特開 2024-154757 無人飛行システム

(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】P2024154757

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】無人飛行システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/84 20060101AFI20241024BHJP

   G01N 21/954 20060101ALI20241024BHJP

   G01N 25/18 20060101ALN20241024BHJP

【ＦＩ】

G01N21/84 B

G01N21/954 A

G01N25/18 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068779

(22)【出願日】2023-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】前田 晃毅

(72)【発明者】

【氏名】藪田 詳時

(72)【発明者】

【氏名】草野 公一

【テーマコード（参考）】

2G040

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G040AA08

2G040AB08

2G040BA15

2G040BA28

2G040DA06

2G040DA24

2G040GA01

2G040HA05

2G040HA16

2G040ZA05

2G051AA82

2G051AB01

2G051AC15

2G051AC16

2G051AC17

2G051BA06

2G051CA04

2G051EA12

2G051EA14

(57)【要約】

【課題】配管の内部に堆積物が存在するか否かを検査するシステムにおいて、検査対象の配管を赤外線カメラの撮像範囲に含むためにユーザが移動する手間を省くことができる無人飛行システムＳを実現する。
【解決手段】無人飛行システム（Ｓ）は、赤外線カメラ（２１）を備える無人飛行装置（２）と、無人飛行装置の飛行制御する制御装置（１）を備える。無人飛行システムＳは、無人飛行装置（２）が制御装置（１）の制御に基づいて飛行しながら配管を被写体として含む熱画像を取得し、当該熱画像が予め定められた条件を満たしたとき、無人飛行装置（２）の位置及び向き、又は該熱画像に被写体として含まれる配管Ｄ（１）の位置を制御装置１に送信する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤外線カメラを備える無人飛行装置と、
配管に沿って飛行するように前記無人飛行装置を制御する制御装置と、を含み、
前記無人飛行装置は、前記赤外線カメラにより得られた熱画像が予め定められた条件を満たしたとき、当該無人飛行装置の位置及び向き、又は前記配管のうち前記熱画像に被写体として含まれる部位の位置を前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする無人飛行システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記無人飛行装置から送信された、前記無人飛行装置の位置及び向き、又は、前記部位の位置を、前記熱画像が前記条件を満たした時刻を表す時間情報と共に記録することによって、検査履歴を作成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記検査履歴に基づいて飛行計画を作成し、前記飛行計画に従って自律飛行するように前記無人飛行装置を制御する自律制御モードを有している、
ことを特徴とする請求項２に記載の無人飛行システム。

【請求項4】

前記無人飛行装置は、前記部位の温度が基準温度よりも低い、かつ、前記基準温度と前記温度との差が予め定められた閾値を上回ったとき、前記無人飛行装置の位置及び向き、又は、前記部位の位置を、前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記配管の上部、中部、及び下部の各々が前記熱画像に被写体として含まれる位置を飛行するように前記無人飛行装置を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行システム。

【請求項6】

前記無人飛行装置は、さらに可視光カメラを備え、
前記赤外線カメラから取得した熱画像と前記可視光カメラで撮像した可視光画像とを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無人飛行装置から送信された熱画像及び可視光画像を表示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行システム。

【請求項7】

請求項１～６の何れか１項に記載の無人飛行システムから前記部位の位置を取得すると共に、前記配管のメインテナンスを促すために、前記部位を示す情報を含む検査結果を、前記配管のユーザが管理する端末に表示させる制御部を備えている、
ことを特徴とする情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工場等の施設において、配管を検査するための無人飛行システムに関する。

【背景技術】

【0002】

工場等の施設において、配管内部を検査して堆積物（例えば、ダスト）の有無を判定することは、火災や粉塵爆発等の発生を防止するために重要である。配管内部の堆積物の有無を判定する方法としては、点検口からの配管内部の観察、打音検査、及び微差圧計による検査が挙げられる。しかしながら、これらの検査では、人が配管に接近して行う必要があるため安全性の面から改善の余地がある。さらに、打音検査では、検査を実施する人により判定結果に違いが生じる可能性があり、微差圧計による検査では、堆積物の量によっては判定が困難な場合がある。

【0003】

上述の問題を解決する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の技術では、検査対象である配管を被写体として含む熱画像の温度分布に基づいて、該配管の内部における堆積物の有無を識別している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－８６４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のような技術は、検査対象である配管を赤外線カメラの撮像範囲に含まなければならないため、ユーザは、当該配管が撮像範囲に含まれる位置に赤外線カメラを移動させる必要がある。検査対象である配管が複数ある場合には、かなりの時間と手間がかかる。また、工場等における配管の配置によっては、検査対象である配管を赤外線カメラの撮像範囲に含めることが困難な場合がある。

