JP6085153B2 - Indoor survey system - Google Patents
Indoor survey system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6085153B2 JP6085153B2 JP2012257336A JP2012257336A JP6085153B2 JP 6085153 B2 JP6085153 B2 JP 6085153B2 JP 2012257336 A JP2012257336 A JP 2012257336A JP 2012257336 A JP2012257336 A JP 2012257336A JP 6085153 B2 JP6085153 B2 JP 6085153B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flying object
- moving mechanism
- building
- unit
- flying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
本発明は、建屋の内部を安全に調査するための建屋内調査システムに係り、特に、災害時に発電所や各種プラント等やその他の中規模から大規模な建屋の内部を調査するのに好適な建屋内調査システムに関する。 The present invention relates to an indoor survey system for safely investigating the inside of a building, and particularly suitable for investigating the inside of a power plant, various plants, and other medium to large-scale buildings at the time of a disaster. It relates to a building survey system.
例えば、地震、竜巻、津波等の災害が発生し建屋が損壊した場合、建屋内の負傷者の有無、危険物の状況の把握等の調査を安全かつ迅速に行う必要がある。しかし、建屋が損壊している場合、通路が塞がっていたり、床面に様々なものが散乱していたりする等により、建屋内への侵入を妨げられることが想定される。さらに、人間が建屋内を調査する場合、2次災害のリスクがある。2次災害のリスクを避けつつ建屋内を安全に調査するには、遠隔操作型のロボット等の利用が有効と考えられる。 For example, when a disaster such as an earthquake, a tornado, or a tsunami occurs and a building is damaged, it is necessary to conduct a safe and prompt investigation of whether there is an injured person in the building and the status of dangerous goods. However, when the building is damaged, it is assumed that the passage into the building is hindered due to the passage being blocked or various things scattered on the floor. Furthermore, there is a risk of secondary disasters when humans investigate buildings. The use of remote-controlled robots is considered effective for investigating the building safely while avoiding the risk of secondary disasters.
災害時に建屋内に侵入し調査を行うロボットは、阪神・淡路大震災以来多数開発されている。例えば、特許文献1(特開2011−105137号公報)には、不整地走行に適したクローラ型走行装置が開示されている。 Numerous robots have been developed since the Great Hanshin-Awaji Earthquake to conduct investigations by entering the building during a disaster. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-105137) discloses a crawler type traveling device suitable for traveling on rough terrain.
また、特許文献2(特開2010−179914号公報)には、無人陸上ビークルと一体化された無人航空ビークルと、前記無人航空ビークルおよび前記無人陸上ビークルによって共有される動力ユニットと、前記無人航空ビークルおよび前記無人陸上ビークルによって共有されるビークル制御装置と、前記無人航空ビークルから前記無人陸上ビークルを切り離すための係合解除機構と、前記無人航空ビークルもしくは前記無人陸上ビークルのいずれかに配置された1つまたは複数のマニピュレータアームと、着陸装置とを備える変容式無人航空/陸上ビークルアセンブリ(請求項1参照)が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-179914) discloses an unmanned aerial vehicle integrated with an unmanned land vehicle, a power unit shared by the unmanned aerial vehicle and the unmanned land vehicle, and the unmanned aerial vehicle. A vehicle control device shared by the vehicle and the unmanned land vehicle, a disengagement mechanism for detaching the unmanned land vehicle from the unmanned aerial vehicle, and disposed in either the unmanned aerial vehicle or the unmanned land vehicle A transformable unmanned aerial / land vehicle assembly (see claim 1) comprising one or more manipulator arms and a landing gear is disclosed.
また、特許文献3(特開2006−51893号公報)には、通信手段を有する制御センターと、通信手段を有し、前記制御センターにより該制御センターに対する絶対位置および絶対姿勢が把握されている第1の移動体と、通信手段を有する第2の移動体とを備え、前記制御センターにより、前記第1の移動体を介して前記第2の移動体の位置および姿勢を検出する位置・姿勢検出システムであって、前記第1の移動体は、前記第2の移動体を撮影する撮像手段と、前記撮像手段により撮影された撮影画像の画像データを含む前記第2の移動体の現在情報、または該画像データに基づいて作成されたデータを含む前記第2の移動体の現在情報を作成する現在情報作成手段とを有し、前記第2の移動体の現在情報を前記制御センターに送信し、前記制御センターは、前記第1の移動体の絶対位置および絶対姿勢の情報と、前記第2の移動体の現在情報とに基づいて、前記制御センターに対する前記第2の移動体の絶対位置および絶対姿勢を求める絶対位置・絶対姿勢検出手段を有することを特徴とする位置・姿勢検出システム(請求項1参照)が開示されている。 Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-51893) includes a control center having communication means and a communication means in which an absolute position and an attitude relative to the control center are grasped by the control center. Position / attitude detection comprising a first moving body and a second moving body having communication means, wherein the control center detects the position and orientation of the second moving body via the first moving body. In the system, the first moving body includes imaging means for photographing the second moving body, and current information of the second moving body including image data of a photographed image photographed by the imaging means, Or current information creating means for creating current information of the second moving object including data created based on the image data, and transmitting the current information of the second moving object to the control center. The control center determines the absolute position and absolute position of the second moving body relative to the control center based on the information on the absolute position and absolute posture of the first moving body and the current information on the second moving body. There is disclosed a position / posture detection system (refer to claim 1) characterized by having absolute position / absolute posture detection means for obtaining a posture.
