特許 7278578 飛行体

(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】

(24)【登録日】2023-05-12

(45)【発行日】2023-05-22

(54)【発明の名称】飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 13/18 20060101AFI20230515BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230515BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20230515BHJP

   G05D 1/10 20060101ALI20230515BHJP

【ＦＩ】

B64C13/18 Z

B64C39/02

B64D47/08

G05D1/10

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019073124

(22)【出願日】2019-04-05

(65)【公開番号】P2020169010

(43)【公開日】2020-10-15

【審査請求日】2022-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】717007295

【氏名又は名称】株式会社Ｌｉｂｅｒａｗａｒｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110002790

【氏名又は名称】Ｏｎｅ ｉｐ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小川 祐司

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１４４７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０３４２９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１０１７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３２４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２４７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２５３８０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５９－０６８６９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ １３／１８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｇ０５Ｄ １／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照射装置から点検対象物に照射された光を認識する認識部と、
前記認識された光に応じて飛行制御するフライトコントローラと、
を備え、
前記認識部は、前記照射装置が前記点検対象物に照射した前記光による点検ルートを認識するとともに、前記光の色またはパルス数によって点検ルートの方向を認識し、
前記フライトコントローラは、前記認識された点検ルートに沿うように飛行制御し、前記認識部が前記点検ルートを認識していない場合に、直前まで認識していた前記点検ルートの方向に応じて、飛行体を回転または移動させる、飛行体。

【請求項2】

請求項１に記載の飛行体であって、
前記点検対象物の点検映像を撮影する撮影部と、
を備える飛行体。

【請求項3】

請求項２に記載の飛行体であって、
前記撮影部は、前記認識部が前記点検ルートを認識していない場合に、前記点検映像の撮影を停止する、
ことを特徴とする飛行体。

【請求項4】

請求項３に記載の飛行体であって、
前記フライトコントローラは、前記認識部が前記点検ルートを認識していない場合に、操縦者から前記点検ルートに沿って飛行体を移動させる指示の受け付けを停止する、
ことを特徴とする飛行体。

【請求項5】

請求項１に記載の飛行体であって、
前記フライトコントローラは、前記認識部が前記点検ルートを認識していない場合に、直前まで認識していた前記点検ルートに対して垂直な方向に飛行体を回転または移動させるための指示を操縦者から受け付ける、
ことを特徴とする飛行体。

【請求項6】

請求項１に記載の飛行体であって、
前記認識部は、前記照射装置が前記点検対象物に照射した前記光による所定の格子状のパターンを認識することにより前記飛行体の現在位置を推定する、
ことを特徴とする飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、飛行体からレーザー光を照射して、測距データを取得する技術が知られている。例えば、特許文献１では、飛行体から照射されるレーザー光の反射光に基づいて得られる測定値と、レーザー光の照射方向に関する情報により、測距データを取得する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４４５２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、飛行体によって点検対象物（例えば構造物）の点検映像（例えば静止画や動画）を撮影する場合、点検対象に対して、飛行体が真っ直ぐ（水平）に飛行し、一定の距離を保ちながら一定の速度で安定して飛行することが求められる。しかしながら、飛行体を点検対象物の近くで飛行させる場合、風が発生するなどの影響により、熟練の操縦者でも飛行体を安定して飛行させることは難しい。

【0005】

本発明はこのような背景を鑑みてなされたものであり、飛行体によって、安定した点検映像を撮影することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、レーザー照射装置から点検対象物に照射されたレーザー光を認識する認識部と、前記認識されたレーザー光に応じて飛行制御するフライトコントローラと、を備えることとする。

【0007】

その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、飛行体によって、安定した点検映像を撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る飛行体１による飛行状態を説明する図である。

【図2】本実施形態に係る飛行体１の機能ブロック図である。

【図3】飛行体１が構造物２に投影された点検ルートに沿って飛行するように制御する処理の流れを説明する図である。

【図4】飛行体１が上下方向のレーザー光４に対して水平方向に回転及び移動する例を示す図である。

【図5】構造物２に補足情報Ｓが投影された例を示す図である。

【図6】構造物２に格子状パターンが投影された例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による飛行体は、以下のような構成を備える。

【0011】

［項目１］
レーザー照射装置から点検対象物に照射されたレーザー光を認識する認識部と、
前記認識されたレーザー光に応じて飛行制御するフライトコントローラと、
を備える飛行体。
［項目２］
項目１に記載の飛行体であって、
前記認識部は、前記レーザー照射装置が前記点検対象物に照射した前記レーザー光による点検ルートを認識し、
前記フライトコントローラは、前記認識された点検ルートに沿うように飛行制御する、
ことを特徴とする飛行体。
［項目３］
項目２に記載の飛行体であって、
前記点検対象物の点検映像を撮影する撮影部と、
を備える飛行体。
［項目４］
項目３に記載の飛行体であって、
前記撮影部は、前記認識部が前記点検ルートを認識していない場合に、前記点検映像の撮影を停止する、
ことを特徴とする飛行体。
［項目５］
項目４に記載の飛行体であって、
前記フライトコントローラは、前記認識部が前記点検ルートを認識していない場合に、操縦者から前記点検ルートに沿って飛行体を移動させる指示の受け付けを停止する、
ことを特徴とする飛行体。