【0006】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザによる赤外線カメラの移動の手間を省くことできる無人飛行システムを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る無人飛行システムは、赤外線カメラを備える無人飛行装置と、配管に沿って飛行するように前記無人飛行装置を制御する制御装置と、を含んでいる。ここで、無人飛行装置は、赤外線カメラにより得られた熱画像が予め定められた条件を満たしたとき、当該無人飛行装置の位置及び向き、又は配管のうち熱画像に被写体として含まれる部位の位置を制御装置に送信する。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、検査対象の配管を撮像する際にユーザが赤外線カメラを移動させる手間を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１に係る無人飛行システムの概要を示す模式図である。

【図2】実施形態１に係る無人飛行システムに含まれる各装置の内部構成の一例を示すブロック図である。

【図3】実施形態１に係る無人飛行システムの動作を示すフローチャートである。

【図4】実施形態１に係る無人飛行システムの他の動作を示すフローチャートである。

【図5】実施形態１に係る無人飛行システムの使用例を示す概念図である。

【図6】実施形態２に係る無人飛行装置の内部構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１～図６を参照して説明する。

【0011】

本明細書において、「配管」とは、その内部を流れる流体を運ぶものであり、例えば、鉄鋼プラント等の工場内で空調、換気、排煙等の目的で設備される。また、「熱画像」とは、温度範囲の上限値Ｔｗ＋及び下限値Ｔｗ－を設定し、その温度範囲内で被写体の温度分布を色で示した画像である。

【0012】

（無人飛行システムＳの概要）
本発明の一態様に係る無人飛行システムＳの概要について、図１を参照して説明する。図１は、無人飛行システムＳの概要を示す模式図である。

【0013】

無人飛行システムＳは、赤外線カメラを備え、制御装置１の制御により飛行する無人飛行装置２が赤外線カメラの撮像範囲ＦＡに含まれる配管である配管Ｄ１の熱画像を取得し、当該熱画像の温度分布に基づいて配管Ｄ１の内部に堆積物が存在しているか否かを検査するシステムである。

【0014】

一般的に、配管の表面温度は、配管の内部を流れる流体からの熱伝達により変動する。そのため、配管の内部に堆積物が存在している場合には、流体から配管の内壁への熱伝達が妨げられることにより、堆積物が存在する内壁に対向する配管の表面及び当該表面の周辺と、それらを除く残余の表面部分との間で温度差が生じる。無人飛行システムＳは、この温度差を検出することにより配管の内部に堆積物が存在するか否かを検査する。

【0015】

（無人飛行システムＳの構成）
無人飛行システムＳの概略構成について、引き続き図１を参照して説明する。

【0016】

無人飛行システムＳは、図１に示すように、制御装置１と、無人飛行装置２と、を含んでいる。制御装置１と無人飛行装置２とは、ＷｉＦｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信により、通信可能に構成されている。

【0017】

無人飛行装置２は、制御装置１から受信した制御信号に基づいて飛行しながら、備えている赤外線カメラから配管Ｄ１の熱画像を取得し、当該熱画像が予め定められた条件を満たしたとき、無人飛行装置２の位置及び向き、又は該熱画像に被写体として含まれる配管Ｄ１の位置（以下、「検査情報」とも記載する）を制御装置１に送信する。本実施形態においては、ドローンを無人飛行装置２として使用するが、これに限定されない。

【0018】

制御装置１は、無人飛行システムＳを使用する施設（以下、単に「施設」と記載する）において、無人飛行装置２が配管に沿って飛行するように制御するための制御信号を無人飛行装置２に送信する。また、制御装置１は、無人飛行装置２から受信した検査情報に基づいて検査履歴を作成する。本実施形態においては、ユーザＵａ（例えば、配管を点検する者）に携帯及び操作される本発明を実施するための専用端末を制御装置１として使用するが、これに限定されない。例えば、施設内に配置されるデスクトップＰＣ（Personal Computer）、スマートフォン、又はタブレット端末等を制御装置１として使用してもよい。

【0019】

なお、本実施形態においては、施設内おける配管の配置情報に基づいて無人飛行装置２の飛行を制御するが、これに限定されない。例えば、ユーザＵａの入力操作に基づいて制御装置１が無人飛行装置２の飛行を制御してもよい。

