JP6710114B2 - Pipeline inspection vehicle and pipeline inspection system using it - Google Patents
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Description
本発明は、例えば下水管路などの管路施設内を飛行して画像を取得し、管路施設の内面
の状態を把握する管路施設点検飛行体と、それを用いた管路施設点検システムに関する。
The present invention, for example, a pipeline facility inspection flying body that flies in a pipeline facility such as a sewer pipeline to acquire an image and grasps the state of the inner surface of the pipeline facility, and a pipeline facility inspection system using the same. Regarding
現在、代表的な管路施設として下水管路の老朽化の問題がある。老朽化が進行するとひ
び割れや破損、腐食などの異常が発生する。その結果、管内の液体を管外と分離して流す
機能が低下するとともに、土砂が管外から管内に入って地中に空隙ができ、それが原因で
道路の陥没事故が発生する可能性がある。
At present, as a typical pipeline facility, there is a problem of aging sewer pipelines. As aging progresses, abnormalities such as cracking, damage, and corrosion will occur. As a result, the function of separating the liquid inside the pipe from the outside of the pipe and flowing down decreases, and the sand and sand enter the pipe from outside the pipe to create a void in the ground, which may cause a road collapse accident. is there.
そこで、老朽化にともなう下水管路の異常を把握する技術が必要となっている。このよ
うなニーズに対し、例えば特許文献1では、テレビカメラを搭載した小型の自走車を下水
管の中を走行させ、管内の状態をモニタする技術が記載されている。
Therefore, it is necessary to have a technology to understand the abnormality of the sewerage pipe due to aging. In order to meet such needs, for example, Patent Document 1 describes a technique of running a small self-propelled vehicle equipped with a television camera in a sewer pipe to monitor the state inside the pipe.
特許文献1では、下水管路の中に入れた自走車のテレビカメラで画像を取得するが、予
め下水管路の中に人が入り、地上から自走車を受け取って下水管路の中に設置する作業が
必要となる。下水管路には通常下水が流れているが、下水の水位が高く流速が速いため、人が入ることができない箇所もある。そのような箇所であっても、上部に空間があれば飛行体を用いて管路内面上部の画像を取得する方法がある。飛行体で得た画像に基づき異常を把握した場合、その対策案を立案するにあたって管の径や水深の情報が必要となる。しかしながら、このように人が入れない箇所ではこれらの情報が十分に得られない場合があった。
In Patent Document 1, an image is acquired by a TV camera of a self-propelled vehicle placed in the sewer pipe, but a person enters the sewer pipe in advance and receives the self-propelled vehicle from the ground to enter the sewer pipe. Installation work is required. Sewage normally flows through the sewer line, but there are some places where people cannot enter because the sewage water level is high and the flow velocity is high. Even at such a place, if there is a space above, there is a method of acquiring an image of the upper part of the inner surface of the pipeline using a flying object. When the abnormality is grasped based on the image obtained by the air vehicle, information on the diameter of the pipe and the water depth is necessary when planning the countermeasure. However, such information may not be sufficiently obtained in places where people cannot enter.
本発明はこの課題に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、管路施設の点検に際し、管の径および水深の情報を取得することが可能な管路施設点検飛行体と、それを用いた管路施設点検システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of this problem, an object of the present invention, when inspecting a pipeline facility, a pipeline facility inspection aircraft capable of acquiring information on the diameter and water depth of the pipe, It is to provide a pipeline facility inspection system using it.
