JP2019202682A - 無人飛行体及びその飛行制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でありながら、安全に設備を点検可能な無人飛行体及びその飛行制御方法を提供する。【解決手段】無人飛行体は、監視エリアに設けられた設備を点検して前記監視エリアを監視する無人飛行体であって、前記設備から漏洩する漏洩対象を検知可能なセンサと、前記設備を点検するために予め設定された飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサの検知結果に基づいて前記漏洩対象が漏洩したと判断されると、前記無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを決定し、決定された前記危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定し、設定された前記新たな飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる。【選択図】図５

Description

本発明は、無人飛行体及びその飛行制御方法に関する。

ドローン等の無人飛行体を、プラント等の広大な敷地に設けられた設備の点検に利用することが期待されている。

特許文献１には、無人飛行体を現場まで誘導する誘導情報を無人飛行体に出力し、無線通信によらず、無人飛行体を安全且つ確実に現場まで移動させる技術が開示されている。

特許文献２には、気体センサモジュールをガス管に沿って複数配置し、気体センサモジュールが気体を検知すると、上空を飛行する探索モジュールに対して、無線通信にて通知する技術が開示されている。

特開２０１７−３３１００号公報 特開２０１７−２１５３１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、爆発性を有するガス等が設備から漏洩した場合、無人飛行体に搭載されたモータ等の電気機器で発生する電気火花がガスに引火し、ガスが爆発する可能性がある。

また、特許文献２に開示された技術では、気体センサモジュールと探索モジュールとを別個に設ける必要があると共に、気体センサモジュールをガス管に沿って複数配置する必要があるため、複雑な構成となる。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題点を解決することを課題の一例とする。すなわち、本発明の課題の一例は、簡単な構成でありながら、安全に設備を点検可能な無人飛行体及びその飛行制御方法を提供することである。

本発明の一つの観点に係る無人飛行体は、監視エリアに設けられた設備を点検して前記監視エリアを監視する無人飛行体であって、前記設備から漏洩する漏洩対象を検知可能なセンサと、前記設備を点検するために予め設定された飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサの検知結果に基づいて前記漏洩対象が漏洩したと判断されると、前記無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを決定し、決定された前記危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定し、設定された前記新たな飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる。

好適には、前記無人飛行体において、前記設備は、点検の重要度に応じて予め複数の種類に分類されており、前記制御部は、前記重要度が高い前記設備である重要設備が前記危険エリアの外に有ると、前記危険エリアを回避しつつ、前記重要設備を点検可能な飛行ルートを、前記新たな飛行ルートとして設定し、前記新たな飛行ルートの飛行中に、前記重要設備を点検する。

好適には、前記無人飛行体は、位置情報を取得する位置情報取得部と、前記監視エリアの地図情報を記憶する地図情報記憶部と、を更に備え、前記制御部は、前記センサの検知結果、前記位置情報及び前記地図情報に基づいて、前記新たな飛行ルートを探索する。

好適には、前記無人飛行体は、前記監視エリアの画像を取得するカメラと、管理センタとの間で通信可能な無線通信部と、を更に備え、前記制御部は、前記カメラにより取得された前記監視エリアの画像に対して画像認識を行うことによって、前記監視エリアに設けられた前記設備を点検して前記監視エリアを監視し、前記監視エリアの監視状況を、前記無線通信部によって前記管理センタへ通知する。

好適には、前記無人飛行体において、前記漏洩対象は、爆発性を有するガスであり、前記センサは、前記設備から漏洩した前記ガスを検知可能な赤外線カメラにて構成されており、前記制御部は、前記赤外線カメラにより取得された画像に基づいて、前記漏洩対象が漏洩したか否かを判断する。

好適には、前記無人飛行体は、所定レベルの防爆構造を有するように予め設計されており、前記制御部は、前記赤外線カメラにより取得された画像に基づいて、前記設備から漏洩した前記ガスの拡散エリアを特定し、前記防爆構造の前記所定レベルと前記拡散エリアとに基づいて、前記危険エリアを決定する。

本発明の一つの観点に係る飛行制御方法は、監視エリアに設けられた設備を点検して前記監視エリアを監視する無人飛行体の飛行動作を制御する飛行制御方法であって、前記設備を点検するために予め設定された飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる第１飛行ステップと、前記設備から漏洩した漏洩対象をセンサにより検知する漏洩対象検知ステップと、前記漏洩対象が漏洩したと判断されると、前記無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを決定する危険エリア決定ステップと、前記危険エリア決定ステップにより決定された前記危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定する飛行ルート設定ステップと、前記飛行ルート設定ステップにより設定された前記新たな飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる第２飛行ステップと、を備える。

