(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非破壊検査（「ＮＤＩ」）システムであって、
本体構造を備える無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を備え、前記本体構造が１以上の支持構造体を備え、前記１以上の支持構造体の各々が離脱可能末端構造を備え、各支持構造体は、該支持構造体の前記離脱可能末端構造に離脱可能に連結された１以上のＮＤＩデバイスを支持するように構成され、
前記システムが、更に、前記１以上のＮＤＩデバイスに統合された１以上のＮＤＩセンサを備え、
前記１以上のＮＤＩデバイスは、検査されるべき構造物に前記１以上のＮＤＩデバイスを固定するように動作可能な取り付け機構を備える、ＮＤＩシステム。
【請求項２】
前記ＵＡＶが、前記離脱可能末端構造から前記１以上のＮＤＩデバイスを離脱するために、前記１以上の支持構造体に制御信号を提供するように動作可能な、解放コントローラを備える、請求項１に記載のＮＤＩシステム。
【請求項３】
前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つが、１以上のＮＤＩ感知モダリティを感知するように動作可能であり、前記１以上のＮＤＩ感知モダリティが、接触ベースのＮＤＩ感知モダリティを含む、請求項１又は２に記載のＮＤＩシステム。
【請求項４】
前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに対する電力、前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに対する制御信号、及び安全機構と回収機構、のうちの１以上を提供するように動作可能なテザーを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
【請求項５】
前記取り付け機構が、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、把持器ベース、又は接着剤ベースである、請求項１から４のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
【請求項６】
前記構造物の座標系を使用して、前記構造物に対する前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つの位置、配向、又は前記位置と前記配向の両方を判定するように動作可能なロケーション追跡システムを更に備え、前記１以上のＮＤＩデバイスはデータ収集の間に、検査されるべき構造物に対して移動可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
【請求項７】
前記ＵＡＶが、追跡システムから取得された位置及び配向データを使用して更新され又は遠隔制御システムを使用して制御される、所定の飛行経路を使用して移動するように動作可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
【請求項８】
プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに構造物の非破壊検査（「ＮＤＩ」）のための方法を実行させる指示命令を記憶した非一過性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記方法が、
無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を前記構造物のターゲットロケーションに差し向けること、
前記ＵＡＶの１以上のＮＤＩデバイスを、該１以上のＮＤＩデバイスの取り付け機構を用いて前記ターゲットロケーションに物理的に固定すること、
前記１以上のＮＤＩデバイスの１以上のＮＤＩセンサを使用して前記ターゲットロケーションのＮＤＩを実行すること、及び
前記ＵＡＶを前記ターゲットロケーションから物理的に離脱することを含む、非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項９】
前記方法が、前記ＮＤＩを実行する前に、前記ＵＡＶのローターを起動解除するための制御信号を提供することを更に含む、請求項８に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
前記方法が、前記１以上のＮＤＩセンサを前記構造物に対して移動させることを更に含む、請求項８または９に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広くは、検査活動を実行するためのシステム及び方法に関し、特に、無人移動輸送体による構造物又は物体の遠隔検査を可能にするためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の非破壊検査（「ＮＤＩ」）は、構造物を傷付けること又は構造物の重大な解体を必要とすることなしに、構造物を徹底的に検査することを含む。ＮＤＩは、構造物の外装及び／又は内装の徹底的な検査が必要とされる多くの用途に対して有利である。例えば、ＮＤＩは、構造物に対する任意の種類の内的又は外的損傷について航空機構造物を検査するために、航空機産業において一般的に使用されている。構造物の中で定期的に非破壊検査が行われているのは、複合材料構造物である。そのようにして、複合材料構造物の性能に悪影響を与え得る、亀裂、割れ目、又は多孔性などの、任意の欠陥を特定するために複合材料構造物を検査することは、しばしば、望ましい。検査において重大な課題を提示する構造物の他の例には、少し挙げるだけでも、橋、ダム、堤防、発電所、電力供給ライン又は送電線網、水処理施設、石油精製所、化学処理プラント、高層ビル、電車に関連したインフラ、及びモノレール支持構造物が含まれる。
【０００３】
ＮＤＩを実行するために、様々な種類のセンサが使用され得る。１以上のセンサが、検査されるべき構造物を覆って移動し、そこから内部の欠陥が特定され得るところの構造物に関するデータを受信し得る。センサによって取得されるデータは、通常、処理要素によって処理され、処理されたデータは、ディスプレイを介してユーザに提示され得る。
【０００４】
構造物や様々な種類の物体を人間が直接検査すると、時間がかかり、高価であり、困難であり、しばしば、実行する個人にとって危険であり得る。定期的な目視検査を必要とする構造物又は物体の定期的な画像を提供するための静止カメラ（すなわち、位置が固定されたカメラ）の使用は、限定された効果を満たすのみである。静止カメラは、その環境の限られた可視性を有する。したがって、何百メートル以上も延在する電力供給ラインなどの大きな領域を検査することは、多くのそのようなカメラを使用することなしには困難又は不可能である。更に、一旦、カメラが適所に取り付けられると、修理や保守のために容易にアクセスすることができない場合がある。カメラの取り付けは、カメラの動作の信頼性及び／又は費用を悪化させ得る要因に晒されることを必要とし得る。
【０００５】
橋の構造的な部分の定期的な画像を得るために、橋の頂の近くに取り付けられた静止カメラは、修理や保守が必要になったときに、個人によってアクセスすることが困難及び／又は高価でもあり得る。橋やダムなどの高い頂に取り付けられたカメラに個人がアクセスすることを必要とする活動は、そのような作業を担当する１以上の作業者のための安全に対する著しいリスクも必然的に伴う。
【０００６】