本発明の管路施設点検飛行体は、管路内を撮像する撮像手段と、管路内に光を照射する照射手段と、前記撮像手段と前記照射手段を配置し、管路内を飛行する飛行体本体と、前記飛行体本体の上面に配置され、管路と管路内の飛行体との、鉛直上向きの距離を測定する上方距離センサと、前記飛行体本体の少なくとも2つの側面に配置され、管路と管路内の飛行体との、前記飛行体の進行方向に対して直角方向の距離を測定する側方距離センサと、前記飛行体本体に配置され、前記上方距離センサと側方距離センサの測定値に基づいて管路内の飛行体本体の飛行方向を制御する飛行制御手段と、前記上方距離センサと側方距離センサの計測値に基づき、管路断面の形状に応じて、管径もしくは管幅を計算する計算手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の管路施設点検システムは、地上に配置され、前記管路施設点検飛行体で撮影した画像を、地上からマンホールに垂らしたアンテナを介して、無線で受信する送受信装置と、前記送受信装置に接続され、前記計算手段で計算した管径、管幅及び水深の少なくとも1つを表示する表示装置と、を備えることを特徴とする。
A pipeline facility inspection air vehicle of the present invention is provided with an imaging unit for capturing an image of the inside of a pipeline, an irradiation unit for irradiating light into the pipeline, the imaging unit and the irradiation unit, and flying inside the pipeline. An aircraft body, an upper distance sensor arranged on an upper surface of the aircraft body, for measuring a vertically upward distance between a conduit and an aircraft in the conduit, and arranged on at least two side surfaces of the aircraft body. And a lateral distance sensor for measuring a distance between the pipeline and the flying body in the pipeline in a direction perpendicular to the traveling direction of the flying body, and a side distance sensor arranged on the flying body main body and the side distance sensor. Flight control means for controlling the flight direction of the flying body in the pipeline based on the measured value of the lateral distance sensor, and based on the measured values of the upper distance sensor and the lateral distance sensor, depending on the shape of the pipeline cross section. And a calculating means for calculating a pipe diameter or a pipe width.
Further, the pipeline facility inspection system of the present invention is arranged on the ground, the image taken by the pipeline facility inspection aircraft, a transceiver device for wirelessly receiving through an antenna hung from the ground into a manhole, and A display device which is connected to the transmission/reception device and displays at least one of the pipe diameter, the pipe width, and the water depth calculated by the calculation means.
本発明によれば、管路施設の点検に際し、管路内での作業者の立会いを不要とし、管の径および水深の情報を安定して取得することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when inspecting a pipeline facility, it is not necessary for a worker to be present in the pipeline, and information about the diameter and depth of the pipeline can be stably acquired.
本発明の管路施設点検飛行体は、管路施設内を飛行し、亀裂やクラックの点検に用いる飛行体である。管路施設は、例えば下水管、ガス管、トンネル、集合管、内容物を抜いて気体で置換した水道管、蒸気配管、オイル配管、伏せ越し管、放流渠、マンホールなどが挙げられ、特に制限されるものではない。 The pipeline facility inspection vehicle of the present invention is an aircraft that flies in a pipeline facility and is used for inspection of cracks and cracks. Examples of pipeline facilities include sewer pipes, gas pipes, tunnels, collecting pipes, water pipes whose contents have been replaced with gas, steam pipes, oil pipes, siding pipes, discharge pipes, manholes, etc., with particular restrictions. It is not something that will be done.