本発明の一つの観点に係る無人飛行体及びその飛行制御方法は、簡単な構成でありながら、安全に設備を点検することができる。

本発明の実施形態１に係る無人飛行体の監視エリアを模式的に示す図である。 実施形態１に係る無人飛行体の機能的構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る飛行制御処理の流れを示すフローチャート図である。 実施形態１に係る飛行ルート設定処理の流れを示すフローチャート図である。 危険エリアを回避しつつ、現在の飛行ルートに合流可能な飛行ルートを模式的に示す図である。 発着場へ帰還する飛行ルートを模式的に示す図である。 危険エリアを回避しつつ、危険エリアの外に有る重要設備を点検可能な飛行ルートを模式的に示す図である。 実施形態２に係る飛行ルート設定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施形態２に係る飛行ルート設定処理で設定される飛行ルートの一例を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［実施形態１：無人飛行体の構成］
図１は、本発明の実施形態１に係る無人飛行体１の監視エリアＡを模式的に示す図である。図２は、実施形態１に係る無人飛行体１の機能的構成を示すブロック図である。

無人飛行体１は、監視エリアＡを飛行し、監視エリアＡに設けられた設備を点検して、監視エリアＡを監視するための無人飛行体である。監視エリアＡは、ＬＮＧ基地、ガス製造基地及びガス整圧基地等のガス関連プラント並びに石油化学プラント等の、爆発性を有するガスを扱う工場等の区域である。このガスの一種としては、メタン等の成分を含む都市ガスが挙げられる。

図１には、監視エリアＡの例として、ガス整圧基地が示されている。ガス整圧基地には、複数の設備Ｂ１〜Ｂ７と、複数の設備Ｂ１〜Ｂ７を管理するための建屋である管理センタＣと、無人飛行体１の発着場Ｄとが設けられる。無人飛行体１の発着場Ｄは、例えば、管理センタＣの屋上等に設置される。

複数の設備Ｂ１〜Ｂ７は、ガス整圧基地としての機能を実現するために必要な各種の設備によって構成される。例えば、設備Ｂ１は、ガス製造基地からガス整圧基地へガスを輸送すると共にガス整圧基地から他の場所へガスを輸送するための導管である。また、例えば、設備Ｂ２は、導管内のガスの流れを規制するバルブである。また、例えば、設備Ｂ３は、ガス製造基地から輸送されたガスを減圧するガバナである。また、例えば、設備Ｂ４は、災害発生時等にガスを大気中へ放出する放散塔である。

監視エリアＡに設けられた設備は、点検の重要度に応じて、予め複数の種類に分類されている場合がある。図１の例では、爆発性を有するガスが漏洩し易い設備Ｂ１〜Ｂ４は、点検の重要度が高い設備として重要設備に分類されている。また、図１の例では、設備Ｂ５〜Ｂ７は、重要設備に比べて点検の重要度が低い設備として通常設備に分類されている。重要設備である設備Ｂ１〜Ｂ４は、通常設備である設備Ｂ５〜Ｂ７に比べて、頻繁に点検される。

無人飛行体１には、重要設備である設備Ｂ１〜Ｂ４を点検するための飛行ルートとして、図１に示されるような飛行ルートＲ０が予め設定されている。すなわち、図１に示された飛行ルートＲ０は、無人飛行体１が発着場Ｄから出発し、設備Ｂ１〜Ｂ４の上空を順に通過して、発着場Ｄへ帰還するような飛行ルートである。この飛行ルートＲ０は、無人飛行体１が発着場Ｄを出発する前に予め設定されたデフォルトの飛行ルートである。

無人飛行体１は、自律的な飛行が可能なドローンであり、複数の回転翼で飛行するマルチコプタ等にて構成される。無人飛行体１は、図２に示されるように、位置情報取得部２と、飛行情報取得部３と、カメラ４と、センサ５と、地図情報記憶部７と、無線通信部８と、報知装置９と、飛行装置１０と、制御部２０とを備える。

位置情報取得部２は、無人飛行体１の位置情報を取得する計器である。位置情報取得部２は、ＧＰＳ（global positioning system）受信機等にて構成される。

飛行情報取得部３は、無人飛行体１の自律的な飛行に必要な飛行情報を取得する計器である。飛行情報は、無人飛行体１の飛行速度、方位角及び仰角等の飛行姿勢、飛行高度、飛行時間、並びに、航続距離等である。飛行情報取得部３は、加速度センサ、角速度センサ、気圧センサ、磁気方位センサ等によって構成される。また、飛行情報取得部３は、無人飛行体１の周囲にある物体からの距離を計測するためのミリ波レーダ又は超音波センサ等を含んで構成され得る。