しかしながら、特許文献1に開示されたクローラ型走行装置のような、床面を移動するタイプの遠隔操作型ロボットでは、建屋内の調査において、障害物により調査対象個所への移動が困難となる欠点があった。また、特許文献2に開示された無人航空ビークルのような、飛行タイプの遠隔操作型ロボットでは、オペレータが直接目視できる範囲しか飛行させることができず、建屋内部での使用は困難であるという欠点があった。さらに、建屋内に侵入可能な小型の飛行ロボットは飛行時間が短いという欠点があった。また、特許文献3のように、第1の移動体(母船)に第2の移動体(小型飛行体)を撮影する撮像手段を有していても、操作が煩雑になるという欠点があった。
However, in a remotely operated robot of the type that moves on the floor surface, such as the crawler type traveling device disclosed in
そこで、本発明は、建屋の内部を適切に調査することが可能な建屋内調査システムを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the building interior survey system which can investigate the inside of a building appropriately.
このような課題を解決するために、本発明は、床面を移動して建屋内に侵入する移動機構と、前記移動機構に設けられたカメラと、前記カメラのパンチルト機構と、前記移動機構に搭載可能な飛行体と、前記飛行体に設けられた発光体と、前記カメラが前記発光体を追尾するように前記パンチルト機構を制御するパンチルト制御部と、前記カメラで撮影された画像を表示する表示部と、少なくとも前記飛行体の操作を入力する操作入力部と、調査対象である建屋のマップを記憶する記憶部と、前記マップにおける前記移動機構および前記飛行体の位置を推定する位置推定部と、前記飛行体の飛行可能領域であるか否かを判定する飛行可能領域判定部と、前記飛行体の移動を制御する制御部と、を備え、前記飛行可能領域判定部は、前記位置推定部で推定した前記移動機構の位置と、前記マップと、に基づいて、前記移動機構と前記飛行体の間で無線による通信が可能な領域である前記飛行体の前記飛行可能領域を決定し、前記操作入力部により入力された前記飛行体の移動方向が前記飛行可能領域外となると前記飛行可能領域判定部が判定した場合、前記制御部は、前記飛行体の移動を制限することを特徴とする建屋内調査システムである。 In order to solve such a problem, the present invention provides a moving mechanism that moves on a floor surface and enters a building, a camera provided in the moving mechanism, a pan-tilt mechanism of the camera, and the moving mechanism. A mountable flying body, a light emitting body provided on the flying body, a pan / tilt control unit for controlling the pan / tilt mechanism so that the camera tracks the light emitting body, and an image captured by the camera are displayed. A display unit ; an operation input unit that inputs at least an operation of the flying object; a storage unit that stores a map of a building to be investigated; and a position estimation unit that estimates positions of the moving mechanism and the flying object in the map When the determined flight region determining unit that determines whether a flight region of the aircraft, and a control unit for controlling the movement of the aircraft, the flight area determination unit, said position置推Based on the position of the moving mechanism estimated by the unit and the map, the flightable region of the flying object that is a region where wireless communication is possible between the moving mechanism and the flying object, When the flightable region determination unit determines that the moving direction of the flying object input by the operation input unit is outside the flightable region, the control unit restricts the movement of the flying object. It is a building survey system.
本発明によれば、建屋の内部を適切に調査することが可能な建屋内調査システムを提供することができ、特に、災害発生時に2次災害のリスクを避けつつ建屋内を安全に調査する建屋内調査システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the building investigation system which can investigate the inside of a building appropriately can be provided, and especially the building which investigates a building safely, avoiding the risk of a secondary disaster at the time of a disaster occurrence. An indoor survey system can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
≪建屋内調査システム≫
本実施形態に係る建屋内調査システムSの全体構成について、図1から図5を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る建屋内調査システムSの構成模式図である。図2Aは、本実施形態に係る建屋内調査システムSが備える移動機構1の一例を示す外観斜視図である。図2Bは、移動機構1の機能ブロック図である。図3Aは、本実施形態に係る建屋内調査システムSの飛行体2の一例を示す外観斜視図である。図3Bは、飛行体2の機能ブロック図である。図4は、飛行体2が移動機構1に搭載された状態を示す外観斜視図である。図5は、遠隔操作装置3の機能ブロック図である。
≪In-building investigation system≫
The overall configuration of the building survey system S according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a building survey system S according to the present embodiment. FIG. 2A is an external perspective view showing an example of the
図1に示すように、本実施形態に係る建屋内調査システムSは、建屋(図示せず)内に侵入する移動機構1と、移動機構1に搭載(図4参照)されて建屋内に侵入し、建屋内を飛行して調査する飛行体2と、移動機構1および飛行体2を遠隔操作するための遠隔操作装置3と、遠隔操作装置3と移動機構1を通信可能に接続するとともに、遠隔操作装置3から移動機構1に給電するケーブル4と、を備えている。なお、移動機構1と飛行体2とは、無線5により通信することができるようになっている。