以下、具体的な一例として、下水管を対象とした場合の一実施形態を図面により説明する。 Hereinafter, as a specific example, an embodiment in the case of targeting a sewer pipe will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例に係る管路施設点検飛行体10の側面図および上面図である。管路施設点検飛行体10は、飛行体本体30に、プロペラ18、撮像手段20、照射手段22、上方距離センサ12、側方距離センサ14、下方距離センサ15、飛行制御手段24を配置している。実際に飛行するためにはモーターやバッテリーなども必要であるが、いずれも飛行体本体30に備えているものとする。さらに、下水管の点検には、撮像手段20で撮影した画像を無線で伝送する無線伝送装置35、それらを駆動するバッテリーなども必要であるが、これらも飛行体本体30に備えているものとする。
FIG. 1 is a side view and a top view of a pipeline
管路施設点検飛行体10はプロペラ18を回転させて下水管の内部を飛行する。照射手段22で下水管の内面に光を照射し、撮像手段20で下水管の内面を撮像する。この撮像手段20が備えられた側を前方として管路施設点検飛行体10は進行する。下水管の壁面や天井あるいは底部をより詳しく撮影する場合、撮像手段20は管路施設点検飛行体10の進行方向に対して直角の向きを撮影できるよう設置してもよく、あるいは複数個設けても良い。進行する際に管路施設点検飛行体10が下水管の天井や壁面、底面や水面に衝突しないように、プロペラ18の回転数の制御によって、管路施設点検飛行体10の上下方向の移動、前後左右への移動や自転を行う。具体的には、上方距離センサ12および側方距離センサ14の計測値を、飛行体本体30内の飛行制御手段24(例えばマイコン)に与え、飛行制御手段24で計算した出力をそれぞれのプロペラ18の動力源であるモーターへ与えて、移動や自転を制御する。なお、ここで言う自転とは、管路施設点検飛行体10の位置を変えずに、飛行体10の向きのみを変えることを意味する。
The pipeline
側方距離センサ14は、下水管と、下水管内の飛行体10との距離を測定するセンサであり、飛行体10の進行方向に対して直角方向の距離を測定できるように、飛行体本体30の両側面にそれぞれ設置される(図1参照)。いずれも進行方向に対し直角の向きの距離を計測する向きに設置されるのが望ましいが、測定する向きが進行方向に対して平行でなければよい。
The
上方距離センサ12は、下水管と、下水管内の飛行体10との距離を測定するセンサであり、鉛直上向きの距離を計測できるように、飛行体本体30の上面に設置される。なお、水平より上向きの方向の距離を計測する複数個の異なる上方距離センサ12を設置してもよい。複数個の上方距離センサ12の測定値に基づき、鉛直上向きからの距離を算出するアルゴリズムを飛行制御手段24に組み込むことで代替が可能である。
The
下方距離センサ15は、下水管底部あるいは水面と、下水管内の飛行体10との距離を測定するセンサであり、鉛直下向きの距離を計測できるように、飛行体本体30の下面に設置される。
The
上述の距離センサ12,14、15としては、安価で軽量かつ低消費電力の超音波センサあるいは赤外線センサを用いることが望ましいが、これら以外でも安価で軽量かつ低消費電力を実現でき、かつ1つの数値として距離を出力できるセンサであればいずれでもよい。下水管路施設内の天井や壁面など固体との距離に加え、液体との距離も測定できることが望ましい。
As the
プロペラ18は、図1では4つを有しているが、これに限定されず、6つ、8つあるいは二重反転プロぺラの形状をとる場合には2つでもよい。
Although the number of
管路施設点検飛行体10としては、ドローンあるいはUAV(Unmanned Aerial Vehicles、無人航空機)と呼ばれる装置、小型のヘリコプター、気球や飛行船など空中に浮遊して移動できる飛行体であればいずれでもよい。
The pipeline facility
撮像手段20は静止画を撮影するカメラ、動画を撮影するビデオカメラのいずれでもよいが、動画を撮影できる設備で構成することが望ましい。
The image capturing means 20 may be either a camera for capturing a still image or a video camera for capturing a moving image, but it is preferable that the
照射手段22については、できるだけ積載するバッテリーの重量を低減するのが望ましいことから、LEDが挙げられるが、特に限定されない。オペレータが画像を目視確認する作業が発生する可能性もあることから、白色光の光源を用いることが望ましい。 As the irradiation means 22, it is desirable to reduce the weight of the battery to be loaded as much as possible, and therefore, an LED can be used, but it is not particularly limited. It is desirable to use a white light source because the operator may be required to visually check the image.
図2は、図1に示す管路施設点検飛行体10を用いた管路施設点検システムを模式的に示す図である。管路施設点検飛行体10は、下水管16内を飛行している。管路施設点検飛行体10には、撮像手段20で撮影した画像を無線で伝送する無線伝送装置35が配置されている。地上からマンホール31に垂らしたアンテナ32とそれに接続された送受信装置33には、飛行体10で撮影した画像が無線伝送装置から伝送、受信され、地上の表示装置34に表示される。表示装置34で、地上の作業員が、撮影した画像を撮影と同時に確認することができる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a pipeline facility inspection system using the pipeline
一般に、下水管16は地面形状に対してほぼ並行に配置されており、マンホール31に対してほぼ直角に接続されている。よって、直進性の高い高周波の電波をマンホール31経由で下水管16へ送っても、マンホール31から下水管16に繋がる屈曲部で電波の減衰が大きく、電波が届きにくい場合がある。これに対し、アンテナ32をマンホール31に配置することで、直進性が高い高周波の電波であっても下水管16の中を電波が伝達し易くなり、より安定して飛行体10と通信することができる。
In general, the
アンテナ32は、導電体を樹脂で被覆して構成され、ケーブル状に巻き取れる性状が作業する上で好ましい。図2では、アンテナ32を入り口側のマンホール31、出口側のマンホール31にそれぞれ配置しているが、入口側のみ、出口側のみでもよい。
The
上述の内容は無線により撮影した画像を伝送する場合について述べたが、本発明では無線であることに限定はされず、有線で画像を伝送することでもよい。 Although the above description has described the case of transmitting an image captured by wireless, the present invention is not limited to being wireless, and an image may be transmitted by wire.
