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公開番号2024165399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081570
出願日2023-05-17
発明の名称円筒構造体の点検システム
出願人国立大学法人徳島大学,株式会社GEOソリューションズ
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04N 23/60 20230101AFI20241121BHJP(電気通信技術)
要約【課題】本発明は、円筒構造体の内側面の画像を撮影する点検カメラの撮影高度、撮影方向を求めることのできる円筒構造体の点検システムを提供する。
【解決手段】本発明は、無人飛行体1と、円筒構造体Yλの底面YAに配置される飛行指示体31及び第1乃至第4発光体32～35と、無人飛行体1に搭載される点検カメラ3と、無人飛行体1に搭載される第1及び第2基準カメラ51,52と、位置演算装置5を備える。無人飛行体1は、円筒構造体Yλの内部の空中に停止飛行され、点検カメラ3は、無人飛行体1の停止飛行中に、円筒構造体Yλの内側面Yaの画像を撮影する。ア各基準カメラ51,52は、飛行指示体31及び各発光体32～35を含む画像を撮影する。位置演算装置5は、点検カメラ3の画像の撮影と同時に、第1又は第2基準カメラ51,52の撮影する画像に基づいて、点検カメラ3の撮影高度及び撮影方向を求める。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、
前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、
前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、
位置演算装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記円筒構造体の中心に位置して前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発して、前記無人飛行体の飛行態様を表示する飛行指示体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間の前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置される共に、前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第１発光体に対し前記第１方向と直交する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第２発光体に対し前記第２方向に間隔を隔て、前記第３発光体に対し前記第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第４発光体と、を有し、
前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記基準カメラは、前記飛行指示体及び各発光体を含む画像を撮影し、
前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面の画像を撮影し、
前記位置演算装置は、
前記無人飛行体の停止飛行中に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求め、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求める
ことを特徴とする円筒構造体の点検システム。
続きを表示（約 4,900 文字）【請求項２】
前記撮影装置は、
前記点検カメラと、
前記無人飛行体に搭載される固定焦点型の第１基準カメラと、
前記無人飛行体に搭載され、前記第１基準カメラよりも焦点距離の長い固定焦点型の第２基準カメラと、
カメラ制御部と、を有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の前記底面から離陸されて、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記第１又は第２基準カメラは、前記飛行指示体及び前記各発光体を含む画像を撮影し、
前記カメラ制御部は、
前記無人飛行体の離陸開始から前記第１基準カメラの撮影を開始し、
前記第１基準カメラの撮影した前記飛行指示体及び前記各発光体を含む画像の解像度が所定の解像度以下になると、前記第１基準カメラの撮影から前記第２基準カメラの撮影に切替え、
前記位置演算装置は、
前記無人飛行体の停止飛行中に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求め、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求める
ことを特徴とする請求項１記載の円筒構造体の点検システム。
【請求項３】
前記位置演算装置は、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の円筒構造体の点検システム。
【請求項４】
前記無人飛行体を遠隔操作する操縦装置を備え、
前記無人飛行体は、
前記無人飛行体の飛行を制御する機体制御部を有し、
前記機体制御部は、
前記操縦装置からの上昇飛行指令に基づいて、前記無人飛行体を前記円筒構造体の前記底面から離陸して、前記円筒構造体の中心線方向に上昇飛行させると共に、
前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像の飛行指示体に表示された飛行態様に基づいて、前記無人飛行体の飛行を制御する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の円筒構造体の点検システム。
【請求項５】
地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、
前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、
前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、
位置演算装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記円筒構造体の中心に位置して前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発して、前記無人飛行体の飛行態様を表示する飛行指示体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間の前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置される共に、前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第１発光体に対し前記第１方向と直交する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第２発光体に対し前記第２方向に間隔を隔て、前記第３発光体に対し前記第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第４発光体と、を有し、
前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記基準カメラは、前記飛行指示体及び各発光体を含む画像を撮影し、
前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面の画像を撮影し、
前記位置演算装置は、
前記無人飛行体の停止飛行中に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求める
ことを特徴とする円筒構造体の点検システム。
【請求項６】
地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、
前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、
前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、
位置演算装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記円筒構造体の中心に位置して前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発して、前記無人飛行体の飛行態様を表示する飛行指示体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間の前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置される共に、前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第１発光体に対し前記第１方向と直交する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、
前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第２発光体に対し前記第２方向に間隔を隔て、前記第３発光体に対し前記第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第４発光体と、を有し、
前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記基準カメラは、前記飛行指示体及び各発光体を含む画像を撮影し、
前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面を撮影し、
前記位置演算装置は、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求める
ことを特徴とする円筒構造体の点検システム。
【請求項７】
前記位置演算装置は、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求める
ことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の円筒構造体の点検システム。
【請求項８】
地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、
前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、
前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、
位置演算装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、
前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、
前記第１発光体に対し前記第１方向と交差する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、を有し、
前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記基準カメラは、各発光体を含む画像を撮影し、
