特許 6581839 構造物の状態検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6581839

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】構造物の状態検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20190912BHJP

   G01C 11/02 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   G01C15/00 102Z

   G01C11/02

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-158665(P2015-158665)

(22)【出願日】2015年8月11日

(65)【公開番号】特開2017-37008(P2017-37008A)

(43)【公開日】2017年2月16日

【審査請求日】2018年7月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】399014163

【氏名又は名称】株式会社 ジツタ

(74)【代理人】

【識別番号】100098545

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100189717

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 貴章

(72)【発明者】

【氏名】山内 延恭

【審査官】 八木 智規

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６８８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／１６８４２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １１／０２

Ｇ０１Ｃ １５／００−１５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、
前記構造物形状取得ステップで取得した前記三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、
無人航空機を追尾装置で追尾して前記無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置と、前記飛行経路決定ステップで決定した前記飛行経路とから前記無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、
前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路決定ステップで決定した前記撮影位置になった時に前記無人航空機に搭載した撮影装置で前記構造物を撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影した撮影データを分析して前記構造物の異常状態を検査する検査ステップと
を有し、
前記構造物に対する安全離間距離外を待機区域としてあらかじめ設定し、
前記位置検出ステップにおいて、
前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、前記飛行経路の指示に代えて前記待機区域への移動を指示する
ことを特徴とする構造物の状態検査方法。

【請求項2】

構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、
前記構造物形状取得ステップで取得した前記三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、
無人航空機を追尾装置で追尾して前記無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置と、前記飛行経路決定ステップで決定した前記飛行経路とから前記無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、
前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路決定ステップで決定した前記撮影位置になった時に前記無人航空機に搭載した撮影装置で前記構造物を撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影した撮影データを分析して前記構造物の異常状態を検査する検査ステップと
を有し、
複数の着陸区域をあらかじめ設定し、
前記位置検出ステップにおいて、
前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、検出された前記位置から複数の前記着陸区域の中から一つの前記着陸区域を決定し、前記飛行経路の指示に代えて決定した前記着陸区域への移動を指示する
ことを特徴とする構造物の状態検査方法。

【請求項3】

構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、
前記構造物形状取得ステップで取得した前記三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、
無人航空機を追尾装置で追尾して前記無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置と、前記飛行経路決定ステップで決定した前記飛行経路とから前記無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、
前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路決定ステップで決定した前記撮影位置になった時に前記無人航空機に搭載した撮影装置で前記構造物を撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影した撮影データを分析して前記構造物の異常状態を検査する検査ステップと
を有し、
前記構造物に対する安全離間距離を待機区域としてあらかじめ設定し、
前記位置検出ステップにおいて、
前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、前記飛行経路の指示に代えて前記待機区域への移動を指示し、
前記待機区域内で、指示した前記位置から前記無人航空機が所定距離以上離れたことを検出すると着陸区域への移動を指示する
ことを特徴とする構造物の状態検査方法。

【請求項4】

前記追尾装置として、少なくとも第１追尾装置と第２追尾装置とを用い、
前記飛行経路を、
前記第１追尾装置で追尾できる第１飛行経路と、
前記第２追尾装置で追尾できる第２飛行経路と、
前記第１追尾装置と前記第２追尾装置とで追尾できる第３飛行経路と
に区分し、
前記位置検出ステップでは、
前記無人航空機が前記第１飛行経路を移動している間は、前記無人航空機の前記位置を前記第１追尾装置で検出し、
前記無人航空機が前記第３飛行経路を移動している間に、前記無人航空機の前記位置の検出を前記第１追尾装置から前記第２追尾装置に切り替え、
前記無人航空機が前記第２飛行経路を移動している間は、前記無人航空機の前記位置を前記第２追尾装置で検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の構造物の状態検査方法。

