特開 2023-170624 ドローン測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170624

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】ドローン測定装置

(51)【国際特許分類】

   B64C 13/18 20060101AFI20231124BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20231124BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20231124BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20231124BHJP

   G01B 21/08 20060101ALN20231124BHJP

【ＦＩ】

B64C13/18 Z

B64C27/08

B64C39/02

B64D47/08

G01B21/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022082512

(22)【出願日】2022-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】592244376

【氏名又は名称】日鉄テクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142767

【弁理士】

【氏名又は名称】田ノ上 修二

(72)【発明者】

【氏名】津留 光稔

(72)【発明者】

【氏名】竹下 修司

(72)【発明者】

【氏名】中村 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕久

【テーマコード（参考）】

2F069

【Ｆターム（参考）】

2F069AA01

2F069AA46

2F069GG01

2F069GG07

2F069GG09

(57)【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。

【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。

【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】

【特許文献1】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】

更に、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、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、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。

【0012】

更に、センサーを屈曲可能に支持するドローン本体から前方に延びるアームを備えたため、ドローン本体が測定中に上下左右に揺動しても、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。

【0013】

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。

【0014】

２本の補助アーム先端部と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押圧が加わりながら支持する構成のため、被測定物に対し、センサーの先端部が測定中に動くことがないので、測定精度が更に向上する。

【0015】

本発明において、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が好ましい。

【0016】

センサーが板厚を測定する超音波板厚計では、センサーである探触子を壁面に超音波伝達媒体を介して密着させて測定する必要があり、本発明に好適である。

【0017】

また、本発明において、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することが好ましい。

【0018】

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ておけば、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、その色の形態からドローン本体の壁面からの距離や角度のずれ等を同一色の場合に比べ、より容易に確認することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明のドローン測定装置によれば、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ため、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の壁面と接触する際の衝撃を小さくすることができ、また、センサーが壁面に正対して接触して壁面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ができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係るドローン測定装置の平面図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態に係るドローン測定装置の正面図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態に係るドローン測定装置の左側面図である。

【図4】図４は、本発明に係るレーザーポインターの説明図であり、図４（ａ）は、２個のレーザーポインターを用いた場合、図４（ｂ）は、３個のレーザーポインターを用いた場合である。

【図5】図５は、本発明のアーム先端部の構造の説明図であり、図５（ａ）は、アーム先端部の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

【図6】図６は、本発明の第２の実施形態に係るドローン測定装置の平面図である。

【図7】図７は、本発明の第２の実施形態に係るドローン測定装置の正面図である。

【図8】図８は、本発明の第２の実施形態に係るドローン測定装置の左側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

【0022】

＜第１の実施形態＞
図１、図２及び図３は、本発明の第１の実施形態に係るドローン測定装置の平面図、正面図及び左側面図である。

【0023】

第１の実施形態では、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前記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。

【0024】

本実施形態のドローン本体２は、クワッドＸ字型のフレーム２１に４つのモータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが取り付けられており、それぞれ２枚羽の４つのロータ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを回転駆動する。各ロータの回転により揚力を生ずるが、隣り合うロータはお互いに逆回転になるようにして、ドローン本体２に生ずる回転モーメントを打ち消し合うようになっている。また、各ロータが、障害物に直接接触しないように、各ロータ部分を覆って保護するガードワイヤ２５がフレーム２１上に設けられたガードワイヤ固定部２６で固定される。なお、図示はしないが、ドローン本体２には、バッテリ、飛行制御装置、無線送受信装置が組み込まれており、飛行制御装置により、各モータの駆動状態を制御して、ドローンの姿勢や移動方向、移動速度等を制御する。また無線送受信装置により、作業者の送信機による飛行指示の受信及びモニターへの撮像装置３の画像転送等を行う。

【0025】

ドローン本体２が、前進（撮像装置３のある側）する場合には、前側のモータ２２Ａ、２２Ｂの回転数より後側のモータ２２Ｃ、２２Ｄの回転数を上げて、水平方向の移動速度に対応し、１０°程度まで前方が低く傾いた姿勢で水平方向に推力を得て進行する。

【0026】

撮像装置３は、ＦＰＶ（First Person View）の画像を得ることのできるカメラであり、本実施形態では、後述する被測定物から反射するレーザー光の形態を取り込んで、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。