【0020】

（無人飛行装置２の構成）
無人飛行装置２の内部構成について、図２を参照して説明する。図２は、無人飛行システムＳに含まれる各装置の内部構成の一例を示すブロック図である。

【0021】

無人飛行装置２は、図２に示すように、赤外線カメラ２１と、可視光カメラ２２と、センサ群２３と、駆動部２４と、制御部２５と、通信部２６と、記憶部２７を備えている。ただし、可視光カメラ２２は、無人飛行装置２にとって必須の構成となるものではない。

【0022】

［赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２］
赤外線カメラ２１は、赤外線の波長領域に感度を持ち、被写体からの赤外線を検出して赤外線画像を撮像するカメラである。可視光カメラ２２は、可視光の波長領域に感度を持ち、被写体からの可視光を検出して可視光画像を撮像するカメラである。なお、赤外線カメラ２１の撮像範囲と可視光カメラ２２の撮像範囲とは一致しており、共に図１に示す撮像範囲ＦＡである。一例として、赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２は、配管Ｄ１の赤外線画像及び可視光画像を撮像し、制御部２５に送信する。

【0023】

［センサ群２３］
センサ群２３には、各種センサが含まれている。一例として、センサ群２３には、無人飛行装置２の位置情報を取得するためのＧＰＳ（Global Positioning System）センサ、無人飛行装置２と配管Ｄ１との距離を取得するための測距センサ、及び無人飛行装置２の向きを取得するためのジャイロセンサが含まれている。センサ群２３は、後述する判定部２５３において、配管Ｄ１を被写体として含んでいる熱画像が予め定められた条件を満たしていると判定されたとき、上述した各種センサから取得した情報に基づいて、無人飛行装置２の位置及び向きを示す情報及び熱画像に被写体として含まれる配管Ｄ１の位置示す情報を取得し、制御部２５に送信する。
［駆動部２４］
駆動部２４は、駆動制御部２５１からの指示信号に基づいて駆動する。一例として、駆動部２４は、プロペラである。
［制御部２５］
制御部２５は、ＣＰＵ（Central Processing unit）を含む。当該ＣＰＵが記憶部２７に格納されている制御プログラム２７１を実行することにより無人飛行装置２が備える各構成要素を制御する。また、制御部２５は、駆動制御部２５１と、画像処理部２５２と、判定部２５３を備えている。

【0024】

駆動制御部２５１は、制御装置１から受信した制御信号に基づいて駆動部２４の駆動を指示する。

【0025】

画像処理部２５２は、赤外線カメラ２１が撮像した赤外線画像に基づいて上述した熱画像を取得する。なお、熱画像において表現される温度の上限値Ｔｗ＋及び下限値Ｔｗ－は、例えば、以下の何れかの方法により定めることができる。
方法１：赤外線画像に含まれる各画素の温度の最高温度を上限値Ｔｗ＋とし、最低温度を下限値Ｔｗ－とする。
方法２：ユーザＵａが指定した最高温度を上限値Ｔｗ＋とし、最低温度を下限値Ｔｗ－とする。
方法３：下記の式に従って設定する。なお、下記の式において、Ｔｗは、温度範囲であり、Ｔ１は、工場内の温度（気温）であり、Ｔ２は、配管Ｄ１の任意の点における温度である。また、ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、予め定められた係数である。
Ｔｗ＝ｋ×Ａ×（Ｔ２－Ｔ１）^Ｂ＋Ｃ・・・（１）
Ｔｗ＋＝Ｔ２＋Ｄ×Ｔｗ ・・・（２）
Ｔｗ－＝Ｔ２－（１－Ｄ）×Ｔｗ ・・・（３）

【0026】

判定部２５３は、画像処理部２５２が取得した熱画像が予め定められた条件を満たしているか否かを判定する。予め定められた条件とは、堆積物が存在する内壁に対向する配管の表面及び当該表面の周辺と、それらを除く残余の表面部分との間で生じる温度差を検出するための条件である。すなわち、画像処理部２５２が取得した熱画像が予め定められた条件を満たしていると判定された場合は、配管Ｄ１の内部に堆積物が存在していることを示す。