【0012】

以下、本発明の第１の実施形態に係る飛行体１について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る飛行体１による飛行状態を説明する図である。

【0013】

本実施形態では、飛行体１は、柱や壁、天井などの点検対象物である構造物２の点検映像（例えば動画）を撮影することを想定している。構造物２の周囲にはレーザー照射装置３が配置され、構造物２の点検すべき箇所に向けてレーザー光４を照射する。飛行体１は、構造物２に照射されたレーザー光４を認識し続けるように飛行制御することで、構造物２の点検映像を安定して撮影することができる。

【0014】

レーザー照射装置３は、照射するレーザー光４によって、構造物２に点検ルートを投影する。ここで、レーザー照射装置３は、地面や三脚等に載置されるため、点検ルートを構造物２に固定して照射することができる。この点検ルートとしては、一又は複数の直線、曲線、これらの組み合わせが挙げられる。また、レーザー照射装置３は、この点検ルートを構成する線それぞれの色やパルス数を変更させてもよい。例えば、レーザー照射装置３は、上下方向に投影するレーザー光４の色と、水平方向に投影するレーザー光４の色を区別してもよい。また、レーザー照射装置３は、例えば上下方向に投影するレーザー光４のそれぞれの色を区別してもよい。これらにより、例えば飛行体１は、構造物２に照射されたレーザー光４を認識できなくなった場合でも、点検ルートを正確に把握することができる。

【0015】

図２は、本実施形態に係る飛行体１の機能ブロック図である。

【0016】

フライトコントローラ１１は、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ））などの１つ以上のプロセッサを有することができる。

【0017】

フライトコントローラ１１は、メモリ１２を有しており、当該メモリ１２にアクセス可能である。メモリ１２は、１つ以上のステップを行うためにフライトコントローラ１１が実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶している。

【0018】

メモリ１２は、例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの分離可能な媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。

【0019】

撮影部１３は、例えば、一般的なカメラや赤外線カメラなどにより構成される。撮影部１３で取得したデータは、メモリ１２に直接に伝達されかつ記憶されてもよい。例えば、撮影部１３で撮影した静止画・動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録される。撮影部１３は、飛行体にジンバル１４を介して設置される。

【0020】

フライトコントローラ１１は、飛行体１の状態を制御するように構成された制御モジュールを含んでいる。例えば、制御モジュールは、６自由度（並進運動ｘ、ｙ及びｚ、並びに回転運動θｘ、θｙ及びθｚ）を有する飛行体１の空間的配置、速度、および／または加速度を調整するために、ＥＳＣ１５を経由して飛行体１の推進機構（モータ１６等）を制御する。モータ１６によりプロペラ１７が回転することで飛行体１の揚力を生じさせる。制御モジュールは、搭載部、センサ類の状態のうちの１つ以上を制御することができる。

【0021】

フライトコントローラ１１は、１つ以上の外部のデバイス（例えば、送受信機（プロポ）、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器）からのデータを送信および／または受け取るように構成された送受信部１８と通信可能である。送受信機１８は、有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。

【0022】

送受信部１８は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの１つ以上を利用することができる。

【0023】

送受信部１８は、センサ類１９で取得したデータ、フライトコントローラ１１が生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンド（操縦者からの移動指示および／または回転指示）などのうちの１つ以上を送信および／または受け取ることができる。

【0024】

本実施形態におけるセンサ類１９は、慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、またはビジョン／イメージセンサ（例えば、カメラ）を含み得る。

【0025】

認識部２０は、レーザー照射装置３から構造物２に照射されたレーザー光４を認識することができる。本実施形態における認識部２０は、レーザー光４を認識できるセンサが搭載されていればよく、例えば、一般的なカメラであってもよい。認識部２０は、照射されたレーザー光の色やパルス数を認識できるものとする。認識部２０は、例えば飛行体１の側面に設けられ、柱や壁などの構造物２に照射されたレーザー光４により形成される点検ルートを認識する。

【0026】

図３は、飛行体１が構造物２に投影された点検ルートに沿って飛行するように制御する処理の流れを説明する図である。この処理は、例えば認識部２０が点検ルートを認識した場合に開始される。

【0027】

（ステップＳ３０１）
撮影部１３は、構造物２の点検映像を撮影する。すなわち、撮影部１３は、認識部２０が点検ルートを認識している場合に、点検映像を撮影する。具体的には、撮影部１３は、認識部２０が点検ルートを認識している場合に、構造物２の点検ルート又は点検ルートの周囲が撮影範囲に含まれる動画を撮影する。続いて、フライトコントローラ１１は、操縦者からの移動指示を受け付けて、認識部２０によって認識された点検ルートに沿うように飛行体１を移動させる（飛行制御する）。そして、処理は、ステップＳ３０２の処理に移行する。

