WO2024009356A1 - 風力発電設備のブレードを点検するシステム、方法、及び装置 - Google Patents

風力発電設備のブレードを点検するシステム、方法、及び装置 Download PDF

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wave
waves
receiver
drone
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文昭 永瀬
優 小野
達也 中谷
利文 宮城
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G01N22/02—Investigating the presence of flaws
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
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    • F03D17/028—Blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/83—Testing, e.g. methods, components or tools therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present disclosure relates to systems, methods, and devices for inspecting blades of wind power generation equipment.
  • Infrastructure equipment requires regular or irregular inspections.
  • Wind power generation equipment is known as an example of such infrastructure equipment. In the case of wind power generation equipment, it is required to inspect rotating blades for damage or deterioration.
  • Japanese Patent No. 6768983 introduces a conventional method in which a worker checks the blade surface using a camera that monitors the outside through an inspection opening in the outer wall of the tower or a camera mounted on a drone.
  • Japanese Patent No. 7022858 discloses a proposal regarding a method for photographing a blade surface using a camera mounted on a drone.
  • inspections using cameras are easily affected by the weather. For example, when the blade is backlit, on cloudy days, or at night, even if the blade has scratches, cracks, or defects, the scratches may not be visible to the camera. Furthermore, it may not be possible to determine if the blade is bent or bent by image diagnosis using images taken with a camera.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems.
  • the present disclosure aims to enable blades of wind power generation equipment to be inspected without being affected by blade rotation speed or weather.
  • the present disclosure provides a system for inspecting blades of wind power generation equipment.
  • the system of the present disclosure includes an electromagnetic wave transmitter mounted on a first unmanned aircraft and an electromagnetic wave receiver mounted on a second unmanned aircraft.
  • the system of the present disclosure further includes at least one processor communicatively coupled to the transmitter and the receiver, and a memory storing a plurality of executable instructions communicatively coupled to the at least one processor. and.
  • the plurality of instructions are configured to cause the at least one processor to perform the following processing.
  • the first process is when the first unmanned aerial vehicle and the second unmanned aerial vehicle are facing each other across the rotating surface of the blade, or with the rotating surface as a reflective surface, the transmitter directs the signal toward the rotating surface of the blade.
  • the second process is to have a receiver receive at least one of a reflected wave and a diffracted wave generated in the blade by electromagnetic wave radiation from the transmitter.
  • the third process is to determine whether there is an abnormality in the blade by analyzing the reflected waves or diffracted waves received by the receiver.
  • the present disclosure provides a method for inspecting blades of wind power generation equipment in order to achieve the above object.
  • the disclosed method includes the following steps.
  • the first step is to direct the transmitter toward the rotating surface of the blade with the first unmanned aircraft and the second unmanned aircraft facing each other across the rotating surface of the blade, or with the rotating surface as a reflective surface. It is the radiation of electromagnetic waves.
  • the second step is for a receiver to receive at least one of a reflected wave and a diffracted wave generated in the blade by electromagnetic radiation from the transmitter.
  • the third step is to determine whether there is an abnormality in the blade by analyzing the reflected waves or diffracted waves received by the receiver.
  • the present disclosure provides an apparatus for inspecting blades of wind power generation equipment.
  • the device of the present disclosure includes an antenna, a receiving section, and an analysis processing section.
  • the antenna faces an electromagnetic wave transmitter across the rotating surface of the blade, or when the rotating surface is used as a reflecting surface
  • the receiving section detects the reflected waves generated in the blade due to electromagnetic wave radiation from the transmitter.
  • the antenna is configured to receive at least one of the diffracted waves using an antenna.
  • the analysis processing section is configured to determine whether or not there is an abnormality in the blade by analyzing the reflected waves or diffracted waves received by the reception section.
  • the analysis processing unit included in the apparatus of the present disclosure may be realized by a computer and a program.
  • the program may be recorded on a computer-readable recording medium or may be provided via a network.
  • reflected waves or diffracted waves generated in the blade by electromagnetic wave radiation from the transmitter are analyzed, and it is determined whether or not there is an abnormality in the blade based on the result of the analysis process. be done. According to this, the blades of the wind power generation equipment can be inspected without being affected by the rotational speed of the blades or the weather.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of a method for inspecting blades of wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of temporal fluctuations in direct waves received by a radio wave receiver when radio waves are emitted from a radio wave transmitter toward a rotating surface of a blade.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a delay profile of diffracted waves and reflected waves obtained when the blade is normal when radio waves are emitted from a radio wave transmitter toward the rotating surface of the blade.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a delay profile of diffracted waves and reflected waves obtained when a blade is damaged when a radio wave is emitted from a radio wave transmitter toward a rotating surface of the blade.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a blade inspection system for wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a blade inspection system for wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart showing an operation flow of a blade inspection system for wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of temporal fluctuations in the level of reflected waves received by a radio wave receiver when radio waves are emitted from a radio wave transmitter toward a rotating surface of a blade.
  • 7 is a flowchart showing a processing flow of a first specific example of received signal analysis processing.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a blade inspection system for wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart showing an operation flow of a blade inspection system for wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a time variation in the phase difference between a reflected wave received by a radio wave receiver and a direct wave when a radio wave is emitted from a radio wave transmitter toward a rotating surface of a blade.
  • 12 is a flowchart showing a processing flow of a second specific example of received signal analysis processing.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a filter that extracts delayed waves.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a first modification of the blade inspection system for wind power generation equipment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a second modification of the blade inspection system for wind power generation equipment according to the embodiment of the present disclosure.
  • the blade inspection method according to the present embodiment is carried out while the wind power generation equipment 4 is in operation, that is, while the blades 6 of the wind power generation equipment 4 are rotating.
  • an unmanned aerial vehicle is used.
  • the unmanned aircraft used are two drones 100A and 100B that are capable of hovering in the air.
  • the drone 100A will be referred to as a first drone
  • the drone 100B will be referred to as a second drone.
  • the first drone 100A is equipped with a radio wave transmitter 120A.
  • the second drone 100B includes a radio wave receiver 120B.
  • the two drones 100A and 100B are flown near the wind power generation facility 4, and are placed at opposite positions across the blade rotation surface 8 on which the blade 6 rotates. Then, inspection radio waves are radiated toward the blade rotation surface 8 from the inspection transmission antenna 104A of the radio wave transmitter 120A mounted on the first drone 100A.
  • the radio waves radiated from the radio transmitter 120A pass through the blade rotating surface 8 and reach the inspection receiving antenna 104B of the radio receiver 120B mounted on the second drone 100B.
  • the radio waves radiated from the inspection transmitting antenna 104A reach the inspection receiving antenna 104B as direct waves.
  • the blade 6 is rotating between the first drone 100A and the second drone 100B. Therefore, at the timing when the blade 6 directly blocks the waves, a part of the emitted radio waves is blocked by the blade 6.
  • the radio waves emitted from the radio wave transmitter 120A are shielded by the blade 6, diffracted waves are generated that wrap around behind the blade 6, and these waves are received by the radio wave receiver 120B together with the direct waves.
  • the diffracted waves as shown in FIG.
  • the diffracted waves diffracted by the front edge of the blade 6 in the rotational direction and the diffracted waves diffracted by the rear edge of the blade 6 in the rotational direction are separately transmitted to the radio wave receiver 120B.
  • the pitch angle of the blade 6 is set so that it can be rotated by the wind. Therefore, while the blade 6 is rotating, radio waves emitted from the inspection transmitting antenna 104A of the first drone 100A are reflected on the surface of the blade 6, and are received as reflected waves by the inspection receiving antenna 104B of the second drone. .
  • FIG. 2 shows an example of temporal fluctuations in direct waves received by the radio receiver 120B when radio waves are emitted from the radio transmitter 120A toward the blade rotating surface 8.
  • the reception level of the direct wave received by the radio wave receiver 120B decreases at regular intervals. Since the reception level decreases because the direct waves are blocked by the blade 6, the period of the reception level decrease corresponds to the rotation period of the blade 6.
  • the diffracted wave and the reflected wave each reach the radio wave receiver 120B through bent paths. Therefore, the time when the diffracted wave and the reflected wave are received by the radio wave receiver 120B is delayed with respect to the time when the direct wave is received by the radio wave receiver 120B. Since the three blades 6 of the wind power generation equipment 4 have the same shape, the delay time patterns of the diffracted waves and reflected waves relative to the direct wave are almost the same among the blades 6.
  • FIG. 4 shows an example of a delay profile of a diffracted wave and a reflected wave obtained when the blade 6 is damaged when a radio wave is emitted from the radio wave transmitter 120A toward the blade rotating surface 8.
  • the reception level of the reflected wave received by the radio wave receiver 120B has decreased, but the phase difference between the reflected wave and the direct wave may change. Furthermore, the received level of the diffracted wave may decrease, or the phase difference between the diffracted wave and the direct wave may change. Further, depending on the damage state of the blade 6, a combination of these may occur.
  • the blade inspection method according to the present embodiment focuses on this point.
  • the radio wave transmitter 120A is directed toward the blade rotation surface 8.
  • radio waves are emitted.
  • at least one of a reflected wave and a diffracted wave generated in the blade 6 by radiation of the radio wave from the radio wave transmitter 120A is received by the radio wave receiver 120B.
  • the presence or absence of an abnormality in the blade 6 is determined by analyzing the reflected wave or diffracted wave received by the radio wave receiver 120B.
  • the blade 6 can be inspected without being affected by the rotational speed of the blade 6 or the weather.
  • FIG. 5 is a diagram showing an overview of the blade inspection system 2 according to this embodiment.