【請求項5】

前記飛行経路決定ステップでは、
前記三次元形状データを元に、複数の撮影面を決定する検査位置決定ステップと、
前記検査位置決定ステップで決定されたそれぞれの前記撮影面に対して、前記撮影面から前記撮影装置までの撮影距離と、前記撮影面と前記撮影装置との角度、とから前記撮影位置を決定する撮影位置決定ステップと、
前記撮影位置決定ステップで決定されたそれぞれの前記撮影位置を移動するための前記飛行経路を決定する経路決定ステップと
を有し、
前記構造物に対する最低近接距離内を飛行禁止区域としてあらかじめ設定し、
前記経路決定ステップでは、前記飛行経路を前記飛行禁止区域外となるように決定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構造物の状態検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨部材やコンクリート部材の表面に生じるクラック等を検査する構造物の状態検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、構築物の間を移動しながら撮像し、更に撮像した位置を検出し、撮像された撮像データと検出された位置データにより都市空間等に於ける構築物や構造物の３次元モデルを形成する為に空間データ収集を行うＧＰＳ付全方位カメラ及び空間データ収集装置に関する。
特許文献２は、撮像カメラとレーザ投光器に三次元位置と方向を検出できる三次元磁気センサを取り付け、撮像カメラとレーザ投光器をそれぞれ独立して動作させながら被測定対象物全体を計測すると共に、レーザ投光器をスポット光に切り替えて、被測定対象物に存在する亀裂を計測ことにより、形状と亀裂の両方をリアルタイムに計測し、且つ同一画面上に合成して表示することが可能な三次元計測装置を提案している。
特許文献３は、単一のＧＰＳ位置検出装置を利用して、而も衛星からの電波が遮られる陰の部分でも継続して位置測定を実行でき、位置測定が中断されることがないようにし、連続した又大量の３次元データ及び３次元データを有する画像の取得を可能とする三次元データ作成装置を提案している。
特許文献４は、特徴を強調する印やラインを直接対象物に付けたり、書いたりすることなく完全な非接触計測によって処理できる三次元形状データ処理装置を提案している。
特許文献５は、波長の異なる複数のレーザ光を計測対象の同一箇所に同時に照射しつつ計測対象を走査するレーザ走査手段と、計測対象からの複数の反射レーザ光の合成光信号を検出する光検出手段と、この光検出手段の出力信号を処理して計測対象の三次元形状を求める信号処理手段とを備えたレーザレーダ三次元形状計測装置を提案している。
特許文献６は、ＧＰＳ装置及び撮像部を搭載した複数の飛行体による航空写真測定方法が提案され、複数の撮影ポイントが設定されると共に各撮影ポイントを中心に撮影ポイントエリアがそれぞれ設定される工程と、ＧＰＳ装置により飛行体の位置を測定する工程と、飛行体がそれぞれ対応する撮影ポイントエリアに到達し、該撮影ポイントエリアの位置を維持する工程と、撮影ポイントエリアに飛行体が最後に到達した時刻が取得される工程と、最後に到達した時刻から所定時間後にシャッタタイミング時刻を設定する工程と、該シャッタタイミング時刻で複数の飛行体により航空写真が撮影される工程を備えている。
特許文献７は、遠隔操縦可能な飛行体と、飛行体にジンバルを介して任意の方向に傾斜自在に支持されたカメラと、カメラと一体に傾斜し、カメラと既知の関係に設けられ、測定対象としての再帰反射体と、再帰反射体を追尾し、再帰反射体の位置を測定するトータルステーションを具備する航空写真システムが提案されている。
特許文献８は、ジンバルを介して任意の方向に傾斜自在に支持されたシャフトと、シャフトの上端に設けられたＧＰＳアンテナを有するＧＰＳ装置と、シャフトの下端に設けられた写真装置本体と、撮像部の撮像を制御する制御装置とを有し、制御装置は撮像部で静止画像を取得するよう、撮像部を制御すると共にＧＰＳ装置により撮像時の撮像位置を取得する写真測量用カメラを提案している。
特許文献９および特許文献１０は、小型無人飛行体による航空写真撮像方法を提案している。
特許文献１１は、撮影画像から、鉄塔における締結用ボルトなどの検査対象部品の異常度を自動で算出する検査補助装置を提案している。
特許文献１２は、鉄塔を映像で撮影して目視によりボルト検査を行う際の検査負担を低減する検査補助装置を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−０３８８２２号公報

