特許 7302431 測定システムおよび測定方法

(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】

(24)【登録日】2023-06-26

(45)【発行日】2023-07-04

(54)【発明の名称】測定システムおよび測定方法

(51)【国際特許分類】

   G08C 17/00 20060101AFI20230627BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

G08C17/00 A

H04Q9/00 311H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019193811

(22)【出願日】2019-10-24

(65)【公開番号】P2021068244

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-10-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(74)【代理人】

【識別番号】100205833

【弁理士】

【氏名又は名称】宮谷 昂佑

(72)【発明者】

【氏名】石原 佐和子

(72)【発明者】

【氏名】久保田 明

(72)【発明者】

【氏名】朴 赫

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００４５０７１（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６５１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１６５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２２３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－６５６１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｃ １５／００－１９／４８

Ｈ０４Ｑ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定器が搭載された複数のドローンと、前記複数のドローンと無線通信を行うことによって前記測定器による測定データを取得して、測定結果を得るデータ収集装置とを備える測定システムであって、
前記データ収集装置は、前記複数のドローンの中の第１のドローンに搭載された第１の測定器を用いた測定から、前記複数のドローンの中の第２のドローンに搭載された第２の測定器を用いた測定への切替えを行う場合に、前記第１の測定器による第１の測定データと、前記第２の測定器による第２の測定データとに基づいて、前記切替え前後における前記測定結果の連続性を確保する処理を行う、測定システム。

【請求項2】

前記複数のドローンは、前記測定データに対して通信負荷の低減処理を施す、請求項１に記載の測定システム。

【請求項3】

前記データ収集装置は、前記複数のドローンに搭載された処理装置を介して、前記複数のドローンと前記無線通信を行い、前記処理装置は、前記測定データに対して通信負荷の低減処理を施す、請求項１に記載の測定システム。

【請求項4】

前記データ収集装置は、少なくとも１つの中継装置を介して、前記ドローンと前記無線通信を行う、請求項１から３のいずれか一項に記載の測定システム。

【請求項5】

第１の測定器を用いた測定から第２の測定器を用いた測定への切替えを行う場合に、
データ収集装置が、前記第１の測定器による第１の測定データと、前記第２の測定器による第２の測定データとに基づいて、前記切替え前後における測定結果の連続性を確保する処理を行うステップを含む、測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定システムおよび測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ドローンを用いた測定技術が知られている。例えば、特許文献１には、ドローンを予め定められた複数の計測点に順次移動させて、各計測点において計測対象を計測器で計測し、前記複数の計測点で得られた複数の計測値を記憶装置に記録し、前記複数の計測値と、前記複数の計測点の位置に基づいて前記計測値の分布を作成することを特徴とする計測方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－９０７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ドローンを用いた測定技術には改善の余地がある。例えば、ドローンのバッテリ持続時間などの問題により、長時間連続して測定を行うことは必ずしも容易ではない。

【0005】

そこで、本開示は、ドローンを用いた測定技術を改善することができる測定システムおよび測定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】

幾つかの実施形態に係る測定システムは、測定器が搭載された複数のドローンと、前記複数のドローンと無線通信を行うことによって前記測定器による測定データを取得して、測定結果を得るデータ収集装置とを備える測定システムであって、前記データ収集装置は、前記複数のドローンの中の第１のドローンに搭載された第１の測定器を用いた測定から、前記複数のドローンの中の第２のドローンに搭載された第２の測定器を用いた測定への切替えを行う場合に、前記第１の測定器による第１の測定データと、前記第２の測定器による第２の測定データとに基づいて、前記切替え前後における前記測定結果の連続性を確保する処理を行う。

【0007】

このように、データ収集装置が上述した測定の切替え前後における測定結果の連続性を確保することによって、ドローンを用いた測定を長時間連続して行うことができる。

【0008】

一実施形態において、前記複数のドローンは、前記測定データに対して通信負荷の低減処理を施してもよい。

【0009】

これにより、通信負荷を低減することができる。

【0010】

一実施形態において、前記データ収集装置は、前記複数のドローンに搭載された処理装置を介して、前記複数のドローンと前記無線通信を行い、前記処理装置は、前記測定データに対して通信負荷の低減処理を施してもよい。