  • the blade inspection system 2 according to this embodiment includes a first drone 100A, a second drone 100B, and an investigation/inspection control device 200 that controls them.
  • the first drone 100A includes a drone main body 110A having the basic structure of a drone such as a rotor, a motor, a speed controller, a flight controller, etc., and a radio wave transmitter 120A attached to the drone main body 110A.
  • An antenna 102A for controlling the drone is attached to the drone body 110A.
  • the first drone 100A includes therein at least a processor 190A communicably coupled to the radio wave transmitter 120A, and a memory 192A communicatively coupled to the processor 190A.
  • a plurality of executable instructions 194A are stored in the memory 192A.
  • Processor 190A may be a central processing unit (CPU), field programmable gate array (FPGA), application specific integrated circuit (ASIC), or another processing unit. Alternatively, processor 190A may be a combination of two or more CPUs, FPGAs, ASICs, or other processing units. Execution of instructions 194A stored in memory 192A triggers processor 190A, which may be a CPU, FPGA, ASIC, or another processing unit, to perform functions described below. Note that the memory 192A may be a separate device from the processor 190A, or may be built into the processor 190A.
  • the second drone 100B includes a drone main body 110B having the basic structure of a drone such as a rotor, a motor, a speed controller, a flight controller, etc., and a radio wave receiver 120B attached to the drone main body 110B.
  • An antenna 102B for controlling the drone is attached to the drone body 110B.
  • the first drone 100B includes therein at least a processor 190B communicatively coupled to the radio wave receiver 120B, and a memory 192B communicatively coupled to the processor 190B.
  • a plurality of executable instructions 194B are stored in the memory 192B.
  • Processor 190B may be a CPU, FPGA, ASIC, or another processing unit, or a combination of two or more CPUs, FPGAs, ASICs, or other processing units.
  • Memory 192B may be a separate device from processor 190B, or may be built into processor 190B.
  • the investigation/inspection control device 200 is configured to operate two drones 100A, 100B and cause the drones 100A, 100B to inspect the blade 6.
  • the investigation and inspection control device 200 includes an antenna 202 for controlling the drone.
  • a signal line 10A for flight control and a signal line 20A for investigation and inspection control are established between the antenna 202 of the investigation and inspection control device 200 and the antenna 102A of the first drone 100A.
  • a signal line 10B for flight control and a signal line 20B for investigation and inspection control are established between the antenna 202 of the investigation and inspection control device 200 and the antenna 102B of the second drone 100B.
  • the investigation/inspection control device 200 includes therein a processor 290 and a memory 292 communicatively coupled to the processor 290.
  • Processor 290 may be a CPU, FPGA, ASIC, or another processing unit, or a combination of two or more CPUs, FPGAs, ASICs, or other processing units.
  • Memory 292 may be a separate device from processor 290 or may be built into processor 290.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the blade inspection system 2.
  • the configuration of the drone 100 and the configuration of the investigation/inspection control device 200 are represented in blocks.
  • the configuration of the drone 100 shown in FIG. 6 is also the configuration of the first drone 100A and the second drone 100B.
  • the first drone 100A and the second drone 100B basically have the same configuration, and the first drone 100A is used for transmitting the drone 100, and the second drone 100B is used for receiving the drone 100. It is.
  • the investigation and inspection control device 200 includes an investigation and inspection control section 210, a flight control section 220, a flight control wireless transmission and reception section 230, a radio wave transmission and reception control section 240, an investigation and inspection control wireless transmission and reception section 250, and a drone control antenna 202.
  • the investigation/inspection control unit 210 is also an HMI that receives operator input and provides information to the operator.
  • the investigation and inspection control section 210 is coupled to a flight control section 220 and a radio wave transmission/reception control section 240. be.
  • the investigation/inspection control unit 210 inputs an instruction from the operator to start inspection to the radio wave transmission/reception control unit 240. Alternatively, the investigation/inspection control unit 210 itself determines whether to start the inspection based on information regarding the flight status of the drone 100 and inputs an instruction to start the inspection to the radio wave transmission/reception control unit 240 .
  • the radio wave transmission/reception control unit 240 generates an inspection command according to the instruction to start inspection.
  • the inspection command generated by the radio wave transmission/reception control section 240 is outputted from the drone control antenna 202 to the investigation/inspection control signal line 20 by the investigation/inspection control radio transmission/reception section 250 .
  • inspection data emitted from the drone 100 is inputted from the investigation/inspection control signal line 20 to the investigation/inspection control wireless transmitter/receiver 250 via the drone control antenna 202 .
  • the radio wave transmission/reception control section 240 inputs the inspection data received by the investigation/inspection control radio transmission/reception section 250 to the investigation/inspection control section 210 .
  • the investigation/inspection control unit 210 stores the input inspection data in a storage device or displays it on a display device.
  • the investigation and inspection control section 210 the flight control section 220, and the radio wave transmission/reception control section 240 are realized by the processor 290.
  • Each of the investigation and inspection control section 210, the flight control section 220, and the radio wave transmission/reception control section 240 may be constituted by an individual processor 290, or a plurality of them may be constituted by one processor 290.
  • the processor 290 is a CPU
  • the program including the instructions 294 may be provided via a network.
  • the drone 100 includes a drone main body 110, a drone control antenna 102, and a battery 130.
  • a flight control command issued from the investigation/inspection control device 200 is input from the flight control signal line 10 to the drone main body 110 via the drone control antenna 102.
  • a flight controller configuring the drone main body 110 controls the speed controllers of each motor based on flight control instructions. Power to operate the motor is supplied from the battery 130 to the speed controller. Further, information regarding the flight status of the drone 100 issued from the flight controller is output from the drone control antenna 102 to the flight control signal line 10.
  • the drone 100 further includes an investigation/inspection control wireless transmission/reception unit 140, a processing unit 150, a transmission command unit 160, a radio wave transceiver 120, an inspection transmission/reception antenna 104, a received signal analysis processing unit 170, and a storage unit 180.
  • the radio wave transmitter/receiver 120 includes a radio wave transmitter 122 and a radio wave receiver 124.
  • An inspection command issued from the investigation/inspection control device 200 is inputted from the investigation/inspection control signal line 20 to the investigation/inspection control wireless transmitter/receiver 140 via the drone control antenna 102 .
  • the investigation/inspection control wireless transmission/reception unit 140 inputs the received command to the processing unit 150.
  • the processing unit 150 operates the radio wave receiving unit 124 and the received signal analysis processing unit 170 in response to the inspection command.
  • the radio wave receiving unit 124 receives radio waves input to the inspection transmitting/receiving antenna 104.
  • the radio waves received by the radio wave receiving unit 124 include direct waves, diffracted waves, and reflected waves.
  • the radio wave transmitter/receiver 120 functions as a radio wave receiver 120B
  • the inspection transmission/reception antenna 104 functions as an inspection reception antenna 104B.
  • the received signal analysis processing section 170 analyzes the received radio waves and stores the analysis results in the storage section 180.
  • the storage unit 180 is, for example, a storage such as a flash memory or a hard disk.
  • At least the processing section 150, the transmission command section 160, and the received signal analysis processing section 170 are realized by a processor.
  • Each of the processing section 150, the transmission command section 160, and the received signal analysis processing section 170 may be composed of an individual processor, or a plurality of them may be composed of one processor.
  • each of the processing unit 150 and the transmission command unit 160 is configured with an individual processor 190A, or one processor 190A configures the processing unit 150 and the transmission command unit 160. do.
  • each of the processing section 150 and the received signal analysis processing section 170 is configured with an individual processor 190B, or one processor 190B is configured to combine the processing section 150 and the received signal analysis processing section. 170.
  • the processors 190A and 190B are a CPU
  • the program including the instructions 194A and the program including the instructions 194B may be provided via a network.
  • FIG. 7 shows a flowchart showing the operation flow of the investigation/inspection control device 200 and a flowchart showing the operation flow of the drone 100, particularly the radio wave transmitter/receiver 120.
  • step S201 the position information of the two drones 100A and 100B is confirmed.
  • step S202 it is determined whether to start blade inspection based on the position information confirmed in step S201. Specifically, in response to confirmation that the first drone 100A and the second drone 100B are facing each other with the blade rotating surface 8 in between, it is determined that the blade inspection is to be started. This determination may be made by the investigation/inspection control unit 210, or may receive input from an operator. Whether the first drone 100A and the second drone 100B are facing each other with the blade rotation surface 8 in between can be determined from the reception state of the radio waves radiated from the first drone 100A at the second drone 100B. Further, when a camera is mounted on at least one of the two drones 100A and 100B, the positional relationship between the two with respect to the blade rotation surface 8 can be confirmed from the camera image.
  • step S202 If it is determined in step S202 to start the blade inspection, an inspection command is transmitted from the investigation and inspection control device 200 to the drone 100 in step S203.
  • the inspection command is simultaneously transmitted to both the first drone 100A and the second drone 100B.
  • each drone 100A, 100B after receiving the inspection command will be explained.
  • the two drones 100A and 100B fly to opposing positions across the blade rotation surface 8, and then hover while waiting for the start of inspection. That is, as shown in the operation flow of the drone 100, first, in step S101, each of the drones 100A and 100B is on standby for the start of inspection. Then, in step S102, it is determined whether an inspection command from the investigation/inspection control device 200 has been received.
  • Each drone 100A, 100B maintains a standby state until an inspection command is received.
  • step S103 If an inspection command is received in step S102, it is determined in step S103 whether to perform transmission processing or reception processing. This determination is performed in the processing section 150.
  • the operation flow proceeds to step S111 to perform a transmission process.
  • the operation flow from step S111 to step S114 is the operation flow of the first drone 100A.
