  • the facility information IEQ includes information on the width of each part of the horizontal shaft AD and the height and position of the step STR.
  • the obstacle extraction unit 12 extracts an obstacle OBS when the observation carriage 200 moves. Specifically, the obstacle extracting unit 12 determines whether each facility in the Cave CLV can be an obstacle OBS. Here, the obstacle extraction unit 12 extracts the obstacle OBS based on the outer dimensions of the observation carriage 200.
  • the horizontal shaft AD2 has the road surface width W1 from the position P2 to the position P3, and the road surface width W2 from the position P3 to the position P4.
  • the width WV of the observation carriage 200 is narrower than the road surface width W1 of the horizontal pit AD and wider than the road surface width W2. That is, the observation carriage 200 cannot move from the position P3 to the position P4.
  • the obstacle extracting unit 12 extracts a section from the position P3 to the position P4 in the horizontal shaft AD2 as the obstacle OBS. Further, the obstacle extraction unit 12 extracts the obstacle OBS based on the height of the step on the road surface on which the observation carriage 200 can get over. As described above, the horizontal shaft AD3 has the step STR between the position P2 and the position P5. This step STR cannot be overtaken by the observation carriage 200. In this case, the obstacle extraction unit 12 extracts the step STR in the section from the position P2 to the position P5 of the horizontal shaft AD3 as the obstacle OBS.
  • Step S50 The carriage route calculation unit 13 calculates the movement route R based on the observation route calculated by the observation route calculation unit 11 and the obstacle OBS extracted by the obstacle extraction unit 12.
  • the carriage route calculation unit 13 calculates a movement route R for a section in which the observation carriage 200 can move.
  • the observation carriage 200 can move on the observation path from the position P1 to the position P3 via the position P2. For this reason, the carriage route calculation unit 13 calculates an observation route from the position P1 to the position P3 via the position P2 as the movement route R2. In addition, the observation carriage 200 cannot move along the observation path from the position P3 to the position P4. For this reason, the carriage route calculation unit 13 does not calculate the movement route R for the observation route from the position P3 to the position P4. In addition, the observation carriage 200 can move along the observation path from the position P3 to the position P2. Therefore, the carriage route calculation unit 13 calculates the observation route from the position P3 to the position P2 as the movement route R3.
  • the observation carriage 200 cannot move along the observation path from the position P2 to the position P5. For this reason, the carriage route calculation unit 13 does not calculate the movement route R for the observation route from the position P2 to the position P5. In addition, the observation carriage 200 can move along the observation path from the position P2 to the position P6. For this reason, the cart route calculation unit 13 calculates the observation route from the position P2 to the position P6 as the movement route R4. Further, the observation carriage 200 can move on the observation path from the position P6 to the position P1 via the position P2. Therefore, the carriage route calculation unit 13 calculates the observation route at the position P1 from the position P6 via the position P2 as the movement route R5.
  • the flying object route calculation unit 14 calculates the flight route FR based on the observation route calculated by the observation route calculation unit 11 and the movement route R calculated by the carriage route calculation unit 13.
  • the flying object route calculation unit 14 calculates the flight route FR for the section in which the observation carriage 200 cannot move.
  • the observation carriage 200 can move on the observation path from the position P1 to the position P3 via the position P2. For this reason, the flying object path calculation unit 14 does not calculate the flight path FR for the observation path from the position P1 to the position P3 via the position P2. In addition, the observation carriage 200 cannot move along the observation path from the position P3 to the position P4. Therefore, the flying object path calculation unit 14 calculates the observation path from the position P3 to the position P4 as the flight path FR1. In addition, the observation carriage 200 can move along the observation path from the position P3 to the position P2. For this reason, the flying object path calculation unit 14 does not calculate the flight path FR for the observation path from the position P3 to the position P2.
  • the flying object path calculation unit 14 calculates the observation path from the position P2 to the position P5 as FR2.
  • the observation carriage 200 can move in both the observation path from the position P2 to the position P6 and the observation path from the position P6 to the position P1 via the position P2. For this reason, the carriage route calculation unit 13 does not calculate the flight route FR for these observation routes.
  • the flying object path calculation unit 14 sets the position P3 as the take-off and landing position TOL1 of the flying object 100, and calculates the flight path FR1.
  • the flying object path calculation unit 14 sets the position P2 to the departure / arrival position TOL2 of the flying object 100, and calculates the flight path FR2.
  • the flying object route calculating unit 14 calculates the flying route FR by setting any position on the moving route R calculated by the bogie route calculating unit 13 to the take-off and landing position TOL of the flying object 100.
  • the moving observation body 2 includes the flying object 100 and the observation carriage 200 that both move autonomously.
  • the mobile observation body 2 can reduce the time and labor of observation of the electric power facility as compared with the case where equipment or manpower that requires steering is required.