【0027】

被測定物の壁面Ｗに接触して被測定物の特性を測定するセンサー４の場合、センサー４が測定中に壁面Ｗから離れないよう常に前方に押圧する必要があり、ドローン本体２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。そのため被測定物の特性を測定するセンサー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によって、傾きを補償してセンサー４が被測定物の壁面Ｗに正対して接触することを可能にする。また、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は、ドローン本体２の前後の傾きばかりでなく、ドローン本体２の上下左右の傾きも補償してセンサー４が被測定物の壁面Ｗに正対して接触することを可能にする。なお、センサー４自体に屈曲可能な機構が備わっている場合又はセンサー４が被測定物の壁面Ｗに近接で、接触しなくても特性を測定できる場合は、センサー４は、ドローン本体２の前面で支持又はドローン本体２から前方に延びる単なるアームで支持される構成でも良い。

【0028】

図４（ａ）により、２個のレーザーポインターを用いた場合について、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせについて平面図で説明する。２個のレーザーポインター５Ａ、５Ｂは、撮像装置３の前方のガードワイヤ２５にドローン本体２の中心線上から等距離の位置に取り付けられており、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る。ドローン本体２の前後方向に略垂直な平面とは、ドローン本体２が、α°の角度で前方が低く傾いた姿勢の場合には、ドローン本体２の前後方向と（９０－α）°の角度をなす平面と言う意味である。なお、ここで、α°の角度は０°～１０°程度であり、ドローン本体２の水平飛行の姿勢等の特性によって調整される。例えば、ドローン本体２が、５°の角度で前方が低く傾いた姿勢の場合には、対応する平面はドローン本体２の前後方向と８５°をなし、かつセンサー４の先端部を通る平面である。このような平面上にレーザーポインター５Ａ、５Ｂのレーザー光が交わるようにレーザーポインター５Ａ、５Ｂは配置されるので、ドローン本体２の前方が低く傾いた姿勢でも、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせがより正確にできる。

【0029】

センサー４の先端部が、被測定物の壁面Ｗから離れている場合は、レーザーポインター５Ａは、壁面Ｗの位置Ｘに、レーザーポインター５Ｂは、壁面Ｗの位置Ｙにレーザー光の反射点を生じ、撮像装置３は、２つのレーザー光の反射点形態を観測する。ドローン本体２が更に壁面Ｗに近づくと２つのレーザー光の反射点Ｘ－Ｙの間隔は、小さくなり、遂には、１つのレーザー光の反射点形態に収束する。このレーザー光が交わる位置Ｆがセンサー４の先端部が、被測定物の壁面Ｗに接触する位置であり、軽量な装置で、簡易に被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせを行うことができ、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との接触を確保し、センサー４の先端部が被測定物の壁面Ｗと接触する際の衝撃を小さくできる。

【0030】

図４（ｂ）により、３個のレーザーポインターを用いた場合について、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせについて平面図で説明する。なお、図４（ｂ）の場合は、図４（ａ）のように被測定物の壁面Ｗに正対して接近する場合と異なり、被測定物の壁面Ｗに斜めに接近する場合である。３個のレーザーポインター５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、撮像装置３の前方のガードワイヤ２５に取り付けられており、レーザーポインター５Ａ、５Ｂ、５Ｃ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る。

【0031】

センサー４の先端部が、被測定物の壁面Ｗから離れている場合は、レーザーポインター５Ａは、壁面Ｗの位置Ｘに、レーザーポインター５Ｂは、壁面Ｗの位置Ｙに、レーザーポインター５Ｃは、壁面Ｗの位置Ｚに、レーザー光の反射点を生じ、撮像装置３は、３つのレーザー光の反射点形態を観測する。ドローン本体２が更に壁面Ｗに近づくと３つのレーザー光の反射点Ｘ、Ｙ、ＺのＸ－Ｚの間隔及びＹ－Ｚの間隔は、小さくなり、遂には、１つのレーザー光の反射点形態に収束する。このレーザー光が交わる位置Ｆがセンサー４の先端部が、被測定物の壁面Ｗに接触する位置であり、簡易に被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせを行うことができる。また、図４（ｂ）から解るように３つのレーザー光の反射点Ｘ、Ｙ、ＺのＸ－Ｚの間隔とＹ－Ｚの間隔の違いからドローン本体２の姿勢が左右どちらかに方向が傾いていることが解るため、１つのレーザー光の反射点形態に収束する前に、Ｘ－Ｚの間隔とＹ－Ｚの間隔が等しくなるように制御すれば、壁面Ｗに対してドローン本体２が正対しながら、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせを行うことがことができる。なお、本図面の場合は、レーザーポインター５Ａ、５Ｂ、５Ｃが、同じガードワイヤ２５の位置にあるため、レーザー光の反射点Ｘ、Ｙ、Ｚは、一直線に並ぶが、例えばレーザーポインター５Ｃが、レーザーポインター５Ａ、５Ｂの下方の位置にある場合は、レーザー光の反射点Ｘ、Ｙ、Ｚは、３角形状を形成するので、壁面Ｗに対するドローン本体２の姿勢がより解りやすくなる。