As shown in FIG. 1, a building survey system S according to this embodiment includes a
即ち、遠隔操作装置3は、ケーブル4を介して、移動機構1を遠隔操作することができるようになっている。また、遠隔操作装置3は、ケーブル4、移動機構1および無線5を介して、飛行体2を遠隔操作することができるようになっている。
That is, the
なお、飛行体2を遠隔操作する際には、遠隔操作装置3の表示手段31(後述する図5参照)には、飛行体2のカメラ25(後述する図3B参照)で撮影したFPV(first-person point of view;一人称視点)画像と、移動機構1のITV(Industrial Television;工業用テレビ)カメラ13で飛行体2を撮影したTPV(third-person point of view;三人称視点)画像とが表示されるようになっており、オペレータは、これらの画像を見ながら飛行体2を遠隔操作するとともに、建屋内を調査することができるようになっている。
When the
<移動機構1>
図2Aに示すように、移動機構1は、本体10と、本体10の左右に設けられた一対のクローラ機構11と、クローラ機構11の外側に具備された一対のフリッパ12と、ITVカメラ13と、ITVカメラ13をパン(左右方向の首振り)・チルト(上下方向の首振り)可能なパンチルト雲台14と、本体10の上部に配置され移動機構1全体を制御する制御手段15と、を備えている。
<Moving
As shown in FIG. 2A, the moving
なお、移動機構1は、図4に示すように、飛行体2を搭載することができるようになっており、クローラ機構11およびフリッパ12により、建屋内の階段・段差等の環境や小さいがれき等が散乱した場所においても、飛行体2を搭載した状態で移動することができるようになっている。
As shown in FIG. 4, the moving
図2Bに示すように、移動機構1は、ケーブル4(図1参照)を介して遠隔操作装置3(図1参照)と通信するための通信手段16と、無線5(図1参照)を介して飛行体2(図1参照)と通信するための無線通信手段17と、を更に備えている。また、移動機構1は、飛行体2の搭載時に(図4参照)、飛行体2のバッテリ29a(後述する図3B参照)を充電するための給電手段18を更に備えている。
As shown in FIG. 2B, the moving
なお、図示は省略するが、移動機構1は、温度・湿度・放射線量等の環境データを測定する各種センサ(図示せず)を備え、測定した環境データを遠隔操作装置3にケーブル4を介して送信することができるようになっている。また、建屋は災害発生時に停電している場合も想定されるため、移動機構1は照明装置(図示せず)を備えている。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the moving
<飛行体2>
図3Aに示すように、飛行体2は、フレーム20と、フレーム20の中心部に同軸上に配置された一対のプロペラ21と、それぞれのプロペラ21を駆動するモータ22と、飛行体2の姿勢を制御する動翼23と、フレーム20の下部に具備された発光体マーカ24(図1参照)と、を備えている。
<
As shown in FIG. 3A, the flying
飛行体2が建屋(図示せず)内を飛行する際には、建屋内の構造物に飛行体2が接触することが想定されるが、図3Aに示すように、プロペラ21の周りをフレーム20が囲っている構造のため、プロペラ21が建屋内の構造物に接触しにくい構造としている。また、飛行体2は、空中で静止可能等、空中を自在に飛行可能である。
When the flying
図3Bに示すように、飛行体2は、カメラ25と、飛行体2と床面との距離を計測する距離センサ26と、飛行体2全体を制御する制御手段27と、無線5(図1参照)を介して移動機構1(図1参照)と通信するための無線通信手段28と、を更に備えている。また、飛行体2は、飛行体2の電源であるバッテリ29aと、バッテリ29aを充電するための受電手段29を更に備えている。
As shown in FIG. 3B, the flying
ここで、発光体マーカ24は、図1に示すように、飛行体2の下部に設置され、飛行体2の飛行時に移動機構1に搭載されたITVカメラ13から認識しやすい構成となっている。また、発光体マーカ24として、赤外線を用いた発光体(例えば、赤外線LED)を用いることにより、建屋内に存在する他の発光体と誤認識することを防止することができる。また、飛行体2の制御手段27が発光体マーカ24を所定のパターンで点灯・消灯させることにより、他の発光体との識別性を高めるようにしてもよい。
Here, as shown in FIG. 1, the
飛行体2が移動機構1に搭載された状態(図4参照)において、飛行体2の受電手段29は、移動機構1の給電手段18(図2B参照)から給電され、バッテリ29aを充電することができるようになっている。このように構成されることにより、飛行体2は、より長時間の調査を行うことができる。また、バッテリ29aを軽量・小型とすることができるので、プロペラ21に要求される揚力が小さくなり、飛行体2を小型化することが可能となる。なお、受電手段29から給電手段18への給電は、非接触(ワイヤレス、無接点)であることが望ましいが、これに限られるものではない。
In a state where the flying
なお、図示は省略するが、飛行体2は、温度・湿度・放射線量等の環境データを測定する各種センサ(図示せず)と、飛行体2の姿勢を計測するジャイロセンサ(図示せず)と、を備え、測定した環境データを遠隔操作装置3に無線5、移動機構1およびケーブル4を介して送信することができるようになっている。また、建屋は災害発生時に停電している場合も想定されるため、飛行体2はカメラ25の撮影範囲を照らすLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)照明装置(図示せず)を備えている。
Although not shown, the flying
<遠隔操作装置3>
図5に示すように、遠隔操作装置3は、表示手段31と、オペレータが操作を入力するための操作手段32と、調査対象の建屋のマップ33aが記憶された記憶手段33と、ケーブル4(図1参照)を介して移動機構1(図1参照)と通信するための通信手段34と、遠隔操作装置3全体を制御する制御手段35と、を備えている。さらに、制御手段35は、画像処理部36と、パンチルト制御部37と、位置推定部38と、飛行可能領域判定部39と、を有している。
<
As shown in FIG. 5, the
画像処理部36は、移動機構1のITVカメラ13で撮影された画像から、飛行体2の発光体マーカ24の位置を抽出することができるようになっている。
The
パンチルト制御部37は、移動機構1のパンチルト雲台14を制御する信号を生成し送信することができるようになっている。なお、飛行体2の飛行時におけるパンチルト雲台14を制御については、図7を用いて後述する。
The pan /
位置推定部38は、移動機構1および飛行体2の位置を推定することができるようになっている。なお、位置推定部38による移動機構1および飛行体2の位置の推定方法についての詳細は、後述する(図9のS202およびS203参照)。
飛行可能領域判定部39は、移動機構1と飛行体2の間で無線5による通信が可能な領域である飛行可能領域を決定することができるようになっている。また、飛行可能領域判定部39は、飛行体2の移動しようとする位置が飛行可能領域内であるか否かを判定することができるようになっている。なお、飛行体2の飛行時における飛行体2の制御については、図9を用いて後述する。
The
The flightable
≪建屋内調査システムを用いた調査手順≫
次に、建屋内調査システムSを用いた建屋内の調査手順について、図6を用いて説明する。図6は、建屋内調査システムSを用いて建屋内を調査する場合のオペレータの手順を示すフローチャートである。
≪Survey procedure using building survey system≫
Next, the investigation procedure in the building using the building investigation system S will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the operator when the building is surveyed using the building survey system S.