【0027】

一例として、判定部２５３は、基準温度Ｔから熱画像に含まれる配管Ｄ１の温度を減算した差が予め定められた正の閾値を上回っているか、を予め定められた条件として判定を行う。ここで基準温度Ｔとは、当該熱画像において配管Ｄ１の堆積物が存在しない位置（例えば、配管Ｄ１の中心部）に対応する各画素の温度である。また、配管Ｄ１の温度とは、当該熱画像において配管Ｄ１の任意の位置に対応する各画素の温度である。各画素の温度が異なる場合には、平均値とする。また、予め定められた正の閾値は、熱画像において表現される温度の上限値Ｔｗ＋ならびに下限値Ｔｗ－、及び基準温度Ｔに基づいて設定され得る値である。例えば、上限値Ｔｗ＋から下限値Ｔｗ－を減じた温度の所定割合Ａ（例えば、２５％）を正の閾値として設定する。なお、所定割合Ａは任意に設定し得る値である。
｛（（Ｔｗ＋）－（Ｔｗ－））×Ａ｝・・・（４）

【0028】

予め定められた条件の他の例としては、画像処理部２５２が取得した熱画像において配管Ｄ１の温度が基準温度よりも低い、且つ、配管Ｄ１の温度と基準温度との差の大きさが予め定められた閾値を上回ったとき等が挙げられる。ここで、基準温度、配管Ｄ１の温度、及び予め定められた閾値とは、上述した正の閾値と同様に設定し得る。

【0029】

なお、判定部２５３において行われ得るこれらの判定は、画像処理部２５２が取得した熱画像に含まれる配管Ｄ１の任意の位置として、複数の位置を選択し、その各々において行うことが好ましい。この場合は、１つでも予め定められた条件を満たす位置があれば、当該熱画像は、予め定められた条件を満たすと判定する。これにより、配管Ｄ１の内部に堆積物が存在しているか否かをより精度高く検査することができる。

【0030】

また、判定部２５３は、画像処理部２５２が取得した熱画像が予め定められた条件を満たしている場合（すなわち、配管Ｄ１の内部に堆積物が存在すると判定された場合）には、各種情報を通信部２６に送信する。一例として、判定部２５３は、予め定められた条件を満たした時刻を表す時間情報（以下、単に「時間情報」とも記載する）と、当該条件を満たしているときの検査情報とを通信部２６に送信する。なお、予め定められた条件を満たした時刻は、判定部２５３が予め定められた条件を満たしたと判定した時刻としてもよいし、赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２が配管Ｄ１を撮像した時刻としてもよい。

【0031】

［通信部２６］
通信部２６は、制御装置１と通信を行う。一例として、通信部２６は、制御装置１から制御信号を受信し、熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報及び時間情報、又は熱画像及び可視光画像を制御装置１に送信する。

【0032】

［記憶部２７］
記憶部２７には、各種情報が格納される。一例として、記憶部２７には、上述した制御プログラム２７１の他に、赤外線画像、熱画像、又は可視光画像を含む各種画像２７２、センサ群２３が取得した熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報を示す検査情報２７３、及び時間情報を示す時間情報を２７４が格納されている。

【0033】

（制御装置１の構成）
制御装置１の構成について、引き続き図２を参照して説明する。制御装置１は、図２に示すように、入力部１１と、通信部１２と、制御部１３と、記憶部１４と、表示部１５と、を備えている。

【0034】

［入力部１１］
入力部１１は、制御装置１に対するユーザＵａの入力操作を受け付け、入力操作の内容を示す情報を制御部１３に送信する。ユーザＵａによる入力操作の具体例としては、表示部１５に表示される表示画像の切り替え要求等が挙げられる。また、入力部１１の具体例としては、ジョイスティック、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が挙げられる。

【0035】

［通信部１２］
通信部１２は、無人飛行装置２と通信を行う。一例として、通信部１２は、無人飛行装置２の飛行を制御するための制御信号を無人飛行装置２に送信し、無人飛行装置２から熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報及び時間情報、又は熱画像及び可視光画像を受信する。

【0036】

［制御部１３］
制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing unit）を含む。当該ＣＰＵが記憶部１４に格納されている制御プログラム１４１を実行することにより制御装置１が備える各構成要素を制御する。また、制御部１３は、信号生成部１３１、履歴作成部１３２、及び表示処理部１３３を備えている。

【0037】

信号生成部１３１は、無人飛行装置２の飛行を制御するための制御信号を生成し、通信部１２に送信する。なお、信号生成部１３１は、施設における配管の配置を示す情報（例えば、配管図面、配管の座標等）に基づいて制御信号を生成することができ、当該情報は、記憶部１４に格納されている。一例として、信号生成部１３１は、配管の上部、中部、及び下部の各々が熱画像に被写体として含まれる位置で無人飛行装置２が配管に沿って飛行するように制御するための制御信号を生成する。換言すると、信号生成部１３１は、配管Ｄ１に配管の上部、中部、及び下部の各々が含まれるような位置で配管に沿って飛行するように制御するための制御信号を生成する。これにより、配管の上部、中部、及び下部のいずれかの位置において堆積物が溜まりやすい傾向にあるかといった情報を取得することができ、配管のどの部位に清掃口を設ければより効率よく清掃ができる等その他の用途に供することができる。