【0032】

被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせは、撮像装置３で取り込まれたレーザー光の反射点形態を、作業者がモニター等で見ながら送信機で飛行制御しても良いし、ドローン本体２で、画像処理を行い、数点の反射点が１点に収束するように飛行制御装置を自動制御するようにしても良い。

【0033】

レーザーポインターの数は、２個以上あれば良いが、最大でも６個までで十分である。それを超えても重量が重くなるだけであり、位置合わせに対する効果は期待できないからである。例えばレーザーポインターの数が４個であれば、右側の２個のレーザーポインターのレーザー光が、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のある点で交わるように配置し、左側の２個のレーザーポインターのレーザー光も前記の平面上の別の点で交わるように配置すると、右側の２個のレーザーポインターのレーザー光の反射点がある点で、左側の２個のレーザーポインターのレーザー光の反射点が別の点で、同時に収束する場合は、壁面Ｗに対してドローン本体２が正対して、センサー４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。更に、レーザーポインターの数が最大の６個であれば、２個のレーザーポインターの組み合わせで、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の位置でレーザー光が交わる３個の収束する点を作ることができ、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせの精度が更に向上する。

【0034】

また、レーザーポインターの色を異なるようにすると１点に収束するときの観測が行い易くなり好適である。例えば２個のレーザーポインター５Ａ、５Ｂの場合は、レーザーポインター５Ａを赤色のレーザーポインターに、レーザーポインター５Ｂを緑色のレーザーポインターにすると、１点に収束すると反射光は混合色の黄色になるため、収束するＦ点の位置の確認が容易になる。３個のレーザーポインター５Ａ、５Ｂ、５Ｃの場合は、レーザーポインター５Ａを赤色のレーザーポインターに、レーザーポインター５Ｂを緑色のレーザーポインターに、レーザーポインター５Ｃを青色のレーザーポインターにすると、１点に収束すると反射光は混合色の白色になるため、レーザー光が交わる位置Ｆの確認が容易になる。

【0035】

図５は、本発明のアーム先端部の構造の説明図であり、図５（ａ）は、アーム先端部の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。本発明のアーム６は、ドローン本体２から前方に延び、センサー４を屈曲可能に支持する特徴を有する。本実施形態では、アーム６は、センサー４として超音波板厚計４１を保持するセンサーホルダー６４を取り付ける前アーム６１と一端が前アーム６１と屈曲用バネ６６で連結され、他端がドローン本体２に取り付けられる後アーム６２から構成されている。屈曲用バネ６６はバネコイルが密に巻かれているので、前アーム６１はこの屈曲用バネ６６により屈曲可能に動くことができる。更に、前アーム６１には、超音波板厚計４１を保護し、被測定物の壁面Ｗに正対して接触するセンサーカバー６３が取り付けられ、センサーカバー６３は、バネコイルが疎に巻かれている前後用バネ６５で前側に押されている。なお、アーム６は内部が中空であり、図示していないが、中空部には、センサー４との電気信号配線や、超音波板厚計４１の場合は、超音波伝達媒体供給用の配管等も通っている。