  • step S111 the radio wave transmitter 120A of the first drone 100A starts transmitting radio waves.
  • step S112 it is determined whether a termination command from the investigation/inspection control device 200 has been received.
  • the end command is a command for the drones 100A and 100B to end the blade inspection. Until the termination command is received, the radio wave transmitter 120A continues to transmit radio waves in step S113.
  • step S103 the operation flow proceeds from step S103 to step S121 to perform reception processing.
  • step S121 to step S125 is the operation flow of the second drone 100B.
  • step S121 the radio wave receiver 120B of the second drone 100B starts receiving radio waves.
  • step S122 an analysis process is performed on the radio waves received by the radio wave receiver 120B. Details of the received signal analysis process executed in step S122 will be described later.
  • step S123 the analysis result of the received signal analysis process, that is, the inspection data indicating the blade inspection result is transmitted to the investigation/inspection control device 200. However, as the process of step S123, the analysis result may be stored in the storage unit 180 instead of transmitting the analysis result.
  • step S124 it is determined whether a termination command from the investigation/inspection control device 200 has been received. The processes of step S122 and step S123 are repeated until the termination command is received.
  • step S204 it is determined whether or not to end the blade inspection. This determination may be made by the investigation/inspection control unit 210, or may receive input from an operator. For example, in response to the transmission of inspection data indicating the results of blade inspection from the second drone 100B, the investigation and inspection control unit 210 may automatically end the blade inspection, or the operator may confirm the inspection data. You may complete the blade inspection. Furthermore, depending on the operator's judgment, the blade inspection may be forcibly terminated before inspection data is obtained.
  • step S205 it is determined whether or not to save the inspection data transmitted from the second drone 100B. If the determination in step S205 is affirmative, the inspection data is stored in the storage included in the investigation/inspection control device 200 in step S206. Whether or not to save inspection data can be arbitrarily determined. For example, as a result of checking the inspection data, if it can be determined that there is no obvious abnormality in the blade 6, the inspection data may not be saved. On the other hand, if it can be determined that there is a possibility of an abnormality in the blade 6, the inspection data may be saved.
  • step S207 after determining whether to save the inspection data, a termination command is sent from the investigation and inspection control device 200 to both the first drone 100A and the second drone 100B. Then, in response to the transmission of the termination command, the blade inspection is terminated in step S208.
  • step S112 In response to the first drone 100A receiving the termination command transmitted from the investigation and inspection control device 200, the determination in step S112 changes from negative to positive. Thereby, in step S114, the transmission of radio waves by the radio wave transmitter 120A is ended.
  • step S124 changes from negative to positive.
  • step S125 the radio wave reception by the radio wave receiver 120B and the analysis process by the received signal analysis processing section 170 are completed.
  • Received signal analysis processing 4-1 First Specific Example Next, a received signal analysis process executed by the received signal analysis processing unit 170 when the drone 100 functions as the second drone 100B will be specifically described.
  • the received signal analysis process is an analysis process performed on reflected waves or diffracted waves in order to determine whether there is an abnormality in the blade 6 from the radio waves received by the radio wave receiver 120B.
  • analysis processing for reflected waves particularly analysis processing based on the reception level of reflected waves, will be explained.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of temporal fluctuations in the level of reflected waves received by the radio receiver 120B when radio waves are emitted from the radio transmitter 120A toward the blade rotating surface 8.
  • the reflected wave from the second blade exhibits a different profile from the reflected waves from the first blade and the third blade.
  • a large variation occurs only in the reception level of the second blade.
  • the presence or absence of an abnormality in the blade 6 is determined by detecting such abnormal fluctuations in the reception level.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the processing flow of the first specific example of received signal analysis processing.
  • step S301 the delay profile of radio waves received by the radio wave receiver 120B is measured. Further, in step S302, a counter ⁇ for determining the end of the measurement section shown in FIG. 8 is initialized.
  • step S303 reflected waves are extracted from the delay profile measured in step S301.
  • a specific example of the reflected wave extraction method will be described later.
  • step S304 it is determined whether the received level of the extracted reflected wave has become larger than a threshold value.
  • the threshold value used in step S304 is a threshold value for detecting the rise of the reflected wave. Steps S303 and S304 are repeated until the received level of the reflected wave becomes greater than the threshold value.
  • the reception level of the reflected wave becoming larger than the threshold value means the start of the measurement period.
  • step S305 data on the reception level of the reflected wave for each time is accumulated.
  • step S306 it is determined whether the received level of the extracted reflected wave remains higher than the threshold value.
  • the threshold value used in step S306 is a threshold value for detecting the falling edge of the reflected wave. This threshold value may be the same value as the threshold value used in step S304. Steps S305 and S306 are repeated until the received level of the reflected wave becomes equal to or less than the threshold value.
  • the cases where the received level of the reflected wave falls below the threshold are the case where the blade passes and the measurement section ends, and the case where the received level of the reflected wave fluctuates due to damage to the blade. be.
  • the reception level continues to be below the threshold, whereas in the latter case, the decrease in the reception level is temporary. Therefore, in order to distinguish between the two, the period of time that has elapsed since the received level of the reflected wave became equal to or less than the threshold is measured.
  • the parameter used to measure the elapsed time is the counter initialized in step S302.
  • Steps S305 to S309 are repeated until the counter ⁇ exceeds the predetermined time T as determined in step S307. Then, when the counter ⁇ exceeds the predetermined time T, it is determined that the reflected wave measurement period has ended, and the process flow exits the loop of steps S305 to S309 and proceeds to step S310.
  • step S310 it is determined whether the variation in the received level data accumulated during the measurement period is large. Specifically, it is determined whether the variance or standard deviation of the accumulated reception level data is larger than a predetermined reference value.
  • Fluctuations in the reception level data accumulated during a measurement period indicate the presence or absence of an abnormality in the blade corresponding to that measurement period. If the fluctuation in the reception level data is large, it is determined in step S311 that the blade corresponding to the measurement section is damaged. If the fluctuation in the reception level data is not large, it is determined in step S312 that there is no abnormality in the blade corresponding to the measurement section.
  • the first specific example of the received signal analysis process having the above processing flow can also be applied to analysis process based on the reception level of a diffracted wave.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of temporal fluctuations in the phase difference between the reflected wave and the direct wave received by the radio receiver 120B when radio waves are emitted from the radio transmitter 120A toward the blade rotating surface 8.
  • the reflected wave from the second blade exhibits a different profile from the reflected waves from the first blade and the third blade.
  • a large variation occurs in the phase difference between the reflected wave and the direct wave only in the second blade.
  • the presence or absence of an abnormality in the blade 6 is determined by detecting abnormal fluctuations in the phase difference of the reflected wave with respect to the direct wave.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the processing flow of a second specific example of received signal analysis processing.
  • step S401 the delay profile of radio waves received by the radio wave receiver 120B is measured.
  • step S402 reflected waves are extracted from the delay profile measured in step S401. A specific example of the reflected wave extraction method will be described later.
  • step S403 it is determined whether the reception level of the extracted reflected wave has become larger than a threshold value.
  • the threshold value used in step S403 is a threshold value for detecting the rise of the reflected wave. Steps S402 and S403 are repeated until the received level of the reflected wave becomes greater than the threshold.
  • the reception level of the reflected wave becoming larger than the threshold value means the start of the measurement period.
  • step S404 the phase difference between the reflected wave and the direct wave is measured.
  • step S405 data on the phase difference measured in step S404 is accumulated.
  • step S406 it is determined whether the received level of the extracted reflected wave remains higher than the threshold value.
  • the threshold value used in step S406 is a threshold value for detecting the falling edge of the reflected wave. This threshold value may be the same value as the threshold value used in step S403. Steps S404 to S406 are repeated until the reception level of the reflected wave becomes equal to or less than the threshold value.
  • step S407 it is determined whether the fluctuation in the phase difference data accumulated during the measurement period is large. Specifically, it is determined whether the variance or standard deviation of the accumulated phase difference data is larger than a predetermined reference value.
  • Fluctuations in the phase difference data accumulated during a measurement period represent the presence or absence of an abnormality in the blade corresponding to that measurement period. If the fluctuation in the reception level data is large, it is determined in step S408 that the blade corresponding to the measurement section is damaged. If the fluctuation in the reception level data is not large, it is determined in step S409 that there is no abnormality in the blade corresponding to the measurement section.
  • the second specific example of the received signal analysis process having the above processing flow can also be applied to an analysis process based on the phase difference of a diffracted wave with respect to a direct wave. Further, it is also possible to use the first specific example and the second specific example of the received signal analysis processing in combination to determine whether there is an abnormality in the blade.
  • FIG. 12 shows a filter configured to extract the first wave, a filter configured to extract the second wave, a filter configured to extract the third wave, and a filter configured to extract the fourth wave. A filter configured to do so is depicted.
  • FIG. 12 illustrates delay profiles from the first wave to the fourth wave.
  • the reception level h 1 of the first wave, the reception level h 2 of the second wave, the reception level h 3 of the third wave, and the reception level h 4 of the fourth wave shown in the delay profile are each measured values under normal conditions.
  • the delay time ⁇ 1 of the second wave with respect to the first wave, the delay time ⁇ 2 of the third wave with respect to the second wave, and the delay time ⁇ 3 of the fourth wave with respect to the third wave shown in the delay profile are also normal. This is a measured value.
  • Each filter is created using these values.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a first modification of the blade inspection system according to the present embodiment.
  • the blade inspection system 2-1 of the first modification includes a first drone 100A equipped with a radio wave transmitter 120A, a second drone 100B equipped with a radio wave receiver 120B, an investigation inspection control device 200, and an analysis computer 300.