【0038】

履歴作成部１３２は、配管の内部に堆積物が存在するか否かを検査した結果である検査履歴を作成する。一例として、履歴作成部１３２は、熱画像が予め定められた条件を満たしたときの無人飛行装置２の検査履歴を時間情報と共に記録することで検査履歴を作成する。さらに、履歴作成部１３２は、熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報を当該熱画像とも関連付けて記録してもよい。

【0039】

表示処理部１３３は、各種情報を表示部１５に出力する。一例として、表示処理部１３３は、無人飛行装置２から受信した熱画像と可視光画像とを重畳した検出画像を表示部１５に出力する。また、表示処理部１３３は、履歴作成部１３２が作成した検査履歴を示す画像を表示部１５に出力する。

【0040】

［記憶部１４］
記憶部１４には、各種情報が格納される。一例として、記憶部１４には、上述した制御プログラム１４１の他に、施設内の配管の配置を示す配置情報１４２、熱画像、可視光画像、又は検出画像を含む各種画像１４３、履歴作成部１３２で作成した検査履歴を示す検査履歴１４４が格納されている。

【0041】

［表示部］
表示部１５は、表示処理部１３３から出力された各種画像を表示する。表示部１５は、画像表示機能のみを有するディスプレイであってもよいし、入力部１１としても機能するタッチパネル式のディスプレイであってもよい。

【0042】

（無人飛行システムＳの動作）
無人飛行システムＳの動作について、図３を参照して説明する。図３は、無人飛行システムＳの動作において繰り返される動作の流れを示すフローチャートである。

【0043】

まず、赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２を備える無人飛行装置２が制御装置１の制御に基づいて配管に沿って飛行しながら、撮像範囲ＦＡに含まれる配管Ｄ１の赤外線画像及び可視光画像を撮像する（ステップＳ１０１）。

【0044】

次に、無人飛行装置２の画像処理部２５２は、赤外線画像に基づいて熱画像を取得する（ステップＳ１０２）。

【0045】

次に、無人飛行装置２の判定部２５３は、画像処理部２５２で取得した熱画像から基準温度及び配管Ｄ１の温度を示す温度情報を取得する（ステップＳ：１０３）。判定部２５３は、さらに、取得した温度情報に基づいて、当該熱画像が予め定められた条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。当該熱画像が予め定められた条件を満たしていない場合（ステップＳ１０４にてＮＯ）、この動作を終了する。

【0046】

当該熱画像が予め定められた条件を満たしている場合（ステップＳ１０４にてＹＥＳ）、無人飛行装置２のセンサ群２３は、当該熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報、又は配管Ｄ１の位置を取得する（ステップＳ１０５）。

【0047】

次に、制御装置１の履歴作成部１３２は、当該熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報を時間情報と共に記録することにより検査履歴を作成（ステップＳ１０６）し、全体検査モードを終了する。

【0048】

上述した動作は、無人飛行システムＳが施設内の配管の内部に堆積物が存在するか否かを検査するために実行する動作である。無人飛行システムＳは、上述したステップＳ１０１～Ｓ１０６を赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２の撮像範囲ＦＡに含まれる配管が変わる度に実行し、施設内の全ての配管においてステップＳ１０１～Ｓ１０６を実行したときに終了する。

【0049】

（付加機能）
本実施形態に係る無人飛行システムＳの付加機能について、図４を参照して説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0050】

無人飛行システムＳは、上述のように、施設内の全ての配管を対象として配管内部に堆積物が存在しているか否かを検査する機能（以下、「全体検査モード」と記載する）を有している。無人飛行システムＳは、さらに、検査履歴に基づいて、堆積物が存在すると特定された配管のみを検査する機能（以下、「部分検査モード」と記載する）さらに有していてもよい。全体検査モード及び部分検査モードのいずれの機能を使用するかは、ユーザＵａによって任意に選択され得る。なお、以下では、無人飛行システムＳが部分検査モードの一例である自律制御モードを有する場合を例として、本付加機能について説明する。