インフラは、時々、環境的、化学的、又は生物学的要因のために、人間の作業者の健康を著しく損ね得る検査を必要とし得る。そのような状況は、有害な化学物質が存在し得る領域内で、施設内で動作する設備又は機械の一部分の定期的な検査を行う必要がある、製造施設の内側において見られ得る。海底油田の掘削のプラットフォームの構造部分の検査は、環境的な要因が、人間によるプラットフォームの様々な部分の検査を危険に満ちたものにし得る、別の一例である。更に別の構造物、例えば、山々に配置された大きなアンテナ又は望遠鏡は、人間による検査が個人の安全性に対する重大なリスクを与える状況を提示し得る。
【０００７】
ある検査の用途では、人間が操縦するヘリコプターが、様々なインフラを検査するために使用されてきた。しかし、人間が操縦するヘリコプターは、資源費用（ヘリコプターの燃料及び保守）と操作費用（パイロットの給与）に関して、操縦することが高価になり得る。更に、検査が、パイロットとヘリコプターの利用可能な数によって制限され、暴風雨又は砂塵嵐の間などの幾つかの場合に危険であり得る。更に、人間が操縦するヘリコプター又は他の種類の輸送体の使用は、時々、アクセスすることが困難な幾つかのロケーションにおいて又は荒れ模様の天気の間において、単純に考えて不可能である。
【０００８】
遠隔で制御される（ＲＣ）ヘリコプターは、費用が安いが、熟練したオペレータを必要とし、したがって、多数のヘリコプターで大きな領域を検査することは、多数の高価な熟練したオペレータを必要とする。更に、精密な目視検査と検査動作が実行され得る期間とが、熟練したオペレータ及び装備の利用可能な数のために制限され得る。
【０００９】
これらの方法は、更なる不都合を被る。現在、人間が操縦するＲＣヘリコプターは、視覚でインフラを検査することを可能にするのみである。したがって、検査は、表面の損傷の検出に限られる。更に、ＧＰＳが装備された人間が操縦するヘリコプターとＲＣヘリコプターは、目視検査のために十分なロケーションの大まかな推定を提供し得るが、ＧＰＳ追跡は、他のＮＤＩ検査方法における使用のためには精度が十分でない。
【００１０】
したがって、前述の不都合及び不適切に対処するために、産業界においてこれまで対象とされなかったものが必要となる。
【発明の概要】
【００１１】
本教示の実施例によれば、非破壊検査（「ＮＤＩ」）システムが提供される。本システムは、本体構造を備える無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を備える。本体構造は、１以上の支持構造体を備える。１以上の支持構造体のうちの少なくとも１つは、離脱可能末端構造を備え得る。そして、本システムは、更に、それぞれの離脱可能末端構造に統合された１以上のＮＤＩセンサを備える。
【００１２】
実施例によれば、ＵＡＶは、離脱可能末端構造から１以上のＮＤＩセンサを離脱するために、１以上の支持構造体に制御信号を提供するように動作可能な解放コントローラを備え得る。
【００１３】
実施例によれば、１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つは、１以上のＮＤＩ感知モダリティ（modality）を感知するように動作可能である。
【００１４】
実施例によれば、ＮＤＩシステムは、１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに電力を供給するように動作可能なテザー（tether）を更に備え得る。
【００１５】
実施例によれば、１以上のＮＤＩセンサは、検査されるべき構造物に１以上のＮＤＩセンサを固定するように動作可能な取り付け機構を備え得る。
【００１６】
実施例によれば、ＮＤＩシステムは、構造物に対する１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つの位置、配向、又は位置と配向の両方を判定するように動作可能なロケーション追跡システムを更に備え得る。
【００１７】
実施例によれば、取り付け機構は、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、把持器（gripper）ベース、又は接着剤ベースである。
【００１８】
実施例によれば、ＵＡＶは、追跡システムから取得された位置及び配向データを使用して更新され又は遠隔制御システムを使用して制御される、所定の飛行経路を使用して移動するように動作可能であり得る。
【００１９】
実施例によれば、１以上のＮＤＩ感知モダリティは、接触ベースのＮＤＩ感知モダリティを含み得る。
【００２０】
実施例によれば、１以上のＮＤＩセンサは、渦電流センサ、超音波センサ、音響センサ、機械的インピーダンスセンサ、光センサ、ｘ線後方錯乱センサ、計算されるトモグラフィのセンサ（computed tomography sensor）、表面粗さセンサ、ＩＲサーモグラフィ、マイクロ波センサ、及びテラヘルツセンサ、のうちの少なくとも１つを備え得る。
【００２１】
実施例によれば、１以上の支持構造体のうちの少なくとも１つは、マニピュレータアームを備える。マニピュレータアームは、把持器を備え得る。把持器は、検査されている構造物に対して１以上のＮＤＩセンサを操作するように動作可能である。
【００２２】
実施例によれば、１以上のＮＤＩセンサは、データ収集中に構造物に対して移動され得る。
【００２３】
実施例によれば、１以上の支持構造体のうちの１つは、１以上の保守ツールを有するように構成され得る。１以上の保守ツールは、研磨機、ドリル、ブラシ、塗料噴霧器、マーカー、インクスタンプ、レーザー、又はターゲットアプリケータを備える。
【００２４】
本教示の実施例によれば、非破壊検査（「ＮＤＩ」）システムが提供される。該システムは、構造物の１以上の特性を測定するように動作可能な１以上のＮＤＩセンサ、構造物に対してハウジングを固定又は離脱するように動作可能な取り付け機構、及び１以上のＮＤＩセンサからの測定データを送信するように動作可能なトランシーバを備えた、構成要素を収容するように構成されたハウジングを備え、ハウジングは、無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）によって構造物のターゲットロケーションへ送られるようにサイズ決定されている。
【００２５】
実施例によれば、１以上のＮＤＩセンサは、渦電流センサ、超音波センサ、音響センサ、機械的インピーダンスセンサ、光センサ、ｘ線後方錯乱センサ、計算されるトモグラフィのセンサ、表面粗さセンサ、ＩＲサーモグラフィ、マイクロ波センサ、及びテラヘルツセンサ、のうちの１以上を備え得る。
【００２６】
実施例によれば、取り付け機構は、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、及び把持器ベースのうちの１つであり得る。
【００２７】
実施例によれば、ＮＤＩシステムは、１以上のＮＤＩセンサに電力を供給するように動作可能な電源を更に備え得る。
【００２８】
実施例によれば、ＮＤＩシステムは、ハウジングの外部にある電源から１以上のＮＤＩセンサに電力を供給し、ＮＤＩセンサへ／から信号データを送受信し、安全及び回収機構として働くように動作可能なテザーを更に備え得る。
【００２９】
実施例によれば、ＮＤＩシステムは、ハウジングの少なくとも一部分に対する衝撃保護を提供するように動作可能な、衝撃保護構造体を更に備え得る。衝撃保護構造体は、空気注入可能な構造体又は浮遊構造体を備え得る。
【００３０】
実施例によれば、ＮＤＩシステムは、構造物の表面に沿ってハウジングを移動させるように動作可能な運動機構を更に備え得る。
【００３１】