カメラ４は、監視エリアＡの画像を取得して、監視エリアＡを監視するためのカメラである。カメラ４により取得された画像は、後述の画像認識部２１により行われる画像認識に用いられる。また、カメラ４により取得された画像は、無人飛行体１の飛行動作の制御に用いられてよい。

センサ５は、監視エリアＡに設けられた設備から漏洩する漏洩対象を検知するセンサである。漏洩対象は、例えば、爆発性を有するガスである。漏洩対象がガスである場合、センサ５は、赤外線カメラ６にて構成される。赤外線カメラ６は、赤外線を吸収するガスの性質を利用して漏洩したガスを可視化するカメラである。赤外線カメラ６は、漏洩したガスの成分及び濃度に応じた画像を取得可能に構成される。センサ５は、赤外線カメラ６に加えて、ガスの成分及び濃度を検知可能なガス検知器を含んで構成されてよい。

地図情報記憶部７は、監視エリアＡ及びその周辺の地図情報を記憶する記憶装置である。地図情報は、監視エリアＡ及びその周辺を三次元的にマッピングした情報である。地図情報は、監視エリアＡに設けられた設備、建屋及び道路等の地点情報、それらの高さ情報、並びに、地形情報を含む。更に、地図情報は、点検の重要度に応じた設備の種類に関する情報を含み、どの設備が重要設備であり通常設備であるかが把握できるように構成される。更に、地図情報は、監視エリアＡの場所に応じて予め設定されたデフォルトの飛行ルートＲ０が対応付けられて、予め地図情報記憶部７に記憶されていてよい。

無線通信部８は、無人飛行体１を管理する管理センタＣとの間で無線通信を行う通信モジュールである。無線通信部８は、無人飛行体１の管理者が所持する情報端末との間で無線通信を行うこともできる。

報知装置９は、監視エリアＡに存在する人物に警報等の情報を報知する装置である。報知装置９は、スピーカ及びランプ等にて構成される。

飛行装置１０は、無人飛行体１を飛行させるための装置であり、複数の回転翼、回転翼を動かすモータ又はエンジン等の動力ユニット、及び、動力ユニットにより生成された動力を回転翼に伝達する機構等から構成される。動力ユニットには、モータの回転数等の動作情報を取得するセンサが設けられている。

制御部２０は、無人飛行体１の各構成要素を統括的に制御する制御ユニットである。制御部２０は、プロセッサ及び記憶装置を含むと共に、無人飛行体１の各種機能が実装された各種プログラムを含んで構成される。

具体的には、制御部２０は、予め設定された飛行ルートに従って無人飛行体１を飛行させる制御ユニットである。制御部２０は、位置情報取得部２により取得された位置情報、地図情報記憶部７により記憶された地図情報及び飛行ルート、並びに、飛行情報取得部３により取得された飛行情報等に基づいて、飛行装置１０の動作を制御する。

また、制御部２０は、カメラ４及び赤外線カメラ６により取得された画像に対して画像認識を行い、監視エリアＡを監視する画像認識部２１を備える。画像認識部２１は、カメラ４により取得された監視エリアＡの画像に対して画像認識を行い、監視エリアＡに設けられた設備に損壊等の異常が有るか否かを点検する。更に、画像認識部２１は、カメラ４により取得された監視エリアＡの画像に対して画像認識を行い、監視エリアＡに侵入者が存在するか否かを監視する。

更に、画像認識部２１は、漏洩対象の漏洩に関する設備の異常が有るか否かを点検することができる。具体的には、制御部２０は、漏洩対象がガスである場合、ガス漏洩時に赤外線カメラ６により取得される画像のパターンと、非漏洩時に赤外線カメラ６により取得される画像のパターンとに基づいて、ガスが漏洩したか否かを判断することができる。ガス漏洩時に赤外線カメラ６により取得される画像のパターンは、漏洩したガスの成分及び濃度に応じて異なるパターンを示し得る。このため、画像認識部２１は、赤外線カメラ６により取得された画像に対して画像認識を行うことによって、ガスが漏洩した設備、漏洩したガスの成分及びその濃度を特定することができる。

また、制御部２０は、赤外線カメラ６を含むセンサ５の検知結果に基づいて、漏洩対象のプロファイルを作成するプロファイル作成部２２を備える。漏洩対象がガスである場合、漏洩したガスは、風向き及び風速等の影響を受けながら大気中に拡散し得る。漏洩したガスのプロファイルは、ガスが空間的にどのような濃度で分布し、その分布が時間的にどのように変化していくのかを示す情報である。すなわち、漏洩対象のプロファイルは、現在の漏洩対象の拡散状況を計測した結果に加えて、今後の漏洩対象の拡散状況を予測した結果を含む。本実施形態では、現に漏洩対象が拡散するエリアと、今後漏洩対象の拡散が予測されるエリアとを総称して、「拡散エリア」とも称する。