【0051】

（自律制御モードでの無人飛行システムＳの動作）
自律制御モードでの無人飛行システムＳの動作について、図４を参照して説明する。図４は、自律制御モードでの無人飛行システムＳの動作において繰り返される動作の流れを示すフローチャートである。

【0052】

まず、制御装置１の信号生成部１３１は、履歴作成部１３２で作成された検査履歴に基づいて飛行計画を作成する（ステップＳ２０１）。一例として、信号生成部１３１は、検査履歴に記録されている堆積物が存在していると特定された配管の各々の位置を示す情報を参照し、最短距離で飛行する飛行経路を選択した飛行計画を作成する。

【0053】

次に、信号生成部１３１は、無人飛行装置２が飛行計画に従って飛行するように制御するための制御信号を生成する（ステップＳ２０２）。一例として、信号生成部１３１は、検査履歴の堆積物が存在していると判定された配管の各々の位置において、対応する無人飛行装置２の位置及び向きを再現するような制御信号を生成する。

【0054】

無人飛行装置２は、制御信号に基づいて堆積物が存在していると特定された配管の位置に飛行し、当該配管を赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２で撮像する（ステップＳ１０１）。

【0055】

以下のステップＳ１０２～１０６については、上述したものと同様のため、ここでの説明は省略する。

【0056】

上述した動作は、無人飛行システムＳが自律制御モードを発揮するために実行する動作である。無人飛行システムＳは、上述したステップＳ２０１～Ｓ２０２及びＳ１０１～Ｓ１０６を赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２の撮像範囲ＦＡに含まれる堆積物が存在していると特定された配管が変わる度に実行し、検査対象である全ての堆積物が存在していると特定された配管においてＳ２０１～Ｓ２０２及びＳ１０１～Ｓ１０６を実行した時に終了する。

【0057】

（無人飛行システムＳの効果）
無人飛行システムＳによれば、ユーザが赤外線カメラを移動させる手間を省くことができる無人飛行システムを実現することができる。

【0058】

特に、赤外線カメラ２１を備える無人飛行装置２が配管に沿って飛行しながら当該配管の熱画像を取得することにより、ユーザが赤外線カメラを持ち運んで移動させる必要がなくなり、ユーザの手間に加えて検査にかかる時間を短縮することができる。

【0059】

また、無人飛行システムＳは、赤外線カメラ２１を備える無人飛行装置２が配管に沿って飛行するため、当該配管からの赤外線を近距離で検出することができる。遠距離から検出する場合と比較して、空気中の水分等による赤外線の減衰を回避できるため、赤外線の検出感度が向上し、配管の内部に堆積物が存在するか否かを精度高く検査することができるという効果も奏する。

【0060】

（無人飛行システムＳの使用例）
上述した無人飛行システムＳの一使用例について、図５を参照して説明する。図５は、無人飛行システムＳの一使用例の概要を示す模式図である。

【0061】

図５に示すように、無人飛行システムＳは、情報処理装置３及びユーザ端末４と通信可能に構成されている。

【0062】

情報処理装置３は、ユーザＵｂ（例えば、配管の管理者）が管理するユーザ端末４に表示画像を表示する制御部を備えている。一例として、情報処理装置３は、無人飛行システムＳから堆積物が存在していると特定された配管の位置を示す情報を取得し、配管のメインテナンスを促すために、その位置を示す情報を含む検査結果をユーザ端末４に表示する。情報処理装置３がユーザ端末４に表示する検査結果の具体例としては、施設内の配管の位置を示す配管図面上に、堆積物が存在していると特定された配管の位置をマークした表示画像が挙げられる。また、検査結果には、メインテナンスの必要性を訴えるメッセージや、堆積物が存在していると特定された配管の検出画像を含んでいてもよい。このように、メインテナンスを促すために、堆積物が存在している配管の位置を示す情報を含む検査結果をユーザ端末４に表示する無人飛行システムＳの使用例は、配管の清掃、交換、新しい装置の導入を提案するビジネスモデルにも適用することができる。

【0063】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0064】

（無人飛行装置２ａの概要）
本実施形態に係る無人飛行装置２ａは、実施形態１に係る無人飛行システムＳにおいて制御装置１が備える各構成要素を無人飛行装置２に追加したものである。

【0065】

（無人飛行装置２ａの構成）
無人飛行装置２ａの構成について、図６を参照して説明する。図６は、無人飛行装置２ａの内部構成の一例を示すブロック図である。

【0066】

無人飛行装置２ａは、図６に示すように、制御部２５に代えて制御部２５ａを備え、記憶部２７に代えて記憶部２７ａを備え、新たにインタフェース部２８を備える点において無人飛行装置２と異なる。なお、その他の構成については同様である。