【0011】

これにより、通信負荷を低減することができる。

【0012】

一実施形態において、前記データ収集装置は、少なくとも１つの中継装置を介して、前記ドローンと前記無線通信を行ってもよい。

【0013】

このように、中継装置を介することにより、ドローンとデータ収集装置との通信距離を伸ばすことができる。

【0014】

幾つかの実施形態に係る測定方法は、第１の測定器を用いた測定から第２の測定器を用いた測定への切替えを行う場合に、データ収集装置が、前記第１の測定器による第１の測定データと、前記第２の測定器による第２の測定データとに基づいて、前記切替え前後における測定結果の連続性を確保する処理を行うステップを含む。

【0015】

このように、データ収集装置が上述した測定の切替え前後における測定結果の連続性を確保することによって、長時間連続して測定を行うことができる。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、ドローンを用いた測定技術を改善することができる測定システムおよび測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】比較例に係る測定システムの各構成を示す図である。

【図2】図１の測定器の各構成を示す図である。

【図3】図１のドローンの各構成を示す図である。

【図4】本開示の一実施形態による測定システムの概略図である。

【図5】図４のデータ収集装置の各構成を示す図である。

【図6】図４のデータ収集装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図7】図４のドローンの動作手順を示すフローチャートである。

【図8】図６のステップＳ１４０の処理内容を示すフローチャートである。

【図9】第１の変形例に係る測定システムの各構成を示す図である。

【図10】第２の変形例に係る測定システムの各構成を示す図である。

【図11】第３の変形例に係る測定システムの各構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一符号は、同一または同等の構成要素を示す。

【0019】

まず比較のために、図１から図３を参照して、比較例に係る測定システム５を説明する。

【0020】

図１を参照して、比較例に係る測定システム５は、測定器２０が搭載されたドローン１０を備える。

【0021】

図２を参照して、測定器２０は、測定部２１と、制御部２２と、入力部２３と、出力部２４とを有する。

【0022】

測定部２１は、サーモカメラ、光学式カメラ、ガスセンサ、振動センサ、温度計、湿度計、放射線計、風力計、雨量計、光量計、濁度計、およびＰＨ計のうちの少なくとも１つによって実現される。ただし、測定部２１は、これらに限られない。

【0023】

制御部２２は、１つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、汎用のプロセッサ、または特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限られない。制御部２２は、測定器２０全体の動作を制御する。

【0024】

入力部２３は、測定器２０の設定を変更するためのユーザ入力を検出する１つ以上の入力インタフェースを含む。入力インタフェースは、物理キー、静電容量キー、又はタッチスクリーンなどであるが、これらに限られない。

【0025】

出力部２４は、測定部２１による測定によって得られた測定データを後述するドローン１０の入力部１４に出力する１つ以上の任意のインタフェースを含む。

【0026】

図３を参照して、ドローン１０は、制御部１１と、動作部１２と、記録部１３と、入力部１４と、通信部１５とを有することができる。

【0027】

制御部１１は、１つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、汎用のプロセッサ、または特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限られない。

【0028】

動作部１２は、１つ以上の駆動機構を含む。駆動機構は、プロペラ、モータ、またはロータ等を含むが、これらに限られない。

【0029】

記録部１３は、１つ以上のメモリを含む。メモリは、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られない。

【0030】

入力部１４は、測定器２０の出力部２４による出力を検出する１つ以上の任意のインタフェースを含む。これにより、ドローン１０は、測定器２０と有線通信または無線通信を行うことができる。

【0031】

通信部１５は、１つ以上の通信インタフェースを含むことができる。通信インタフェースは、無線通信によってデータ通信を行うことが可能なものであるが、これに限られない。

【0032】

ここで、ドローン１０の一例として、飛行するドローンの動作を説明する。ドローン１０の制御部１１は、通信部１５を介して取得した操縦者の操作内容、または記録部１３に予め記録された操作内容を解釈し、飛行経路、飛行姿勢、ホバリング姿勢などを含むドローン１０の動作を動作部１２に指示する。動作部１２は、制御部１１からの指示に従って、ドローン１０を動作させる。また、ドローン１０は、動作中、入力部１４を介して取得した測定器２０による測定データを記録部１３に記録することができる他、この測定データに基づいて、衝突回避などの異常時の対応を行うことができる。さらに、ドローン１０は、動作中、測定器２０から入力部１４を介して取得した測定データおよびテレメトリデータを、通信部１５を介して任意の端末に送信することができる。

【0033】

次に、図１に示す測定器２０が搭載されたドローン１０を備える測定システム５を用いた測定方法を説明する。

【0034】

例えば、操縦者は、任意の操作端末を用いて、測定器２０が搭載されたドローン１０を操作し、測定対象がある測定位置までドローン１０を移動させる。そして、操縦者は、ドローン１０が測定位置に到達すると、測定対象とドローン１０との位置関係を適切に保ちつつ、ドローン１０に搭載された測定器２０を用いて測定対象を測定する。測定器２０による測定によって得られた測定データは、ドローン１０の記録部１３に記録され、測定終了後に回収される。あるいは、ドローン１０は、記録部１３に予め記録された操作内容に基づいて、測定対象がある測定位置まで移動し、測定位置に到達すると、測定対象との位置関係を適切に保ちつつ、ドローン１０に搭載された測定器２０を用いて測定対象を測定してもよい。

【0035】

しかしながら、比較例に係る測定システム５では、ドローン１０のバッテリの問題により、長時間連続して測定を行うことが難しい。この対策として、測定器２０が搭載されたドローン１０を複数台用意して測定を行うことが考えられる。すなわち、あるドローンのバッテリ残量が減少すると、バッテリ残量が十分な別のドローンに搭載された測定器を用いた測定に切り替える。しかしながら、各測定器が同じ測定対象に対して同じ物理量を測定していても、各測定器に固有の特性の違いなどに起因して、上述した測定の切替えの際に、測定結果に飛びが生じたりするなど、測定結果が不連続になるという問題があった。

【0036】

そこで、本開示では、長時間連続して測定を行う場合であっても、測定結果の連続性を確保することができる測定システムおよび測定方法について説明する。

【0037】

（測定システム）
以下、図４を参照して、本開示の一実施形態に係る測定システム１について説明する。

【0038】

図４は、第１のドローン１０－１に搭載された第１の測定器２０－１を用いた測定から、第２のドローン１０－２に搭載された第２の測定器２０－２を用いた測定への切替えを行う場合の測定システム１の概略図である。この場合、測定システム１は、第１の測定器２０－１が搭載された第１のドローン１０－１と、第２の測定器２０－２が搭載された第２のドローン１０－２と、データ収集装置３０とを備える。データ収集装置３０は、第１のドローン１０－１と無線通信を行うことによって第１の測定器２０－１による第１の測定データを取得する。また、データ収集装置３０は、第２のドローン１０－２と無線通信を行うことによって第２の測定器２０－２による第２の測定データを取得する。

【0039】

［測定器］
本実施形態における第１の測定器２０－１および第２の測定器２０－２（以下、「測定器２０」と略記する場合がある。）は、データ収集装置３０との通信が可能な１つ以上の通信インタフェースを含むことができる以外、それぞれ比較例における測定器２０と同様であるので、説明を省略する。なお、本開示において、測定器２０自体が、データ収集装置３０と無線通信してもよい。また、本開示において、第１のドローン１０－１に搭載される第１の測定器２０－１の数は、１つとは限らず、２つ以上であってもよい。また、第２のドローン１０－２に搭載される第２の測定器２０－２の数も、１つとは限らず、２つ以上であってもよい。また、本開示において、第１の測定器２０－１は第１のドローン１０－１に内蔵されてもよい。また、第２の測定器２０－２も第２のドローン１０－２に内蔵されてもよい。

【0040】

［ドローン］
本実施形態における第１のドローン１０－１および第２のドローン１０－２（以下、「ドローン１０」と略記する場合がある。）は、それぞれ比較例におけるドローン１０と同様であるので、説明を省略する。なお、本開示において、ドローン１０は、空中、地上、地中、液中、液面、および宇宙のうちの少なくとも１つ以上を無人で移動することができる。また、本開示において、ドローン１０の数は、２つとは限らず、３つ以上であってもよい。

【0041】

［データ収集装置］
図５を参照して、データ収集装置３０は、制御部３１と、通信部３２と、演算部３３と、出力部３４と、記録部３５とを有することができる。

【0042】

制御部３１は、１つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、汎用のプロセッサ、または特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限られない。制御部３１は、通信部３２を介して、ドローン１０に対する測定位置への移動の指示および測定位置からの帰還の指示、ならびに測定器２０に対する測定開始の指示および測定終了の指示などを行う。また、制御部３１は、通信部３２を介して、ドローン１０および測定器２０のバッテリ残量、通信エラーの有無、故障の有無などを監視し、監視結果に基づいてドローン１０の交代のタイミングを判断する。また、制御部３１は、後述する切替え処理の実行を演算部３３に指示する。

【0043】

通信部３２は、１つ以上の通信インタフェースを含むことができる。通信インタフェースは、ドローン１０と無線通信によってデータ通信などを行うことが可能なものであるが、これに限られない。また、通信部３２は、第１のドローン１０－１と無線通信によってデータ通信を行うことができる第１の通信インタフェースと、第２のドローン１０－２と無線通信によってデータ通信を行うことができる第２の通信インタフェースとを含むことができる。この場合、データ収集装置３０は、第１の通信インタフェースを介して、第１のドローン１０－１に搭載された第１の測定器２０－１による第１の測定データを取得する。また、データ収集装置３０は、第２の通信インタフェースを介して、第２のドローン１０－２に搭載された第２の測定器２０－２による第２の測定データを取得する。

【0044】

演算部３３は、１つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、汎用のプロセッサ、または特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限られない。演算部３３は、上述した第１の測定データと第２の測定データとの比較に基づいて、補正値を算出する。具体的には、演算部３３は、下記（１）式に従って第１の測定データと第２の測定データとの差分をとることによって、補正値を算出することができる。なお、第２の通信インタフェースでは、下記（２）式に従って算出される補正後の第２の測定データによって第２の測定データが上書きされる。

【0045】

［補正値］＝［第１の測定データ］－［第２の測定データ］・・・（１）式

【0046】

［補正後の第２の測定データ］＝［第２の測定データ］＋［補正値］・・・（２）式

【0047】

また、演算部３３は、第１の測定データと補正後の第２の測定データとに基づいて、測定結果を算出する。具体的には、演算部３３は、下記（３）式に従って測定結果を算出することができる。下記（３）式において、第１のフラグ値は、測定結果として第１の測定データを採用する場合には１であり、測定結果として第１の測定データを採用しない場合には０である。また、第２のフラグ値は、測定結果として補正後の第２の測定データを採用する場合には１であり、測定結果として補正後の第２の測定データを採用しない場合には０である。第１の測定器２０－１を用いた測定から第２の測定器２０－２を用いた測定への切替えでは、演算部３３は、第１のフラグ値を１から０に変更し、第２のフラグ値を０から１に変更する。なお、演算部３３は、第２のドローン１０－２が測定位置に到着して所定時間が経過した後に、例えばドローンのバッテリなどの下限アラームの発生またはユーザの操作などのイベントをトリガとして動作する機能などを使用して、上述した切替えを行うことが好ましい。これにより、周辺雰囲気などの影響で測定データが不安定になるのを抑制することができる。「所定時間」は、測定器２０が周辺雰囲気になじむことができる時間であればよく、任意に設定される。

【0048】

［測定結果］＝［第１のフラグ値］×［第１の測定データ］＋［第２のフラグ値］×［補正後の第２の測定データ］・・・（３）式

【0049】

このようにして、データ収集装置３０は、第１の測定器２０－１による第１の測定データと、第２の測定器２０－２による第２の測定データとに基づいて、切替え前後で測定結果の連続性を確保することができる。本開示における「連続性」とは、時間軸に沿った連続性を意味する。ただし、本開示では、切替え時を含む数ミリ秒～数十ミリ秒の時間間隔の始点における測定結果と終点における測定結果とが、数学的に厳密に一致する必要はなく、測定誤差以内でずれる場合も許容される。

【0050】

ただし、上述した連続性を確保するための処理は、これに限定されない。例えば、それぞれの測定器２０が、校正値として傾きａとオフセットｂを有する場合（すなわち、［測定データ］＝ａ×（測定部２１の生データ）＋ｂで表わされる場合）、第１の測定データと第２の測定データとの差分に基づいてオフセットｂの値を補正するだけでなく、第１の測定データと第２の測定データとの傾きの差分に基づいて傾きａを補正することもできる。以下では、その具体例を説明する。なお、傾きａおよびオフセットｂは、測定部２１の生データから測定データを算出するために予め設定される数値である。

【0051】

本具体例では、第１の測定器２０－１が「０」を示すとき、第２の測定器２０－２が「０．２」を示し、第１の測定器２０－１が「１００」を示すとき、第２の測定器２０－２が「１００．７」を示し、第２の測定器２０－２が補正対象である場合を考える。この場合、「第２の測定データ」は、下記（Ｂ１）式で表わされる。
［第２の測定データ］＝（（１００．７－０．２）／１００）×［第１の測定データ］＋０．２・・・（Ｂ１）式
ここで、上記（３）式における「補正後の第２の測定データ」は、上記（Ｂ１）式における「第１の測定データ」を「補正後の第２の測定データ」に置換することにより、下記（Ｂ２）式で表わされる。
［補正後の第２の測定データ］＝（［第２の測定データ］－０．２）×（１００／（１００．７－０．２））・・・（Ｂ２）式
このようにして算出した「補正後の第２の測定データ」を用いることによって、上記（３）式における「測定結果」を得てもよい。

【0052】

出力部３４は、ユーザに対して測定結果などを含む情報を出力する１つ以上の出力インタフェースを含む。例えば、出力インタフェースは、情報を映像で出力するディスプレイ、または情報を音声で出力するスピーカなどであるが、これらに限られない。

【0053】

記録部３５は、１つ以上のメモリを含む。メモリは、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られない。記録部３５には、通信部３２を介して取得した測定データおよびドローン１０の移動情報などが記録される。

【0054】

（測定方法）
以下、本開示の一実施形態に係る測定システム１を用いて実行することができる測定方法について説明する。

【0055】

［データ収集装置の動作手順］
図４および図６を参照して、データ収集装置３０の動作手順について説明する。

【0056】

ステップＳ１００において、データ収集装置３０は、第１のドローン１０－１および第２のドローン１０－２に対して無線通信を依頼する。この時、不具合または故障などによって飛ばすことができないドローン１０などが確認（把握）される。なお、本実施形態では、例えばステップＳ１０５～Ｓ１２５では、第１のドローン１０－１のみを稼働させているので、第２のドローン１０－２との無線通信の依頼については、必要時（例えばステップＳ１２５とＳ１３０との間）に行ってもよい。

【0057】

続いて、ステップＳ１０５において、データ収集装置３０は、第１のドローン１０－１に対して測定位置への移動を指示する。

【0058】

続いて、ステップＳ１１０において、データ収集装置３０は、第１のドローン１０－１から測定位置に到達した旨の通知があると、第１のドローン１０－１に搭載された第１の測定器２０－１に対して測定開始を指示し、データ収集を開始する。

【0059】

続いて、ステップＳ１１５において、データ収集装置３０は、データ収集を終了する指示があるか否かを判断する。データ収集を終了する指示がある場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０に進む。データ収集を終了する指示がない場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１２０に進む。

【0060】

ステップＳ１２０に進んだ場合、ステップＳ１２０において、データ収集装置３０は、第１のドローン１０－１のバッテリ残量が所定値未満であるか否かを判断する。バッテリ残量が所定値未満である場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に進む。バッテリ残量が所定値未満ではない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ステップＳ１２５に進む。なお、所定値は、第１のドローン１０－１が帰還するために必要な移動距離などに応じて適宜設定される。

【0061】

ステップＳ１２５に進んだ場合、ステップＳ１２５において、データ収集装置３０は、第１の測定器２０－１のバッテリ残量が所定値未満であるか否かを判断する。バッテリ残量が所定値未満である場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に進む。バッテリ残量が所定値未満ではない場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１１５に戻る。なお、所定値は、第２のドローン１０－２が測定位置に到着し、第２の測定器２０－２と測定を交代するために必要な移動距離または移動時間などに応じて適宜設定される。

【0062】

ステップＳ１３０に進んだ場合、ステップＳ１３０において、データ収集装置３０は、第２のドローン１０－２に対して測定位置への移動を指示する。すなわち、第２のドローン１０－２は、第１のドローン１０－１と交代するために、測定位置へ移動する。ここで、ステップＳ１３０において、データ収集装置３０が指示を出す第２のドローン１０－２は、帰還した状態にあり、移動および測定の準備が整っている状態にある。なお、このような状態にあるドローンが複数存在する場合には、帰還状態ならびに移動および測定可能状態であるドローンのうち、任意のもの（例えば、前回飛ばした時期が最も古いもの、ドローンおよび測定器のバッテリ残量が多いもの、予め決められた順番のもの）が選択される。

【0063】

続いて、ステップＳ１３５において、データ収集装置３０は、第２のドローン１０－２から測定位置に到着した旨の通知があると、第２のドローン１０－２に搭載された第２の測定器２０－２に対して測定開始を指示する。

【0064】

続いて、ステップＳ１４０において、データ収集装置３０は、第１の測定器２０－１を用いた測定から第２の測定器２０－２を用いた測定への切替え処理を実行する。ステップＳ１４０の処理内容については、図８を参照して後述する。

【0065】

続いて、ステップＳ１４５において、データ収集装置３０は、第１の測定器２０－１の測定終了と第１のドローン１０－１の帰還を指示し、ステップＳ１１５に戻る。なお、ステップＳ１１５～Ｓ１４５は、ドローンを特定するために便宜的に付した番号（第１、第２）を適宜読み替えて繰り返される。

【0066】

ステップＳ１５０に進んだ場合、ステップＳ１５０において、データ収集装置３０は、データ収集を終了し、測定器２０による測定終了とドローン１０の帰還を指示する。

【0067】

続いて、ステップＳ１５５において、データ収集装置３０は、ドローン１０から帰還した旨の通知があると、第１のドローン１０－１および第２のドローン１０－２との通信を終了する。以上により、本処理が終了する。

【0068】

なお、データ収集装置３０は、ステップＳ１２０およびＳ１２５の条件の他に、ドローン１０および測定器２０の異常または故障に基づいて、上述した切替えを実行するか否かを判断してもよい。また、ドローン１０および測定器２０のバッテリ消費量は、風量、気圧、湿度などの気候の影響を受ける。このため、データ収集装置３０は、気候条件に基づいて、上述した切替えを実行するか否かを判断してもよい。

【0069】

［ドローンおよび測定器の動作手順］
図７を参照して、測定器２０が搭載されたドローン１０の動作手順について説明する。

【0070】

ステップＳ２００において、ドローン１０は、データ収集装置３０からの依頼によって、データ収集装置３０との無線通信を確立する。この時、ドローン１０からデータ収集装置３０への測定データおよびテレメトリデータの送信のための無線通信が開始する。なお、テレメトリデータは、ドローンの現在位置、加速度、バッテリ情報などを含むことができる。

【0071】

続いて、ステップＳ２１０において、ドローン１０は、データ収集装置３０からの指示を受けて、測定位置まで移動し、測定位置に到着後、到着した旨をデータ収集装置３０に通知する。

【0072】

続いて、ステップＳ２２０において、測定器２０は、データ収集装置３０からの指示を受けて、測定を開始する。

【0073】

続いて、ステップＳ２３０において、測定器２０は、データ収集装置３０から測定終了の指示があったか否かを判断する。測定終了の指示があった場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ２４０に進む。測定終了の指示がなかった場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、ステップＳ２３０に戻る。

【0074】

続いて、ステップＳ２４０において、測定器２０は、データ収集装置３０からの指示を受けて、測定を終了し、帰還位置に向けて移動する。

【0075】

続いて、ステップＳ２５０において、ドローン１０は、帰還位置まで移動し、帰還後、帰還した旨をデータ収集装置３０に通知する。これにより、本処理が終了する。

【0076】

なお、ドローン１０は、帰還後に自動または手動で、充電または燃料の追加などが行われる。

【0077】

［切替え処理］
図８を参照して、図６のステップＳ１４０の処理内容について説明する。

【0078】

ステップＳ３００において、データ収集装置３０は、上記（１）式および（２）式に基づいて、補正後の第２の測定データを算出する。詳細については、既述の説明を援用する。

【0079】

続いて、ステップＳ３１０において、データ収集装置３０は、上記（３）式における第１のフラグ値を０から１に変更し、第２のフラグ値を１から０に変更する。そして、データ収集装置３０は、上記（３）式に基づいて測定結果を算出する。詳細については、既述の説明を援用する。

【0080】

以上により、本処理が終了すると、図６のステップＳ１４５に進む。なお、以降の測定結果には、補正後の第２の測定データが用いられる。

【0081】

本開示によれば、長時間連続して測定を行う場合であっても、測定結果の連続性を確保することができる。特に、本開示によれば、過酷な環境下または電源を確保することが困難な環境下などで測定を行う場合であっても、２４時間連続して測定を行うことができる。また、本開示によれば、測定位置において電源工事などが不要であるので、災害などによって緊急の測定を行うことが必要となった場合でも、迅速に対応することができる。また、本開示によれば、測定器を搭載したドローンを用いるので、測定対象がある場所ではなくオペレーションルームなどで、測定器のメンテナンスまたは交換を容易に行うことができる。また、本開示によれば、測定周期が長い場合または広範囲（多地点）での測定を行う場合でも、複数の配線および測定器を設置する必要がないので、コストを抑制することができる。

【0082】

なお、データ収集装置３０は、測定結果に基づいて、測定対象において高温などの異常が発生しているか否か、測定器２０において異常が発生しているか否か、ドローン１０において故障などの異常が発生しているか否かを判断してもよい。そして、異常などが発生している場合、データ収集装置３０は、表示機能、アラーム機能、またはメール送信機能などを用いて、ユーザに異常などを通知してもよい。これにより、ユーザは、リアルタイムで異常の発生を認識することができる。また、ドローン１０自体が、測定器２０による測定データに基づいて異常を検知し、ユーザに通知してもよい。

【0083】

また、データ収集装置３０は、測定結果を含む情報を集計し、ユーザに提示してもよい。例えば、データ収集装置３０は、事前に読み込んだユーザ指定のフォーマットと測定結果とを用いてレポートを作成し、ユーザに提示してもよい。

【0084】

また、測定器２０が搭載されたドローン１０は、上述した測定を行いつつ、組み立て、掘削、探査、薬剤散布、および点検のうちから少なくとも１つの作業を行ってもよい。例えば、ドローン１０が薬剤散布も行う場合には、データ収集装置３０は、ドローン１０のバッテリ残量の他に、ドローン１０に搭載された薬剤の残量に基づいて、ドローン１０を交代させるか否かを判断してもよい。また、データ収集装置３０は、測定結果に基づいて、これらの作業が正確に行われたか否かを判断してもよい。

【0085】

以下、本開示の測定システムおよび測定方法を活用した幾つかの活用例を説明する。ただし、本開示の測定システムおよび測定方法を活用した活用例は、これらに限られない。

【0086】

（活用例１）
サーモカメラまたはガスセンサが搭載されたドローン１０で定点観測することによって、火山の火口の状態を２４時間監視し、噴火の予兆を検出することができる。

【0087】

（活用例２）
放射線計、風力計、または湿度計が搭載されたドローン１０で定点観測することによって、事故の発生により人が近づくのが困難な原子力発電所付近の環境測定を行うことができる。

【0088】

（活用例３）
サーモカメラまたはガスセンサが搭載されたドローン１０を用いて、工場内を２４時間巡回監視することによって、工場配管の接続部分などのフランジの液漏れまたはガス漏れを検出することができる。この他にも、ドローン１０を用いて、ソーラーパネルまたはＬＮＧ保管タンクなどの設備点検を行うことができる。

【0089】

（活用例４）
光量計または振動センサが搭載された液中ドローン１０を用いて、パイプライン内を２４時間巡回監視することによって、パイプライン中の水または原油の盗難監視を行うことができる。

【0090】

（活用例５）
サーモカメラが搭載されたドローン１０を用いて、パイプライン上を２４時間巡回監視することによって、パイプライン中の水または原油の盗難監視を行うことができる。

【0091】

（活用例６）
サーモカメラが搭載されたドローン１０を用いて、屋内外を２４時間巡回監視することによって、発火のおそれがある石炭などの物質に起因する火災または山火事の検出を行うことができる。

【0092】

（活用例７）
雨量計、風力計、または湿度計が搭載されたドローン１０を用いて、ドローン１０が飛行可能な高さまでの雨量、風力、または湿度を測定する。これによって、荷物搬送用などのドローンの運用支援を対象とした気象データの収集および提供を行うことができる。

【0093】

以上、本開示を諸図面および実施形態に基づき説明したが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のステップ等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

【0094】

（第１の変形例）
図９に示す第１の変形例に係る測定システム２では、測定器２０が搭載されたドローン１０に、測定器２０から取得した測定データに対して通信負荷の低減処理を施すことができる処理装置４０が搭載される。処理装置４０は、ドローン１０および測定器２０とそれぞれ有線通信することができる。第１の変形例では、処理装置４０を介して、ドローン１０がデータ収集装置３０と無線通信することによって、通信負荷の低減処理が施された測定データがデータ収集装置３０に送信される。「通信負荷の低減処理」としては、測定データの時間平均、または異常データのみの抽出などが挙げられる。これら以外については、上述した実施形態の説明を援用する。第１の変形例によれば、例えば１回/１０ミリ秒といった測定周期が短い測定を行う場合に、ドローン１０からデータ収集装置３０への測定データの送信頻度を１回/秒などに低減することができるので、通信負荷が低減される。なお、ドローン１０は、処理装置４０を搭載する代わりに、その内部に、処理装置４０と同様の機能を有する処理部を有してもよい。

【0095】

（第２の変形例）
図１０に示す第２の変形例に係る測定システム３では、データ収集装置３０は、少なくとも１つの中継装置を介して、ドローン１０と無線通信する。中継装置としては、WiFi（登録商標）等のアクセスポイント、またはドローン１０との通信距離を伸ばすことができる送受信デバイス５０などが挙げられる。例えば、第２の変形例では、データ収集装置３０は、送受信デバイス５０を介して、ドローン１０から測定データおよびテレメトリデータを取得する。送受信デバイス５０は、測定データおよびテレメトリデータに対して通信プロトコルの変換などのデータ加工を施してもよい。また、送受信デバイス５０は、測定器２０と無線通信してもよい。ここで、送受信デバイス５０は、ドローン１０に搭載されてもよく、あるいはドローン１０に搭載されずに地上などに設置されてもよい。送受信デバイス５０がドローン１０に搭載される場合、送受信デバイス５０は、ドローン１０および測定器２０とそれぞれ有線通信することができ、データ収集装置３０と無線通信することができる。一例として、ドローン１０に１台の送受信デバイス５０が搭載され、地上に複数台の送受信デバイス５０が設置されてもよい。一方、図１０に示すように、送受信デバイス５０がドローン１０に搭載されない場合、送受信デバイス５０は、ドローン１０および測定器２０とそれぞれ無線通信することができ、データ収集装置３０と有線通信または無線通信することができる。一例として、地上に複数台の送受信デバイス５０が設置されてもよい。これら以外については、上述した実施形態の説明を援用する。第２の変形例によれば、測定器２０が搭載されたドローン１０とデータ収集装置３０との間の通信距離を伸ばすことができる。なお、無線通信としては、Wi-Fi（登録商標）を利用するもの以外に、９２０MHｚ帯無線（テレメータ用、テレコントロール用、データ伝送用などの無線）を利用するものなどが挙げられるが、これらに限定されない。

【0096】

（第３の変形例）
図１１に示す第３の変形例に係る測定システム４は、データ収集装置３０と有線通信または無線通信することができる外部サーバ６０を備える。第３の変形例では、データ収集装置３０が、測定データを必要に応じて加工して、外部サーバ６０に送信する。外部サーバ６０は、測定データに画像処理などの解析処理を施して、解析処理後の測定データをデータ収集装置３０に送信する。なお、外部サーバ６０は、データ収集装置３０から受信した測定データを保存してもよい。これら以外については、上述した実施形態の説明を援用する。第３の変形例によれば、測定データに対して画像解析などの重い解析処理を効率的に行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0097】

本開示によれば、ドローンを用いた測定技術を改善することができる測定システムおよび測定方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0098】

１、２、３、４、５ 測定システム
１０ ドローン
１０－１ 第１のドローン
１０－２ 第２のドローン
１１ 制御部
１２ 動作部
１３ 記録部
１４ 入力部
１５ 通信部
２０ 測定器
２０－１ 第１の測定器
２０－２ 第２の測定器
２１ 測定部
２２ 制御部
２３ 入力部
２４ 出力部
３０ データ収集装置
３１ 制御部
３２ 通信部
３３ 演算部
３４ 出力部
３５ 記録部
４０ 処理装置
５０ 送受信デバイス（中継装置）
６０ 外部サーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】