本教示の実施例によれば、指示命令を記憶した非一過性コンピュータ可読記憶媒体であって、その指示命令が、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに構造物の非破壊検査（「ＮＤＩ」）のための方法を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。該方法は、無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を構造物のターゲットロケーションに差し向けること、ＵＡＶ又はエンドエフェクタをターゲットロケーションに物理的に固定すること、１以上のＮＤＩセンサを使用してターゲットロケーションのＮＤＩを実行すること、及びＵＡＶ又はエンドエフェクタをターゲットロケーションから物理的に離脱することを含む。
【００３２】
実施例によれば、該方法は、実行するステップの前に、ＵＡＶのローターの動作を制御するための制御信号を提供することを更に含み得る。
【００３３】
実施例によれば、物理的に固定することは、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、又は把持器ベースであり得る。
【００３４】
実施例によれば、該方法は、１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つを（１以上の）ターゲットロケーションへ展開することを更に含み得る。
【００３５】
実施例によれば、該方法は、ロケーション特定システムを使用して、ターゲットロケーションに対する、位置、配向、又は位置と配向の両方を追跡することを更に含み得る。
【００３６】
先述の一般的な記載と後述の詳細な記載の両方は、例示及び説明のためだけのものであり、特許請求される開示を限定しようとするものではないことは、理解されるべきである。
【００３７】
本明細書に組み込まれ、且つ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示を例示しており、説明部分と共に、本開示の原理を説明する役割を果たしている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本開示の実施例による、システムの第１の実施態様を示す。
【図２】本開示の実施例による、システムの第２の実施態様を示す。
【図３】本開示の実施例による、システムの第３の実施態様を示す。
【図４】本開示の実施形態による、ＵＡＶによって展開され得るＮＤＩデバイスを示すブロック図である。
【図５】図１〜図３のシステムによって実行され得る動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
次に、その実施例が添付図面で示されているところの本開示の例示的な実施態様を、詳細に参照することになる。可能なときは何時でも、同じ又は類似する部分を指すために、図面全体を通して同じ参照番号が使用される。後述の説明では、本開示の一部分を形成する添付図面を参照する。これらの添付図面は、本開示が実施され得る、特定の例示的な実施態様を説明するために示されている。これらの実施態様は、当業者が本開示を実施することができるよう十分詳細に記載されており、他の実施態様が利用可能であること、本開示の精神及び範囲から逸脱せずに変更を加え得ることが理解されるであろう。したがって、以下の説明は単なる例示にすぎない。
【００４０】
全体的に言って、本開示の実施例は、視覚カメラ又はＩＲカメラを用いた単なる目視検査を超えた、橋、船舶などの構造物の遠隔ＮＤＩのための、ドローンとしても知られる、無人航空輸送体（ＵＡＶ）の使用を可能にする方法及びシステムを説明する。ＵＡＶは、一端においてＵＡＶに取り付けられ又は統合された１以上の支持構造体を含み、他端において１以上のＮＤＩデバイスを支持する。１以上の支持構造体は、固定された長さを有し、又は、後退した状態で第１の長さを有し、延伸した状態でより長い長さを有する、伸縮部材であり得る。ＵＡＶは、定期的な遠隔検査のためのロケーションタグ付けなどの、保守活動も可能にし得る。接着タグ、塗料なども、今後の参照のために取り付けられて残され、又は３Ｄ視覚化を可能にする。輸送体のための非搭載型の追跡システム及びセンサによるロケーション特定は、ナビゲーションのためにＵＡＶの正確なロケーションを提供し、検査ロケーションの正確なロケーションを提供し、構造物の３Ｄモデルとの相関を提供する。様々なシステムと方法が使用されて、非限定的に、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、又は把持器ベースを含んだやり方で、検査されるべき構造物の表面上に、ＵＡＶ及び／又はＮＤＩデバイスを保持し得る。ある実施例では、これらの取り付け機構のうちの２つ以上が組み合わされて使用され得る。磁気ベースのアプローチでは、電気永久（「ＥＰ」）磁石が、電気パルスを用いて有効になり、電力を使用せずに励磁されたままであり得る。真空ベースのアプローチでは、本出願に共に含まれる、「Holonomic motion vehicle for travel on non-level surfaces」という名称の米国特許番号第８，７３８，２２６号を背景技術の実施例として説明した場合、それぞれの負圧区域においてそれぞれの負圧力を生成するように構成された、１以上の電気ダクトファンをＵＡＶが含み得る。静電ベースのアプローチでは、基板材料（例えば、検査されている構造物の表面）と支持構造体又はＮＤＩデバイスの電子接着表面との間で、静電力が使用される。このアプローチでは、電子接着パッドが、ポリマーの表面上に堆積した導電性電極から成る。交互に正電荷と負電荷が、隣接する電極に誘導されたとき、電場が基板上に反対の電荷をセットアップし、したがって、電極と基板上に誘導された電荷との間で静電接着をもたらす。接着剤ベースのアプローチでは、粘着性のある接着剤又は除去可能な接着剤のパッドを、タブを引っ張ることによって表面から取り外すことができる。更に、スイッチオン及びオフできる接着剤が使用され得る。それは、構造体に接着剤の変化を起こさせることによって、接着剤が、自由自在に粘着性を有したり又は粘着性を有さなかったりし得ることを意味する。把持器ベースのアプローチでは、駆動されたときに開閉して、検査されている構造物の一部分の上に物理的にホールドする、１以上の把持部分を有する端部分を、１以上の支持構造体が含み得る。
【００４１】
１つの例示的な動作では、マニピュレータアームなどの、１以上の支持構造体によって支持された１以上のＮＤＩデバイスを装備したＵＡＶが、検査されている構造物のターゲット領域へ飛ばされる。ＵＡＶのオペレータは、マニピュレータアームを延伸させることなどによって、ＮＤＩデバイスをターゲット領域上に配置するように、ＵＡＶに指示命令する。ＮＤＩデバイスは、強磁性の構造物に対しては、磁気ベースのデバイス、例えば、ＥＰ磁石、及び／又は、非強磁性の構造物に対しては、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、把持器ベースのデバイスなどの、固定機構を有し得る。ＥＰ磁石は、電気パルスを用いて有効になり、その後、電力を使用することなしに励磁されたままであり得る。ＥＰ磁石が励磁されたときに、ＵＡＶは、ＥＰ磁石がターゲット領域に接触したときにターゲット領域上に物理的に固定されることができ、ＥＰ磁石は、ＵＡＶの重量を支持する。ターゲット領域に物理的に固定された後で、ＵＡＶのローターは、その後、ＵＡＶが今や安定した静止位置にあるところで、スイッチを切られる（回転を止める）ことができる。ＮＤＩデバイスは、その後、検査測定値を取得するために起動され得る。ＵＡＶの３Ｄ位置は、局所的測位システム（「ＬＰＳ」）などの、非搭載型の追跡システムによって測定され得る。ＬＰＳは、検査されている構造物の座標系に関してＵＡＶのロケーションを判定することができる。一旦、ＮＤＩ検査が完了すると、ＵＡＶのローターの動作が開始され、固定機構が起動解除され、ＵＡＶは飛び去り、又は次の検査ロケーションへ飛び、プロセスが繰り返される。カメラ又は（スマートフォンのような）カメラ装備デバイスが、システムの態様のガイダンス又は動作を補助するためにＵＡＶに取り付けられ得る。