漏洩対象がガスである場合、プロファイル作成部２２は、赤外線カメラ６により取得された画像に対する画像認識の結果から、漏洩したガスの成分及びその濃度を取得することができる。センサ５がガス検知器を含んで構成される場合、プロファイル作成部２２は、赤外線カメラ６により取得された画像に対する画像認識の結果及びガス検知器の検知結果から、漏洩したガスの成分及びその濃度を取得することができる。また、プロファイル作成部２２は、赤外線カメラ６により取得された画像に対する画像認識の結果と、無人飛行体１の位置情報及び地図情報とを考慮し、ガスの漏洩位置を取得することができる。また、プロファイル作成部２２は、風速計及び温度計等の計測結果から、監視エリアＡの風向き、風速及び気温等の気候情報を取得することができる。そして、プロファイル作成部２２は、取得された各情報に基づいて、漏洩したガスのプロファイルを作成する。

また、制御部２０は、無人飛行体１の飛行が危険な危険エリアを決定する危険エリア決定部２３を備える。漏洩対象がガスである場合、漏洩したガスが爆発性を有することから、漏洩したガスの拡散エリアを無人飛行体１が飛行すると、無人飛行体１に搭載された各種の電気機器から発生する電気火花又は熱によってガスに引火し、ガスが爆発する可能性がある。このため、無人飛行体１が漏洩対象の拡散エリアで飛行することは、無人飛行体１が着火点となる可能性があるため、危険性を伴う。危険エリア決定部２３は、赤外線カメラ６を含むセンサ５の検知結果に基づいて作成されたプロファイルを用いて、漏洩対象の拡散エリアを特定し、この拡散エリアを危険エリアに決定する。

また、制御部２０は、赤外線カメラ６を含むセンサ５の検知結果により漏洩対象が漏洩したと判断されると、デフォルトの飛行ルートＲ０を新たな飛行ルートに変更して設定する飛行ルート設定部２４を備える。飛行ルート設定部２４は、危険エリア決定部２３により決定された危険エリアを回避し得る飛行ルートを探索し、新たな飛行ルートとして設定する。新たな飛行ルートの詳細については、図４〜図７を用いて後述する。

［実施形態１：飛行制御処理］
図３は、実施形態１に係る飛行制御処理の流れを示すフローチャート図である。

本実施形態では、監視エリアＡに設けられた設備を点検して監視エリアＡを監視するために無人飛行体１の飛行動作を制御する処理を、単に「飛行制御処理」とも称する。また、本実施形態では、監視エリアＡに設けられた設備を点検して監視エリアＡを監視するために無人飛行体１の飛行動作を制御する方法を、単に「飛行制御方法」とも称する。

ステップ３０１において、制御部２０は、位置情報取得部２及び地図情報記憶部７から位置情報及び地図情報を取得する。

ステップ３０２において、制御部２０は、予め設定されたデフォルトの飛行ルートＲ０を確認すると共に、飛行情報取得部３から飛行情報を取得する。そして、制御部２０は、無人飛行体１が飛行ルートＲ０に従って飛行するよう、飛行装置１０の動作を制御する。

ステップ３０３において、制御部２０は、監視エリアＡの画像をカメラ４から取得して監視エリアＡを監視する。具体的には、制御部２０は、カメラ４により取得された監視エリアＡの画像に対して画像認識を行い、監視エリアＡに設けられた設備に損壊等の異常が有るか否かを点検する。更に、制御部２０は、カメラ４により取得された監視エリアＡの画像に対して画像認識を行い、監視エリアＡに侵入者が存在するか否かを監視する。

ステップ３０４おいて、制御部２０は、センサ５の検知結果を取得する。漏洩対象がガスである場合、制御部２０は、監視エリアＡに設けられた設備及びその周辺の画像を赤外線カメラ６から取得する。

ステップ３０５において、制御部２０は、センサ５の検知結果に基づいて、漏洩対象が漏洩したか否かを判断する。漏洩対象がガスである場合、制御部２０は、赤外線カメラ６により取得された画像に対して画像認識を行うことによって、ガスが漏洩したか否かを判断する。制御部２０は、漏洩対象が漏洩していないと判断する場合、ステップ３０９へ移行する。一方、制御部２０は、漏洩対象が漏洩したと判断する場合、ステップ３０６へ移行する。

ステップ３０６において、制御部２０は、センサ５の検知結果に基づいて、漏洩対象のプロファイルを作成する。漏洩対象がガスである場合、制御部２０は、赤外線カメラ６により取得された画像に対する画像認識を行った結果に基づいて、漏洩したガスのプロファイルを作成する。