オペレータは、建屋外の安全な位置に設置された遠隔操作装置3から、表示手段31に表示される移動機構1に搭載したITVカメラ13からの映像を見ながら、操作手段32により移動機構1を遠隔操作し、クローラ機構11やフリッパ12を操って移動機構1を移動させる(S1、S2・No、S3・Noのループ参照)。
The operator uses the operating means 32 to move the moving
床面の移動のみで調査対象近傍まで移動可能な場合(S1、S2・No、S3・Yes、S4・Yes)、移動機構1に搭載したITVカメラ13により調査対象の映像を取得する(S5)。なお、移動機構1に搭載した各種センサ(図示せず)により、調査対象付近の環境データ(温度・湿度・放射線量等)も取得する。
When it is possible to move to the vicinity of the investigation target only by movement of the floor (S1, S2 · No, S3 · Yes, S4 · Yes), the investigation target video is acquired by the
一方、移動途中に障害物が存在し、調査対象近傍まで移動機構1が移動できない場合(S1、S2・Yes)や、調査対象近傍まで移動機構1が移動可能でも、調査対象が高所にある等により移動機構1に搭載したITVカメラ13では調査対象が確認できない場合(S1、S2・No、S3・Yes、S4・No)であっても、飛行体2を用いれば調査可能な場合(S6・Yes)、飛行体2を用いて調査を行う。
On the other hand, if there is an obstacle in the middle of movement and the moving
オペレータは、表示手段31に表示される移動機構1に搭載したITVカメラ13からの映像および飛行体2に搭載したカメラ25からの映像を見ながら、操作手段32により飛行体2を遠隔操作し、飛行体2を移動させる(S7)。ここで、ITVカメラ13のパンチルト雲台14は、パンチルト制御部37により制御され、ITVカメラ13が飛行体2を自動で追尾するようになっている。即ち、オペレータは、飛行体2を遠隔操作に専念することができる。そして、飛行体2に搭載したカメラ25により調査対象の映像を取得する(S8)。なお、飛行体2に搭載した各種センサ(図示せず)により、調査対象付近の環境データ(温度・湿度・放射線量等)も取得する。その調査対象の調査が終了すると、飛行体2は移動機構1の所定の位置に帰還する。帰還すると、飛行体2のバッテリ29aを充電する構成となっている。
The operator remotely operates the flying
一方、飛行体2が通過できる空間がない等により、飛行体2を用いても調査できない場合(S6・No)、その調査対象は調査不可とする(S9)。
On the other hand, if it is not possible to investigate even using the flying
そして、全ての調査が終了していない場合(S10・No)、移動機構1を遠隔操作して、次の調査対象近傍に移動機構1を移動させ、以下同様に調査する。
If all the surveys have not been completed (No at S10), the moving
全ての調査が終了した場合(S10・Yes)、移動機構1を遠隔操作し、遠隔操作装置3の近傍まで移動機構1を移動させ全ての調査を終了する。
When all the surveys are completed (S10 / Yes), the moving
<ITVカメラの追尾処理>
本実施形態に係る建屋内調査システムSは、飛行体2が飛行する際には、ITVカメラ13のパンチルト雲台14は、パンチルト制御部37により制御され、ITVカメラ13が飛行体2を自動で追尾するようになっている。この追尾処理について、図7を用いて説明する。図7は、移動機構1に搭載されたITVカメラ13の追尾処理を示すフローチャートである。
<Tracking process of ITV camera>
In the building inspection system S according to the present embodiment, when the flying
まず、ステップS101において、制御手段35の画像処理部36は、移動機構1のITVカメラ13で撮影された画像から、飛行体2の発光体マーカ24の位置を抽出する。
次に、ステップS102において、パンチルト制御部37は、画面中央の位置とステップS101で抽出した発光体マーカ24の位置との偏差(左右方向の偏差および上下方向の偏差)を算出する。
そして、ステップS103において、パンチルト制御部37は、ステップS102で算出した偏差に基づいて、偏差が小さくなるように移動機構1のパンチルト雲台14を制御する信号を生成し、送信する。
First, in step S <b> 101, the
Next, in step S102, the pan /
In step S103, the pan /
なお、パンチルト制御部37から送信されたパンチルト雲台14の制御信号は、通信手段34、ケーブル4、移動機構1の通信手段16、を介して、移動機構1の制御手段15に入力される。そして、移動機構1の制御手段15は、制御信号に基づいてパンチルト雲台14を制御する。
The control signal of the pan /
このように、移動機構1のパンチルト雲台14が制御されることにより、移動機構1のITVカメラ13で撮影された画像の中心に飛行体2の発光体マーカ24がくるように制御されるので、オペレータは遠隔操作装置3の表示手段31に表示された画像を見ながら飛行体2を操作することができる。これにより、建屋内のように、オペレータが飛行体2を直接目視できないような調査対象についても調査することが可能となる。
As described above, the pan /
<飛行体の移動制限>
次に、飛行体2の移動範囲の制限について図8を用いて説明する。図8は、建屋60の内部のマップの一例を示す平面図である。なお、本マップは、遠隔操作装置3の記憶手段33にマップ33aとして、あらかじめ格納されている。
<Aircraft movement restrictions>
Next, limitation on the movement range of the flying
移動機構1が飛行体2を搭載した状態で建屋60内を移動しA地点まで移動して障害物61に阻まれた場合、その先のB領域、C領域、D領域の調査は、移動機構1では実施することができない。その場合に飛行体2を飛行させて調査を行うこととなる。ここで、B領域およびC領域については、飛行体2により調査を行うが、D領域については、建屋60の壁が障害となり、移動機構1と飛行体2との間の無線通信が途絶し、飛行体2が操縦できない状態となるおそれがある。このため、本実施形態に係る建屋内調査システムSは、オペレータが飛行体2をD領域に侵入させるような操作を行った場合、その操作を制限することができるようになっている。