表示装置34は、特に制限されるものではなく、例えば、液晶、プラズマディスプレイ、ブラウン管等の据付型のPC用モニタや業務用モニタ、スマートフォン、タブレット等のモバイル装置でもよい。
The
図3は、管路施設点検飛行体10が水平方向に設置された下水管16の内部を飛行している際の径方向断面模式図である。下水管16には下水26が流れている。上方距離センサ12は下水管16の天井との距離y1を計測しており、2つ備えられた側方距離センサ14は下水管16の壁面との距離x1およびx2を計測していることを示している。下方距離センサ15は下水管16の底面あるいは水面との距離y2を計測していることを示す。この図で進行方向は紙面の向こう側であり、管路施設点検飛行体10は後方が示されている。点検作業においては、壁面に衝突することなく、距離y1、距離x1、および距離x2をいずれも一定に保ったまま管路施設点検飛行体10が下水管16の中を軸方向へ飛行できることが望ましい。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the radial direction when the pipeline
なお、この場合には上方向と側面方向で合わせて異なる3方向の距離センサを備えることになるが、天井との距離y1および壁面との距離x1、x2を算出できるのであれば、前述のようにさらに多い個数の距離センサを備えてもよい。ただし、距離センサの数の増加はコスト増、重量増および消費電力増につながるため、多くても10方向の距離センサがあれば十分である。 In this case, although the distance sensors in three different directions are combined in the upper and side directions, if the distance y 1 to the ceiling and the distances x 1 and x 2 to the wall surface can be calculated, As described above, a larger number of distance sensors may be provided. However, an increase in the number of distance sensors leads to an increase in cost, weight, and power consumption, so a distance sensor with at most 10 directions is sufficient.
図4は、管路施設点検飛行体10が水平方向に設置された管路施設内を飛行している状態を鉛直上方から見た軸方向断面図である。このうち(a)は管路施設点検飛行体10が軸方向へ飛行している望ましい状態である。(b)は管路施設点検飛行体10の飛行方向が軸方向に対して右向きに傾いている好ましくない状態、(c)は逆に管路施設点検飛行体10の飛行方向が軸方向に対して左向きに傾いている好ましくない状態を示す。(a)の状態で飛行できれば管路施設点検飛行体10は壁面へ衝突せず、かつ一定した向きの解析しやすい画像を撮影できる。(b)(c)のようになると解析しづらい画像になるとともに、管路施設点検飛行体10が壁面に衝突する危険性がある。したがって、(b)(c)の状態になった場合には、管路施設点検飛行体10を自転させて(a)の状態に制御する必要がある。(b)(c)の場合には、距離x1と距離x2の和が(a)の場合に比べて長い。管路施設点検飛行体10の進行方向と下水管16の軸方向との向きの差を角度偏差θと定義する。
FIG. 4 is an axial cross-sectional view of a state where the pipeline
図5は、この角度偏差θとx1+ x2の値の関係を模式図で示したグラフである。x1+ x2が極小値となるときに角度偏差θは0となる。この関係を利用し、x1+ x2の値が極小値となるよう管路施設点検飛行体10の自転制御をすることにより、図4(a)の飛行方向を維持したまま飛行することが可能となる。
FIG. 5 is a graph schematically showing the relationship between the angle deviation θ and the values of x 1 +x 2 . The angular deviation θ becomes 0 when x 1 + x 2 has a minimum value. Utilizing this relationship, by controlling the rotation of the pipeline facility
ただし、図3で示すように、下水管16が円形管の場合、x1+ x2を小さくするだけの条