【００４２】
別の例示的な動作では、自己完結型のＮＤＩデバイスが、ＵＡＶから降下され得る。この実施例では、１以上の自己完結型のＮＤＩデバイスを装備したＵＡＶが、検査されるべき構造物の第１のターゲット領域へ飛ばされ、オペレータが、ＵＡＶにＮＤＩデバイスのうちの１つを第１のターゲット領域に取り付けるよう指示命令し、その後、飛び去る（又は第２のターゲット領域へ飛ばされ、降下のプロセスが繰り返される）。自己完結型のＮＤＩデバイスは、固定機構、すなわち、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、又は把持器ベースの固定機構を含み、それらは、ＮＤＩデバイスがターゲット領域に取り付けられることを可能にする。磁気的な（ＥＰ磁石の）実施例では、ＮＤＩデバイスが、単一の電気パルスを用いて取り付けられ、その後、電力を使用することなしに励磁されたままであることを可能にする。ＮＤＩデバイスは、無線であり、１以上のＮＤＩセンサを含み、他の制御可能な要素を含み得る。ＵＡＶによってターゲット領域に配置された後で、ＮＤＩデバイスの３Ｄロケーションが、非搭載型の追跡システム、すなわち、ＬＰＳによって測定され得る。ＬＰＳは、検査されている構造物の座標系に関してＮＤＩデバイスのロケーションを判定することができる。一旦、ＮＤＩ検査が完了すると、電力供給されていないＥＰ磁石などの固定機構が起動解除され、ＮＤＩデバイスは、ターゲット領域から離れ落ちて、オペレータによって回収され得る。この実施例では、２つ以上の自己完結型のＮＤＩデバイスが、ＵＡＶの単一の飛行によって配置され得る。ある状況では、ＮＤＩデバイスが、ＵＡＶによって、検査されている構造物上に直接的に配置され得る。他の状況では、ＵＡＶが、発射体のような自己完結型のＮＤＩを発射して、構造物上のロケーションに到達するように、それらのＮＤＩをしっかりと取り付けることを可能にする。作業を実行することにおいて有用であり、又は、ターゲット物体から離脱されたときに、デバイスに対する損傷を妨げ得る、他の特徴を、自己完結型のＮＤＩデバイスは含み得る。例えば、ＮＤＩデバイスは、小さいホイール又はトラックを含み、それが表面を超えて移動することを可能にし得る（それをミニクローラーに変える）。ＮＤＩデバイスは、無線コマンドによって空気を注入され得る空気注入可能な構成要素も含み、それは、ＮＤＩが落下する間に損傷を受けることから保護し（又はその下に配置され得る他の人々を保護し）、又は、ＮＤＩが水に入ったときに浮かぶことを可能にする。
【００４３】
図１を参照すると、本開示の実施例による、構造物を検査するためのシステム１００が示されている。システム１００は、定期的な検査を必要とする構造物１１０の周りで移動するために使用され得る、無人移動輸送体１０５を含む。この実施例では、無人移動輸送体が、無人航空輸送体として示され、より具体的には、（本明細書で、以後、単に「ＵＡＶ」１０５と称される）無人回転翼航空機として示されている。しかし、無人陸上輸送体及び（水面と水中の両方の）無人船舶などの無人輸送体の他の形態が、本システム１００と共に使用されるために適合され得ることは、理解されるだろう。更に、ターゲット構造物１１０が、Ｉ型ビームとして示されているが、システム１００は、等しく、非限定的に、電力供給ライン、発電施設、送電線網、ダム、堤防、スタジアム、大きな建物、大きなアンテナ及び望遠鏡、タンク、コンテナ、水処理施設、石油精製所、化学処理プラント、高層ビル、電車に関連したインフラ、並びにモノレール支持構造物を含む、広範囲の他の構造物を検査することにおいて使用されるために適合される。システム１００は、特に、製造設備及び倉庫などの、大きな建物の内側で使用されるのにも適している。人間が操縦する輸送体又はＲＣ輸送体によって検査されるには困難で、費用が高く、又は危険すぎる可能性がある事実上全ての構造物が、潜在的に、システム１００を使用して検査され得る。
【００４４】
ＵＡＶ１０５は、その上に１以上の支持構造体１２０が配置されるところの、本体構造１１５を含む。１以上の支持構造体１２０が、一端において本体構造１１５に取り付けられ、第２の端においてＮＤＩデバイス１２５と統合される。ある実施例では、１以上の支持構造体１２０のうちの少なくとも１つは、マニピュレータアームを備える。マニピュレータアームは、把持器を備える。把持器は、検査されている構造物１１０に対して１以上のＮＤＩデバイス１２５を操作するように動作可能である。ある実施例では、１以上の支持構造体１２０及び／又はマニピュレータアームのうちの少なくとも１つが、１以上の保守ツールを有するように構成され得る。１以上の保守ツールは、研磨機、ドリル、ブラシ、塗料噴霧器、マーカー、レーザー、レーザーマーキングシステム、インクスタンプ、又はターゲットアプリケータを備える。
【００４５】
１以上のＮＤＩデバイス１２５は、非限定的に、渦電流センサ、超音波センサ、音響センサ、機械的インピーダンスセンサ、光センサ、ｘ線後方錯乱センサ、計算されるトモグラフィのセンサ、表面粗さセンサ、ＩＲサーモグラフィ、マイクロ波センサ、及びテラヘルツセンサ、を含む１以上のセンサを含み得る。
【００４６】
１以上のＮＤＩデバイス１２５は、非限定的に、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、又は把持器ベースのものを含んで、検査されるべき構造物１１０の表面上に、１以上のＮＤＩデバイス１２５及び／又はＵＡＶ１０５を物理的に保持する、固定機構を含むことができる。磁気ベースのアプローチでは、ＥＰ磁石が、電気パルスを用いて有効になり、電力を使用せずに励磁されたままであり得る。接着剤が乾燥する間、接着剤ベースのアプローチと組み合わされ得る、真空ベースのアプローチでは、米国特許番号第８，７３８，２２６号で説明される、１以上のモータ駆動式羽車ユニットを含み得る搭載型の真空生成システムを、ＵＡＶが含み得る。モータが回転する速度が、生成される真空の量を決定し、モータが回転する速度は、モータ制御ユニットによって制御される。モータ制御ユニットは、オペレータによって又は制御ワークステーションのステーションから自動制御システムによって、指示命令される。真空取り付けシステムは、システムが、大き過ぎる負圧を失うことなしに、小さい物体を覆って滑らかに動くことを可能にする、ダクティング及び自動平滑化スカート（又はパック）も含み得る。静電ベースのアプローチでは、基板材料（例えば、検査されている構造物の表面）と支持構造体又はＮＤＩセンサの電子接着表面との間で、静電力が使用される。このアプローチでは、電子接着パッドが、ポリマーの表面上に堆積した導電性電極から成る。交互に正電荷と負電荷が、隣接する電極に誘導されたとき、電場が基板上に反対の電荷をセットアップし、したがって、電極と基板上の誘導された電荷との間で静電接着をもたらす。接着剤ベースのアプローチでは、粘着性のある接着剤又は除去可能な接着剤のパッドを、タブを引っ張ることによって表面から取り外すことができる。更に、スイッチオン及びオフできる接着剤が使用され得る。それは、構造体に接着剤の変化を起こさせることによって、接着剤が、自由自在に粘着性を有したり又は粘着性を有さなかったりし得ることを意味する。把持器ベースのアプローチでは、駆動されたときに開閉して、検査されている構造物の一部分の上に物理的にホールドする、１以上の把持部分を有する端部分を、１以上の支持構造体が含み得る。