ステップ３０７において、制御部２０は、予め設定されたデフォルトの飛行ルートＲ０を新たな飛行ルートに変更する飛行ルート設定処理を行う。飛行ルート設定処理の詳細については、図４を用いて後述する。

ステップ３０８において、制御部２０は、飛行ルート設定処理で設定された飛行ルートに従って無人飛行体１が飛行するよう、飛行装置１０の動作を制御する。制御部２０は、ステップ３０７において飛行ルートが設定された後も、設備の点検を行い、監視エリアＡの監視を行う。

ステップ３０９は、制御部２０は、監視エリアＡに設けられた設備の点検状況を含む監視エリアＡの監視状況を、無線通信部８によって管理センタＣへ通知する。設備の点検状況は、設備の損壊等の異常の有無、漏洩対象の漏洩に関する設備の異常の有無、漏洩対象の拡散エリア等の情報で表される。監視エリアの監視状況は、設備の点検状況に加えて、監視エリアＡへの侵入者の存否等の情報で表される。その後、制御部２０は、本処理を終了する。なお、制御部２０は、無人飛行体１が発着場Ｄに帰還するまで、図３に示された飛行制御処理を所定の周期で繰り返し行う。

図４は、実施形態１に係る飛行ルート設定処理の流れを示すフローチャート図である。図５は、危険エリアを回避しつつ、現在の飛行ルートＲ０に合流可能な飛行ルートＲ１を模式的に示す図である。図６は、発着場Ｄへ帰還する飛行ルートＲ２を模式的に示す図である。図７は、危険エリアを回避しつつ、危険エリアの外に有る重要設備を点検可能な飛行ルートＲ３を模式的に示す図である。

ステップ４０１において、制御部２０は、漏洩対象のプロファイルを用いて、漏洩対象の拡散エリアを特定する。

ステップ４０２において、制御部２０は、特定された拡散エリアを危険エリアに決定する。

ステップ４０３において、制御部２０は、取得された地図情報に基づいて、危険エリアの外に重要設備が有るか否かを判断する。制御部２０は、危険エリアの外に重要設備が有る場合、ステップ４０８へ移行する。一方、制御部２０は、危険エリアの外に重要設備が無い場合、ステップ４０４へ移行する。

ステップ４０４において、制御部２０は、位置情報及び地図情報に基づいて、危険エリアを回避しつつ、現在の飛行ルートＲ０に合流可能な飛行ルートＲ１を探索する。図５には、図１と同様に、設備Ｂ１〜Ｂ４が重要設備であり、設備Ｂ５〜Ｂ７が通常設備である例が示されている。図５には、設備Ｂ３から漏洩対象が漏洩し、拡散エリアＰに広がっている例が示されている。図５の拡散エリアＰは、危険エリアであり、現在の飛行ルートＲ０の進路先にある設備Ｂ４を覆う程には広がっていない。図５の例では、無人飛行体１は、危険エリアを回避しつつ、現在の飛行ルートＲ０に合流することが可能である。この場合、制御部２０では、図５に示されるような飛行ルートＲ１が探索される。

ステップ４０５において、制御部２０は、危険エリアを回避しつつ、現在の飛行ルートＲ０に合流可能な飛行ルートＲ１を探索できたか否かを判断する。制御部２０は、飛行ルートＲ１を探索できた場合、ステップ４０７へ移行する。一方、制御部２０は、飛行ルートＲ１を探索できなかった場合、ステップ４０６へ移行する。

ステップ４０６において、制御部２０は、位置情報及び地図情報に基づいて、発着場Ｄへ帰還する飛行ルートＲ２を探索する。図６には、設備Ｂ１〜Ｂ４が重要設備であり、設備Ｂ５〜Ｂ７が通常設備である例が示されている。図６には、設備Ｂ３から漏洩対象が漏洩し、拡散エリアＰに広がっている例が示されている。図６の拡散エリアＰは、危険エリアであり、現在の飛行ルートＲ０の進路先にある設備Ｂ２〜Ｂ４を覆う程に広範囲に広がっている。図６の例では、無人飛行体１は、危険エリアを回避しつつ、現在の飛行ルートＲ０に合流することが困難である。この場合、制御部２０では、図６に示されるような飛行ルートＲ２が探索される。

ステップ４０７において、制御部２０は、探索されたルートを新たな飛行ルートに設定し、本処理を終了する。

ステップ４０８において、制御部２０は、位置情報及び地図情報に基づいて、危険エリアを回避しつつ、危険エリアの外に有る重要設備を点検可能な飛行ルートＲ３を探索する。図７には、設備Ｂ１〜Ｂ４及びＢ６が重要設備であり、設備Ｂ５及びＢ７が通常設備である例が示されている。図７には、設備Ｂ３から漏洩対象が漏洩し、拡散エリアＰに広がっている例が示されている。図７の拡散エリアＰは、危険エリアであり、危険エリアの外に有る重要設備Ｂ６を覆う程には広がっていない。図７の例では、無人飛行体１は、危険エリアを回避しつつ、危険エリアの外に有る重要設備Ｂ６を点検することが可能である。この場合、制御部２０では、図７に示されるような飛行ルートＲ３が探索される。