【特許文献2】特開２００８−０１４８８２号公報

【特許文献3】特開２００７−１４７３４１号公報

【特許文献4】特開２００５−１２２３３０号公報

【特許文献5】特開平９−２９７０１４号公報

【特許文献6】特開２０１４−０８９１６０号公報

【特許文献7】特開２０１４−１６７４１３号公報

【特許文献8】特開２０１４−０４４０６７号公報

【特許文献9】特開２０１３−１０８９２７号公報

【特許文献10】特開２０１２−２４２３２１号公報

【特許文献11】特開２０１４−１５９９８１号公報

【特許文献12】特開２０１３−１３４１９０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から特許文献５では、構造物の三次元データを計測することが開示され、特許文献６から特許文献１０では、飛行体からポイントを特定して撮影することが開示され、特許文献１１および特許文献１２には、撮影画像を元に検査を行うことが開示されている。
しかし、構造物の三次元形状データから無人航空機の経路を決定し、この経路に沿って無人航空機で撮影画像を取得することは提案されていない。

【0005】

本発明は、構造物の三次元形状データから無人航空機の経路を決定して検査に必要な撮影データを得ることができ、安定した飛行を行わせることができる構造物の状態検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の本発明の構造物の状態検査方法は、構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、前記構造物形状取得ステップで取得した前記三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、無人航空機を追尾装置で追尾して前記無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置と、前記飛行経路決定ステップで決定した前記飛行経路とから前記無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路決定ステップで決定した前記撮影位置になった時に前記無人航空機に搭載した撮影装置で前記構造物を撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップで撮影した撮影データを分析して前記構造物の異常状態を検査する検査ステップとを有し、前記構造物に対する安全離間距離外を待機区域としてあらかじめ設定し、前記位置検出ステップにおいて、前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、前記飛行経路の指示に代えて前記待機区域への移動を指示することを特徴とする。
請求項２記載の本発明の構造物の状態検査方法は、構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、前記構造物形状取得ステップで取得した前記三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、無人航空機を追尾装置で追尾して前記無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置と、前記飛行経路決定ステップで決定した前記飛行経路とから前記無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路決定ステップで決定した前記撮影位置になった時に前記無人航空機に搭載した撮影装置で前記構造物を撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップで撮影した撮影データを分析して前記構造物の異常状態を検査する検査ステップとを有し、複数の着陸区域をあらかじめ設定し、前記位置検出ステップにおいて、前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、検出された前記位置から複数の前記着陸区域の中から一つの前記着陸区域を決定し、前記飛行経路の指示に代えて決定した前記着陸区域への移動を指示することを特徴とする。
請求項３記載の本発明の構造物の状態検査方法は、構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、前記構造物形状取得ステップで取得した前記三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、無人航空機を追尾装置で追尾して前記無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置と、前記飛行経路決定ステップで決定した前記飛行経路とから前記無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、前記位置検出ステップで検出した前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路決定ステップで決定した前記撮影位置になった時に前記無人航空機に搭載した撮影装置で前記構造物を撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップで撮影した撮影データを分析して前記構造物の異常状態を検査する検査ステップとを有し、前記構造物に対する安全離間距離を待機区域としてあらかじめ設定し、前記位置検出ステップにおいて、前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、前記飛行経路の指示に代えて前記待機区域への移動を指示し、前記待機区域内で、指示した前記位置から前記無人航空機が所定距離以上離れたことを検出すると着陸区域への移動を指示することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の構造物の状態検査方法において、前記追尾装置として、少なくとも第１追尾装置と第２追尾装置とを用い、前記飛行経路を、前記第１追尾装置で追尾できる第１飛行経路と、前記第２追尾装置で追尾できる第２飛行経路と、前記第１追尾装置と前記第２追尾装置とで追尾できる第３飛行経路とに区分し、前記位置検出ステップでは、前記無人航空機が前記第１飛行経路を移動している間は、前記無人航空機の前記位置を前記第１追尾装置で検出し、前記無人航空機が前記第３飛行経路を移動している間に、前記無人航空機の前記位置の検出を前記第１追尾装置から前記第２追尾装置に切り替え、前記無人航空機が前記第２飛行経路を移動している間は、前記無人航空機の前記位置を前記第２追尾装置で検出することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構造物の状態検査方法において、前記飛行経路決定ステップでは、前記三次元形状データを元に、複数の撮影面を決定する検査位置決定ステップと、前記検査位置決定ステップで決定されたそれぞれの前記撮影面に対して、前記撮影面から前記撮影装置までの撮影距離と、前記撮影面と前記撮影装置との角度、とから前記撮影位置を決定する撮影位置決定ステップと、前記撮影位置決定ステップで決定されたそれぞれの前記撮影位置を移動するための前記飛行経路を決定する経路決定ステップとを有し、前記構造物に対する最低近接距離内を飛行禁止区域としてあらかじめ設定し、前記経路決定ステップでは、前記飛行経路を前記飛行禁止区域外となるように決定することを特徴とする。
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明の構造物の状態検査方法によれば、構造物の三次元形状データから無人航空機の経路を決定することでヒトの手による操作に依ることなく検査に必要な撮影データを得ることができ、追尾装置を用いて無人航空機の位置を検出して移動方向を指示することで安定した飛行を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例による構造物の状態検査方法を実現するための装置を示すブロック図