If the moving
図9は、飛行体2の移動制限を示すフローチャートである。
ステップS201において、制御手段35は、オペレータが操作手段32を操作することにより飛行体2の移動操作を入力したか否かを判定する。飛行体2の移動操作が入力されていない場合(S201・No)、移動操作が入力されるまでS201を繰り返す。一方、飛行体2の移動操作が入力された場合(S201・Yes)、制御手段35の処理はステップS202に進む。
FIG. 9 is a flowchart showing the movement restriction of the flying
In step S <b> 201, the
ステップS202において、制御手段35の位置推定部38は、マップ33aにおける移動機構1の位置を推定する。なお、位置推定部38による移動機構1の位置を推定は、例えば、建屋侵入時からの移動機構1の移動距離を計測して推定する。また、移動機構1のITVカメラ13で撮影された画像に基づいて、移動機構1の位置を推定してもよい。
In step S202, the
ステップS203において、制御手段35の位置推定部38は、マップ33aにおける飛行体2の位置を推定する。なお、位置推定部38による飛行体2の位置を推定は、例えば、ステップS202で推定した移動機構1の位置と、移動機構1のパンチルト雲台14のパンチルトの角度情報と、飛行体2の距離センサ26で計測した床面との距離情報とに基づいて、推定することができる。
In step S203, the
ステップS204において、飛行可能領域判定部39は、移動機構1と飛行体2の間で無線5による通信が可能な領域である飛行可能領域を決定する。具体的には、ステップS202で推定した移動機構1の位置および記憶手段33に記憶されたマップ33aに基づいて、飛行可能領域を決定する。
In step S <b> 204, the flightable
ステップS205において、飛行可能領域判定部39は、ステップS201で入力された移動操作後の飛行体2の位置が、飛行可能領域内であるか否かを判定する。即ち、飛行可能領域判定部39は、ステップS203で推定した飛行体2の位置と、ステップS201で入力された移動操作に基づいて、移動操作後の飛行体2の位置を推定し、その位置がステップS204で決定した飛行可能領域内であるか否かを判定する。飛行可能領域内である場合(S205・Yes)、制御部35の処理はステップS206に進む。一方、飛行可能領域内でない場合(S205・No)、制御部35の処理はステップS207に進む。
In step S205, the flightable
ステップS206において、制御手段35は、ステップS201で入力された移動操作に基づいて、飛行体2を制御する信号を生成し、送信する。
なお、制御手段35から送信された飛行体2の制御信号は、通信手段34、ケーブル4、移動機構1の通信手段16、移動機構1の制御手段15、移動機構1の無線通信手段17、無線5、飛行体2の無縁通信手段28を介して、飛行体2の制御手段27に入力される。そして、飛行体2の制御手段27は、制御信号に基づいてモータ22および動翼23を制御する。
In step S206, the control means 35 generates and transmits a signal for controlling the flying
The control signal of the flying
一方、ステップS207において、制御手段35は、遠隔操作装置3の表示手段31に警告表示する。これにより、オペレータに、操作入力した方向が飛行可能領域外であることを知覚させることができるようになっている。また、飛行体2の移動先が飛行可能領域外となり移動機構1と飛行体2との間の無線通信が途絶する前に、飛行体2の移動を制限することができるので、飛行体2が操縦できない状態となることを防止することができる。
On the other hand, in step S207, the
以上説明したように、本実施形態に係る建屋内調査システムSによれば、オペレータは安全な場所から遠隔操作装置3を用いて、移動機構1および飛行体2を遠隔操作して建屋内を移動させ、建屋内の調査することが可能となる。また、飛行体2が移動機構1に帰還した場合に、移動機構1の給電手段18および飛行体2の受電手段29により飛行体2のバッテリ29aを充電することができるので、飛行体2による調査範囲を拡大することが可能となる。さらに、飛行体2の移動範囲を予め作成した建物のマップとマップ上での飛行体の位置を認識することにより飛行体2の移動方向を制限することで、通信の途絶による飛行体2の操縦不能を防ぐことができる。
As described above, according to the building survey system S according to the present embodiment, the operator moves the
≪変形例≫
次に、変形例に係る建屋内調査システムSについて、図10を用いて説明する。図10は、変形例に係る中継飛行体2Aの機能ブロック図である。
ここで、変形例に係る建屋内調査システムSは、飛行体2(図3B参照)に加えて、図10に示す中継飛行体2Aを備える点で異なっている。また、移動機構1は、飛行体2および中継飛行体2Aを搭載することができるようになっている。
≪Modification≫
Next, a building survey system S according to a modification will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a functional block diagram of a
Here, the building survey system S according to the modified example is different in that a
中継飛行体2Aは、中継手段28Aおよび中継手段28Bをさらに備える点で飛行体2(図3B参照)と異なっている。その他の構成は、飛行体2(図3B参照)と同様であり、説明を省略する。
The
変形例に係る建屋内調査システムSでは、図8に示す建屋60において、移動機構1がA地点で停止した後、まず、中継手段28A、28Bを有する中継飛行体2AをC領域まで飛行させて床面に着地させる。次に、飛行体2を移動機構1から飛行させる。ここで、C領域に着地させた中継飛行体2Aを無線の中継局とすることにより、飛行体2によりD領域を飛行して調査を行うことができるようになっている。この場合、移動機構1のITVカメラ13からD領域の飛行体2が死角になるが、C領域に着地した中継飛行体2Aのカメラ25からの映像と、飛行体2のカメラ25からの映像により、D領域の飛行体2を遠隔操作することができる。
In the building inspection system S according to the modified example, after the moving