件で飛行制御し、x1+ x2が0に近づくと、天井あるいは底に移動して衝突する可能性が生じる。すなわち、下水管16の天井との距離y1の値が一定となる条件下で、管路施設点検飛行体10の自転制御をすることが必要である。一方、下水管が矩形管の場合でも、距離y1の値が一定となる条件下で管路施設点検飛行体10の自転制御をすることが望ましい。このように距離y1の値が一定となる条件下で、x1+ x2が極小値となるよう自転するアルゴリズムを飛行制御手段24に備える。
However, as shown in Fig. 3, when the
なお、上記ではx1+ x2の値が極小となる例について述べたが、計算式はこれには限定さ
れず、x1とx2を入力として求めた指標の値が目標範囲内を満たすことでもよい。例えば、
係数を乗じたk1・x1+k2・x2の値が極小となる条件でもよいし、1/( x1+ x2)の値が極大となる条件でもよい。あるいは、単にx1が目標範囲内を、かつx2も目標範囲内を維持する条件でもよい。いずれにしても、x1とx2を入力として求めた指標の値が極小、極大、あるいは所定の目標範囲内の値を満足すればよい。
In the above, the example in which the value of x 1 + x 2 is the minimum is described, but the calculation formula is not limited to this, and the value of the index obtained by inputting x 1 and x 2 satisfies the target range. It may be. For example,
The condition may be such that the value of k 1 ·x 1 +k 2 ·x 2 multiplied by the coefficient is the minimum value, or the value of 1/(x 1 +x 2 ) is the maximum value. Alternatively, the condition may be such that x 1 is maintained within the target range and x 2 is maintained within the target range. In any case, the index value obtained by inputting x 1 and x 2 may be a minimum value, a maximum value, or a value within a predetermined target range.
上述のようにx1+ x2が極小値となるよう自転した後でのx1、x2および距離y1の値が得られると、管路施設点検飛行体10が飛行している下水管16が円形管の場合、解析的に次式で管径2rを一意に求めることができる。
2r = (x1 2+x2 2+ y1 2+((x1 2+x2 2)/y1 2)0.5 ・・・(1)
ここで、y1 ≠0とする。y1 = 0となるのは、管路施設点検飛行体10が下水管16の天井に接触している状態である。すなわち、管路施設点検飛行体10が下水管16の天井に接触していなければ、式(1)によって管径2rを求めることができる。
As described above, when the values of x 1 , x 2 and the distance y 1 are obtained after the rotation so that x 1 + x 2 has the minimum value, the sewer pipe in which the pipeline
2r = (x 1 2 +x 2 2 +y 1 2 +((x 1 2 +x 2 2 )/y 1 2 ) 0.5・・・(1)
Here, y 1 ≠0. y 1 =0 is a state in which the pipeline
x1 = x2となるように管路施設点検飛行体10の水平方向の飛行位置を制御すると、下水管16の断面である円の左右二等分の線上に管路施設点検飛行体10が位置することになる。下方に水面が無い場合には、天井との距離y1の値と底面との距離y2の値の和は2rと等しくなる。しかし、通常は下水管16の底部に下水が流れているため、底面との距離y2の値は小さくなる。その差分が水深dに相当する。すなわち、
d = 2r −y1 −y2 ・・・(2)
によって水深を得ることができる。
If the horizontal flight position of the pipeline
d = 2r −y 1 −y 2・・・(2)
The depth of water can be obtained by.