【図2】本実施例による構造物の状態検査方法において２台の追尾装置での追尾を示す概念図

【図3】本実施例による構造物の状態検査方法の処理流れを示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の第１の実施の形態による構造物の状態検査方法は、構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、構造物形状取得ステップで取得した三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、無人航空機を追尾装置で追尾して無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、位置検出ステップで検出した無人航空機の位置と、飛行経路決定ステップで決定した飛行経路とから無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、位置検出ステップで検出した無人航空機の位置が飛行経路決定ステップで決定した撮影位置になった時に無人航空機に搭載した撮影装置で構造物を撮影する撮影ステップと、撮影ステップで撮影した撮影データを分析して構造物の異常状態を検査する検査ステップとを有し、前記構造物に対する安全離間距離外を待機区域としてあらかじめ設定し、前記位置検出ステップにおいて、前記無人航空機の前記位置が前記飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、前記移動指示ステップでは、前記飛行経路の指示に代えて前記待機区域への移動を指示するものである。本実施の形態によれば、構造物の三次元形状データから無人航空機の経路を決定することでヒトの手による操作に依ることなく検査に必要な撮影データを得ることができる。また、追尾装置を用いて無人航空機の位置を検出して移動方向を指示するため、例えばＧＰＳが使えないかＧＰＳの精度が落ちる場所で用いることができ、安定した飛行を行わせることができる。また、例えば風の影響を受けて無人航空機が流されるような場合には、待機区域に移動させることで構造物への衝突の心配がない。

【0010】

本発明の第２の実施の形態による構造物の状態検査方法は、構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、構造物形状取得ステップで取得した三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、無人航空機を追尾装置で追尾して無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、位置検出ステップで検出した無人航空機の位置と、飛行経路決定ステップで決定した飛行経路とから無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、位置検出ステップで検出した無人航空機の位置が飛行経路決定ステップで決定した撮影位置になった時に無人航空機に搭載した撮影装置で構造物を撮影する撮影ステップと、撮影ステップで撮影した撮影データを分析して構造物の異常状態を検査する検査ステップとを有し、複数の着陸区域をあらかじめ設定し、位置検出ステップにおいて、無人航空機の位置が飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、移動指示ステップでは、検出された位置から複数の着陸区域の中から一つの着陸区域を決定し、飛行経路の指示に代えて決定した着陸区域への移動を指示するものである。本実施の形態によれば、例えば風の影響を受けて無人航空機が流されるような場合には、速やかに最寄りの着陸区域に導くことで構造物への衝突や墜落の心配がない。