  • Analysis computer 300 includes therein a processor 302 and a memory 304 communicatively coupled to processor 302. A plurality of executable instructions 306 are stored in the memory 304.
  • the analysis computer 300 is connected to the investigation and inspection control device 200.
  • the second drone 100B does not include a received signal analysis processing unit. Therefore, the received signal analysis process for determining whether there is an abnormality in the blade 6 is not performed in the second drone 100B.
  • the second drone 100B transfers received data including direct waves, diffracted waves, and reflected waves received by the radio wave receiver 120B to the investigation/inspection control device 200.
  • the investigation and inspection control device 200 transfers the received data transmitted from the second drone 100B to the analysis computer 300.
  • the analysis computer 300 at least a portion of the plurality of instructions 306 are executed by the processor 302, so that the processor 302 functions as a received signal analysis processing section 310. That is, in the blade inspection system 2-1 of the first modification, the received signal analysis process is performed by the analysis computer 300.
  • FIG. 14 is a diagram showing the configuration of a second modified example of the blade inspection system according to the present embodiment.
  • a blade inspection system 2-2 as a second modification includes a first drone 100A equipped with a radio wave transmitter 120A, a second drone 100B equipped with a radio wave receiver 120B, an investigation inspection control device 200, and an analysis computer 300.
  • Analysis computer 300 includes therein a processor 302 and a memory 304 communicatively coupled to processor 302.
  • a plurality of executable instructions 306 are stored in the memory 304.
  • the second drone 100B does not include a received signal analysis processing unit. Therefore, the received signal analysis process for determining whether there is an abnormality in the blade 6 is not performed in the second drone 100B.
  • the second drone 100B stores received data including direct waves, diffracted waves, and reflected waves received by the radio wave receiver 120B in the storage 196B.
  • the received data stored in the storage 196B of the second drone 100B can be transferred from the storage 196B to the analysis computer 300 by connecting the second drone 100B and the analysis computer 300. Further, if the storage 196B is a memory card, for example, the received data can be transferred to the analysis computer 300 by transferring the memory card from the second drone 100B to the analysis computer 300.
  • the analysis computer 300 at least a portion of the plurality of instructions 306 are executed by the processor 302, so that the processor 302 functions as a received signal analysis processing section 310. That is, in the blade inspection system 2-2 of the second modification, the received signal analysis process is performed by the analysis computer 300.
  • radio waves are used for blade inspection in the above embodiments, electromagnetic waves can be used for blade inspection as long as reflected waves or diffracted waves can be obtained.
  • two drones 100A and 100B are operated by one investigation and inspection control device 200, but the investigation and inspection control device controls the first drone 100A and the second drone 100B. It may be a device different from the control device.

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Abstract

本開示のシステムは、第１無人航空機に搭載された電磁波の送信機と、第２無人航空機に搭載された電磁波の受信機と、送信機と受信機とに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサと、上記少なくとも１つのプロセッサと通信可能に結合された、実行可能な複数のインストラクションを記憶したメモリとを備える。上記複数のインストラクションは、上記少なくとも１つのプロセッサに次の処理を実行させる。１つ目の処理は、第１無人航空機と第２無人航空機とが風力発電設備のブレードの回転面を挟んで相対している状態で送信機からブレードの回転面に向けて電磁波を放射することである。２つ目の処理は、送信機からの電磁波の放射によってブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方を受信機で受信することである。３つ目の処理は、受信機で受信された反射波又は回折波の解析処理によってブレードの異常の有無を判定することである。

Description

風力発電設備のブレードを点検するシステム、方法、及び装置
　本開示は、風力発電設備のブレードを点検するシステム、方法、及び装置に関する。
　インフラ設備では定期或いは不定期の点検が必要とされる。そのようなインフラ設備の一例として風力発電設備が知られている。風力発電設備の場合、回転するブレードに傷又は劣化がないかを点検することが求められている。
　風力発電設備のブレードを点検する方法を開示した文献としては、特許第６７６８９８３号公報と特許第７０２２８５８号公報とを例示することができる。特許第６７６８９８３号公報には、従来の方法として、作業員がタワー外壁の点検用開口部を通じ外部を監視するカメラやドローンに搭載したカメラによってブレード表面を確認する方法が紹介されている。特許第７０２２８５８号公報には、ドローンに搭載したカメラによってブレード表面を撮影する場合の撮影方法に関する提案が開示されている。
　しかし、カメラによる点検は天候の影響を受けやすい。例えば、逆光時、曇天時、及び夜間は、ブレードに傷、亀裂、或いは欠損があったとしてもその傷はカメラに映らないことがある。また、カメラで撮影された画像に対する画像診断ではブレードの折れや曲りについて判断することができない場合がある。
　ブレードの回転を止めると発電が中断されるため、点検はブレードの回転中に実施されることが望ましい。このため、カメラでブレードの傷を撮影するためには、シャッタースピードをブレードの回転速度に合わせる必要がある。しかし、ブレードの回転速度が速いとシャッタースピードを速くする必要があるため、カメラのレンズ性能として解像度や明るさが低い場合には、ブレードの傷が正確に映らない場合がある。
特許第６７６８９８３号公報 特許第７０２２８５８号公報
　本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものである。本開示は、ブレードの回転速度や天候に影響されることなく、風力発電設備のブレードの点検を実施できるようにすることを目的とする。
　本開示は、上記目的を達成するため、風力発電設備のブレードを点検するシステムを提供する。本開示のシステムは、第１無人航空機に搭載された電磁波の送信機と、第２無人航空機に搭載された電磁波の受信機と、を備える。本開示のシステムは、さらに、送信機と受信機とに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサと、上記少なくとも１つのプロセッサと通信可能に結合された、実行可能な複数のインストラクションを記憶したメモリと、を備える。上記複数のインストラクションは、上記少なくとも１つのプロセッサに次の処理を実行させるように構成されている。１つ目の処理は、第１無人航空機と第２無人航空機とがブレードの回転面を挟んで相対している状態で、或いは回転面を反射面として、送信機からブレードの回転面に向けて電磁波を放射することである。２つ目の処理は、送信機からの電磁波の放射によってブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方を受信機で受信することである。そして、３つ目の処理は、受信機で受信された反射波又は回折波の解析処理によってブレードの異常の有無を判定することである。
　また、本開示は、上記目的を達成するため、風力発電設備のブレードを点検する方法を提供する。本開示の方法は次のステップを含む。１つ目のステップは、第１無人航空機と第２無人航空機とがブレードの回転面を挟んで相対している状態で、或いは回転面を反射面として、送信機からブレードの回転面に向けて電磁波を放射することである。２つ目のステップは、送信機からの電磁波の放射によってブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方を受信機で受信することである。そして、３つ目のステップは、受信機で受信された反射波又は回折波の解析処理によってブレードの異常の有無を判定することである。
　さらに、本開示は、上記目的を達成するため、風力発電設備のブレードを点検する装置を提供する。本開示の装置は、アンテナと受信部と解析処理部とを備える。受信部は、アンテナがブレードの回転面を挟んで電磁波の送信機と相対している場合、或いは回転面を反射面としている場合に、送信機からの電磁波の放射によってブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方をアンテナを用いて受信するように構成されている。解析処理部は、受信部で受信された反射波又は回折波の解析処理によってブレードの異常の有無を判定するように構成されている。なお、本開示の装置が備える解析処理部は、コンピュータとプログラムとによって実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよいし、ネットワーク経由で提供されてもよい。
　本開示のシステム、方法、及び装置によれば、送信機からの電磁波の放射によってブレードにおいて生じた反射波又は回折波が解析処理され、その解析処理の結果に基づいてブレードの異常の有無が判定される。これによれば、ブレードの回転速度や天候に影響されることなく、風力発電設備のブレードの点検を実施することができる。
本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードの点検方法の概要を説明する図である。 電波送信機からブレードの回転面に向けて電波を放射した場合に電波受信機によって受信される直接波の時間変動の一例を示す図である。 電波送信機からブレードの回転面に向けて電波を放射した場合にブレードが正常であれば得られる回折波及び反射波の遅延プロファイルの一例を示す図である。 電波送信機からブレードの回転面に向けて電波を放射した場合にブレードの破損時に得られる回折波及び反射波の遅延プロファイルの一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードの点検システムの概要を示す図である。 本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードの点検システムの構成を示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードの点検システムの動作フローを示すフローチャートである。 電波送信機からブレードの回転面に向けて電波を放射した場合に電波受信機によって受信される反射波のレベルの時間変動の一例を示す図である。 受信信号解析処理の第１具体例の処理フローを示すフローチャートである。 電波送信機からブレードの回転面に向けて電波を放射した場合に電波受信機によって受信される反射波の直接波に対する位相差の時間変動の一例を示す図である。 受信信号解析処理の第２具体例の処理フローを示すフローチャートである。 遅延波を抽出するフィルタの一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードの点検システムの第１変形例の構成を示す図である。 本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードの点検システムの第２変形例の構成を示す図である。
１．ブレード点検方法の概要
　以下、図を参照して本開示の実施形態に係る風力発電設備のブレードを点検するシステムと、そのシステムで実行される方法について説明する。以下、風力発電設備のブレードを点検するシステムをブレード点検システムと呼び、ブレード点検システムで実行される方法をブレード点検方法と呼ぶ。
　まず、本開示の実施形態に係るブレード点検方法の概要について図１を用いて説明する。本実施形態に係るブレード点検方法は、風力発電設備４の運転中、すなわち、風力発電設備４のブレード６が回転している中で実施される。本実施形態に係るブレード点検方法では無人航空機が使用される。使用される無人航空機は、具体的には、空中でのホバリングが可能な２台のドローン１００Ａ，１００Ｂである。以下、両者を区別する場合、ドローン１００Ａを第１ドローンと表記し、ドローン１００Ｂを第２ドローンと表記する。
　第１ドローン１００Ａは電波送信機１２０Ａを備える。第２ドローン１００Ｂは電波受信機１２０Ｂを備える。ブレード６の点検時、２台のドローン１００Ａ，１００Ｂは、風力発電設備４の近辺で飛ばされ、ブレード６が回転するブレード回転面８を挟んで相対する位置に配置される。そして、第１ドローン１００Ａに搭載された電波送信機１２０Ａの点検用送信アンテナ１０４Ａから、点検用の電波がブレード回転面８に向けて放射される。電波送信機１２０Ａから放射された電波は、ブレード回転面８を通過し、第２ドローン１００Ｂに搭載された電波受信機１２０Ｂの点検用受信アンテナ１０４Ｂに到達する。
　第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂとの間に遮るものがない場合、点検用送信アンテナ１０４Ａから放射された電波は直接波として点検用受信アンテナ１０４Ｂに到達する。しかし、風力発電設備４の運転中は、第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂとの間でブレード６が回転している。このため、ブレード６が直接波を遮るタイミングでは放射された電波の一部はブレード６によって遮蔽される。電波送信機１２０Ａから放射された電波がブレード６によって遮蔽されるとき、ブレード６の後側に回り込む回折波が生じ、それらは直接波とともに電波受信機１２０Ｂで受信される。回折波に関しては、図１に示されるように、ブレード６の回転方向前側のエッジで回折する回折波と、ブレード６の回転方向後側のエッジで回折する回折波とが別々に電波受信機１２０Ｂで受信される。また、ブレード６は風により回転するようにピッチ角が設定されている。このため、ブレード６が回転中に第１ドローン１００Ａの点検用送信アンテナ１０４Ａから放射された電波は、ブレード６の表面で反射され、第２ドローンの点検用受信アンテナ１０４Ｂに反射波として受信される。
　図２は、電波送信機１２０Ａからブレード回転面８に向けて電波を放射した場合に電波受信機１２０Ｂによって受信される直接波の時間変動の一例を示す。図２に示されるように、電波受信機１２０Ｂによって受信される直接波の受信レベルは一定の周期で低下する。受信レベルの低下は直接波がブレード６によって遮蔽されることで起こるものであるから、受信レベルの低下の周期はブレード６の回転周期に対応している。
　電波送信機１２０Ａから電波受信機１２０Ｂに最短距離で到達する直接波に対し、回折波及び反射波はそれぞれ折れ曲がったパスを通って電波受信機１２０Ｂに到達する。このため、回折波と反射波が電波受信機１２０Ｂで受信される時刻は直接波が電波受信機１２０Ｂで受信される時刻に対して遅延する。風力発電設備４が備える３つのブレード６は同一形状であるため、直接波に対する回折波及び反射波の遅延時間のパターンはブレード６間でほぼ共通である。また、電波の回折状態及び反射状態にブレード６間で差はないので、電波受信機１２０Ｂで受信される直接波、回折波、及び反射波の各受信レベルもブレード６間でほぼ共通である。その結果、各ブレード６が正常であるならば、電波送信機１２０Ａからブレード回転面８に向けて電波を放射した場合、全てのブレード６において図３に例示されるような回折波及び反射波の遅延プロファイルが得られるはずである。
　ところが、ブレード６の表面に傷、亀裂、及び欠損による劣化等の異常が生じている場合、電波がブレード６で回折する場合の回折状態や電波がブレード６の表面で反射する場合の反射状態に変化が生じる。例えば、ブレード６の表面の傷は誘電率を変化させたり、反射波の反射方向を変えたりして、反射波の信号レベルを低下させる場合がある。図４は、電波送信機１２０Ａからブレード回転面８に向けて電波を放射した場合にブレード６の破損時に得られる回折波及び反射波の遅延プロファイルの一例を示している。この例では電波受信機１２０Ｂで受信される反射波の受信レベルが低下しているが、反射波の直接波に対する位相差が変化する場合もありうる。また、回折波の受信レベルが低下したり、回折波の直接波に対する位相差が変化したりする場合もある。さらに、ブレード６の破損状況次第では、それらの組み合わせが起きる場合もある。
　以上のように、ブレード６の破損や劣化は、回折波或いは反射波の遅延プロファイルを変化させる。この点について着目したものが本実施形態に係るブレード点検方法である。本実施形態に係るブレード点検方法によれば、まず、第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂとがブレード回転面８を挟んで相対している状態で、電波送信機１２０Ａからブレード回転面８に向けて電波が放射される。次に、電波送信機１２０Ａからの電波の放射によってブレード６において生じた反射波と回折波の少なくとも一方が電波受信機１２０Ｂで受信される。そして、電波受信機１２０Ｂで受信された反射波又は回折波の解析処理によってブレード６の異常の有無が判定される。このような方法であれば、ブレード６の回転速度や天候に影響されることなく、ブレード６の点検を実施することができる。
２．ブレード点検システムの構成
　次に、上記のブレード点検方法が実施されるブレード点検システムについて説明する。図５は本実施形態に係るブレード点検システム２の概要を示す図である。本実施形態に係るブレード点検システム２は、第１ドローン１００Ａ及び第２ドローン１００Ｂと、それらを制御する調査点検制御装置２００とを含む。
　第１ドローン１００Ａは、回転翼、モータ、スピードコントローラ、フライトコントローラ等のドローンの基本構造を有するドローン本体１１０Ａと、ドローン本体１１０Ａに取り付けられた電波送信機１２０Ａとを有する。ドローン本体１１０Ａにはドローン制御用の空中線１０２Ａが取り付けられている。また、第１ドローン１００Ａは、その内部に、少なくとも電波送信機１２０Ａに通信可能に結合されたプロセッサ１９０Ａと、プロセッサ１９０Ａに通信可能に結合されたメモリ１９２Ａとを備える。メモリ１９２Ａには実行可能な複数のインストラクション１９４Ａが記憶されている。
　プロセッサ１９０Ａは、中央処理装置（ＣＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡSＩＣ）、又は別の処理ユニットであってもよい。或いは、プロセッサ１９０Ａは、２以上のＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は別の処理ユニットの組合せであってもよい。メモリ１９２Ａに記憶されたインストラクション１９４Ａが実行されると、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は別の処理ユニットであるプロセッサ１９０Ａは後述する機能を実行するようにトリガされる。なお、メモリ１９２Ａはプロセッサ１９０Ａとは別の装置であってもよいし、プロセッサ１９０Ａに内蔵されてもよい。
　第２ドローン１００Ｂは、回転翼、モータ、スピードコントローラ、フライトコントローラ等のドローンの基本構造を有するドローン本体１１０Ｂと、ドローン本体１１０Ｂに取り付けられた電波受信機１２０Ｂとを有する。ドローン本体１１０Ｂにはドローン制御用の空中線１０２Ｂが取り付けられている。また、第１ドローン１００Ｂは、その内部に、少なくとも電波受信機１２０Ｂに通信可能に結合されたプロセッサ１９０Ｂと、プロセッサ１９０Ｂに通信可能に結合されたメモリ１９２Ｂとを備える。メモリ１９２Ｂには実行可能な複数のインストラクション１９４Ｂが記憶されている。プロセッサ１９０Ｂは、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は別の処理ユニットであってもよいし、２以上のＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は別の処理ユニットの組合せであってもよい。メモリ１９２Ｂはプロセッサ１９０Ｂとは別の装置であってもよいし、プロセッサ１９０Ｂに内蔵されてもよい。
　調査点検制御装置２００は、１台で２台のドローン１００Ａ，１００Ｂを操縦し、ドローン１００Ａ，１００Ｂに対してブレード６の点検を実施させるように構成されている。調査点検制御装置２００はドローン制御用の空中線２０２を備える。調査点検制御装置２００の空中線２０２と第１ドローン１００Ａの空中線１０２Ａとの間には、フライト制御用の信号回線１０Ａと調査点検制御用の信号回線２０Ａとが確立される。調査点検制御装置２００の空中線２０２と第２ドローン１００Ｂの空中線１０２Ｂとの間には、フライト制御用の信号回線１０Ｂと調査点検制御用の信号回線２０Ｂとが確立される。調査点検制御装置２００は、その内部に、プロセッサ２９０とプロセッサ２９０に通信可能に結合されたメモリ２９２とを備える。メモリ２９２には実行可能な複数のインストラクション２９４が記憶されている。プロセッサ２９０は、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は別の処理ユニットであってもよいし、２以上のＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又は別の処理ユニットの組合せであってもよい。メモリ２９２はプロセッサ２９０とは別の装置であってもよいし、プロセッサ２９０に内蔵されてもよい。
　図６はブレード点検システム２の構成を示すブロック図である。図６には、ドローン１００が有する構成と、調査点検制御装置２００が有する構成とがブロックで表わされている。図６に示されるドローン１００の構成は、第１ドローン１００Ａ及び第２ドローン１００Ｂの構成でもある。第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂとは基本的に同一の構成を有し、ドローン１００の送信用としての用途が第１ドローン１００Ａであり、ドローン１００の受信用としての用途が第２ドローン１００Ｂである。
　調査点検制御装置２００は、調査点検制御部２１０、フライト制御部２２０、フライト制御用無線送受信部２３０、電波送受信制御部２４０、調査点検制御用無線送受信部２５０、及びドローン制御用空中線２０２を備える。調査点検制御部２１０はオペレータの入力を受け付けるとともに、オペレータに情報を提供するＨＭＩでもある。調査点検制御部２１０はフライト制御部２２０と電波送受信制御部２４０とに結合されている。
ある。
　調査点検制御部２１０はオペレータからの操縦指示をフライト制御部２２０に入力する。フライト制御部２２０は操縦指示に従ってドローン１００を飛ばすための命令を生成する。フライト制御部２２０で生成されたフライト制御命令は、フライト制御用無線送受信部２３０によってドローン制御用空中線２０２からフライト制御用信号回線１０へ出力される。また、ドローン１００から発せられたドローン１００のフライト状態に関する情報は、フライト制御用信号回線１０からドローン制御用空中線２０２を介してフライト制御用無線送受信部２３０に入力される。フライト制御部２２０は、フライト制御用無線送受信部２３０で受信されたフライト状態に関する情報を調査点検制御部２１０に入力する。調査点検制御部２１０は、入力されたフライト状態に関する情報を記憶装置に保存したり、表示装置に表示したりする。
　調査点検制御部２１０はオペレータからの点検開始の指示を電波送受信制御部２４０に入力する。或いは、調査点検制御部２１０自身がドローン１００のフライト状態に関する情報に基づいて点検を開始するかどうか判定し、点検開始の指示を電波送受信制御部２４０に入力する。電波送受信制御部２４０は点検開始の指示に従って点検命令を生成する。電波送受信制御部２４０で生成された点検命令は、調査点検制御用無線送受信部２５０によってドローン制御用空中線２０２から調査点検制御用信号回線２０へ出力される。また、ドローン１００から発せられた点検データは、調査点検制御用信号回線２０からドローン制御用空中線２０２を介して調査点検制御用無線送受信部２５０に入力される。電波送受信制御部２４０は、調査点検制御用無線送受信部２５０で受信された点検データを調査点検制御部２１０に入力する。調査点検制御部２１０は、入力された点検データを記憶装置に保存したり、表示装置に表示したりする。
　以上の調査点検制御装置２００の構成において、少なくとも調査点検制御部２１０、フライト制御部２２０、及び電波送受信制御部２４０はプロセッサ２９０によって実現される。調査点検制御部２１０、フライト制御部２２０、及び電波送受信制御部２４０のそれぞれが個別のプロセッサ２９０で構成されてもよいし、複数が一つのプロセッサ２９０で構成されてもよい。なお、例えば、プロセッサ２９０がＣＰＵである場合、インストラクション２９４を含むプログラムは、ネットワーク経由で提供されてもよい。
　ドローン１００は、ドローン本体１１０と、ドローン制御用空中線１０２と、バッテリ１３０とを備える。調査点検制御装置２００から発せられたフライト制御命令は、フライト制御用信号回線１０からドローン制御用空中線１０２を介してドローン本体１１０に入力される。ドローン本体１１０を構成するフライトコントローラは、フライト制御命令に基づいて各モータのスピードコントローラを制御する。モータを動作させる電源はバッテリ１３０からスピードコントローラに供給される。また、フライトコントローラから発せられたドローン１００のフライト状態に関する情報は、ドローン制御用空中線１０２からフライト制御用信号回線１０へ出力される。
　ドローン１００は、さらに、調査点検制御用無線送受信部１４０、処理部１５０、送信命令部１６０、電波送受信機１２０、点検用送受信アンテナ１０４、受信信号解析処理部１７０、及び記憶部１８０を備える。電波送受信機１２０は電波送信部１２２と電波受信部１２４とを含む。調査点検制御装置２００から発せられた点検命令は、調査点検制御用信号回線２０からドローン制御用空中線１０２を介して調査点検制御用無線送受信部１４０に入力される。調査点検制御用無線送受信部１４０は、受信した命令を処理部１５０に入力する。
　処理部１５０による処理の内容は、ドローン１００が第１ドローン１００Ａとして運用されているか、第２ドローン１００Ｂとして運用されているかによって異なる。ドローン１００が第１ドローン１００Ａとして運用される場合、処理部１５０は、点検命令を受けて送信命令部１６０を作動させる。作動した送信命令部１６０は電波送信部１２２に対して電波の送信命令を発する。電波送信部１２２は、電波の送信命令を受けて、点検用送受信アンテナ１０４から電波を放射する。この場合、電波送受信機１２０は電波送信機１２０Ａとして機能し、点検用送受信アンテナ１０４は点検用送信アンテナ１０４Ａとして機能する。
　ドローン１００が第２ドローン１００Ｂとして運用される場合、処理部１５０は、点検命令を受けて電波受信部１２４及び受信信号解析処理部１７０を作動させる。電波受信部１２４は点検用送受信アンテナ１０４に入力された電波を受信する。ブレード６の点検時、電波受信部１２４が受信する電波には直接波、回折波、及び反射波が含まれている。この場合、電波送受信機１２０は電波受信機１２０Ｂとして機能し、点検用送受信アンテナ１０４は点検用受信アンテナ１０４Ｂとして機能する。受信信号解析処理部１７０は受信した電波を解析し、その解析結果を記憶部１８０に記憶する。記憶部１８０は、例えば、フラッシュメモリやハードディスク等のストレージである。受信信号解析処理部１７０による受信信号解析処理の具体的内容については後述するが、その解析結果からブレード６の異常の有無が判定される。記憶部１８０に記憶された解析結果は、調査点検制御用無線送受信部１４０からドローン制御用空中線１０２を介してフライト制御用信号回線１０へ出力される。
　以上のドローン１００の構成において、少なくとも処理部１５０、送信命令部１６０、及び受信信号解析処理部１７０はプロセッサによって実現される。処理部１５０、送信命令部１６０、及び受信信号解析処理部１７０のそれぞれが個別のプロセッサで構成されてもよいし、複数が一つのプロセッサで構成されてもよい。ドローン１００が第１ドローン１００Ａとして運用される場合、処理部１５０と送信命令部１６０のそれぞれが個別のプロセッサ１９０Ａで構成されるか、１つのプロセッサ１９０Ａが処理部１５０と送信命令部１６０とを構成する。ドローン１００が第２ドローン１００Ｂとして運用される場合、処理部１５０と受信信号解析処理部１７０のそれぞれが個別のプロセッサ１９０Ｂで構成されるか、１つのプロセッサ１９０Ｂが処理部１５０と受信信号解析処理部１７０とを構成する。なお、例えば、各プロセッサ１９０Ａ，１９０ＢがＣＰＵである場合、インストラクション１９４Ａを含むプログラムとインストラクション１９４Ｂを含むプログラムは、ネットワーク経由で提供されてもよい。
３．ブレード点検システムの動作
　次に、上記のように構成されたブレード点検システム２の動作についてフローチャートを用いて説明する。図７には、調査点検制御装置２００の動作フローを示すフローチャートと、ドローン１００、特に、電波送受信機１２０の動作フローを示すフローチャートとが併せて示されている。
　調査点検制御装置２００の動作フローによれば、まず、ステップＳ２０１において、２台のドローン１００Ａ，１００Ｂの位置情報の確認が行われる。ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で確認された位置情報に基づいてブレード点検を開始するかどうか判定される。具体的には、第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂとがブレード回転面８を挟んで相対していることが確認されたことを受けて、ブレード点検を開始すると判定される。この判定は調査点検制御部２１０が行ってもよいし、オペレータからの入力を受け付けてもよい。第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂとがブレード回転面８を挟んで相対しているかどうかは、第１ドローン１００Ａから放射された電波の第２ドローン１００Ｂにおける受信状態から判定することができる。また、２台のドローン１００Ａ，１００Ｂの少なくとも一方にカメラが搭載されている場合には、カメラ画像からブレード回転面８に対する両者の位置関係を確認することができる。
　ステップＳ２０２でブレード点検を開始すると判定された場合、ステップＳ２０３において、調査点検制御装置２００からドローン１００に点検命令が送信される。点検命令は第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂの双方に同時に送信される。
　ここで、点検命令を受信した後の各ドローン１００Ａ，１００Ｂの動作について説明する。２台のドローン１００Ａ，１００Ｂは、ブレード回転面８を挟んで相対する位置まで飛んだあと、ホバリングをしながら点検開始を待っている。つまり、ドローン１００の動作フローに示されるように、まず、ステップＳ１０１において、各ドローン１００Ａ，１００Ｂは点検開始の待機中となる。そして、ステップＳ１０２において、調査点検制御装置２００からの点検命令が受信されたかどうか判定される。点検命令が受信されるまでは、各ドローン１００Ａ，１００Ｂによる待機状態が維持される。
　ステップＳ１０２で点検命令が受信された場合、ステップＳ１０３において、送信処理を行うのか、受信処理を行うのかが判定される。この判定は処理部１５０において行われる。電波送受信機１２０を電波送信機１２０Ａとして機能させる第１ドローン１００Ａの場合、送信処理を行うために動作フローはステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１からステップＳ１１４までの動作フローは、第１ドローン１００Ａの動作フローである。
　ステップＳ１１１では、第１ドローン１００Ａの電波送信機１２０Ａにより電波の送信が開始される。ステップＳ１１２では、調査点検制御装置２００からの終了命令が受信されたかどうか判定される。終了命令はドローン１００Ａ，１００Ｂに対してブレード点検を終了させる命令である。終了命令が受信されるまでは、ステップＳ１１３において、電波送信機１２０Ａよる電波の送信が継続される。
　電波送受信機１２０を電波受信機１２０Ｂとして機能させる第２ドローン１００Ｂの場合、受信処理を行うために動作フローはステップＳ１０３からステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１からステップＳ１２５までの動作フローは、第２ドローン１００Ｂの動作フローである。
　ステップＳ１２１では、第２ドローン１００Ｂの電波受信機１２０Ｂにより電波の受信が開始される。ステップＳ１２２では、電波受信機１２０Ｂで受信された電波に対する解析処理が行われる。ステップＳ１２２で実行される受信信号解析処理の詳細は後述される。次に、ステップＳ１２３では、受信信号解析処理による解析結果、つまり、ブレード点検の結果を示す点検データが調査点検制御装置２００に対して送信される。ただし、ステップＳ１２３の処理としては、解析結果を送信することに代えて解析結果を記憶部１８０に記憶することでもよい。ステップＳ１２４では、調査点検制御装置２００からの終了命令が受信されたかどうか判定される。終了命令が受信されるまでは、ステップＳ１２２及びステップＳ１２３の処理が繰り返される。
　再び調査点検制御装置２００の動作フローに戻る。ドローン１００Ａ，１００Ｂに対する点検命令の送信後、ステップＳ２０４では、ブレード点検を終了するかどうかの判定が行われる。この判定は調査点検制御部２１０が行ってもよいし、オペレータからの入力を受け付けてもよい。例えば、第２ドローン１００Ｂからブレード点検の結果を示す点検データが送信されたことを受けて、調査点検制御部２１０が自動でブレード点検を終了してもよいし、オペレータが点検データを確認してブレード点検を終了してもよい。また、オペレータの判断により、点検データが得られる前に強制的にブレード点検が終了される場合もありうる。
　ブレード点検が終了される場合、次のステップＳ２０５では、第２ドローン１００Ｂから送信された点検データを保存するかどうかの判定が行われる。ステップＳ２０５の判定が肯定である場合、ステップＳ２０６において、調査点検制御装置２００が備えるストレージに点検データが保存される。点検データを保存するかどうかは任意に決定することができる。例えば、点検データを確認した結果、ブレード６に明らかに異常が無いと判断できるようであれば、その点検データを保存しないようにしてもよい。一方、ブレード６に異常の可能性が有ると判断できるようであれば、その点検データは保存するようにしてもよい。
　点検データを保存するかどうか決定した後のステップＳ２０７において、調査点検制御装置２００から第１ドローン１００Ａと第２ドローン１００Ｂの双方に終了命令が送信される。そして、終了命令が送信されたことを受けて、ステップＳ２０８においてブレード点検が終了される。
　調査点検制御装置２００から送信された終了命令が第１ドローン１００Ａで受信されたことを受けて、ステップＳ１１２の判定は否定から肯定に変わる。これにより、ステップＳ１１４において、電波送信機１２０Ａよる電波の送信が終了される。
　また、調査点検制御装置２００から送信された終了命令が第２ドローン１００Ｂで受信されたことを受けて、ステップＳ１２４の判定は否定から肯定に変わる。これにより、ステップＳ１２５において、電波受信機１２０Ｂよる電波の受信と受信信号解析処理部１７０による解析処理とが終了される。
４．受信信号解析処理
４－１．第１具体例
　次に、ドローン１００が第２ドローン１００Ｂとして機能する場合に受信信号解析処理部１７０で実行される受信信号解析処理について具体的に説明する。受信信号解析処理は、電波受信機１２０Ｂで受信された電波からブレード６の異常の有無を判定するために反射波又は回折波に対して行われる解析処理である。ここでは反射波に対する解析処理、特に、反射波の受信レベルに基づく解析処理について説明する。
　図８は、電波送信機１２０Ａからブレード回転面８に向けて電波を放射した場合に電波受信機１２０Ｂによって受信される反射波のレベルの時間変動の一例を示す図である。３つのブレードのうち第２ブレードに破損がある場合、第２ブレードからの反射波は第１ブレードや第３ブレードからの反射波とは異なるプロファイルを示す。図８に示される例では、第２ブレードの受信レベルのみに大きな変動が生じている。受信信号解析処理の第１具体例では、このような受信レベルの異常な変動を検出することによってブレード６の異常の有無を判定することが行われる。
　図９は受信信号解析処理の第１具体例の処理フローを示すフローチャートである。まず、ステップＳ３０１では、電波受信機１２０Ｂによって受信された電波の遅延プロファイルの測定が行われる。また、ステップＳ３０２では、図８に示される測定区間の終了を判定するためのカウンタτが初期化される。
　ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１で測定された遅延プロファイルから反射波が抽出される。反射波の抽出方法の具体例については後述する。次に、ステップＳ３０４では、抽出された反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなったかどうか判定される。ステップＳ３０４で用いられる閾値は反射波の立ち上がりを検出するための閾値である。反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなるまで、ステップＳ３０３とステップＳ３０４が繰り返される。反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなったことは、測定区間の開始を意味する。
　反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなった場合、ステップＳ３０３とステップＳ３０４のループを抜けて処理フローはステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、反射波の時間ごとの受信レベルのデータが蓄積される。次に、ステップＳ３０６では、抽出された反射波の受信レベルが閾値よりも大きい状態が維持されているかどうか判定される。ステップＳ３０６で用いられる閾値は反射波の立ち下がりを検出するための閾値である。この閾値の値はステップＳ３０４で用いられる閾値と同じ値でもよい。反射波の受信レベルが閾値以下になるまで、ステップＳ３０５とステップＳ３０６が繰り返される。
　反射波の受信レベルが閾値以下になるケースとしては、図８に示されるように、ブレードが通過して測定区間が終了するケースと、ブレードの破損によって反射波の受信レベルが変動するケースとがある。前者のケースでは、受信レベルが閾値以下の状態が継続するのに対し、後者のケースでは受信レベルの低下は一時的である。ゆえに、両者を区別するため、反射波の受信レベルが閾値以下になってからの経過期間が計測される。経過時間の計測のために用いられるパラメータがステップＳ３０２で初期化されたカウンタである。
　ステップＳ３０６で反射波の受信レベルが閾値以下になった場合、ステップＳ３０７においてカウンタτが所定時間Ｔを超えたかどうか判定される。所定時間Ｔは、反射波の受信レベルが閾値を下回る時間がその時間より長くなれば、測定区間が終了したと判断できる時間である。所定時間Ｔはブレード６の回転速度とブレード６の幅に基づいて設定することができる。カウンタτが所定時間Ｔを超えていない場合、ステップＳ３０８でΔｔだけ待ち時間が与えられる。ステップＳ３０９では、待ち時間Δｔのカウンタτへの加算によってカウンタτが更新される。
　ステップＳ３０７の判定でカウンタτが所定時間Ｔを超えるまで、ステップＳ３０５乃至Ｓ３０９が繰り返される。そして、カウンタτが所定時間Ｔを超えたときに、反射波の測定区間は終了したと判定され、ステップＳ３０５乃至Ｓ３０９のループを抜けて処理フローはステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、測定区間の間に蓄積された受信レベルのデータの変動が大きいかどうか判定される。具体的には、蓄積された受信レベルのデータの分散又は標準偏差が所定の基準値よりも大きいかどうかが判定される。
　測定区間の間に蓄積された受信レベルのデータの変動は、その測定区間に対応するブレードの異常の有無を表している。受信レベルのデータの変動が大きい場合、ステップＳ３１１において、測定区間に対応するブレードに破損があると判定される。受信レベルのデータの変動が大きくない場合、ステップＳ３１２において、測定区間に対応するブレードには異常はないと判定される。
　以上の処理フローを有する受信信号解析処理の第１具体例は、回折波の受信レベルに基づく解析処理にも応用可能である。
４－２．第２具体例
　次に、受信信号解析処理部１７０で実行される受信信号解析処理の第２具体例について説明する。ここでは反射波に対する解析処理、特に、反射波の直接波に対する位相差に基づく解析処理について説明する。
　図１０は、電波送信機１２０Ａからブレード回転面８に向けて電波を放射した場合に電波受信機１２０Ｂによって受信される反射波の直接波に対する位相差の時間変動の一例を示す図である。３つのブレードのうち第２ブレードに破損がある場合、第２ブレードからの反射波は第１ブレードや第３ブレードからの反射波とは異なるプロファイルを示す。図１０に示される例では、第２ブレードにおいてのみ反射波の直接波に対する位相差に大きな変動が生じている。受信信号解析処理の第２具体例では、反射波の直接波に対する位相差の異常な変動を検出することによってブレード６の異常の有無を判定することが行われる。
　図１１は受信信号解析処理の第２具体例の処理フローを示すフローチャートである。まず、ステップＳ４０１では、電波受信機１２０Ｂによって受信された電波の遅延プロファイルの測定が行われる。ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で測定された遅延プロファイルから反射波が抽出される。反射波の抽出方法の具体例については後述する。次に、ステップＳ４０３では、抽出された反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなったかどうか判定される。ステップＳ４０３で用いられる閾値は反射波の立ち上がりを検出するための閾値である。反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなるまで、ステップＳ４０２とステップＳ４０３が繰り返される。反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなったことは、測定区間の開始を意味する。
　反射波の受信レベルが閾値よりも大きくなった場合、ステップＳ４０２とステップＳ４０３のループを抜けて処理フローはステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４では、直接波に対する反射波の位相差が計測される。ステップＳ４０５では、ステップＳ４０４で計測された位相差のデータが蓄積される。次に、ステップＳ４０６では、抽出された反射波の受信レベルが閾値よりも大きい状態が維持されているかどうか判定される。ステップＳ４０６で用いられる閾値は反射波の立ち下がりを検出するための閾値である。この閾値の値はステップＳ４０３で用いられる閾値と同じ値でもよい。反射波の受信レベルが閾値以下になるまで、ステップＳ４０４乃至Ｓ４０６が繰り返される。
　ステップＳ４０６で反射波の受信レベルが閾値以下になった場合、反射波の測定区間は終了したと判定され、ステップＳ４０４乃至Ｓ４０６のループを抜けて処理フローはステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７では、測定区間の間に蓄積された位相差のデータの変動が大きいかどうか判定される。具体的には、蓄積された位相差のデータの分散又は標準偏差が所定の基準値よりも大きいかどうかが判定される。
　測定区間の間に蓄積された位相差のデータの変動は、その測定区間に対応するブレードの異常の有無を表している。受信レベルのデータの変動が大きい場合、ステップＳ４０８において、測定区間に対応するブレードに破損があると判定される。受信レベルのデータの変動が大きくない場合、ステップＳ４０９において、測定区間に対応するブレードには異常はないと判定される。
　以上の処理フローを有する受信信号解析処理の第２具体例は、回折波の直接波に対する位相差に基づく解析処理にも応用可能である。また、受信信号解析処理の第１具体例と第２具体例とを併用してブレードの異常の有無を判定することも可能である。
５．遅延波を抽出するフィルタ
　電波受信機１２０Ｂによって受信された電波から回折波と反射波を抽出する手段として、例えば、図１２に示されるトランスバーサルフィルタを用いることができる。図１２には、第１波を抽出するように構成されたフィルタ、第２波を抽出するように構成されたフィルタ、第３波を抽出するように構成されたフィルタ、及び第４波を抽出するように構成されたフィルタが描かれている。
　また、図１２には第１波から第４波までの遅延プロファイルが例示されている。遅延プロファイルに示される第１波の受信レベルｈ１、第２波の受信レベルｈ２、第３波の受信レベルｈ３、第４波の受信レベルｈ４はそれぞれ正常時の計測値である。また、遅延プロファイルに示される第１波に対する第２波の遅延時間τ１、第２波に対する第３波の遅延時間τ２、第３波に対する第４波の遅延時間τ３もそれぞれ正常時の計測値である。各フィルタはこれらの値を用いて作成されている。
６．ブレードの点検システムの変形例
６－１．第１変形例
　最後に、本実施形態に係るブレード点検システムの変形例について図を用いて説明する。変形例を示す図において、ブレード点検システム２と共通の要素には共通の符号が付されている。
　図１３は本実施形態に係るブレード点検システムの第１変形例の構成を示す図である。第１変形例のブレード点検システム２－１は、電波送信機１２０Ａを備える第１ドローン１００Ａ、電波受信機１２０Ｂを備える第２ドローン１００Ｂ、調査点検制御装置２００、及び解析用コンピュータ３００を備える。解析用コンピュータ３００は、その内部に、プロセッサ３０２とプロセッサ３０２に通信可能に結合されたメモリ３０４とを備える。メモリ３０４には実行可能な複数のインストラクション３０６が記憶されている。解析用コンピュータ３００は調査点検制御装置２００に接続されている。
　第１変形例のブレード点検システム２－１では、第２ドローン１００Ｂは受信信号解析処理部を備えていない。よって、ブレード６の異常の有無を判定するための受信信号解析処理は第２ドローン１００Ｂでは行われない。第２ドローン１００Ｂは、電波受信機１２０Ｂで受信された直接波、回折波及び反射波を含む受信データを調査点検制御装置２００に転送する。
　調査点検制御装置２００は、第２ドローン１００Ｂから送信された受信データを解析用コンピュータ３００に転送する。解析用コンピュータ３００では、複数のインストラクション３０６の少なくとも一部がプロセッサ３０２で実行されることにより、プロセッサ３０２が受信信号解析処理部３１０として機能する。つまり、第１変形例のブレード点検システム２－１では、受信信号解析処理は解析用コンピュータ３００によって行われる。
６－２．第２変形例
　図１４は本実施形態に係るブレード点検システムの第２変形例の構成を示す図である。第２変形例としてのブレード点検システム２－２は、電波送信機１２０Ａを備える第１ドローン１００Ａ、電波受信機１２０Ｂを備える第２ドローン１００Ｂ、調査点検制御装置２００、及び解析用コンピュータ３００を備える。解析用コンピュータ３００は、その内部に、プロセッサ３０２とプロセッサ３０２に通信可能に結合されたメモリ３０４とを備える。メモリ３０４には実行可能な複数のインストラクション３０６が記憶されている。
　第２変形例のブレード点検システム２－２では、第２ドローン１００Ｂは受信信号解析処理部を備えていない。よって、ブレード６の異常の有無を判定するための受信信号解析処理は第２ドローン１００Ｂでは行われない。第２ドローン１００Ｂは、電波受信機１２０Ｂで受信された直接波、回折波及び反射波を含む受信データをストレージ１９６Ｂに保存する。
　第２ドローン１００Ｂのストレージ１９６Ｂに保存された受信データは、第２ドローン１００Ｂと解析用コンピュータ３００とを接続することによって、ストレージ１９６Ｂから解析用コンピュータ３００へ転送することができる。また、ストレージ１９６Ｂが例えばメモリカードの場合には、第２ドローン１００Ｂから解析用コンピュータ３００にメモリカードを移し替えることによって、受信データを解析用コンピュータ３００に移すことができる。解析用コンピュータ３００では、複数のインストラクション３０６の少なくとも一部がプロセッサ３０２で実行されることにより、プロセッサ３０２が受信信号解析処理部３１０として機能する。つまり、第２変形例のブレード点検システム２－２では、受信信号解析処理は解析用コンピュータ３００によって行われる。
７．その他
　上記の実施形態ではブレード点検に電波が用いられているが、反射波又は回折波が得られる限りにおいてブレード点検には電磁波を用いることができる。
　上記の実施形態では１台の調査点検制御装置２００で２台のドローン１００Ａ，１００Ｂが操縦されているが、第１ドローン１００Ａを制御する調査点検制御装置と、第２ドローン１００Ｂを制御する調査点検制御装置とは異なる装置であってもよい。
２、２－１、２－２　ブレード点検システム
４　風力発電設備
６　ブレード
８　ブレード回転面
１００　ドローン（無人航空機）
１００Ａ　第１ドローン（第１無人航空機）
１００Ｂ　第２ドローン（第２無人航空機）
１２０　電波送受信機
１２０Ａ　電波送信機
１２０Ｂ　電波受信機
１７０、３１０　受信信号解析処理部
１９０Ａ、１９０Ｂ、２９０、３０２　プロセッサ
１９２Ａ、１９２Ｂ、２９２、３０４　メモリ
１９４Ａ、１９４Ｂ、２９４、３０６　インストラクション
２００　調査点検制御装置
３００　解析用コンピュータ

Claims (7)

  1. 　風力発電設備のブレードを点検するシステムであって、
    　第１無人航空機に搭載された電磁波の送信機と、
    　第２無人航空機に搭載された電磁波の受信機と、
    　前記送信機と前記受信機とに通信可能に結合された少なくとも１つのプロセッサと、
    　前記少なくとも１つのプロセッサと通信可能に結合された、実行可能な複数のインストラクションを記憶したメモリと、を備え、
    　前記複数のインストラクションは、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    　　前記第１無人航空機と前記第２無人航空機とが前記ブレードの回転面を挟んで相対している状態で前記送信機から前記回転面に向けて電磁波を放射することと、
    　　前記送信機からの電磁波の放射によって前記ブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方を前記受信機で受信することと、
    　前記受信機で受信された反射波又は回折波の解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定することと、を実行させるように構成されている
    ことを特徴とするシステム。
  2. 　請求項１に記載のシステムにおいて、
    　前記解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定することは、前記受信機で受信された反射波又は回折波の受信レベルの変動状態に基づいて異常の有るブレードと異常の無いブレードとを区別することを含む
    ことを特徴とするシステム。
  3. 　請求項１に記載のシステムにおいて、
    　前記解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定することは、前記受信機で受信された反射波又は回折波の直接波に対する位相差の変動状態に基づいて異常の有るブレードと異常の無いブレードとを区別することを含む
    ことを特徴とするシステム。
  4. 　風力発電設備のブレードを点検する方法であって、
    　電磁波の送信機が搭載された第１無人航空機を前記ブレードの回転面の周辺で待機させることと、
    　電磁波の受信機が搭載された第２無人航空機を前記回転面の周辺で待機させることと、
    　前記第１無人航空機と前記第２無人航空機とが前記回転面を挟んで相対している状態で前記送信機から前記回転面に向けて電磁波を放射することと、
    　前記送信機からの電磁波の放射によって前記ブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方を前記受信機で受信することと、
    　前記受信機で受信された反射波又は回折波の解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定することと、を含む
    ことを特徴とする方法。
  5. 　請求項４に記載の方法において、
    　前記解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定することは、前記受信機で受信された反射波又は回折波の受信レベルの変動状態に基づいて異常の有るブレードと異常の無いブレードとを区別することを含む
    ことを特徴とする方法。
  6. 　請求項４に記載の方法において、
    　前記解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定することは、前記受信機で受信された反射波又は回折波の直接波に対する位相差の変動状態に基づいて異常の有るブレードと異常の無いブレードとを区別することを含む
    ことを特徴とする方法。
  7. 　風力発電設備のブレードを点検する装置であって、
    　アンテナと、
    　前記アンテナが前記ブレードの回転面を挟んで電磁波の送信機と相対している場合に、前記送信機からの電磁波の放射によって前記ブレードにおいて生じた反射波と回折波の少なくとも一方を前記アンテナを用いて受信するように構成された受信部と、
    　前記受信部で受信された反射波又は回折波の解析処理によって前記ブレードの異常の有無を判定するように構成された解析処理部と、を備える
    ことを特徴とする装置。
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