一方、管路施設点検飛行体10の水平方向の飛行位置がx1 ≠ x2の場合、天井から管底までの距離は2rと異なることもあり、式(2)によって水深dの値を得ることはできない。このような場合には、以下のようにして水深を計算することができる。
管路施設点検飛行体10と下水管16断面の円の中心との相対位置は、解析的に次式で求めることができる。
X = (x2 − x1)/2 ・・・(3)
Y = (y1 2 − x1・x2)/(2・y1) ・・・(4)
ここでも上記同様に、管路施設点検飛行体10が下水管16の天井に接触していないものとする。このYを用いることで、管路施設点検飛行体10がx1 = x2の位置へ水平移動したと仮定した場合の管底までの距離y2’を次式で求めることができる。
y2' = r − Y ・・・(5)
ここでrは式(2)で求めた値を用いる。下方に水面があるとその分だけ真下の距離y2の値は小さくなるので、その差分が下水管16の水深の値dとなる。すなわち、次式でdの値を求めることができる。
d = y2’ - y2 ・・・(6)
On the other hand, if the horizontal flight position of the pipeline
The relative position between the duct
X = (x 2 − x 1 )/2 ・・・(3)
Y = (y 1 2 − x 1・x 2 )/(2・y 1 )・・・(4)
Here again, it is assumed that the pipeline
y 2 '= r − Y ・・・(5)
Here, the value obtained by the equation (2) is used as r. If there is a water surface below, the value of the distance y 2 directly below becomes smaller accordingly, and the difference becomes the water depth value d of the
d = y 2 '- y 2 ··· (6)
以上のように求めた値は、上述した表示装置34に数値および図として表示されるのがよい。管径2r、水深dのほかに管路施設点検飛行体10の下水管16の断面である円との相対位置であるx1、x2、y1、y2を表示してもよい。
The values obtained as described above are preferably displayed as numerical values and figures on the
図6に画面表示の例を示す。この例では、管路施設点検飛行体10に2台の撮像手段20が搭載されているとして、画面上半分にはそれぞれの撮像手段20で得られた画像が表示されている。左下には管路施設点検飛行体10の周辺状況の小画面が表示されているが、これは別画面であってもよい。この小画面は管路施設点検飛行体10を背面から見た図となっており、管路施設点検飛行体10をあらわす中央の球と、上方距離センサ12、下方距離センサ15、側方距離センサ14で測定された距離での固体・液体表面との相対的な位置関係が図示される。水面の位置も図示されたほうがよい。また、具体的な距離の数値は左側および下側に表示されるのがよい。
FIG. 6 shows an example of the screen display. In this example, assuming that the two imaging means 20 are mounted on the pipeline facility
このような画面構成をとることにより、点検者は撮像手段20で得られた画像を見ながら、管路施設点検飛行体10が現時点で下水管16の断面に対してどのあたりを飛行しているか、感覚的かつ定量的に把握することができる。その結果、管路施設点検飛行体10が壁面や水面に衝突したりしないよう、飛行位置をより適切に設定することが可能となる。
By taking such a screen configuration, the inspector looks at the image obtained by the imaging means 20 and at what point the pipeline
また、計算の結果として得られた管形状も数値として表示したほうがよい。図6では、上述した小画面の右側に数値として管径と水深を表示するようにしているが、これも別画面にしてもよい。 In addition, it is better to display the tube shape obtained as a result of the calculation as a numerical value. In FIG. 6, the pipe diameter and the water depth are displayed as numerical values on the right side of the small screen described above, but this may be displayed on another screen.
実施例1では下水管16の断面が円である円形管を対象とした場合について述べたが、実際に下水管16としては断面が四角形である矩形管が用いられる場合もある。図7は、矩形管の中を上述の管路施設点検飛行体10が飛行している際の径方向断面模式図である。
In the first embodiment, the case where the
上述した円形管の場合と同様に、x1+ x2が極小値となるよう自転した後でのx1、x2および距離y1の値が得られると、管路施設点検飛行体10が飛行している下水管16の仕様が分かる。管路施設点検飛行体10での距離センサの値から管幅を求めることができる。管幅をwとすると、この値は次式で求めることができる。
w = x1 + x2 ・・・(7)
矩形管の断面が正方形と分かっている場合には、水深dを次式で求めることができる。
d = w − (y1 + y2) ・・・(8)
As in the case of the circular pipe described above, when the values of x 1 , x 2 and the distance y 1 after the rotation so that x 1 + x 2 have the minimum value are obtained, the pipeline
w = x 1 + x 2 (7)
If it is known that the cross section of the rectangular pipe is square, the water depth d can be calculated by the following equation.