なお、中継飛行体2Aのカメラ25はパンチルト雲台(図示せず)を有し、中継飛行体2Aのパンチルト雲台(図示せず)を飛行体2のマーカ24を追尾するように制御する構成であってもよい。この場合、中継飛行体2Aのパンチルト雲台(図示せず)の制御は、図7に示す制御について、移動機構1を中継飛行体2Aと読み替え、移動機構1のITVカメラ13を中継飛行体2Aのカメラ25と読み替え、移動機構1のパンチルト雲台14を中継飛行体2Aのパンチルト雲台(図示せず)と読み替えればよく、説明を省略する。
The
また、飛行体2の移動範囲の制限についても、同様に、図9にしめす制御について、移動機構1の位置を中継飛行体2Aの位置と読み替えればよく、説明を省略する。
Similarly, regarding the limitation of the movement range of the flying
以上のように、変形例に係る建屋内調査システムSによれば、飛行体2の移動可能範囲を拡大して、調査可能範囲を拡大することができる。
As described above, according to the building survey system S according to the modification, the movable range of the flying
≪その他≫
なお、本実施形態に係る建屋内調査システムSは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
≪Others≫
In addition, the building survey system S according to the present embodiment is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
図1に示すように、本実施形態に係る建屋内調査システムSは、遠隔操作装置3と移動機構1をケーブル4で接続するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、移動機構1にバッテリ(図示せず)を搭載し、遠隔操作装置3と移動機構1とは、無線により通信する構成であってもよい。
As shown in FIG. 1, the building survey system S according to the present embodiment has been described as connecting the
図2Aに示すように、本実施形態に係る建屋内調査システムSの移動機構1は、クローラ機構により移動するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、駆動輪により移動する構成であってもよく、多脚機構により移動する構成であってもよく、それらを組み合せた構成であってもよい。
As illustrated in FIG. 2A, the moving
また、変形例に係る建屋内調査システムSについて、中継機能を有する中継飛行体2Aは1つに限られず、複数備えていてもよい。また、変形例に係る建屋内調査システムSについて、中継機能を有する中継飛行体2Aと中継機能のない飛行体2とを組み合せて備えるものとして説明したが、これに限られるものではなく、全て中継機能を有する中継飛行体2Aで構成してもよい。また、中継局として機能させる中継飛行体2Aは、環境データ(温度・湿度・放射線量等)を取得する各種センサ(図示せず)を省略して、安価に構成してもよい。
Moreover, about the building survey system S which concerns on a modification, 2 A of relay flying bodies which have a relay function are not restricted to one, You may provide with two or more. Moreover, although the building survey system S according to the modification has been described as being provided with a combination of the flying
S 建屋内調査システム
1 移動機構
2 飛行体
2A 中継飛行体(飛行体)
3 遠隔操作装置
4 ケーブル
5 無線
10 本体
11 クローラ機構
12 フリッパ
13 ITVカメラ
14 パンチルト雲台
15 制御手段
16 通信手段
17 無線通信手段
18 給電手段
20 フレーム
21 プロペラ
22 モータ
23 動翼
24 発光体マーカ(発光体)
25 カメラ
26 距離センサ
27 制御手段
28 無線通信手段
28A,28B 中継手段
29 受電手段
29a バッテリ(蓄電池)
31 表示手段
32 操作手段
33 記憶手段
33a マップ
34 通信手段
35 制御手段
36 画像処理部
37 パンチルト制御部(パンチルト制御手段)
38 位置推定部(位置推定手段)
39 飛行可能領域判定部(飛行可能領域判定手段)
S
3
25
31 Display means 32 Operation means 33 Storage means
38 Position estimation unit (position estimation means)
39 Flyable region determination unit (flyable region determination means)
Claims (8)
前記移動機構に設けられたカメラと、
前記カメラのパンチルト機構と、
前記移動機構に搭載可能な飛行体と、
前記飛行体に設けられた発光体と、
前記カメラが前記発光体を追尾するように前記パンチルト機構を制御するパンチルト制御部と、
前記カメラで撮影された画像を表示する表示部と、
少なくとも前記飛行体の操作を入力する操作入力部と、
前記移動機構に設けられた第1無線通信部と、
前記飛行体に設けられ、前記第1無線通信部と無線通信可能な第2無線通信部と、
調査対象である建屋のマップを記憶する記憶部と、
前記マップにおける前記移動機構および前記飛行体の位置を推定する位置推定部と、
前記飛行体の飛行可能領域であるか否かを判定する飛行可能領域判定部と、
前記飛行体の移動を制御する制御部と、を備え、
前記飛行可能領域判定部は、
前記位置推定部で推定した前記移動機構の位置と、前記マップと、に基づいて、前記移動機構と前記飛行体の間で無線による通信が可能な領域である前記飛行体の前記飛行可能領域を決定し、
前記操作入力部により入力された前記飛行体の移動方向が前記飛行可能領域外となると前記飛行可能領域判定部が判定した場合、前記制御部は、前記飛行体の移動を制限する
ことを特徴とする建屋内調査システム。 A moving mechanism that moves through the floor and enters the building;
A camera provided in the moving mechanism;
A pan / tilt mechanism of the camera;
An aircraft that can be mounted on the moving mechanism;