  • the moving observation body 2 includes an observation carriage 200 that travels on the floor surface and an aircraft 100 that flies away from the floor surface. With this configuration, the moving observation body 2 can observe the section in which the observation carriage 200 can move with the observation carriage 200 and the section in which the observation carriage 200 cannot move with the flying object 100.
  • the flying object 100 can be placed on the top surface of the observation carriage 200 or the like.
  • the moving observation body 2 can be carried by the observation carriage 200 without flying the flying object 100 to the observation position. Therefore, according to the moving observation body 2, the power consumption of the flying body 100 can be reduced as compared with the case of observing with the flying body 100 alone.
  • the observation carriage 200 since the observation carriage 200 travels on the floor surface, the weight limit is eased compared to the flying object 100. Therefore, the observation carriage 200 can be equipped with more batteries for supplying power necessary for movement and observation than the flying object 100. For this reason, the observation vehicle 200 can have a longer operable time than the flying object 100. That is, the moving observation body 2 can extend the observation time as compared with the case of observation with only the flying object 100.
  • the mobile observation body 2 makes it easy to set up the observation target without the need for moving equipment such as rails by mutually complementing the length of observation time by the observation carriage 200 and the high degree of freedom of movement by the flying object 100. It is possible to observe.
  • the route calculation device 10 automatically calculates the observation route by the moving observation body 2 without human intervention. For this reason, according to the path
  • the carriage route calculation unit 13 of the route calculation device 10 may calculate a movement route R including a route for observing the observation target ORV during the flight of the flying object 100. Specifically, the carriage route calculation unit 13 moves to the position P2 or the position P6 while the flying object 100 is flying after the flying object 100 has taken off toward the position P4 at the position P3. Observations may be made. That is, the observation carriage 200 may perform observation in parallel with the observation by the flying object 100 while the flying object 100 is flying. By configuring in this way, the moving observation body 2 can shorten the observation time compared to the case where the observation carriage 200 stops observation while the flying object 100 is flying.