d = w − (y 1 + y 2 )・・・(8)
以上のように求めた値は、上述した表示装置34に数値および図として表示されるのがよい。管幅w、水深dのほかに管路施設点検飛行体10の下水管16の断面である四角形との相対位置であるx1、x2、y1、y2を表示してもよい。
The values obtained as described above are preferably displayed as numerical values and figures on the
図8に画面表示のうち、下半分の例を示す。画面上半分には、図6と同様に、それぞれの撮像手段20で得られた画像が表示されるのがよい。左下には管路施設点検飛行体10の周辺状況の小画面が表示されているが、これは別画面であってもよい。この小画面は管路施設点検飛行体10を背面から見た図となっており、管路施設点検飛行体10をあらわす中央の球と、上方距離センサ12、下方距離センサ15、側方距離センサ14で測定された距離での固体・液体表面との相対的な位置関係が図示される。具体的な距離の数値は左側および下側に表示されるのがよい。
FIG. 8 shows an example of the lower half of the screen display. The images obtained by the respective image pickup means 20 are preferably displayed on the upper half of the screen as in FIG. 6. Although a small screen of the peripheral condition of the duct
このような画面構成をとることにより、点検者は撮像手段20で得られた画像を見ながら、管路施設点検飛行体10が現時点で下水管16の断面に対してどのあたりを飛行しているか、感覚的かつ定量的に把握することができる。その結果、管路施設点検飛行体10が壁面や水面に衝突したりしないよう、飛行位置をより適切に設定することが可能となる。
By taking such a screen configuration, the inspector looks at the image obtained by the imaging means 20 and at what point the pipeline
また、計算の結果として得られた管形状も数値として表示したほうがよい。図8では、上述した小画面の右側に数値として矩形管の管幅と水面から天井までの距離を表示するようにしているが、これも別画面にしてもよい。 In addition, it is better to display the tube shape obtained as a result of the calculation as a numerical value. In FIG. 8, the tube width of the rectangular tube and the distance from the water surface to the ceiling are displayed as numerical values on the right side of the small screen described above, but this may also be displayed on another screen.
なお、管路施設点検飛行体10で点検する下水管16が円形管か矩形管かあらかじめ分からない場合には、上方距離センサ12、側方距離センサ14で得られた計測値を用いて形状を自動的に判断してもよい。そのため、少なくとも水平方向あるいは垂直方向に異なる2つの地点での距離計測値を用いる。管の軸方向と異なる方向へ水平に移動したときに上方距離センサ12の計測値が一定であれば矩形管、変化するようであれば円形管と判断する計算部を備えるのがよい。あるいは、垂直方向に移動したときに側方距離センサ14で得られた計測値が一定であれば矩形管、変化するようであれば円形管と判断する計算部を備えるのがよい。
If it is not known in advance whether the
図9は、管路施設点検飛行体10の水平前方の障害物との距離を測定する前方距離センサ37と、水平後方の障害物との距離を測定する後方距離センサ39を備えた管路施設点検飛行体10の側面図および上面図である。
FIG. 9 is a pipeline facility provided with a
前方距離センサ37と後方距離センサ39を備えることで、管路施設点検飛行体10は全部で6方向、前後左右上下の障害物との距離を計測することができるようになる。したがって、進行方向に障害物があった場合にはそれを検知することができ、その障害物と管路施設点検飛行体10との衝突を防止する運転あるいは制御が可能となる。また、管路施設点検飛行体10をマンホールから出入りさせる場合にも、前後左右の距離を計測できればマンホールの管や手すりとの衝突を防止する運転あるいは制御が可能となる。前方距離センサ37および後方距離センサ39で得られた計測値も表示装置34に数値および図として表示されるのがよい。
By providing the
画面表示のうち、下半分の例を図10に示す。画面上半分には、図6と同様に、それぞれの撮像手段20で得られた画像が表示されるのがよい。左下には管路施設点検飛行体10の周辺状況の小画面が表示されているが、これは別画面であってもよい。この小画面は管路施設点検飛行体10を背面から見た図となっており、管路施設点検飛行体10をあらわす中央の球と、上方距離センサ12、下方距離センサ15、側方距離センサ14で測定された距離での固体・液体表面との相対的な位置関係が図示される。具体的な距離の数値は左側および下側に表示されるのがよい。これに加えて、その右側には管路施設点検飛行体10を側面から見た図を表示する。この図では管路施設点検飛行体10をあらわす中央の球と、上方距離センサ12、下方距離センサ15、前方距離センサ27、後方距離センサ39で得られた距離での固体・液体表面との相対的な位置関係が図示される。具体的な距離の数値は左側および下側に表示されるのがよい。
An example of the lower half of the screen display is shown in FIG. The images obtained by the respective image pickup means 20 are preferably displayed on the upper half of the screen as in FIG. 6. Although a small screen of the peripheral condition of the duct
このような画面構成をとることにより、点検者は撮像手段20で得られた画像を見ながら、管路施設点検飛行体10が現時点で下水管16の断面に対してどのあたりを飛行しているか、感覚的かつ定量的に把握することができる。その結果、管路施設点検飛行体10が壁面や水面に衝突したりしないよう、飛行位置をより適切に設定することが可能となる。
By taking such a screen configuration, the inspector looks at the image obtained by the imaging means 20 and at what point the pipeline
10…管路施設点検飛行体
12…上方距離センサ
14…側方距離センサ
15…下方距離センサ
16…下水管
18…プロペラ
20…撮像手段
22…照射手段
24…飛行制御手段
26…下水
30…飛行体本体
31…マンホール
32…アンテナ
33…送受信装置
34…表示装置
35…無線伝送装置
37…前方距離センサ
39…後方距離センサ
10... Pipe facility
Claims (11)
管路内に光を照射する照射手段と、
前記撮像手段と前記照射手段を配置し、管路内を飛行する飛行体本体と、
前記飛行体本体の上面に配置され、管路と管路内の飛行体との、鉛直上向きの距離を測定する上方距離センサと、
前記飛行体本体の少なくとも2つの側面に配置され、管路と管路内の飛行体との、前記飛行体の進行方向に対して直角方向の距離を測定する側方距離センサと、
前記飛行体本体に配置され、前記上方距離センサと側方距離センサの測定値に基づいて管路内の飛行体本体の飛行方向を制御する飛行制御手段と、
前記上方距離センサと側方距離センサの計測値に基づき、管路断面の形状に応じて、管径もしくは管幅を計算する計算手段と、
を備えることを特徴とする管路施設点検飛行体。 Imaging means for imaging the inside of the pipeline,
Irradiation means for irradiating light into the pipe,
An aircraft body that arranges the image pickup unit and the irradiation unit and flies in a pipeline,
An upper distance sensor that is arranged on the upper surface of the flight body and that measures a vertically upward distance between the pipeline and the flight vehicle in the pipeline,
A lateral distance sensor which is disposed on at least two side surfaces of the aircraft body, and which measures a distance between a pipeline and a flight vehicle in the pipeline in a direction perpendicular to a traveling direction of the flight vehicle;
Flight control means arranged on the aircraft body, for controlling the flight direction of the aircraft body in the pipeline based on the measurement values of the upper distance sensor and the lateral distance sensor,
Based on the measured values of the upper distance sensor and the lateral distance sensor, according to the shape of the cross section of the pipe, a calculating means for calculating the pipe diameter or pipe width,
An air vehicle for inspecting pipeline facilities, characterized by comprising:
地上に配置され、前記管路施設点検飛行体で撮影した画像を、地上からマンホールに垂らしたアンテナを介して、無線で受信する送受信装置と、
前記送受信装置に接続され、前記計算手段で計算した管径、管幅、水深及び障害物との距離のうち少なくとも1つを表示する表示装置と、を備えることを特徴とする管路施設点検システム。 A pipeline facility inspection vehicle according to claim 4 ,
A transmitter/receiver that is placed on the ground and wirelessly receives an image taken by the duct facility inspection air vehicle through an antenna hung from the ground into a manhole,
A pipe facility inspection system, comprising: a display device connected to the transmission/reception device and displaying at least one of a pipe diameter, a pipe width, a water depth, and a distance to an obstacle calculated by the calculation means. ..
地上に配置され、前記管路施設点検飛行体で撮影した画像を、地上からマンホールに垂らしたアンテナを介して、無線で受信する送受信装置と、 A transmitter/receiver that is placed on the ground and wirelessly receives an image taken by the duct facility inspection air vehicle through an antenna hung from the ground into a manhole,
前記送受信装置に接続され、前記計算手段で計算した管径、管幅、水深及び障害物との距離のうち少なくとも1つを表示する表示装置と、を備えることを特徴とする管路施設点検システム。 A pipe facility inspection system, comprising: a display device connected to the transmission/reception device and displaying at least one of a pipe diameter, a pipe width, a water depth, and a distance to an obstacle calculated by the calculation means. ..
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