【0036】

本実施形態のアーム構成により、アーム６の方向、即ちセンサー４の接触方向が、当初、被測定物の壁面Ｗに正対していなくても、被測定物の壁面Ｗにセンサー４が近づくと、前アーム６１のセンサーカバー６３が被測定物の壁面Ｗに正対して接触するように屈曲用バネ６６が屈曲し、ドローン本体２からの押圧を受けて、その後センサーカバー６３は前後用バネ６５を押しながら後退して、最終的にはセンサー４が被測定物の壁面Ｗに直接正対して接触し、被測定物の特性を測定できるようになる。

【0037】

なお、本実施形態では、センサー４を屈曲可能に支持するアーム６の機構として、屈曲用バネ６６を用いたが、これに限らず、屈曲用バネ６６に代わり、高弾性を示すゴム等を用いても良い。

【0038】

また、前アーム６１及び後アーム６２には、ドローン本体２の外殻やフレーム２１と同様に軽量、かつ強度も要求されるため、炭素繊維強化プラスチック等の素材が好適である。

【0039】

第１の実施形態のドローン測定装置１Ａはレーザーポインター５Ａ、５Ｂの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、その反射光の形態から、被測定物の壁面Ｗとセンサー４の先端部との位置合わせを行うことができ、センサー４の先端部が被測定物と接触する際の衝撃が小さくなる。更に、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を備えたため、ドローン本体２が測定中に上下左右に揺動しても、被測定物の壁面に接触しているセンサー４は、壁面に正対するため、測定精度が向上する。

【0040】

＜第２の実施形態＞
図６、図７及び図８は、本発明の第２の実施形態に係るドローン測定装置の平面図、正面図及び左側面図である。

【0041】

第２の実施形態のドローン測定装置１Ｂでは、第１の実施形態のドローン測定装置１Ａの構成で、レーザーポインターを２本から３本の構成に変更し、更にドローン本体２に２本の補助アーム７を備え、２本の補助アーム７は、ドローン本体２から前方に延びるアーム６と水平方向に並行に設置され、２本の補助アーム７の先端部とドローン本体２から前方に延びるアーム６に屈曲可能に支持されているセンサー４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、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。

【0042】

レーザーポインターを３本にした構成の特徴と効果については、図４（ｂ）の説明で記載したので、ここでは、補助アーム７の特徴と効果について以下記載する。

【0043】

補助アーム７は、ドローン本体２の脚部２４に補助アーム固定部７２で、ドローン本体２から前方に延びるアーム６と水平方向に並行に取り付けられる。補助アーム７の先端部には、補助アーム脚部７１が取り付けられ、この補助アーム脚部７１の位置が、センサー４の先端部の位置とほぼ等距離になるように設定される。ここでのほぼ等距離とは、例えば、ドローン本体２が、５°の角度で前方が低く傾いた姿勢で測定をする場合に、アーム６と補助アーム７の高さ方向の距離が１０ｃｍとすると、壁面Ｗに３点で接触するには、補助アーム脚部７１の位置が、センサー４の先端部の位置より、約０．９ｃｍ前に出る必要があり、この差を含む意味である。

【0044】

上記のように取り付けられると、２本の補助アーム７の補助アーム脚部７１とドローン本体２から前方に延びるアーム６に屈曲可能に支持されているセンサー４の先端部とが、被測定物に３点で接触するように押圧が加わりながら支持する構成のため、被測定物の壁面Ｗに対し、センサー４の先端部が測定中に動くことがないので、測定精度が更に向上する。

【0045】

実施形態としてドローン本体２を４つのロータのクワッドコプターで説明したが、この型に限らず、６つのロータのヘキサコプター、８つのロータのオクタコプター等でも同様に適用できる。

【0046】

以上、本発明のドローン測定装置について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、適宜その構成を変更することができる。

【符号の説明】

【0047】

１Ａ、１Ｂ ドローン測定装置
２ ドローン本体
３ 撮像装置
４ センサー
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ レーザーポインター
６ アーム
７ 補助アーム
２１ フレーム
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ モータ
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ ロータ
２４ 脚部
２５ ガードワイヤ
２６ ガードワイヤ固定部
４１ 超音波板厚計
６１ 前アーム
６２ 後アーム
６３ センサーカバー
６４ センサーホルダー
６５ 前後用バネ
６６ 屈曲用バネ
７１ 補助アーム脚部
７２ 補助アーム固定部
Ｆ レーザー光が交わる位置
Ｗ 壁面
Ｘ、Ｙ、Ｚ レーザー光の反射点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】