前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面を撮影し、
前記位置演算装置は、
前記無人飛行体の停止飛行中に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求め、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求める
ことを特徴とする円筒構造体の点検システム。
【請求項９】
地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、
前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、
前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、
位置演算装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、
前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、
前記第１発光体に対し前記第１方向と交差する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、を有し、
前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記基準カメラは、各発光体を含む画像を撮影し、
前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面の画像を撮影し、
前記位置演算装置は、
前記無人飛行体の停止飛行中に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求める
ことを特徴とする円筒構造体の点検システム。
【請求項１０】
地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、
前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、
前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、
位置演算装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、
前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、
前記第１発光体に対し前記第１方向と交差する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、を有し、
前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、
前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、
前記基準カメラは、各発光体を含む画像を撮影し、
前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面の画像を撮影し、
前記位置演算装置は、
前記点検カメラの撮影と同時に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求める
ことを特徴とする円筒構造体の点検システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行体に搭載したカメラにて煙突等の円筒構造体の内側面の画像を撮影して、円筒構造体の画像から内側面の状態を点検する円筒構造体の点検システムに関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
煙突を点検する技術として、特許文献１は、無人小型飛行体を用いた点検方法を開示する。無人小型飛行体は、無人小型飛行体に配置されたガイド、及び煙突の内部に設置されたガイドワイヤによって案内されて、煙突の内部に上昇飛行又は降下飛行される。無人小型飛行体は、煙突の内側面の画像を撮影するカメラを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７３３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、無人小型飛行体をガイド及びガイドワイヤにて案内しつつ煙突の内部を飛行させて、無人小型飛行体のカメラによって煙突の画像を撮影することで、煙突の内側面の状態を確認できるものの、カメラの撮影高度及びカメラの撮影方向を認識できず、煙突の内側面に発生している異常の位置（異常の箇所）を特定できない虞がある。
【０００５】
本発明は、円筒構造体の内側面の画像を撮影する点検カメラの撮影高度、撮影方向を求めることのできる円筒構造体の点検システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る請求項１は、地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、位置演算装置と、を備え、前記発光装置は、前記円筒構造体の中心に位置して前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発して、前記無人飛行体の飛行態様を表示する飛行指示体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間の前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置される共に、前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第１発光体に対し前記第１方向と直交する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第２発光体に対し前記第２方向に間隔を隔て、前記第３発光体に対し前記第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第４発光体と、を有し、前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、前記基準カメラは、前記飛行指示体及び各発光体を含む画像を撮影し、前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面の画像を撮影し、前記位置演算装置は、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求め、前記点検カメラの撮影と同時に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求めることを特徴とする円筒構造体の点検システムである。
【０００７】
本発明に係る請求項２は、前記撮影装置は、前記点検カメラと、前記無人飛行体に搭載される固定焦点型の第１基準カメラと、前記無人飛行体に搭載され、前記第１基準カメラよりも焦点距離の長い固定焦点型の第２基準カメラと、カメラ制御部と、を有し、前記無人飛行体は、前記円筒構造体の前記底面から離陸されて、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、前記第１又は第２基準カメラは、前記飛行指示体及び前記各発光体を含む画像を撮影し、前記カメラ制御部は、前記無人飛行体の離陸開始から前記第１基準カメラの撮影を開始し、前記第１基準カメラの撮影した前記飛行指示体及び前記各発光体を含む画像の解像度が所定の解像度以下になると、前記第１基準カメラの撮影から前記第２基準カメラの撮影に切替え、前記位置演算装置は、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求め、前記点検カメラの撮影と同時に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影方向を求めることを特徴とする請求項１記載の円筒構造体の点検システムである。
【０００８】
本発明に係る請求項３は、前記位置演算装置は、前記点検カメラの撮影と同時に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求めることを特徴とする請求項２に記載の円筒構造体の点検システムである。
【０００９】
本発明に係る請求項４は、前記無人飛行体を遠隔操作する操縦装置を備え、前記無人飛行体は、前記無人飛行体の飛行を制御する機体制御部を有し、前記機体制御部は、前記操縦装置からの上昇飛行指令に基づいて、前記無人飛行体を前記円筒構造体の前記底面から離陸して、前記円筒構造体の中心線方向に上昇飛行させると共に、前記第１又は第２基準カメラの撮影した画像の飛行指示体に表示された飛行態様に基づいて、前記無人飛行体の飛行を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の円筒構造体の点検システムである。
【００１０】
本発明に係る請求項５は、地上に立設される円筒構造体の内部に飛行される無人飛行体と、前記円筒構造体の内部に配置される発光装置と、前記無人飛行体に搭載される撮影装置と、位置演算装置と、を備え、前記発光装置は、前記円筒構造体の中心に位置して前記円筒構造体の底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発して、前記無人飛行体の飛行態様を表示する飛行指示体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間の前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第１発光体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置される共に、前記第１発光体に対し前記円筒構造体の径方向の第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第２発光体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第１発光体に対し前記第１方向と直交する前記円筒構造体の径方向の第２方向に間隔を隔て、前記第２発光体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第３発光体と、前記飛行指示体に対し間隔を隔てて前記円筒構造体の内側面及び前記飛行指示体の間に配置されると共に、前記第２発光体に対し前記第２方向に間隔を隔て、前記第３発光体に対し前記第１方向に間隔を隔てて前記円筒構造体の前記底面に配置され、前記円筒構造体の内部に光を発する第４発光体と、を有し、前記撮影装置は、前記無人飛行体に搭載される基準カメラ及び点検カメラを有し、前記無人飛行体は、前記円筒構造体の内部の空中に停止飛行され、前記基準カメラは、前記飛行指示体及び各発光体を含む画像を撮影し、前記点検カメラは、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記円筒構造体の内側面の画像を撮影し、前記位置演算装置は、前記無人飛行体の停止飛行中に、前記基準カメラの撮影した画像に基づいて、前記点検カメラの撮影高度を求めることを特徴とする円筒構造体の点検システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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