【0067】

制御部２５ａは、履歴作成部２５４ａを新たに備える点で制御部２５と異なる。なお、履歴作成部２５４ａは、履歴作成部１３２と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【0068】

記憶部２７ａには、各種情報が格納される。一例として、記憶部２７ａには、無人飛行装置２ａが備える各構成要素を制御するための制御プログラム２７１ａ、施設内の配管の配置を示す配置情報２７２ａ、センサ群２３が取得した熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報を示す検査情報２７３ａ、及び時間情報を示す時間情報を２７４ａ、赤外線画像、熱画像、可視光画像、又は検出画像を含む各種画像２７５ａ、履歴作成部１３２ａで作成した検査履歴を示す検査履歴２７６ａが格納されている。

【0069】

インタフェース部２８ａは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）（登録商標）、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信規格に従い外部機器と通信を行う。無人飛行装置２ａは、インタフェース部２８により外部機器と通信を行い、記憶部２７ａに格納されている情報を取り出す。

【0070】

（無人飛行装置２ａの動作）
無人飛行装置２ａは、無人飛行システムＳと同様の全体検査モード及び自律制御モードを有する。しかしながら、各動作の操作主体が異なるため、無人飛行システムＳの全体検査モード及び自律制御モードを説明した図３及び図４を参照して説明する。

【0071】

［全体検査モード］
まず、無人飛行装置２ａは、施設内の配管の位置を示す情報に基づいて駆動制御部２５１が駆動部２４を制御することにより配管に沿って飛行しながら、撮像範囲ＦＡに含まれる配管Ｄ１の赤外線画像及び可視光画像を撮像する（ステップＳ１０１）。

【0072】

次に、画像処理部２５２は、赤外線画像に基づいて熱画像を取得する（ステップＳ１０２）。

【0073】

次に、判定部２５３は、画像処理部２５２で取得した熱画像から基準温度及び配管Ｄ１の温度を示す温度情報を取得する（ステップＳ：１０３）。判定部２５３は、さらに、取得した温度情報に基づいて、当該熱画像が予め定められた条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。当該熱画像が予め定められた条件を満たしていない場合（ステップＳ１０４にてＮＯ）、この動作を終了する。

【0074】

当該熱画像が予め定められた条件を満たしている場合（ステップＳ１０４にてＹＥＳ）、センサ群２３は、当該熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報、又は配管Ｄ１の位置を取得する（ステップＳ１０５）。

【0075】

次に、履歴作成部２５４ａは、当該熱画像が予め定められた条件を満たしたときの検査情報を時間情報と共に記録することにより検査履歴を作成（ステップＳ１０６）し、全体検査モードを終了する。

【0076】

上述した動作は、無人飛行装置２ａが施設内の配管の内部に堆積物が存在するか否かを検査するために実行する動作である。無人飛行装置２ａは、上述したステップＳ１０１～Ｓ１０６を赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２の撮像範囲ＦＡに含まれる配管が変わる度に実行し、施設内の全ての配管においてステップＳ１０１～Ｓ１０６を実行したときに終了する。

【0077】

［自律制御モード］
まず、駆動制御部２５１は、履歴作成部２５４ａで作成された検査履歴に基づいて飛行計画を作成する（ステップＳ２０１）。一例として、駆動制御部２５１は、検査履歴に記録されている堆積物が存在していると特定された配管の各々の位置を示す情報を参照し、最短距離で飛行する飛行経路を選択した飛行計画を作成する。

【0078】

次に、駆動制御部２５１は、飛行計画に従って飛行するように駆動部２４を制御する（ステップＳ２０２）。一例として、駆動制御部２５１は、検査履歴の堆積物が存在していると判定された配管の各々の位置において、対応する無人飛行装置２の位置及び向きを再現するように駆動部２４を制御する。

【0079】

堆積物が存在していると特定された配管の位置に飛行し、当該配管を赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２で撮像する（ステップＳ１０１）。

【0080】

以下のステップＳ１０２～１０６については、上述したものと同様のため、ここでの説明は省略する。

【0081】

上述した動作は、無人飛行装置２ａが自律制御モードを発揮するために実行する動作である。無人飛行装置２ａは、上述したステップＳ２０１～Ｓ２０２及びＳ１０１～Ｓ１０６を赤外線カメラ２１及び可視光カメラ２２の撮像範囲ＦＡに含まれる堆積物が存在していると特定された配管が変わる度に実行し、検査対象である全ての堆積物が存在していると特定された配管においてＳ２０１～Ｓ２０２及びＳ１０１～Ｓ１０６を実行した時に終了する。