【0011】

本発明の第３の実施の形態による構造物の状態検査方法は、構造物の外形の三次元形状データを取得する構造物形状取得ステップと、構造物形状取得ステップで取得した三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する飛行経路決定ステップと、無人航空機を追尾装置で追尾して無人航空機の位置を検出する位置検出ステップと、位置検出ステップで検出した無人航空機の位置と、飛行経路決定ステップで決定した飛行経路とから無人航空機に対して移動方向を指示する移動指示ステップと、位置検出ステップで検出した無人航空機の位置が飛行経路決定ステップで決定した撮影位置になった時に無人航空機に搭載した撮影装置で構造物を撮影する撮影ステップと、撮影ステップで撮影した撮影データを分析して構造物の異常状態を検査する検査ステップとを有し、構造物に対する安全離間距離を待機区域としてあらかじめ設定し、位置検出ステップにおいて、無人航空機の位置が飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、移動指示ステップでは、飛行経路の指示に代えて待機区域への移動を指示し、待機区域内で、指示した位置から無人航空機が所定距離以上離れたことを検出すると着陸区域への移動を指示するものである。本実施の形態によれば、例えば風の影響を受けて無人航空機が流されるような場合には、待機区域に移動させることで構造物への衝突の心配がなく、更に風の影響が継続するような場合には着陸区域に導くことで構造物への衝突や墜落の心配がない。

【0012】

本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による構造物の状態検査方法において、追尾装置として、少なくとも第１追尾装置と第２追尾装置とを用い、飛行経路を、第１追尾装置で追尾できる第１飛行経路と、第２追尾装置で追尾できる第２飛行経路と、第１追尾装置と第２追尾装置とで追尾できる第３飛行経路とに区分し、位置検出ステップでは、無人航空機が第１飛行経路を移動している間は、無人航空機の位置を第１追尾装置で検出し、無人航空機が第３飛行経路を移動している間に、無人航空機の位置の検出を第１追尾装置から第２追尾装置に切り替え、無人航空機が第２飛行経路を移動している間は、無人航空機の位置を第２追尾装置で検出するものである。本実施の形態によれば、複数台の追尾装置を用いることで、死角を無くし、複数台の追尾装置がともに追尾できる第３飛行経路を設けることで、追尾装置の切り替えをスムーズに行わせることができる。

【0013】

本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による構造物の状態検査方法において、飛行経路決定ステップでは、三次元形状データを元に、複数の撮影面を決定する検査位置決定ステップと、検査位置決定ステップで決定されたそれぞれの撮影面に対して、撮影面から前記撮影装置までの撮影距離と、撮影面と前記撮影装置との角度、とから撮影位置を決定する撮影位置決定ステップと、撮影位置決定ステップで決定されたそれぞれの撮影位置を移動するための飛行経路を決定する経路決定ステップとを有し、構造物に対する最低近接距離内を飛行禁止区域としてあらかじめ設定し、経路決定ステップでは、飛行経路を飛行禁止区域外となるように決定するものである。本実施の形態によれば、構造物への衝突を回避することができる。

【実施例】

【0014】

以下本発明の実施例について図面とともに説明する。
図１は本実施例による構造物の状態検査方法を実現するための装置を示すブロック図、図２は２台の追尾装置での追尾を示す概念図、図３は同構造物の状態検査方法の処理流れを示すフローチャートである。

【0015】

図１に示すように、本実施例の構造物の状態検査方法には、構造物１の外形の三次元形状データおよび必要に応じて構造物１の周辺環境２の三次元形状データを取得する形状計測装置１１を用いる。
形状計測装置１１には、例えばレーザスキャナが適しており、この種のレーザスキャナとしては例えば株式会社トプコン社製のＧＬＳ−２０００を用いることができる。
飛行経路決定装置１２は、形状計測装置１１で取得した三次元形状データおよび必要に応じて構造物１の周辺環境２の三次元形状データから構造物１の撮影位置と飛行経路とを決定する。
コントロール装置１３は無人航空機１４の飛行をコントロールする。無人航空機１４には撮影装置１５が取り付けられている。
無人航空機１４は、ドローンとも呼ばれる航空機であり、無人航空機１４には、複数の回転翼を備えたマルチコプタータイプのヘリコプターが適している。
撮影装置１５は、静止画像を撮影するものでも、動画像を撮影するものでもよい。
追尾装置１６は、無人航空機１４を追尾し、検出した無人航空機１４の位置をコントロール装置１３に出力する。
追尾装置１６には、無人航空機１４に取り付けたマーカを追尾する方法によって、例えばライカジオシステムズ株式会社製のライカＴＳ５０のモニタリングセンサーを用いることができる。
検査装置１７は、撮影装置１５で撮影した撮影データを分析して構造物１の異常状態を検査する。