A light emitter provided on the flying body;
A pan / tilt control unit for controlling the pan / tilt mechanism so that the camera tracks the light emitter;
A display unit for displaying an image captured by the camera;
An operation input unit for inputting at least the operation of the flying object ;
A first wireless communication unit provided in the moving mechanism;
A second wireless communication unit provided in the flying body and capable of wireless communication with the first wireless communication unit;
A storage unit for storing a map of the building under investigation;
A position estimating unit for estimating the position of the moving mechanism and the flying object in the map;
A flightable area determination unit that determines whether the flightable area of the flying object;
A control unit for controlling the movement of the flying object ,
The flight region determination unit
Based on the position of the moving mechanism estimated by the position estimating unit and the map, the flightable area of the flying object is an area where wireless communication is possible between the moving mechanism and the flying object. Decide
When the flightable area determination unit determines that the moving direction of the flying object input by the operation input unit is out of the flightable area, the control unit limits the movement of the flying object. An indoor survey system characterized by that.
前記建屋への侵入時からの前記移動機構の移動距離に基づいて、前記マップにおける前記移動機構の位置を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の建屋内調査システム。 The position estimation unit
The building survey system according to claim 1, wherein a position of the moving mechanism in the map is estimated based on a moving distance of the moving mechanism from the time of entering the building.
前記カメラで撮影された画像に基づいて、前記マップにおける前記移動機構の位置を推定する Estimating the position of the moving mechanism in the map based on an image taken by the camera
ことを特徴とする請求項1に記載の建屋内調査システム。 The building interior survey system according to claim 1, wherein:
前記位置推定部は、推定した前記移動機構の位置と、前記パンチルト機構の角度情報と、前記距離センサの距離情報と、に基づいて、前記移動機構に対する前記飛行体の位置を推定する The position estimation unit estimates the position of the flying object with respect to the movement mechanism based on the estimated position of the movement mechanism, angle information of the pan / tilt mechanism, and distance information of the distance sensor.
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の建屋内調査システム。 The building interior survey system according to claim 2 or claim 3, wherein
ことを特徴とする請求項1に記載の建屋内調査システム。 The building inspection system according to claim 1, wherein the light emitter is installed at a bottom portion of the flying body.
ことを特徴とする請求項1に記載の建屋内調査システム。 The building inspection system according to claim 1, wherein the light emitter is a light emitter that emits infrared light.
前記飛行体が搭載された状態において、該飛行体の蓄電池を充電する給電部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の建屋内調査システム。 The moving mechanism is
The building inspection system according to claim 1, further comprising a power feeding unit that charges a storage battery of the flying object in a state where the flying object is mounted.