【0082】

（無人飛行装置２ａの効果）
無人飛行装置２ａによれば、無人飛行システムＳと同様に、ユーザが赤外線カメラを持ち運んで移動させる必要がなくなり、ユーザの手間に加えて検査にかかる時間を短縮することができる。また、近距離で配管からの赤外線を検出するため、当該配管の内部に堆積物が存在しているか否かを精度高く検査することができる。

【0083】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置１の制御部１３及び無人飛行装置２の制御部２５は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0084】

後者の場合、制御部１３及び制御部２５は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを更に備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0085】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【0086】

〔まとめ〕
本実施形態の態様１に係る無人飛行システムは、赤外線カメラを備える無人飛行装置と、配管に沿って飛行するように前記無人飛行装置を制御する制御装置と、を含み、前記無人飛行装置は、前記赤外線カメラにより得られた熱画像が予め定められた条件を満たしたとき、当該無人飛行装置の位置及び向き、又は前記配管のうち前記熱画像に被写体として含まれる部位の位置を前記制御装置に送信する。

【0087】

上記の構成によれば、配管の検査を行うユーザが検査対象の配管が赤外線カメラの撮像範囲に含まれるように移動する手間を省くことができる。

【0088】

本実施形態の態様２に係る無人飛行システムは、上記態様１において、前記制御装置は、前記無人飛行装置から送信された、前記無人飛行装置の位置及び向き、又は、前記部位の位置を、前記熱画像が前記条件を満たした時刻を表す時間情報と共に記録することによって、検査履歴を作成する。

【0089】

上記の構成によれば、配管の内部に堆積物が存在している位置のみを特定することができる。

【0090】

本実施形態の態様３に係る無人飛行システムは、上記態様１又は２において、前記制御装置は、前記検査履歴に基づいて飛行計画を作成し、前記飛行計画に従って自律飛行するように前記無人飛行装置を制御する自律制御モードを有している。

【0091】

上記の構成によれば、配管の内部に堆積物が存在している位置のみを再度検査することができる。

【0092】

本実施形態の態様４に係る無人飛行システムは、上記態様１～３の何れか１項において、前記無人飛行装置は、前記部位の温度が基準温度よりも低い、かつ、前記基準温度と前記温度との差が予め定められた閾値を上回ったとき、前記無人飛行装置の位置及び向き、又は、前記部位の位置を、前記制御装置に送信する。

【0093】

上記の構成によれば、基準温度から一定以上低い温度を有する配管の部位を堆積物が存在している位置として特定することができる。

【0094】

本実施形態の態様５に係る無人飛行システムは、上記態様１～４の何れか１項において、前記制御装置は、前記配管の上部、中部、及び下部の各々が前記熱画像に被写体として含まれる位置を飛行するように前記無人飛行装置を制御する。

【0095】

上記の構成によれば、配管の上部、中部、及び下部の部位ごとに堆積物が存在しているか否かを検査することができる。これにより、清掃口を適切な位置に設ける等その他の用途に供することができる。

【0096】

本実施形態の態様６に係る無人飛行システムは、上記態様１～５の何れか１項において、前記無人飛行装置は、さらに可視光カメラを備え、前記赤外線カメラから取得した熱画像と前記可視光カメラで撮像した可視光画像とを前記制御装置に送信し、前記制御装置は、前記無人飛行装置から送信された熱画像及び可視光画像を表示する。

【0097】

上記の構成によれば、熱画像と可視光画像を重畳した検出画像を制御装置に表示することができる。これにより、ユーザは配管の内部の堆積物の状況を確認することができる。

【0098】

本実施形態の態様７に係る情報処理装置は、請求項１～６の何れか１項に記載の無人飛行システムから前記部位の位置を取得すると共に、前記配管のメインテナンスを促すために、前記部位を示す情報を含む検査結果を、前記配管のユーザが管理する端末に表示させる制御部を備えている。

【0099】

上記の構成によれば、無人飛行システムは、情報処理装置のような外部装置に配管の内部に堆積物が存在しているか否かを検査した結果を出力することができる。これにより、検査結果をユーザに配管の清掃や交換を提案する等の他の用途に供することができる。

【符号の説明】

【0100】

１ 制御装置
２、２ａ 無人飛行装置
３ 情報処理装置
４ ユーザ端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】