【0016】

図２は、追尾装置１６として、少なくとも第１追尾装置１６ａと第２追尾装置１６ｂとを用いた場合の無人航空機１４の位置の検出方法を示している。
飛行経路決定装置１２で決定する飛行経路は、第１追尾装置１６ａで追尾できる第１飛行経路１２ａと、第２追尾装置１６ｂで追尾できる第２飛行経路１２ｂと、第１追尾装置１６ａと第２追尾装置１６ｂとで追尾できる第３飛行経路１２ｃとに区分している。
無人航空機１４が第１飛行経路１２ａを移動している間は、無人航空機１４の位置は第１追尾装置１６ａで検出する。
また、無人航空機１４が第２飛行経路１２ｂを移動している間は、無人航空機１４の位置は第２追尾装置１６ｂで検出する。
無人航空機１４が第３飛行経路１２ｃを移動している間に、無人航空機１４の位置の検出を、第１追尾装置１６ａから第２追尾装置１６ｂに、または第２追尾装置１６ｂから第１追尾装置１６ａに切り替える。
このように、複数台の追尾装置１６ａ、１６ｂを用いることで、死角を無くし、複数台の追尾装置１６ａ、１６ｂがともに追尾できる第３飛行経路１２ｃを設けることで、追尾装置１６ａ、１６ｂの切り替えをスムーズに行わせることができる。

【0017】

図３に示すように、本実施例の構造物の状態検査方法は、構造物形状取得ステップ２０と、飛行経路決定ステップ３０と、位置検出ステップ４０と、移動指示ステップ５０と、撮影ステップ６０と、検査ステップ７０とを有する。
構造物形状取得ステップ２０では、形状計測装置１１によって、構造物１の外形の三次元形状データおよび必要に応じて構造物１の周辺環境２の三次元形状データを取得する。
飛行経路決定ステップ３０では、飛行経路決定装置１２によって、構造物形状取得ステップ２０で取得した三次元形状データおよび必要に応じて構造物１の周辺環境２の三次元形状データから撮影位置と飛行経路とを決定する。
位置検出ステップ４０では、追尾装置１６によって、無人航空機１４を追尾して無人航空機１４の位置を検出する。
移動指示ステップ５０では、コントロール装置１３によって、位置検出ステップ４０で検出した無人航空機１４の位置と、飛行経路決定ステップ３０で決定した飛行経路とから無人航空機１４に対して移動方向を指示する。
撮影ステップ６０では、位置検出ステップ４０で検出した無人航空機１４の位置が飛行経路決定ステップ３０で決定した撮影位置になった時に無人航空機１４に搭載した撮影装置１５で構造物１を撮影する。なお、撮影は、個別に位置を特定して静止画像データとしてもよいが、撮影の開始位置と終了位置を決定して動画像データとしてもよい。
検査ステップ７０では、撮影ステップ６０で撮影した撮影データを分析して構造物１の異常状態を検査する。
本実例によれば、構造物１の三次元形状データから無人航空機１４の経路を決定することでヒトの手による操作に依ることなく検査に必要な撮影データを得ることができる。また、追尾装置１６を用いて無人航空機１４の位置を検出して移動方向を指示するため、例えばＧＰＳが使えないかＧＰＳの精度が落ちる場所で用いることができ、安定した飛行を行わせることができる。

【0018】

飛行経路決定ステップ３０は、検査位置決定ステップ３１と、撮影位置決定ステップ３２と、離陸位置設定ステップ３３と、着陸区域設定ステップ３４と、待機区域設定ステップ３５と、飛行禁止区域設定ステップ３６と、経路決定ステップ３７とを有する。
検査位置決定ステップ３１は、構造物１の三次元形状データを元に、複数の撮影面を決定する。
撮影位置決定ステップ３２は、検査位置決定ステップ３１で決定されたそれぞれの撮影面に対して、撮影面から前記撮影装置までの撮影距離と、撮影面と前記撮影装置との角度、とから撮影位置を決定する。
離陸位置設定ステップ３３は、無人航空機１４の離陸位置を設定する。
着陸区域設定ステップ３４は、無人航空機１４の着陸区域または着陸位置をあらかじめ設定する。なお、無人航空機１４の着陸区域または着陸位置は複数設定しておくことが好ましい。無人航空機１４の着陸区域または着陸位置を複数設定しておくことで、例えば風の影響を受けて無人航空機１４が流されるような場合には、速やかに最寄りの着陸区域に導くことで構造物１への衝突や墜落の心配がない。
待機区域設定ステップ３５は、構造物１および必要に応じて構造物１の周辺環境２に対する安全離間距離外を待機区域としてあらかじめ設定する。
飛行禁止区域設定ステップ３６は、構造物１および必要に応じて構造物１の周辺環境２に対する最低近接距離内を飛行禁止区域としてあらかじめ設定する。
経路決定ステップ３７は、飛行経路が飛行禁止区域外となるように、撮影位置決定ステップ３２で決定されたそれぞれの撮影位置を移動するための飛行経路を決定する。

【0019】

コントロール装置１３は、位置検出ステップ４０において無人航空機１４の位置が飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、移動指示ステップ５０において、無人航空機１４への飛行経路の指示に代えて、無人航空機１４に待機区域へ移動するように指示する。本実施例によれば、例えば風の影響を受けて無人航空機１４が流されるような場合には、待機区域に移動させることで構造物１への衝突の心配がない。
またコントロール装置１３は、位置検出ステップ４０において無人航空機１４の位置が飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、移動指示ステップ５０において、検出された位置から複数の着陸区域の中から一つの着陸区域を決定し、無人航空機１４への飛行経路の指示に代えて、無人航空機１４に決定した着陸区域へ移動するように指示する。本実施例によれば、例えば風の影響を受けて無人航空機１４が流されるような場合には、速やかに最寄りの着陸区域に導くことができる。
またコントロール装置１３では、位置検出ステップ４０において無人航空機１４の位置が飛行経路から所定距離以上離れたことを検出すると、移動指示ステップ５０において、無人航空機１４への飛行経路の指示に代えて、無人航空機１４への待機区域へ移動するように指示し、待機区域内で、無人航空機１４が指示した位置から所定距離以上離れたことを検出すると、無人航空機１４に着陸区域へ移動するように指示する。本実施例によれば、例えば風の影響を受けて無人航空機１４が流されるような場合には、待機区域に移動させることで構造物１への衝突の心配がなく、更に風の影響が継続するような場合には着陸区域に導くことで構造物１への衝突や墜落の心配がない。

【産業上の利用可能性】

【0020】

本発明は、鉄橋、鉄塔、またはビルなどの建造物の特に鉄骨部材やコンクリート部材の表面に生じるクラックの検査に適している。

【符号の説明】

【0021】

１ 構造物
２ 周辺環境
１１ 形状計測装置
１２ 飛行経路決定装置
１３ コントロール装置
１４ 無人航空機
１５ 撮影装置
１６ 追尾装置
１７ 検査装置
２０ 構造物形状取得ステップ
３０ 飛行経路決定ステップ
３１ 検査位置決定ステップ
３２ 撮影位置決定ステップ
３３ 離陸位置設定ステップ
３４ 着陸区域設定ステップ
３５ 待機区域設定ステップ
３６ 飛行禁止区域設定ステップ
３７ 経路決定ステップ
４０ 位置検出ステップ
５０ 移動指示ステップ
６０ 撮影ステップ
７０ 検査ステップ

【図1】

【図2】

【図3】