  • each of the above devices has a computer inside.
  • the process of each device described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above-described processing is performed by the computer reading and executing the program.
  • the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement

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Abstract

経路算出装置は、観測対象を観測する経路を示す観測経路情報と、設備の設置状態を示す設備情報とに基づいて、観測経路情報が示す観測経路に存在する障害物を抽出する障害物抽出部と、観測経路情報と、障害物抽出部が抽出する障害物を示す情報とに基づいて、観測対象を観測する観測台車の移動経路を算出する台車経路算出部と、観測経路情報と、台車経路算出部が算出する移動経路とに基づいて、観測台車に搭載され、観測対象を観測する無人飛行体の飛行経路を算出する飛行体経路算出部と、を備える。

Description

経路算出装置、移動観測システム及びプログラム
　本発明は、経路算出装置、移動観測システム及びプログラムに関する。
　従来、洞道内に敷設された設備を移動しながら点検する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００６－２３４７２８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されるような従来の技術においては、点検用車両が移動するためのレールを敷設することが求められるため、観測対象を手軽に観測することができない場合があった。
　本発明の一態様は、上記の点に鑑みてなされたものであり、観測対象を手軽に観測することができる経路算出装置、移動観測システム及びプログラムを提供する。
　本発明の一態様は、観測対象を観測する経路を示す観測経路情報と、設備の設置状態を示す設備情報とに基づいて、前記観測経路情報が示す観測経路に存在する障害物を抽出する障害物抽出部と、前記観測経路情報と、前記障害物抽出部が抽出する前記障害物を示す情報とに基づいて、前記観測対象を観測する観測台車の移動経路を算出する台車経路算出部と、前記観測経路情報と、前記台車経路算出部が算出する前記移動経路とに基づいて、前記観測台車に搭載され、前記観測対象を観測する無人飛行体の飛行経路を算出する飛行体経路算出部とを備える経路算出装置である。
　また、本発明の一態様の経路算出装置において、前記観測対象とは、設備が設置される洞道内の設備である。
　また、本発明の一態様の経路算出装置において、前記飛行体経路算出部は、前記台車経路算出部が算出する前記移動経路上のいずれかの位置を、前記無人飛行体の離発着位置にして、前記飛行経路を算出する。
　また、本発明の一態様の経路算出装置において、前記台車経路算出部は、前記無人飛行体の飛行中において前記観測対象を観測する経路を含む前記移動経路を算出する。
　また、本発明の一態様の経路算出装置において、前記障害物抽出部は、前記観測台車の外形寸法に基づいて、前記障害物を抽出する。
　また、本発明の一態様の経路算出装置において、前記障害物抽出部は、前記観測台車が乗り越え可能である路面の段差の高さに基づいて、前記障害物を抽出する。
　また、本発明の一態様の経路算出装置において、前記設備とは、電力設備である。
　また、本発明の一態様は、上述のいずれかの経路算出装置が算出する前記移動経路に基づいて移動する観測台車と、前記経路算出装置が算出する前記飛行経路に基づいて飛行する無人飛行体とを備える移動観測システムである。
　また、本発明の一態様は、コンピュータに、観測対象を観測する経路を示す観測経路情報と、設備の設置状態を示す設備情報とに基づいて、前記観測経路情報が示す観測経路に存在する障害物を抽出する障害物抽出ステップと、前記観測経路情報と、前記障害物抽出ステップにおいて抽出される前記障害物を示す情報とに基づいて、前記観測対象を観測する観測台車の移動経路を算出する台車経路算出ステップと、前記観測経路情報と、前記台車経路算出ステップにおいて算出される前記移動経路とに基づいて、前記観測台車に搭載され、前記観測対象を観測する無人飛行体の飛行経路を算出する飛行体経路算出ステップとを実行させるためのプログラムである。
　本発明によれば、観測対象を手軽に観測することができる。
本発明の実施形態に係る移動観測システムの構成の一例を示す図である。 本実施形態の観測対象の一例を示す図である。 本実施形態の横坑の断面の一例を示す図である。 本実施形態の移動観測体と経路算出システムとの関係の一例を示す図である。 本実施形態の経路算出装置の機能構成の一例を示す図である。 本実施形態の観測台車の機能構成の一例を示す図である。 本実施形態の飛行体の機能構成の一例を示す図である。 本実施形態の経路算出システムの動作の一例を示す図である。 本実施形態の経路算出システムの動作結果の一例を示す図である。
［実施形態］
　以下、図面を参照して、本発明に係る移動観測システム１の一実施形態について説明する。移動観測システム１は、移動観測体２と経路算出システム３とを備える。まず、図１を参照して、移動観測体２の概要について説明する。
［移動観測体２の概要］
　図１は、本発明の実施形態に係る移動観測体２の構成の一例を示す図である。移動観測体２は、飛行体１００と観測台車２００とを備える。飛行体１００は、無人飛行体（例えば、ドローン）であって、飛行プログラムに基づいて自律飛行する。観測台車２００は、車輪ＷＬを備えており、走行プログラムに基づいて自律走行する。
　移動観測体２の各部の位置を説明する場合には、ｘｙｚ直交座標系を用いることがある。このｘｙｚ直交座標系のうち、ｘ軸は、観測台車２００の進行方向を示し、ｙ軸は、観測台車２００の移動平面上の進行方向に直交する方向を示す。また、ｚ軸は、観測台車２００の高さ、すなわち鉛直方向を示す。
　観測台車２００は、４個の車輪ＷＬ１～車輪ＷＬ４に対応するモータＭＴ１～モータＭＴ４を備えており、ｘ軸方向に移動可能である。また、観測台車２００は、不図示の操舵装置を備えており、ｘｙ平面上の任意の方向に移動可能である。観測台車２００は、伸縮軸ＳＦＴを備える。この伸縮軸ＳＦＴは、ｚ軸方向に伸縮が可能である。また、観測台車２００は、観測ユニット２７０を備える。この観測ユニット２７０は、カメラなどの撮像部２１０を備えており、伸縮軸ＳＦＴに取り付けられる。また、観測ユニット２７０の天面２７１には、飛行体１００が載置可能である。
　なお、観測台車２００は、床面を移動可能であればよく、車輪ＷＬに代えて無限軌条帯などの走行装置を備えていてもよい。
　飛行体１００は、不図示のバッテリーを備える。飛行体１００は、観測ユニット２７０の天面２７１に載置される場合には、観測台車２００と共に移動する。この場合、飛行体１００は、飛行する必要が無いため、飛行している場合に比べて、バッテリーの電力の消費を抑制することができる。また、飛行体１００は、天面２７１からの離発着が可能である。また、天面２７１には、飛行体１００のバッテリーに対して電力を供給可能な電力供給部（不図示）が備えられていてもよい。この電力供給部は、飛行体１００が天面２７１に載置されている場合、すなわち天面２７１に着陸している場合に、飛行体１００に対して電力を供給する。飛行体１００のバッテリーは、供給される電力によって充電される。
このように構成することにより、飛行体１００は、搭載するバッテリーの容量が比較的小さい場合であっても、バッテリーを充電しながら観測台車２００と共に移動することができるため、長時間の観測を行うことができる。これら飛行体１００及び観測台車２００の観測対象ＯＲＶについて、図２を参照して説明する。
［観測対象の一例］
　図２は、本実施形態の観測対象ＯＲＶの一例を示す図である。本実施形態において、観測対象ＯＲＶとは、洞道ＣＬＶである。この洞道ＣＬＶとは、主に地中に設置され、電力を供給するためのケーブルＣＶなどが敷設される電力設備である。なお、洞道ＣＬＶは、都市ガスを供給するためのガス管が敷設されるガス設備であってもよいし、情報通信のための通信ケーブルが敷設される通信設備であってもよい。
　洞道ＣＬＶの各部の位置を説明する場合には、ＸＹＺ直交座標系を用いることがある。
このＸＹＺ直交座標系が示すＸＹ平面は、地表面ＳＲＦに平行な面である。ＸＹＺ直交座標系のＺ軸は、鉛直方向を示す。
　この一例では、洞道ＣＬＶは、立坑ＶＳと横坑ＡＤとを備える。立坑ＶＳは、地表面ＳＲＦに人孔ＭＨを備える。横坑ＡＤには、横坑ＡＤ１～横坑ＡＤ４が含まれる。横坑ＡＤには、ケーブルＣＶなどが敷設される。この横坑ＡＤの構成の一例について、図３を参照して説明する。
　図３は、本実施形態の横坑ＡＤの断面の一例を示す図である。ここでは図２に示す横坑ＡＤ４の位置Ａ－位置Ａ’においてＹＺ平面をＸ軸方向に見た横坑ＡＤの断面を一例にして説明する。横坑ＡＤは、その壁面にＺ軸方向に積層された多数のケーブルラックＣＲを備える。このケーブルラックＣＲには、ケーブルＣＶが敷設される。この一例では、ケーブルＣＶは、６ｋＶから２７５ｋＶまでの高圧電力を供給する。また、特に高い電圧が印加されるケーブルＣＶは、ケーブルトラフＣＴ内に収められる。このケーブルトラフＣＴには、冷却配管ＣＰが設置される場合がある。また、冷却配管ＣＰが設置される場合には、横坑ＡＤには、冷却配管ＣＰ内に供給される冷却水の帰路である水冷帰管ＲＣＰが設置される。また、横坑ＡＤには電力供給用のケーブルＣＶの他に、通信用ケーブルや、電力以外のエネルギーの供給経路が設置される場合がある。横坑ＡＤは、その内部の底面に路面ＲＤを備える。この路面ＲＤは、観測台車２００が走行可能である。
　図２に戻り、移動観測体２による電力設備の観測対象ＯＲＶの一例について説明する。
移動観測体２は、洞道ＣＬＶ内の各部の電力設備を観測する。すなわち、この一例では、観測対象ＯＲＶとは、洞道ＣＬＶ内の各部の電力設備である。具体的には、観測対象ＯＲＶには、ケーブルＣＶ、ケーブルトラフＣＴ、ケーブルラックＣＲ、冷却配管ＣＰ、水冷帰管ＲＣＰなどが含まれる。また、観測対象ＯＲＶには、横坑ＡＤの壁面や床面など、電力の供給に直接的には寄与しない設備も含まれる。また、横坑ＡＤ内に通信ケーブルなどの電力設備以外の設備が設置されている場合には、観測対象ＯＲＶには、これら電力設備以外の設備が含まれていてもよい。
　この一例では、移動観測体２は、横坑ＡＤ１の位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間に設置された電力設備を観測する。また、移動観測体２は、横坑ＡＤ２の位置Ｐ２から位置Ｐ３を経由し位置Ｐ４までの間に設置された電力設備を観測する。また、移動観測体２は、横坑ＡＤ３の位置Ｐ２から位置Ｐ５までの間に設置された電力設備を観測する。また、移動観測体２は、横坑ＡＤ４の位置Ｐ２から位置Ｐ６までの間に設置された電力設備を観測する。
　次に、図４を参照して、本実施形態の移動観測体２と経路算出システム３との関係について説明する。
　図４は、本実施形態の移動観測体２と経路算出システム３との関係の一例を示す図である。経路算出システム３は、経路算出装置１０と、設備情報記憶部２０と、観測対象情報記憶部３０を備えている。経路算出装置１０は、移動経路情報ＩＲと、飛行経路情報ＩＦＲとを生成する。経路算出装置１０は、生成した移動経路情報ＩＲを観測台車２００に供給する。観測台車２００は、供給された移動経路情報ＩＲに基づいて自律走行する。また、経路算出装置１０は、生成した飛行経路情報ＩＦＲを飛行体１００に供給する。飛行体１００は、供給された飛行経路情報ＩＦＲに基づいて自律飛行する。この経路算出装置１０の構成の詳細について、図５を参照して説明する。
　図５は、本実施形態の経路算出装置１０の機能構成の一例を示す図である。経路算出装置１０は、観測経路算出部１１と、障害物抽出部１２と、台車経路算出部１３と、飛行体経路算出部１４とを備える。
　観測経路算出部１１は、観測対象情報記憶部３０から供給される観測対象情報ＩＯＲに基づいて、移動観測体２による観測対象ＯＲＶの観測経路を算出する。具体的には、観測経路算出部１１は、観測対象情報記憶部３０から観測対象情報ＩＯＲを取得する。この観測対象情報ＩＯＲには、上述した位置Ｐ１から位置Ｐ６を示す位置情報が含まれている。
観測経路算出部１１は、この位置情報に基づいて、洞道ＣＬＶ内を移動観測体２が移動する経路を、観測経路として算出する。
　障害物抽出部１２は、観測経路算出部１１が算出した観測経路と、設備情報ＩＥＱとに基づいて、観測経路に存在する障害物ＯＢＳを抽出する。ここで、障害物ＯＢＳとは、移動観測体２が洞道ＣＬＶ内を移動する場合に、移動の障害になり得る物体である。
　図２に戻り、障害物ＯＢＳの具体的な一例について説明する。横坑ＡＤ２は、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの間の路面ＲＤのＹ軸方向の幅が路面幅Ｗ１である。また、横坑ＡＤ２は、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの間の路面ＲＤのＹ軸方向の幅が路面幅Ｗ２である。ここで、路面幅Ｗ２は、路面幅Ｗ１よりも狭い。図１に示すように、観測台車２００は、路面ＲＤのｙ軸方向の幅が幅ＷＶである。この一例では、観測台車２００の幅ＷＶは、横坑ＡＤの路面幅Ｗ１より狭く、路面幅Ｗ２より広い。つまり、観測台車２００は、路面幅Ｗ１の横坑ＡＤを走行可能であるが、路面幅Ｗ２の横坑ＡＤを走行不可能である。この場合、横坑ＡＤのうち、その幅が観測台車２００の幅ＷＶよりも狭い部分は、観測台車２００の移動の障害になり得る。つまり、この場合、障害物ＯＢＳとは、横坑ＡＤのうち、その幅が観測台車２００の幅ＷＶよりも狭い部分である。
　なお、飛行体１００は、ｙ軸方向の幅が幅ＷＦである。この一例では、飛行体１００の幅ＷＦは、横坑ＡＤの路面幅Ｗ１及び路面幅Ｗ２のいずれよりも狭い。つまり、飛行体１００は、横坑ＡＤの路面幅Ｗ１及び路面幅Ｗ２のいずれの部分であっても飛行可能である。
　また、障害物ＯＢＳの具体的な他の一例について説明する。横坑ＡＤ３は、床面に段差ＳＴＲを有している。この一例に示す段差ＳＴＲの高さは、観測台車２００が乗り越え不可能な高さである。この場合、観測台車２００は、位置Ｐ２から段差ＳＴＲを超えて位置Ｐ５に移動することが不可能である。つまり、この場合、障害物ＯＢＳとは、観測台車２００が乗り越え不可能な高さの段差ＳＴＲである。
　図５に戻り、設備情報記憶部２０には、この一例に示したような横坑ＡＤの各部の幅や、段差ＳＴＲの高さ及び位置の情報が、設備情報ＩＥＱとして記憶されている。すなわち、設備情報ＩＥＱとは、洞道ＣＬＶ内における各設備の設置状態を示す情報である。障害物抽出部１２は、この設備情報ＩＥＱを設備情報記憶部２０から取得することにより、洞道ＣＬＶ内の各設備が、障害物ＯＢＳとなり得るか否かを判定する。障害物抽出部１２は、障害物ＯＢＳが存在する場合には、洞道ＣＬＶ内における障害物ＯＢＳの位置を示す情報を台車経路算出部１３に供給する。
　台車経路算出部１３は、観測経路算出部１１が算出した観測経路と、障害物抽出部１２が抽出する障害物ＯＢＳを示す情報とに基づいて、観測台車２００の移動経路Ｒを算出する。台車経路算出部１３は、算出した移動経路Ｒを示す移動経路情報ＩＲを観測台車２００に供給する。
　観測台車２００は、台車経路算出部１３から供給される移動経路情報ＩＲを、観測台車２００が備える台車制御情報記憶部２３０に記憶させる。
　飛行体経路算出部１４は、観測経路算出部１１が算出した観測経路と、台車経路算出部１３が算出する移動経路Ｒとに基づいて、飛行体１００の飛行経路ＦＲを算出する。
　飛行体１００は、飛行体経路算出部１４から供給される飛行経路情報ＩＦＲを、飛行体１００が備える飛行制御情報記憶部１３０に記憶させる。
［観測台車２００の機能構成］
　次に、図６を参照して観測台車２００の機能構成の一例について説明する。
　図６は、本実施形態の観測台車２００の機能構成の一例を示す図である。観測台車２００は、撮像部２１０と、位置センサ２２０と、台車制御情報記憶部２３０と、台車制御部２４０と、観測画像記憶部２５０と、モータ駆動部２６０とを備える。
　撮像部２１０は、カメラなどを備えており、観測台車２００の周囲を撮像することにより画像を生成する。撮像部２１０は、生成した画像を台車制御部２４０に供給する。
　位置センサ２２０は、例えば、ジャイロセンサやレーザーレンジファインダー、車輪ＷＬの回転角センサなどを備えており、観測台車２００の位置を取得する。位置センサ２２０は、取得した観測台車２００の位置を示す情報を、台車制御部２４０に供給する。
　台車制御情報記憶部２３０には、経路算出装置１０が生成した移動経路情報ＩＲが記憶されている。
　観測画像記憶部２５０は、画像情報を記憶可能である。
　台車制御部２４０は、画像抽出部２４１と、位置算出部２４２と、台車制御演算部２４３とを備える。
　画像抽出部２４１は、撮像部２１０が生成した画像から、観測対象ＯＲＶの画像を抽出する。画像抽出部２４１は、抽出した観測対象ＯＲＶの画像を観測画像記憶部２５０に供給する。観測画像記憶部２５０には、撮像部２１０が撮像した観測対象ＯＲＶの画像が記憶される。
　位置算出部２４２は、位置センサ２２０が供給する観測台車２００の位置を示す情報に基づいて、観測台車２００の現在位置を算出する。なお、位置算出部２４２は、画像抽出部２４１が抽出した画像に基づいて、観測台車２００の現在位置を算出してもよい。
　台車制御演算部２４３は、位置算出部２４２が算出した観測台車２００の現在位置と、台車制御情報記憶部２３０に記憶されている移動経路情報ＩＲとに基づいて、観測台車２００の移動方向及び移動速度を演算する。台車制御演算部２４３は、演算の結果得られたモータ制御信号を、モータ駆動部２６０に供給する。
　モータ駆動部２６０は、台車制御演算部２４３から供給されるモータ制御信号に基づいて、モータＭＴに駆動電流を供給する。
　モータＭＴは、モータ駆動部２６０から供給される駆動電流に応じて動作し、不図示の駆動軸に接続される車輪ＷＬを回転させる。この車輪ＷＬの回転により、観測台車２００は、移動する。モータＭＴは、移動経路情報ＩＲに基づくモータ制御信号によって駆動されるため、観測台車２００は、移動経路情報ＩＲが示す観測経路上を移動する。
［飛行体１００の機能構成］
　次に、図７を参照して飛行体１００の機能構成の一例について説明する。
　図７は、本実施形態の飛行体１００の機能構成の一例を示す図である。飛行体１００は、撮像部１１０と、位置センサ１２０と、飛行制御情報記憶部１３０と、飛行体制御部１４０と、観測画像記憶部１５０と、モータ駆動部１６０とを備える。
　飛行体制御部１４０は、画像抽出部１４１と、位置算出部１４２と、飛行制御演算部１４３とを備える。
　なお、上述した飛行体１００の各部は、観測台車２００の対応する各部と同様の機能を有するため、詳細な説明は省略する。
［移動観測システム１の動作］
　次に、図８及び図９を参照して、移動観測システム１の動作について説明する。
　図８は、本実施形態の移動観測システム１の動作の一例を示す図である。図９は、本実施形態の移動観測システム１の動作結果の一例を示す図である。
　（ステップＳ１０）観測経路算出部１１は、観測対象情報記憶部３０から観測対象情報ＩＯＲを取得する。この観測対象情報ＩＯＲには、観測対象ＯＲＶの位置を示す情報が含まれている。具体的には、観測対象情報ＩＯＲには、図９に示す横坑ＡＤ１の位置Ｐ１から位置Ｐ６までの各位置Ｐの情報が含まれている。この一例では、移動観測体２は、不図示のクレーンなどの機器によって人孔ＭＨから立坑ＶＳを鉛直方向に吊り下げられ、つまり移動経路Ｒ１を通り、位置Ｐ１に載置される。この場合、観測経路算出部１１は、位置Ｐ１を経路算出の開始位置として、観測経路を算出する。
　（ステップＳ２０）観測経路算出部１１は、位置Ｐ１から位置Ｐ６までの経路を任意の経路にして算出可能である。この一例では、観測経路算出部１１は、位置Ｐ１から位置Ｐ６までの各位置を順に経由し、位置Ｐ１に戻る経路を、観測経路として算出する。
　（ステップＳ３０）障害物抽出部１２は、設備情報記憶部２０から設備情報ＩＥＱを取得する。上述したように、この設備情報ＩＥＱには、横坑ＡＤの各部の幅や、段差ＳＴＲの高さ及び位置の情報が含まれる。
　（ステップＳ４０）障害物抽出部１２は、観測台車２００が移動する際の障害物ＯＢＳを抽出する。具体的には、障害物抽出部１２は、洞道ＣＬＶ内の各設備が、障害物ＯＢＳとなり得るか否かを判定する。
　ここで、障害物抽出部１２は、観測台車２００の外形寸法に基づいて、障害物ＯＢＳを抽出する。上述したように、横坑ＡＤ２は、位置Ｐ２から位置Ｐ３までが路面幅Ｗ１であり、位置Ｐ３から位置Ｐ４までが路面幅Ｗ２である。観測台車２００の幅ＷＶは、横坑ＡＤの路面幅Ｗ１より狭く、路面幅Ｗ２より広い。つまり、観測台車２００は、位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動することができない。この場合、障害物抽出部１２は、横坑ＡＤ２のうち、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの区間を、障害物ＯＢＳとして抽出する。
　また、障害物抽出部１２は、観測台車２００が乗り越え可能である路面の段差の高さに基づいて、障害物ＯＢＳを抽出する。上述したように、横坑ＡＤ３は、位置Ｐ２から位置Ｐ５の間に、段差ＳＴＲを有している。この段差ＳＴＲは、観測台車２００が乗り越え不可能である。この場合、障害物抽出部１２は、横坑ＡＤ３の位置Ｐ２から位置Ｐ５までの区間にある段差ＳＴＲを障害物ＯＢＳとして抽出する。
　（ステップＳ５０）台車経路算出部１３は、観測経路算出部１１が算出した観測経路と、障害物抽出部１２が抽出した障害物ＯＢＳとに基づいて、移動経路Ｒを算出する。ここで、台車経路算出部１３は、観測台車２００が移動可能な区間について、移動経路Ｒを算出する。
　具体的には、位置Ｐ１から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ３までの観測経路は、観測台車２００が移動可能である。このため、台車経路算出部１３は、位置Ｐ１から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ３までの観測経路を、移動経路Ｒ２として算出する。また、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの観測経路は、観測台車２００が移動不可能である。このため、台車経路算出部１３は、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの観測経路について、移動経路Ｒを算出しない。また、位置Ｐ３から位置Ｐ２までの観測経路は、観測台車２００が移動可能である。このため、台車経路算出部１３は、位置Ｐ３から位置Ｐ２までの観測経路を、移動経路Ｒ３として算出する。また、位置Ｐ２から位置Ｐ５までの観測経路は、観測台車２００が移動不可能である。このため、台車経路算出部１３は、位置Ｐ２から位置Ｐ５までの観測経路について、移動経路Ｒを算出しない。また、位置Ｐ２から位置Ｐ６までの観測経路は、観測台車２００が移動可能である。このため、台車経路算出部１３は、位置Ｐ２から位置Ｐ６までの観測経路を、移動経路Ｒ４として算出する。また、位置Ｐ６から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ１までの観測経路は、観測台車２００が移動可能である。このため、台車経路算出部１３は、位置Ｐ６から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ１の観測経路を、移動経路Ｒ５として算出する。
　（ステップＳ６０）飛行体経路算出部１４は、観測経路算出部１１が算出した観測経路と、台車経路算出部１３が算出した移動経路Ｒとに基づいて、飛行経路ＦＲを算出する。
ここで、飛行体経路算出部１４は、観測台車２００が移動不可能な区間について、飛行経路ＦＲを算出する。
　具体的には、位置Ｐ１から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ３までの観測経路は、観測台車２００が移動可能である。このため、飛行体経路算出部１４は、位置Ｐ１から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ３までの観測経路について、飛行経路ＦＲを算出しない。また、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの観測経路は、観測台車２００が移動不可能である。このため、飛行体経路算出部１４は、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの観測経路を、飛行経路ＦＲ１として算出する。また、位置Ｐ３から位置Ｐ２までの観測経路は、観測台車２００が移動可能である。
このため、飛行体経路算出部１４は、位置Ｐ３から位置Ｐ２までの観測経路について、飛行経路ＦＲを算出しない。また、位置Ｐ２から位置Ｐ５までの観測経路は、観測台車２００が移動不可能である。このため、飛行体経路算出部１４は、位置Ｐ２から位置Ｐ５までの観測経路を、ＦＲ２として算出する。また、位置Ｐ２から位置Ｐ６までの観測経路、及び、位置Ｐ６から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ１までの観測経路は、いずれも観測台車２００が移動可能である。このため、台車経路算出部１３は、これらの観測経路について、飛行経路ＦＲを算出しない。
　ここで、飛行体経路算出部１４は、位置Ｐ３を飛行体１００の離発着位置ＴＯＬ１にして、飛行経路ＦＲ１を算出する。また、飛行体経路算出部１４は、位置Ｐ２を飛行体１００の離発着位置ＴＯＬ２にして、飛行経路ＦＲ２を算出する。
　すなわち、飛行体経路算出部１４は、台車経路算出部１３が算出する移動経路Ｒ上のいずれかの位置を、飛行体１００の離発着位置ＴＯＬにして、飛行経路ＦＲを算出する。
　以上説明したように、移動観測体２は、いずれも自律移動する飛行体１００と観測台車２００とを備える。このように構成することにより、移動観測体２は、電力設備の観測の手間を、操縦が必要な機器や人手による場合に比べて低減することができる。
　また、移動観測体２は、床面を走行する観測台車２００と、床面から離れて飛行する飛行体１００とを備える。このように構成することにより、移動観測体２は、観測台車２００が移動可能な区間を観測台車２００によって、観測台車２００が移動不可能な区間を飛行体１００によって観測することができる。
　また、移動観測体２によれば、観測台車２００の天面などに飛行体１００を載置可能である。このように構成することにより、移動観測体２は、飛行体１００を観測位置まで飛行させずに観測台車２００によって運搬することができる。したがって、移動観測体２によれば、飛行体１００のみによって観測する場合に比べ、飛行体１００の消費電力を低減することができる。また、観測台車２００は、床面を走行するため、飛行体１００に比べて重量の制限が緩和される。このため、観測台車２００は、移動や観測に必要な電力を供給するためのバッテリーを、飛行体１００に比べて多く搭載することができる。このため、観測台車２００は、その動作可能時間を飛行体１００に比べて長くすることができる。
つまり、移動観測体２は、飛行体１００のみによって観測する場合に比べ、観測時間を長くすることができる。
　移動観測体２は、観測台車２００による観測時間の長さと、飛行体１００による移動の自由度の高さとを相互補完させることにより、レールなど移動のための設備を要することなく、観測対象を手軽に観測することを可能にする。
　また、経路算出装置１０は、移動観測体２による観測経路を、人手を介することなく自動的に算出する。このため、経路算出装置１０によれば、観測対象を手軽に観測することができる。
　なお、これまで、観測台車２００は、位置Ｐ３において、飛行体１００が位置Ｐ４に向けて飛び立った後、位置Ｐ３に留まって飛行体１００の帰還を待つものとして説明したが、これに限られない。経路算出装置１０の台車経路算出部１３は、飛行体１００の飛行中において観測対象ＯＲＶを観測する経路を含む移動経路Ｒを算出してもよい。具体的には、台車経路算出部１３は、位置Ｐ３において、飛行体１００が位置Ｐ４に向けて飛び立った後、飛行体１００が飛行中に、位置Ｐ２や位置Ｐ６まで移動して観測対象ＯＲＶの観測を行ってもよい。つまり、観測台車２００は、飛行体１００が飛行中に、飛行体１００による観測と並行して観測を行ってもよい。このように構成することにより、移動観測体２は、飛行体１００が飛行中に観測台車２００が観測を停止している場合に比べて、観測時間を短縮することができる。
　以上、本発明の実施形態を、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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
　なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
　また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　１…経路算出システム、２…移動観測システム、１０…経路算出装置、１２…障害物抽出部、１３…台車経路算出部、１４…飛行体経路算出部、１００…飛行体、２００…観測台車

Claims (9)

  1. 　観測対象を観測する経路を示す観測経路情報と、設備の設置状態を示す設備情報とに基づいて、前記観測経路情報が示す観測経路に存在する障害物を抽出する障害物抽出部と、
    　前記観測経路情報と、前記障害物抽出部が抽出する前記障害物を示す情報とに基づいて、前記観測対象を観測する観測台車の移動経路を算出する台車経路算出部と、
    　前記観測経路情報と、前記台車経路算出部が算出する前記移動経路とに基づいて、前記観測台車に搭載され、前記観測対象を観測する無人飛行体の飛行経路を算出する飛行体経路算出部と
    　を備える経路算出装置。
  2. 　前記観測対象とは、設備が設置される洞道内の設備である
    　請求項１に記載の経路算出装置。
  3. 　前記飛行体経路算出部は、
    　前記台車経路算出部が算出する前記移動経路上のいずれかの位置を、前記無人飛行体の離発着位置にして、前記飛行経路を算出する
    　請求項１又は請求項２に記載の経路算出装置。
  4. 　前記台車経路算出部は、
    　前記無人飛行体の飛行中において前記観測対象を観測する経路を含む前記移動経路を算出する
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の経路算出装置。
  5. 　前記障害物抽出部は、
    　前記観測台車の外形寸法に基づいて、前記障害物を抽出する
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の経路算出装置。
  6. 　前記障害物抽出部は、
    　前記観測台車が乗り越え可能である路面の段差の高さに基づいて、前記障害物を抽出する
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の経路算出装置。
  7. 　前記設備とは、電力設備である
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の経路算出装置。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の経路算出装置が算出する前記移動経路に基づいて移動する観測台車と、
    　前記経路算出装置が算出する前記飛行経路に基づいて飛行する無人飛行体と
    　を備える移動観測システム。
  9. 　コンピュータに、
    　観測対象を観測する経路を示す観測経路情報と、設備の設置状態を示す設備情報とに基づいて、前記観測経路情報が示す観測経路に存在する障害物を抽出する障害物抽出ステップと、
    　前記観測経路情報と、前記障害物抽出ステップにおいて抽出される前記障害物を示す情報とに基づいて、前記観測対象を観測する観測台車の移動経路を算出する台車経路算出ステップと、
    　前記観測経路情報と、前記台車経路算出ステップにおいて算出される前記移動経路とに基づいて、前記観測台車に搭載され、前記観測対象を観測する無人飛行体の飛行経路を算出する飛行体経路算出ステップと
    　を実行させるためのプログラム。
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