【0028】

（ステップＳ３０２）
フライトコントローラ１１は、操縦者からの点検を終了する指示を受け付けたか否かを判定する。そして、当該判定が肯定判定された場合には、処理は、図３に示す一連の処理を終了する。一方、当該判定が否定判定された場合には、処理は、ステップＳ３０３の処理に移行する。

【0029】

（ステップＳ３０３）
フライトコントローラ１１は、認識部２０が構造物２に投影された点検ルートを認識しているか否かを判定する。そして、当該判定が肯定判定された場合には、処理は、ステップＳ３０１の処理に移行する。一方、当該判定が否定判定された場合には、処理は、ステップＳ３０４の処理に移行する。

【0030】

（ステップＳ３０４）
撮影部１３は、点検映像の撮影を停止する。具体的には、撮影部１３は、構造物２の点検ルート又は点検ルートの周囲が撮影範囲に含まれる動画の撮影を停止する。これにより、点検映像を編集する手間を軽減することができる。続いて、フライトコントローラ１１は、操縦者からの飛行体１を点検ルートに沿って移動させる指示の受け付けを停止する。これにより、点検すべき部分が点検映像に残らないことを防止することができる。そして、処理は、ステップＳ３０５の処理に移行する。

【0031】

（ステップＳ３０５）
フライトコントローラ１１は、飛行体１を所定の方向に回転および移動の少なくともいずれかを行う。例えば、フライトコントローラ１１は、点検ルート（レーザー光４によって投影された線の方向）と垂直に飛行体１を回転及び移動させる。具体的には、フライトコントローラ１１は、直前まで認識部２０が認識していたレーザー光４の色が上下方向に伸びる線の色であると認識していた場合、飛行体１を水平方向に回転させる。図４は、飛行体１が上下方向のレーザー光４に対して水平方向に回転及び移動する例を示す図である。そして、処理は、ステップＳ３０６の処理に移行する。

【0032】

（ステップＳ３０６）
フライトコントローラ１１は、認識部２０が構造物２に投影された点検ルートを認識しているか否かを判定する。そして、当該判定が肯定判定された場合には、処理は、ステップＳ３０１の処理に移行する。一方、当該判定が否定判定された場合には、処理は、ステップＳ３０５の処理に移行する。

【0033】

以上のようにして、フライトコントローラ１１は、飛行体１が点検ルートに沿って安定した点検映像を撮影することができるように、飛行体１を制御する。

【0034】

以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

【0035】

例えば、本実施形態では、撮影部１３と認識部２０とを別々の機能部として説明したが、撮影部１３と認識部２０は、一つの装置（例えばカメラ）によって構成されてもよい。

【0036】

また、本実施形態では、上記ステップＳ３０４において、操縦者からの飛行体１を点検ルートに沿って移動させる指示の受け付けを停止することを説明したが、フライトコントローラ１１は、点検ルート（レーザー光４によって投影された線の方向）と垂直に飛行体１を回転及び移動させる指示は受け付けることとしてもよい。また、フライトコントローラ１１は、飛行体１が構造物２に対して真っ直ぐ（水平）に飛行していない場合、真っ直ぐ（水平）に飛行するまで、撮影部１３による撮影を停止したり、操縦者からの飛行体１を点検ルートに沿って移動させる指示の受け付けを停止したりしてもよい。

【0037】

また、本実施形態では、レーザー照射装置３は、複数パターンの点検ルートを投影することが可能であってもよい。これにより、レーザー照射装置３は、点検対象物である構造物２に応じたパターンの点検ルートを投影することができる。

【0038】

また、本実施形態では、レーザー照射装置３は、点検ルート以外の補足情報を点検対象物である構造物２に投影してもよい。補足情報としては、例えば、距離や高さの数値、標定点などが挙げられる。図５は、構造物２に補足情報Ｓが投影された例を示す図である。

【0039】

また、例えば、図６に示されるように、所定の格子状のパターンを点検対象面の所定の位置に照射し、当該格子パターンを画像認識することにより現在位置を推定することとしてもよい。すなわち、格子パターンを照射する絶対位置を取得することによって、任意の格子点からの距離や位置関係から自己の位置を推定することが可能となる。この場合、格子パターンの点検対象面上における位置は関連付けられる。

【0040】

また、本実施形態では、点検映像が動画である場合を説明したが、静止画であってもよい。

【0041】

また、本実施形態では、レーザー光４は、認識部２０によって認識が可能であればよく、撮影部１３では撮影が不可能な光（例えば赤外線等）であってもよい。これにより、点検映像にレーザー光４が映り込むことがないため、点検すべき部分（例えば、コンクリートのひび割れ等）を容易に確認することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 飛行体
２ 構造物
３ レーザー照射装置
４ レーザー光
１１ フライトコントローラ
１３ 撮影部
２０ 認識部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】