ステップ４０９において、制御部２０は、危険エリアを回避しつつ、危険エリアの外に有る重要設備を点検可能な飛行ルートＲ３を探索できたか否かを判断する。制御部２０は、飛行ルートＲ３を探索できた場合、ステップ４０７へ移行する。この場合、制御部２０は、飛行ルートＲ３を新たな飛行ルートに設定する。一方、制御部２０は、飛行ルートＲ３を探索できなかった場合、ステップ４０４へ移行する。この場合、制御部２０は、危険エリアの外に有る重要設備Ｂ３を点検するよりも、危険エリアを回避しつつ現在の飛行ルートＲ０に合流可能な飛行ルートＲ２を探索することを優先する。

［実施形態１：作用効果］
以上のように、実施形態１に係る無人飛行体１は、赤外線カメラ６を含むセンサ５の検知結果に基づいて漏洩対象が漏洩したと判断されると、無人飛行体１の飛行が危険な危険エリアを決定し、決定された危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定する。そして、実施形態１に係る無人飛行体１は、新たな飛行ルートに従って飛行し、その飛行中に設備を点検することができる。このため、実施形態１に係る無人飛行体１は、例えば漏洩対象が爆発性を有するガスである場合に、無人飛行体１が防爆構造を有していなくても、無人飛行体１がガスの爆発を発生させることがない。よって、実施形態１に係る無人飛行体１は、簡単な構成でありながら、漏洩対象が漏洩しても安全に設備を点検することができる。

更に、実施形態１に係る無人飛行体１は、点検の重要度が高い重要設備が危険エリアの外に有ると、危険エリアを回避しつつ、この重要設備を点検可能な飛行ルートを設定する。そして、実施形態１に係る無人飛行体１は、新たな飛行ルートに従って無人飛行体１を飛行し、その飛行中に設備を点検することができる。このため、実施形態１に係る無人飛行体１は、単に危険エリアを回避して飛行するだけなく、危険エリアを回避しながら危険エリアの外に有る重要設備を点検することができる。それにより、実施形態１に係る無人飛行体１は、一の設備から漏洩した漏洩対象が他の設備の異常を誘発して二次的災害が発生することを抑制することができる。よって、実施形態１に係る無人飛行体１は、簡単な構成でありながら、更に安全に設備を点検することができる。

更に、実施形態１に係る無人飛行体１は、位置情報及び地図情報に基づいて、危険エリアを回避する新たな飛行ルートを探索する。このため、実施形態１に係る無人飛行体１は、特別な手段を設けなくとも、既存の技術を活用して、新たな飛行ルートで飛行することができる。よって、実施形態１に係る無人飛行体１は、より簡単な構成で安全に設備を点検することができる。

更に、実施形態１に係る無人飛行体１は、カメラ４により取得された監視エリアＡの画像に対して画像認識を行うことによって、監視エリアＡに設けられた設備を点検して監視エリアＡを監視する。そして、実施形態１に係る無人飛行体１は、監視状況を無線通信部８によって管理センタＣへ通知する。このため、実施形態１に係る無人飛行体１は、監視状況を、無人飛行体１の飛行中にリアルタイムで管理センタＣに通知することができる。それにより、実施形態１に係る無人飛行体１は、設備の異常等が発生したことを、管理センタＣの管理者に対して迅速に通知することができる。よって、実施形態１に係る無人飛行体１は、設備の異常等が発生しても二次的災害の発生を迅速に抑制することができるため、更に安全に設備を点検することができる。

［実施形態２］
実施形態２に係る無人飛行体１について説明する。実施形態２に係る無人飛行体１の説明において、実施形態１に係る無人飛行体１と同様の構成及び動作に係る説明については、重複する説明となるため省略する。

上述のように、実施形態１に係る無人飛行体１は、防爆構造を有していなくても、監視エリアＡに設けられた設備を安全に点検することができる。

実施形態２に係る無人飛行体１は、所定レベルの防爆構造を有するように予め設計されていてよい。防爆構造のレベルは、規格等で予め規定されたレベルであってよい。例えば、防爆構造のレベルには、耐圧防爆構造、油入防爆構造、内圧防爆構造、安全増防爆構造、本質安全防爆構造、及び、特殊防爆構造等がある。

実施形態２に係る制御部２０は、危険エリアを決定する際、漏洩対象の拡散エリアをそのまま危険エリアに決定するのではなく、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルと拡散エリアとに基づいて、危険エリアを決定する。そして、実施形態２に係る制御部２０は、決定された危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定する。具体的には、実施形態２に係る制御部２０は、図４に示された飛行ルート設定処理の代わりに、図８に示された飛行ルート設定処理を行うことができる。

図８は、実施形態２に係る飛行ルート設定処理の流れを示すフローチャート図である。図９は、実施形態２に係る飛行ルート設定処理で設定される飛行ルートの一例を模式的に示す図である。

ステップ８０１において、制御部２０は、漏洩対象のプロファイルを用いて、漏洩対象の拡散エリアを特定する。

ステップ８０２において、制御部２０は、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルを確認する。

ステップ８０３において、制御部２０は、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルが、拡散エリアの全域を飛行可能なレベルか否かを判断する。無人飛行体１が有する防爆構造のレベルで飛行可能な領域は、漏洩対象の物性等に応じて規格等により予め規定されている。制御部２０は、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルが、拡散エリアの全域を飛行可能なレベルでない場合、ステップ８０５へ移行する。一方、制御部２０は、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルが、拡散エリアの全域を飛行可能なレベルである場合、ステップ８０４へ移行する。

ステップ８０４において、制御部２０は、現在の飛行ルートＲ０を続行するよう飛行ルートを設定する。そして、制御部２０は、本処理を終了する。すなわち、制御部２０は、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルが、拡散エリアの全域を飛行可能なレベルであれば、拡散エリアの内外を問わず、無人飛行体１をそのまま飛行させるよう、飛行ルートを設定する。

ステップ８０５において、制御部２０は、拡散エリアのうちから、無人飛行体１が有する防爆構造のレベルでは飛行が許されないエリアである防爆不許可エリアを特定する。図９には、設備Ｂ１〜Ｂ４が重要設備であり、設備Ｂ５〜Ｂ７が通常設備である例が示されている。図９には、設備Ｂ３から漏洩対象が漏洩し、拡散エリアＰに広がっている例が示されている。図９の拡散エリアＰは、その全域が防爆不許可エリアＱではなく、その中心付近だけが防爆不許可エリアＱである。図９の例では、無人飛行体１は、拡散エリアＰの中心付近に広がる防爆不許可エリアＱは飛行することが危険であるが、拡散エリアＰのうちでも防爆不許可エリアＱの外であれば飛行することが可能である。

ステップ８０６において、制御部２０は、防爆不許可エリアを危険エリアに決定する。図９の例では、制御部２０は、拡散エリアＰの中心付近に広がる防爆不許可エリアＱを、危険エリアに決定する。

ステップ８０７〜ステップ８１３において、制御部２０は、それぞれ、図４のステップ４０３〜ステップ４０９と同様の処理を行う。すなわち、制御部２０は、拡散エリアＰの内外を問わず、危険エリアである防爆不許可エリアＱを回避する飛行ルートを探索する。図９の例では、制御部２０では、危険エリアである防爆不許可エリアＱを回避しつつ、現在の飛行ルートＲ０に合流することが可能な飛行ルートＲ４が探索される。図９の飛行ルートＲ４は、危険エリアである防爆不許可エリアＱを回避する飛行ルートであるが、拡散エリアＰの中を通過する飛行ルートである。

このように、実施形態２に係る無人飛行体１は、防爆構造のレベルと拡散エリアとに基づいて、防爆不許可エリアを特定し、特定された防爆不許可エリアを危険エリアに決定する。そして、実施形態２に係る無人飛行体１は、危険エリアである防爆不許可エリアを回避する新たな飛行ルートを設定する。そして、実施形態２に係る無人飛行体１は、新たな飛行ルートに従って飛行し、その飛行中に設備を点検することができる。このため、実施形態２に係る無人飛行体１は、漏洩対象の拡散エリアであっても防爆構造を有することにより飛行可能な領域で設備を点検することができる。よって、実施形態２に係る無人飛行体１は、安全性を確保しながら、より多くの設備を効率的に点検することができる。

［その他］
上述の実施形態において、センサ５は、赤外線カメラ６の代わりに、赤外線を吸収するガスの性質を利用して漏洩したガスを検知可能な赤外線レーザを用いて構成されてよい。

無人飛行体１は、複数の回転翼で飛行するマルチコプタ等にて構成されるのではなく、固定翼で飛行する飛行体であってよい。また、無人飛行体１は、管理センタＣの管理者等による遠隔操作によって飛行する飛行体であってよい。

上述の実施形態において、無人飛行体１は、特許請求の範囲に記載された「無人飛行体」の一例に該当する。位置情報取得部２は、特許請求の範囲に記載された「位置情報取得部」の一例に該当する。カメラ４は、特許請求の範囲に記載された「カメラ」の一例に該当する。センサ５は、特許請求の範囲に記載された「センサ」の一例に該当する。赤外線カメラ６は、特許請求の範囲に記載された「赤外線カメラ」の一例に該当する。地図情報記憶部７は、特許請求の範囲に記載された「地図情報記憶部」の一例に該当する。無線通信部８は、特許請求の範囲に記載された「無線通信部」の一例に該当する。制御部２０は、特許請求の範囲に記載された「制御部」の一例に該当する。

上述の実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用することができる。上述の実施形態は、本発明の内容を限定するものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない程度に変更を加えることができる。

上述の実施形態及び特許請求の範囲で使用される用語は、限定的でない用語として解釈されるべきである。例えば、「含む」という用語は、「含むものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「備える」という用語は、「備えるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。

１ 無人飛行体
２ 位置情報取得部
３ 飛行情報取得部
４ カメラ
５ センサ
６ 赤外線カメラ
７ 地図情報記憶部
８ 無線通信部
９ 報知装置
１０ 飛行装置
２０ 制御部
２１ 画像認識部
２２ プロファイル作成部
２３ 危険エリア決定部
２４ 飛行ルート設定部
Ａ 監視エリア
Ｂ１ 設備
Ｂ２ 設備
Ｂ３ 設備
Ｂ４ 設備
Ｂ５ 設備
Ｂ６ 設備
Ｂ７ 設備
Ｃ 管理センタ
Ｄ 発着場
Ｐ 拡散エリア
Ｑ 防爆不許可エリア
Ｒ０ 飛行ルート
Ｒ１ 飛行ルート
Ｒ２ 飛行ルート
Ｒ３ 飛行ルート
Ｒ４ 飛行ルート

Claims (7)

1. 監視エリアに設けられた設備を点検して前記監視エリアを監視する無人飛行体であって、
   前記設備から漏洩する漏洩対象を検知可能なセンサと、
   前記設備を点検するために予め設定された飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記センサの検知結果に基づいて前記漏洩対象が漏洩したと判断されると、前記無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを決定し、
   決定された前記危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定し、
   設定された前記新たな飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる
   無人飛行体。
2. 前記設備は、点検の重要度に応じて予め複数の種類に分類されており、
   前記制御部は、
   前記重要度が高い前記設備である重要設備が前記危険エリアの外に有ると、前記危険エリアを回避しつつ、前記重要設備を点検可能な飛行ルートを、前記新たな飛行ルートとして設定し、
   前記新たな飛行ルートの飛行中に、前記重要設備を点検する
   請求項１に記載の無人飛行体。
3. 位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記監視エリアの地図情報を記憶する地図情報記憶部と、
   を更に備え、
   前記制御部は、前記センサの検知結果、前記位置情報及び前記地図情報に基づいて、前記新たな飛行ルートを探索する、
   請求項１又は２に記載の無人飛行体。
4. 前記監視エリアの画像を取得するカメラと、
   管理センタとの間で通信可能な無線通信部と、
   を更に備え、
   前記制御部は、
   前記カメラにより取得された前記監視エリアの画像に対して画像認識を行うことによって、前記監視エリアに設けられた前記設備を点検して前記監視エリアを監視し、
   前記監視エリアの監視状況を、前記無線通信部によって前記管理センタへ通知する
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の無人飛行体。
5. 前記漏洩対象は、爆発性を有するガスであり、
   前記センサは、前記設備から漏洩した前記ガスを検知可能な赤外線カメラにて構成されており、
   前記制御部は、前記赤外線カメラにより取得された画像に基づいて、前記漏洩対象が漏洩したか否かを判断する、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の無人飛行体。
6. 所定レベルの防爆構造を有するように予め設計されており、
   前記制御部は、
   前記赤外線カメラにより取得された画像に基づいて、前記設備から漏洩した前記ガスの拡散エリアを特定し、
   前記防爆構造の前記所定レベルと前記拡散エリアとに基づいて、前記危険エリアを決定する、
   請求項５に記載の無人飛行体。
7. 監視エリアに設けられた設備を点検して前記監視エリアを監視する無人飛行体の飛行動作を制御する飛行制御方法であって、
   前記設備を点検するために予め設定された飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる第１飛行ステップと、
   前記設備から漏洩した漏洩対象をセンサにより検知する漏洩対象検知ステップと、
   前記漏洩対象が漏洩したと判断されると、前記無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを決定する危険エリア決定ステップと、
   前記危険エリア決定ステップにより決定された前記危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定する飛行ルート設定ステップと、
   前記飛行ルート設定ステップにより設定された前記新たな飛行ルートに従って前記無人飛行体を飛行させる第２飛行ステップと、
   を備える飛行制御方法。