ことを特徴とする請求項1に記載の建屋内調査システム。 The building survey system according to claim 1, further comprising a relay flying object having relay means for relaying communication between the moving mechanism and the flying object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257336A JP6085153B2 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Indoor survey system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257336A JP6085153B2 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Indoor survey system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014104797A JP2014104797A (en) | 2014-06-09 |
JP6085153B2 true JP6085153B2 (en) | 2017-02-22 |
Family
ID=51026659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012257336A Active JP6085153B2 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Indoor survey system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6085153B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210098064A (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-10 | 한국로봇융합연구원 | Monitoring robot system in the culvert or atypical space |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6442502B2 (en) * | 2014-06-20 | 2018-12-19 | 住友重機械工業株式会社 | Excavator and control method thereof |
KR101674932B1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-11-10 | 한국과학기술원 | Charge station of unmanned aerial vehicle, charge station including the same, method of charging unmanned aerial vehicle, and method of transporting goods using unmanned aerial vehicle |
EP3177010B1 (en) * | 2014-07-31 | 2021-08-18 | Sony Group Corporation | Information processing device, information processing method, and image display system |
WO2016019564A1 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Multi-zone battery exchange system |
WO2016019562A1 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for uav battery power backup |
JP6268659B2 (en) * | 2014-08-08 | 2018-01-31 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | UAV energy exchange station |
JP6466669B2 (en) * | 2014-08-29 | 2019-02-06 | 三菱重工業株式会社 | Work robot system and control method of work robot system |
CN110780679B (en) | 2014-09-30 | 2023-05-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Flight indication method and device and aircraft |
CN109733629B (en) | 2014-11-21 | 2021-05-25 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Base station for mobile platform with payload |
JP6482857B2 (en) * | 2014-12-22 | 2019-03-13 | セコム株式会社 | Monitoring system |
JP6482856B2 (en) * | 2014-12-22 | 2019-03-13 | セコム株式会社 | Monitoring system |
JP6482855B2 (en) * | 2014-12-22 | 2019-03-13 | セコム株式会社 | Monitoring system |
JP6713984B2 (en) * | 2015-03-11 | 2020-06-24 | 学校法人千葉工業大学 | Carrier with heliport |
JP2016199144A (en) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 三菱電機特機システム株式会社 | Unmanned vehicle system, ground unmanned vehicle, and unmanned flight vehicle |
JP6575215B2 (en) * | 2015-08-12 | 2019-09-18 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus and image forming system |
JP2017071285A (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 田淵電機株式会社 | Flight vehicle, flight vehicle power supply device, and flight vehicle control device |
JP6100868B1 (en) | 2015-11-09 | 2017-03-22 | 株式会社プロドローン | Unmanned moving object control method and unmanned moving object monitoring device |
JP6636778B2 (en) * | 2015-11-10 | 2020-01-29 | 川田テクノロジーズ株式会社 | Floating inspection device and inspection system equipped with it |
JP2017120538A (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 東京電力ホールディングス株式会社 | Route calculation device, movement observation system and program |
JP6634314B2 (en) * | 2016-03-01 | 2020-01-22 | 株式会社タクマ | Facility inspection system using unmanned aerial vehicles |
WO2017199940A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | 株式会社日水コン | Inspection device for duct inner wall, and computer program |
WO2018034033A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | 本郷飛行機株式会社 | Communication control device |
JP6329219B2 (en) * | 2016-08-24 | 2018-05-23 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Operation terminal and moving body |
JP6788435B2 (en) * | 2016-08-26 | 2020-11-25 | 株式会社パイオラックス | Contactless power supply system |
JP2020003830A (en) * | 2016-09-26 | 2020-01-09 | 株式会社日立製作所 | Moving object control device and moving object control system |
KR101948569B1 (en) * | 2017-06-07 | 2019-02-15 | 국방과학연구소 | Flying object identification system using lidar sensors and pan/tilt zoom cameras and method for controlling the same |
KR101956472B1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-03-15 | 경성대학교 산학협력단 | Structure inspection apparatus and system for inspecting ballast tank |
US11167846B2 (en) | 2017-10-27 | 2021-11-09 | Ntt Docomo, Inc. | Information processing apparatus |
WO2019087891A1 (en) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | 株式会社Nttドコモ | Information processing device and flight control system |
JP2019085104A (en) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | 株式会社エアロネクスト | Flying body and method of controlling flying body |
JP7060616B2 (en) | 2017-12-15 | 2022-04-26 | 株式会社Nttドコモ | Information processing equipment |
JP6941571B2 (en) * | 2018-01-29 | 2021-09-29 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Survey system and survey method |
JP6607624B2 (en) * | 2018-12-18 | 2019-11-20 | みこらった株式会社 | MOBILE PROJECTION SYSTEM AND MOBILE PROJECTOR DEVICE |
IT202200021243A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-14 | Antonio Terribile | HYBRID LOCOMOTIVE ROBOTIC DEVICE FOR PLANT INSPECTION |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53132213A (en) * | 1977-04-25 | 1978-11-17 | Hitachi Ltd | Tracking control unit |
JPH0724751A (en) * | 1989-02-13 | 1995-01-27 | Toshiba Corp | Inspection work robot |
JP2000211593A (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-02 | Nec Corp | Monitoring equipment for drones |
US6626078B2 (en) * | 2000-11-30 | 2003-09-30 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus for detecting, identifying, and validating the existence of buried objects |
JP4651561B2 (en) * | 2006-03-08 | 2011-03-16 | 三菱電機株式会社 | Mobile device control apparatus, mobile device control method, and program |
JP2010208501A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Unmanned aircraft and unmanned aircraft system |
-
2012
- 2012-11-26 JP JP2012257336A patent/JP6085153B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210098064A (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-10 | 한국로봇융합연구원 | Monitoring robot system in the culvert or atypical space |
KR102289040B1 (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-11 | 한국로봇융합연구원 | Monitoring robot system in the culvert or atypical space |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014104797A (en) | 2014-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6085153B2 (en) | Indoor survey system | |
JP6250228B2 (en) | Image photographing system for shape measurement of structure, remote control device, on-board control device, program and recording medium | |
US12233859B2 (en) | Apparatus and methods for obstacle detection | |
US20250076875A1 (en) | Multi-sensor environmental mapping | |
US11370540B2 (en) | Context-based flight mode selection | |
JP6594640B2 (en) | Monitoring system | |
JP6539073B2 (en) | Surveillance system and flight robot | |
JP6539072B2 (en) | Surveillance system and flight robot | |
JP6664209B2 (en) | Investigation method using flight-type survey aircraft | |
JP6509599B2 (en) | Flight robot control system and flight robot | |
JP6578113B2 (en) | Flying robot control system and flying robot | |
JP2018055362A (en) | Monitoring system | |
Kawabata et al. | Obstacle avoidance navigation using horizontal movement for a drone flying in indoor environment | |
KR102585428B1 (en) | An automatic landing system to guide the drone to land precisely at the landing site | |
JP2021138204A (en) | Device and method for surveying inside building | |
KR20220031574A (en) | 3D positioning and mapping system and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160210 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170127 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6085153 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |