特許ウォッチ

公開番号2023170624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-01
出願番号2022082512
出願日2022-05-19
発明の名称ドローン測定装置
出願人日鉄テクノロジー株式会社
代理人個人
主分類B64C 13/18 20060101AFI20231124BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】軽量な装置で、簡易に被測定物とセンサーとの位置合わせを行うことができ、またセンサーが被測定物の壁面に正対して接触して被測定物の特性を測定することができるドローン測定装置を提供する。
【解決手段】ドローン測定装置1Aは、ドローン本体2と、ドローン本体2に撮像装置3と、被測定物の特性を測定するセンサー4と、センサー4を屈曲可能に支持するドローン本体2から前方に延びるアーム6と、少なくとも2個のレーザーポインター5A、5Bと、を備えており、レーザーポインター5A、5Bは、レーザーポインター5A、5Bのレーザー光がドローン本体2の前後方向に略垂直で、かつセンサー4の先端部を通る平面上で交わるように配置され、被測定物から反射するレーザー光を撮像装置3で取り込んで、その形態から被測定物とセンサー4との位置合わせを行なう特徴を有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ドローン本体と、前記ドローン本体に撮像装置と、被測定物の特性を測定するセンサーと、少なくとも２個のレーザーポインターと、を備えたドローン測定装置であって、前記レーザーポインターは、前記レーザーポインターのレーザー光が前記ドローン本体の前後方向に略垂直で、かつ前記センサーの先端部を通る平面上で交わるように配置され、被測定物から反射する前記レーザー光を前記撮像装置で取り込んで、その形態から被測定物と前記センサーとの位置合わせを行なうドローン測定装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
ドローン本体と、前記ドローン本体に撮像装置と、被測定物の特性を測定するセンサーと、前記センサーを屈曲可能に支持する前記ドローン本体から前方に延びるアームと、少なくとも２個のレーザーポインターと、を備えたドローン測定装置であって、前記レーザーポインターは、前記レーザーポインターのレーザー光が前記ドローン本体の前後方向に略垂直で、かつ前記センサーの先端部を通る平面上で交わるように配置され、被測定物から反射する前記レーザー光を前記撮像装置で取り込んで、その形態から被測定物と前記センサーとの位置合わせを行なうドローン測定装置。
【請求項３】
前記センサーが板厚を測定する超音波板厚計であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドローン測定装置。
【請求項４】
前記レーザーポインターのレーザー光の色を異なるようにしたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のドローン測定装置。
【請求項５】
前記レーザーポインターのレーザー光の色を異なるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のドローン測定装置。
【請求項６】
更に、前記ドローン本体に２本の補助アームを備え、前記２本の補助アームは、前記ドローン本体から前方に延びるアームと水平方向に並行に設置され、前記２本の補助アーム先端部と前記ドローン本体から前方に延びるアームに屈曲可能に支持されているセンサーの先端部とが、被測定物に３点で接触するように支持して、前記被測定物の特性を測定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のドローン測定装置。
【請求項７】
前記センサーが板厚を測定する超音波板厚計であることを特徴とする請求項６に記載のドローン測定装置。
【請求項８】
前記レーザーポインターのレーザー光の色を異なるようにしたことを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載のドローン測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーを備えたドローンを用いて、構造物の壁面等の特性を測定するドローン測定装置に関し、特に被測定物にセンサーを接触させて特性を測定するドローン測定装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ドローンを用いて煙突やタンクの壁面の特性を測定するには、煙突やタンクの測定ポイントとする壁面にドローンを接近させ、センサー部を壁面に押し当てて、板厚等の特性を測定する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ドローンと壁面との間隔を一定に保つために走行車輪を備え、壁面を転接状態で飛行に伴って走行する壁面検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１８１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般的にドローンは前進の場合には、後方側のロータの回転数を上げて、１０°程度前方が低く傾いた姿勢で進行し、また壁面に接触して壁面の特性を測定するセンサーの場合は、センサーが測定中に壁面から離れないよう常に前方に押圧する必要があり、ドローンは、１０°以下の角度で前方が低く傾いた姿勢で測定をすることになる。
【０００６】
走行車輪を備えたドローンにおいて、ドローンの前方が低く傾いた姿勢では、押圧の垂直成分が残り、ドローンは壁面との間隔が一定のまま壁面の下方向に移動してしまう懸念がある。そのため、この場合には、ドローンは水平姿勢を保ちながらセンサーを押圧する必要がある。また、壁面にセンサーを接触させて壁面の特性を測定する場合には、壁面とセンサーとの距離を把握して壁面へのセンサーの接触を確保し、センサーの壁面への接触の際の衝撃を小さくして、センサーの寿命を長持ちさせる必要がある。
【０００７】
上記課題の解決方法としては、ドローンが水平姿勢を保って移動できるように、水平方向への推力を生ずるスラスターを設ける手法や複数のロータをチルトさせる機構等を設ける手法があるが、ドローン本体の構造と制御が複雑化して高額になる欠点がある。また壁面とセンサーとの距離を把握して壁面へのセンサーの接触を確保し、センサーの壁面への接触の際の衝撃を小さくするために壁面とセンサーとの距離を正確に測定しようとするとレーザー距離計等を備える必要があり、この場合は、ドローン本体の自重が増して、ドローンの飛行時間が短くなる等の欠点がある。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑み、第１に軽量な装置で、簡易に被測定物とセンサーとの位置合わせを行えるドローン測定装置を提供することを目的とする。これにより壁面の特性を測定する際に被測定物の壁面とセンサーの先端部との接触を確保し、センサーの壁面への接触の際の衝撃を小さくでき、センサーの長寿命化を図ることができる。また、第２にドローンの前方が低く傾いた姿勢でも、センサーは正対して被測定物の壁面に接触して被測定物の特性を測定することができるドローン測定装置を提供することを目的とする。これにより、前方が低く傾いた姿勢で測定を行なう通常のドローンでも壁面に接触しているセンサーが、壁面に正対するため測定精度が向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のドローン測定装置は、ドローン本体と、前記ドローン本体に撮像装置と、被測定物の特性を測定するセンサーと、少なくとも２個のレーザーポインターと、を備え、前記レーザーポインターは、前記レーザーポインターのレーザー光が前記ドローン本体の前後方向に略垂直で、かつ前記センサーの先端部を通る平面上で交わるように配置され、被測定物から反射する前記レーザー光を前記撮像装置で取り込んで、その形態から被測定物と前記センサーとの位置合わせを行なうことを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすることで、被測定物から反射するレーザー光を撮像装置で取り込んで、その観測されたレーザー光が２点であれば、センサーの先端部から被測定物までの距離がまだ離れていることが確認でき、その観測されたレーザー光が１点に収束すれば、センサーの先端部が被測定物に接触する位置に達したことが判定できるため、被測定物とセンサーとの位置合わせが、簡易に実行でき、被測定物の壁面とセンサーの先端部との接触を確保し、センサーの先端部が被測定物と接触する際の衝撃が小さくなり、センサーの長寿命化を図ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許