【００４７】
磁気ベースのアプローチに関して、１以上のＮＤＩデバイス１２５は、本出願と同じ権利者によって共に所有される、「Adaptive Magnetic Coupling System」という名称の米国特許番号第９，１５６，３２１号などを背景技術の実施例として説明した場合、連結磁石の間の引力を能動的に制御する固定機構を含み得る。この実施例では、１以上のＮＤＩデバイス１２５が、１以上のＮＤＩデバイス１２５を構造物１１０に連結するために使用される磁石の間の引力の大きさを能動的に調整することによって、構造物１１０の変動する厚さに自動的に適合するように動作可能であり得る。
【００４８】
ある実施例では、１以上のＮＤＩデバイス１２５が、一旦、ＵＡＶ１０５によって展開されると、移動を促進するために表面と係合し得る、トラック、ホイール、関節アームなどの、１以上の運動機構を使用して、構造物１１０の表面に沿って又は表面の周りを移動するように動作可能であり得る。運動は、制御されたやり方で固定機構のスイッチを選択的にオン及びオフすることなどによって、少なくとも固定機構を使用して達成され得る。例えば、磁気ベースのアプローチを使用して、１以上のＮＤＩデバイス１２５は、構造物１１０の変動する厚さを有する外面を覆って移動することができる。この場合、センサデータが制御システムによって使用されて、１以上のＮＤＩデバイス１２５と構造物１１０との間の適切な引力を判定し、磁気連結システムが変動する厚さを有する外面に自動的に適合することを可能にする。ある実施例では、本出願に共に含まれる、「Holonomic Motion Vehicle for Travel on Non-Level Surfaces」という名称の米国特許番号第８，７３８，２２６号を背景技術の実施例とした教示は、１以上のＮＤＩデバイス１２５の移動を容易にするために使用され得る。この実施例では、１以上のＮＤＩデバイス１２５が、４つ（又は４の倍数）のメカナムホイールを有するフレームを有し得る。この場合、各ホイールは、それぞれ独立して制御されるモータによって駆動され、更に、複数（例えば、２つ）の独立して制御される負圧デバイスを有する。メカナムホイールは、ホロノミック運動を可能にし、一方、負圧デバイスは、平面ではない表面上での運動の十分に精密な制御を容易にする。
【００４９】
ある実施例では、ＵＡＶ１０５が、プログラムされた飛行計画に従ってＵＡＶ１０５をナビゲートすることを可能にする、搭載型のシステムを含み得る。該システムは、検査されている構造物１１０のための検査データが取得されることを可能にする。ある実施例では、ＵＡＶ１０５が、無線ＵＡＶコントローラ１３０を使用して、オペレータによって飛行経路１３５に沿って飛ばされ得る。ＵＡＶ１０５は、本出願に共に含まれる、「Closed-Loop Feedback Control Using Motion Capture System」という名称の米国特許番号第７，６４３，８９３号を背景技術の実施例とした教示を使用して制御され得る。ＵＡＶ１０５は、モーションキャプチャシステムを使用して、閉ループフィードバック制御システムを使用して制御され得る。システムは、ＵＡＶ１０５が制御空間内で動作する際に、ＵＡＶ１０５の１以上の運動特性を測定するように構成されたモーションキャプチャシステムを含み得る。プロセッサが、モーションキャプチャシステムから測定された運動特性を受信し、測定された運動特性に基づいて制御信号を決定する。位置制御システムが、所望の運動状態を維持し又は取得するために、制御信号を受信し、ＵＡＶ１０５の少なくとも１つの運動特性を連続的に調整する。ＵＡＶ１０５は、受動的逆反射マーカー（passive retro-reflective marker）を装備し得る。モーションキャプチャシステム、プロセッサ、及び位置制御システムは、完全な閉ループフィードバック制御システムを備える。
【００５０】
検査データは、１以上のセンサからのデータを含み得る。検査データは、画像、ビデオ、又は音響データも含み得る。ＵＡＶ１０５によって遵守される予めプログラムされた飛行計画は、ＵＡＶ１０５が、構造物１１０の一部分の周りの飛行経路を辿ることを可能にする。ある実施例では、２つ以上のＵＡＶ１０５が、使用され、輸送体の「群れ」として見られ得るものを形成することができる。その群れは、単一のＵＡＶより少ない時間で、構造物１１０の様々な領域の検査を可能にする。さもなければ、その検査は、困難であり、高価であり、及び／又は検査するために輸送体を操縦する人間にとって危険であり得る。
【００５１】
システム１００は、ＵＡＶ１０５から無線通信を受信するための遠隔検査ステーション１４０を更に含み得る。遠隔検査ステーション１４０は、検査の技術者又はオペレータによる視認のためのアンテナ及びコンピュータ制御システムを含み得る。遠隔検査ステーション１４０は、コマンドを送信し、又は、燃料の残り、バッテリパワーの残りなどの、ＵＡＶ１０５の様々な性能パラメータをモニタするために使用され得る。遠隔検査ステーション１４０は、ＵＡＶ１０５の飛行経路１３５を変更するためのコマンドを生成するためにも使用され得る。
【００５２】
遠隔検査ステーション１４０は、ＬＰＳ１４５を含み得る。ある実施例では、ＬＰＳ１４５が、それらの両方が本出願と同じ権利者によって所有される、「Local Positioning System and Method」という名称の米国特許出願番号第８，０４４，９９１、及び、「Method involving a Pointing Instrument and a Target Object」という名称の米国特許番号第７，８５９，６５５号を背景技術の実施例とした教示を使用し得る。
【００５３】
米国特許番号第７，８５９，６５５号で説明されている一実施例では、ＬＰＳ１４５が、ビデオカメラ、レーザー測距器、電動測定パンチルト軸、及びコンピュータ、すなわち、ＬＰＳ１４５と通信する遠隔検査ステーション１４０を含み得る。ＬＰＳ１４５は、照準点軸を有し機器の座標系を有する、レーザー測距器１５０などの、ポインティング機器を使用して、ターゲット物体の座標系を有する、構造物１１０などの、ターゲット物体の表面上の注目点の位置を判定するための方法を使用することができ、パンチルト角に加えて、ターゲットポイントの各々に対して、レーザー測距器１５０によって測定された距離を使用する。方法は、機器の照準点軸が、順番に、ターゲット物体の表面上の３つの較正点の各々と位置合わせされるときに、機器の座標系内の照準点軸の配向を測定することを含み得る。ターゲット物体の座標系内の３つの較正点は、既知である。方法は、機器から３つの較正点の各々までの照準点軸に実質的に沿った距離を測定することも含む。方法は、少なくとも、３つの較正点に対応する機器の座標系内で測定された配向及び距離、並びにターゲット物体の座標系内の３つの較正点の既知の位置、を使用して、機器の座標系内で規定される位置をターゲット物体の座標系内で規定される位置へ変換する、（時々、カメラ姿勢行列と称される）較正行列を計算することも含む。方法は、機器の照準点軸が注目点と位置合わせされるときに、機器の座標系内の照準点軸の配向を測定することも含む。方法は、少なくとも、注目点に対応する機器の座標系内の照準点軸の測定された配向、較正行列、及び機器から注目点までの照準点軸に実質的に沿った距離とターゲット物体の座標系内のターゲット物体の表面のモデルのうちの少なくとも１つ、を使用して、ターゲット物体の座標系内の注目点の位置を計算することも含む。方法は、計算された位置を記憶することも含む。
【００５４】
米国特許番号第７，８５９，６５５号において説明されている別の一実施例では、ＬＰＳ１４５が、ターゲット物体の座標系を有する、構造物１１０などの、ターゲット物体の表面上の注目点に位置合わせされる機器の照準点軸のための機器の座標系を有する、レーザー測距器１５０などの、ポインティング機器の照準点軸の配向を判定するための方法を使用し得る。ここで、ターゲット物体の座標系内の注目点の位置は、既知である。方法は、ターゲット物体の座標系内で規定された位置を、機器の座標系内で規定された位置へ変換する、逆較正行列を計算することも含む。方法は、少なくとも、逆較正行列、ターゲット物体の座標系内の注目点の位置、及び機器の逆運動学を使用して、機器の座標系内の機器の照準点軸の配向を計算することも含む。方法は、機器の照準点軸を計算された配向に方向付けることも含む。
【００５５】
米国特許番号第７，８５９，６５５号において説明されている更に別の一実施例では、ＬＰＳ１４５が、ターゲット物体の座標系を有する、構造物１１０などの、ターゲット物体の表面上の画像をトレースするためのレーザー光線のための機器の座標系を有する、レーザー測距器１５０などの、レーザーのレーザー光線の方向を制御するための方法を使用し得る。ここで、ターゲット物体の座標系内のターゲット物体の表面上の画像のためのポイントの位置は、既知である。方法は、ターゲット物体の座標系内で規定された位置を、機器の座標系内で規定された位置へ変換する、逆較正行列を計算することも含む。方法は、少なくとも、逆較正行列、ターゲット物体の座標系内のターゲット物体の表面上の画像のためのポイントの位置、及び機器の逆運動学を使用して、機器の座標系内のレーザーのレーザー光線の方向を計算することも含む。方法は、ターゲット物体の表面上の経路をトレースするために、計算された方向へレーザー光線を方向付けることも含む。
【００５６】
米国特許番号第８，０４４，９９１号で説明されている更なる一実施例では、ＬＰＳ１４５が、ビデオカメラ、レーザーポインター、電動測定パンチルト軸、及びコンピュータ、すなわち、ビデオカメラによって照準を調整され且つターゲット物体の座標系を有するＬＰＳと通信する、遠隔検査ステーション１４０を含み得る。コンピュータが、ターゲット物体に対するビデオカメラの相対的な位置及び配向を規定し、ターゲット物体の座標系内のビデオカメラの位置及び配向を判定し、ターゲット物体の座標系内の注目点の位置を判定するように適合されている。システムは、以前に記録されたターゲット物体上の注目点へ、カメラを向けるためにも使用され得る。局所的測位システムは、ビデオカメラを含み得る。ビデオカメラは、（遠隔で制御される）自動ズーム機能を有し、更に、ビデオカメラの光画像フィールドのディスプレイ内のポイントの精密なロケーション特定を容易にするために、統合照準線生成器を更に含み得る。ビデオカメラの固定された座標系に対するカメラの配向を表す方向ベクトルが、方位角と仰角、更に、カメラが注目点に向けられたときの光学視野内の照準線マーカーの中心の位置から判定される。この方向ベクトルは、カメラのレンズから延在しターゲット物体上のロケーションと交差する、線と考えられ得る。三次元のロケーション特定ソフトウェアが、コンピュータにロードされ得る。３Ｄロケーション特定ソフトウェアは、ターゲット物体に対するビデオカメラのロケーション（位置と配向）を規定するために、ターゲット物体上の距離における多数の較正点を使用し得る。ある用途では、３Ｄロケーション特定ソフトウェアが、ターゲット物体に対するビデオカメラの相対的な位置と配向を規定するために、ビデオカメラに関連するパンチルトデータと組み合わせて、ターゲット物体上の複数の較正点を使用し得る。較正点は、３ＤＣＡＤモデル又は他の測定技術から判定される、ターゲット物体のローカル座標系内の既知の位置の視認可能な特徴であり得る。較正点は、ターゲット物体に対するカメラの位置及び配向を求めるために、パンチルト機構からの方位角と仰角を用いて座標系内で使用され得る。一旦、ターゲット物体に対するビデオカメラの位置と配向が判定されると、コンピュータは、ビデオカメラの光画像フィールドを、ターゲット物体上の未知の位置の所望のロケーションへ回転させズームするように操作され得る。方向ベクトルのこの位置において、（方位角軸と仰角軸に沿ったビデオカメラの角度を含み得る）ビデオカメラの配向が記録され得る。パンチルトユニットからの方位角と仰角、及び、較正プロセスにおいて判定されたカメラの相対的な位置と配向、を使用することによって、注目点のロケーションが、ターゲット物体の座標系に関して判定され得る。（以前のデータ取得セッション、ＣＡＤモデル、又は他の測定から）注目点の位置がターゲット物体の座標系内で既知であり得る、逆プロセスも実行され得る。この状況では、ＬＰＳ１４５が、任意のロケーションに配置され得る。そのロケーションは、（元々のデータが記録されたロケーションとは異なるロケーションであり得る）較正点が視認可能な作業領域である。そして、カメラ姿勢較正ステップが、実行され得る。注目点からカメラへの方向ベクトルは、ターゲット物体の座標系内で計算され得る。カメラ姿勢変換の逆行列が、方向ベクトルをカメラの座標系の中へ変換するために使用され得る。その後、方位角と仰角が、計算され、パンチルトユニットによって使用されて、カメラをターゲット物体上の注目点に向け得る。ある用途では、（例えば、３つなどの）少なくとも１つのレーザーポインターが、カメラに取り付けられ、方向ベクトルと位置合わせされ得る。少なくとも１つのレーザーポインターが、ビデオシステムの目標又は方向に関して、ターゲット物体上の可視指示を提供し得る。レーザーポインターによって提供される、この照準特徴は、ＵＡＶ１０５のターゲット物体及び／又は本体構造１１５上の位置較正点と注目点の迅速な選択を容易にする助けとなり得る。何故ならば、レーザーポインターから放射される（図示せぬ）レーザー光線とターゲット物体との交差部分は、裸眼で視認可能だからである。ターゲット物体上のロケーションを示すことによって（以前の修理ロケーション又は他の注目点であり得る）ターゲット物体の座標系内のポイントを思い出すときにも、レーザーポインターの使用は有用であり得る。
【００５７】
ある実施例では、ＵＡＶ１０５が、無線ＵＡＶコントローラ１３０を使用する及び／若しくは無線ＵＡＶコントローラ１３０に統合され得るコンピュータ制御要素を使用する直接的な手動制御、並びに／又はＬＰＳ１４５、並びに／又は遠隔検査ステーション１４０によって制御され得る。
【００５８】
図２を参照すると、本開示の実施例による、構造物を検査するためのシステム２００が示されている。システム２００は、図１のシステム１００と類似する。それらの差異は、１以上の支持構造体２２０の配置、取り付けデバイス、ＮＤＩデバイス２２５のロケーション、及び釣り合い重り２３０の追加である。この実施例では、１以上の支持構造体２２０のうちの少なくとも１つが、ＵＡＶ２０５の本体構造２１５の長手方向軸において配置されている。１以上のＮＤＩデバイス２２５は、支持構造体２２０の一端において統合され得る。そして、バッテリであり又はバッテリを含み得る、釣り合い重り２３０は、他端において配置され得る。
【００５９】
図３を参照すると、本開示の実施例による、構造物を検査するためのシステム３００が示されている。システム３００は、１以上のＮＤＩデバイス３２５を支持するように動作可能な１以上の支持構造体３２０を有して配置されたＵＡＶ３０５を含む。１以上のＮＤＩデバイス３２５は、支持構造体３２０の一端において統合され得る。システム３００は、図１のシステム１００と類似する。それらの差異は、１以上のＮＤＩデバイス３２５が、１以上の支持構造体３２０から取り外し可能であり、本明細書で説明される固定機構のうちの１以上を使用して、構造物１１０のターゲットロケーション上に物理的に固定され得ることである。一旦、１以上のＮＤＩデバイス３２５が、ターゲットロケーション上に固定されると、その後、ＵＡＶ３０５は、構造物１１０の別のターゲットロケーションに差し向けられ、そこで、別のＮＤＩデバイス３２５が、構造物１１０上に展開され、又はオペレータへ戻るように指示され得る。ある実施例では、一旦、ＮＤＩデバイス３２５が、それらのデータ収集を完了すると、ＵＡＶ３０５は、１以上のＮＤＩデバイス３２５を回収するように指示され得る。または、オペレータの制御を介してか又はさもなければ構造物１１０と係合解除するようにプログラムされての何れかで、１以上のＮＤＩデバイス３２５が取り外され、構造物１１０から落下し得る。
【００６０】
図１から図３の実施例では、ＵＡＶ１０５及び／又はＮＤＩデバイス１２５、２２５、３３５が、構造物１１０とドッキングするか又は物理的に固定されたときに、ＮＤＩデバイス１２５、２２５、３３５に対して構造物に対する位置的安定性を提供する。そのことは、ＮＤＩデバイスが損傷のより高度な空間的解像度を取得し、（ＩＲサーモグラフィのような）時間依存感知が実行されることを可能にする。ＵＡＶ１０５、２０５、３０５の接触を用いて、及び／又は構造物１１０との接触を行う図２で示された部材２３５を使用して、位置的安定性が実現され得る。
【００６１】
図４を参照すると、本開示の実施例による、ＵＡＶ１０５によって展開され得るＮＤＩデバイス４０５が示されている。ＮＤＩデバイス１２５、２２５、３２５であり得る、ＮＤＩデバイス４０５は、１以上の接触ベースの、非接触ベースの、又はそれらの両方の感知モダリティを検出するように操作され得る、１以上のＮＤＩセンサを含む。ＮＤＩデバイス４０５は、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５によって運ばれるようにサイズ決定され得る。例えば、１以上のＮＤＩセンサ４１０は、非限定的に、渦電流センサ、超音波センサ、音響センサ、機械的インピーダンスセンサ、光センサ、ｘ線後方錯乱センサ、計算されるトモグラフィのセンサ、表面粗さセンサ、ＩＲサーモグラフィ、マイクロ波センサ、及びテラヘルツセンサを含み得る。ＮＤＩデバイス４０５は、任意選択的に、全てが通信バス４４０を介して接続された、電源４１５、固定／固定解除機構４２０、トランシーバ４２５、コントローラ４３０、及び運動機構４３５を含み得る。例えば、電源４１５は、ＮＤＩデバイス４０５のサブシステムのうちの１以上に電力を供給し得る。ある実施例では、更なる電力又は全電力が、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５に接続されたテザーによって供給され得る。任意選択的なテザーは、１以上のＮＤＩセンサ４１０へ及びからコマンド又はデータを送受信するために、更に、システムのための安全及び回収機構を提供するためにも、使用され得る。固定／固定解除機構４２０は、本明細書で開示される１以上の固定機構を含み、ＮＤＩデバイス４０５が、構造物１１０から取り外され、浮遊機構を介して衝撃から保護されることを可能にする、取り外し機構も含み得る。トランシーバ４２５は、１以上のＮＤＩセンサ４１０から、無線ＵＡＶコントローラ１３０及び／又は遠隔検査ステーション１４０へ、ロケーション及び／又は測定データを提供するように構成され得る。コントローラ４３０は、ＮＤＩデバイス４０５のサブシステムのうちの１以上を制御し、並びに／又は、トランシーバ４２５を介して無線ＵＡＶコントローラ１３０及び／若しくは遠隔検査ステーション１４０と通信するための、指示命令をプログラムされ得る。運動機構４３５は、本明細書で開示された構造物１１０の表面に沿って又は表面の周りで、ＮＤＩデバイス４０５を移動させるように動作可能であり得る。
【００６２】
図５を参照すると、システム１００、２００、３００の例示的な一実施態様の動作を説明する方法５００が示されている。方法５００は、指示命令を記憶した非一過性コンピュータ可読記憶媒体であって、その指示命令が、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに構造物のＮＤＩのための方法５００を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体内で具現化される。動作５０５では、１以上のＮＤＩデバイス４０５を有するＵＡＶ１０５、２０５、３０５が、構造物１１０のターゲットロケーションに差し向けられる。例えば、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５は、プログラムされた飛行計画に従ってＵＡＶ１０５、２０５、３０５をナビゲートすること、及び、検査されている構造物１１０のための検査データが取得されること、を可能にする搭載型のシステムを含み得る。更に／又は、ＵＡＶは、無線ＵＡＶコントローラ１３０を使用して、オペレータによって飛行経路１３５に沿って飛ばされ得る。５１０では、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５は、構造物のターゲットロケーションに物理的に固定され、及び／又は、少なくとも１つの支持構造体１２０、２２０、２３５、３２０、若しくはマニピュレータアームなどの、エンドエフェクタが、構造物のターゲットロケーションに物理的に固定される。ある実施例では、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５が、ＮＤＩ試験の間に、構造物１１０に物理的に固定されたままである。この実施例では、ＮＤＩ試験を実行する前に、ＵＡＶのローターを停止させるための制御信号が、無線ＵＡＶコントローラ１３０によって又はコントローラ４３０によって提供され得る。別の一実施例では、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５が、ＮＤＩデバイス４０５のうちの１以上を、構造物１１０に物理的に取り付け、展開後に飛び去ることができる。５１５では、ＮＤＩデバイス４０５が、１以上のＮＤＩセンサ４１０を使用して、ターゲットロケーションの１以上のＮＤＩ試験を実行する。５２０では、ＵＡＶ１０５、２０５、３０５、又はエンドエフェクタが、ターゲットロケーションから物理的に離脱される。
【００６３】
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項１
非破壊検査（「ＮＤＩ」）システムであって、
本体構造を備える無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を備え、前記本体構造が１以上の支持構造体を備え、前記１以上の支持構造体の各々が離脱可能末端構造を備え、
前記システムが、更に、それぞれの離脱可能末端構造に統合された１以上のＮＤＩセンサを備える、ＮＤＩシステム。
条項２
非破壊検査（「ＮＤＩ」）システムであって、
無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）と１以上のＮＤＩデバイスとを備え、前記ＵＡＶが本体構造を備え、前記本体構造が前記１以上のＮＤＩデバイスを支持するように構成された１以上の支持構造体を備え、前記１以上のＮＤＩデバイスが前記１以上の指示構造体から離脱可能であり、
前記ＮＤＩシステムが、更に、前記１以上のＮＤＩデバイスに統合された１以上のＮＤＩセンサを備え、前記１以上のＮＤＩデバイスは、検査されるべき構造物に前記１以上のＮＤＩセンサを固定するように動作可能な取り付け機構を備える、ＮＤＩシステム。
条項３
前記ＵＡＶが、前記離脱可能末端構造から前記１以上のＮＤＩセンサを離脱するために、前記１以上の支持構造体に制御信号を提供するように動作可能な、解放コントローラを備える、条項１または２に記載のＮＤＩシステム。
条項４
前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つが、１以上のＮＤＩ感知モダリティを感知するように動作可能である、条項１〜３のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項５
前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに対する電力、前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに対する制御信号、及び安全機構と回収機構、のうちの１以上を提供するように動作可能なテザーを備える、条項１〜４のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項６
前記１以上のＮＤＩセンサが、検査されるべき構造物に前記１以上のＮＤＩセンサを固定するように動作可能な取り付け機構を備える、条項１〜５のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項７
前記構造物の座標系を使用して、前記構造物に対する前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つの位置、配向、又は前記位置と前記配向の両方を判定するように動作可能なロケーション追跡システムを更に備える、条項６に記載のＮＤＩシステム。
条項８
前記取り付け機構が、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、把持器ベース、又は接着剤ベースである、条項５または６に記載のＮＤＩシステム。
条項９
前記ＵＡＶが、追跡システムから取得された位置及び配向データを使用して更新され又は遠隔制御システムを使用して制御される、所定の飛行経路を使用して移動するように動作可能である、条項１〜８のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項１０
前記１以上のＮＤＩ感知モダリティが、接触ベースのＮＤＩ感知モダリティを含む、条項３〜９のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項１１
前記１以上のＮＤＩセンサが、渦電流センサ、超音波センサ、音響センサ、機械的インピーダンスセンサ、光センサ、ｘ線後方錯乱センサ、計算されるトモグラフィのセンサ、表面粗さセンサ、ＩＲサーモグラフィ、マイクロ波センサ、及びテラヘルツセンサ、のうちの少なくとも１つを備える、条項１〜１０のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項１２
前記１以上の支持構造体のうちの少なくとも１つが、マニピュレータアームを備える、条項１〜１１のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項１３
前記マニピュレータアームが、把持器を備え、前記把持器が、検査されている構造物に対して前記１以上のＮＤＩセンサを操作するように動作可能である、条項１２に記載のＮＤＩシステム。
条項１４
前記１以上のＮＤＩセンサが、データ収集の間に、前記検査されるべき構造物に対して移動される、条項５〜１３のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項１５
前記１以上の支持構造体のうちの１つが、１以上の保守ツールを有するように構成され、前記１以上の保守ツールが、研磨機、ドリル、ブラシ、塗料噴霧器、マーカー、インクスタンプ、レーザー、又はターゲットアプリケータを備える、条項１〜１４のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項１６
非破壊検査（「ＮＤＩ」）システムであって、
構成要素を収容するように構成されたハウジングを備え、前記ハウジングが、
構造物の１以上の特性を測定するように動作可能な１以上のＮＤＩセンサ、
前記構造物に対して前記ハウジングを固定又は離脱するように動作可能な取り付け機構、及び
前記１以上のＮＤＩセンサからの測定データを送信するように動作可能なトランシーバを備え、
前記ハウジングが、無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）によって前記構造物のターゲットロケーションへ送られるようにサイズ決定されている、ＮＤＩシステム。
条項１７
前記１以上のＮＤＩセンサが、渦電流センサ、超音波センサ、音響センサ、機械的インピーダンスセンサ、光センサ、ｘ線後方錯乱センサ、計算されるトモグラフィのセンサ、表面粗さセンサ、ＩＲサーモグラフィ、マイクロ波センサ、及びテラヘルツセンサ、のうちの１以上を備える、条項１６に記載のＮＤＩシステム。
条項１８
前記取り付け機構が、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、及び把持器ベースのうちの１つである、条項１６または１７に記載のＮＤＩシステム。
条項１９
前記１以上のＮＤＩセンサに電力を供給するように動作可能な電源を更に備える、条項１６〜１８のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項２０
前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに対する電力、前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つに対する制御信号、及び安全機構と回収機構、のうちの１以上を提供するように動作可能なテザーを更に備える、条項１６〜１９のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項２１
前記ハウジングの少なくとも一部分に対する衝撃保護を提供するように動作可能な、衝撃保護構造体を更に備える、条項１６〜２０のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項２２
前記衝撃保護構造体が、空気注入可能な構造体又は浮遊構造体を備える、条項２０に記載のＮＤＩシステム。
条項２３
前記構造物の表面に沿って前記ハウジングを移動させるように動作可能な運動機構を更に備える、条項１６〜２２のいずれか一項に記載のＮＤＩシステム。
条項２４
プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに構造物の非破壊検査（「ＮＤＩ」）のための方法を実行させる指示命令を記憶した非一過性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記方法が、
無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を前記構造物のターゲットロケーションに差し向けること、
前記ＵＡＶ又はエンドエフェクタを前記ターゲットロケーションに物理的に固定すること、
１以上のＮＤＩセンサを使用して前記ターゲットロケーションのＮＤＩを実行すること、及び
前記ＵＡＶ又は前記エンドエフェクタを前記ターゲットロケーションから物理的に離脱すること、を含む、非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
条項２５
コンピュータシステムのプロセッサによって実行されたときに、前記コンピュータシステムに構造物の非破壊検査（「ＮＤＩ」）のための方法を実行させるコンピュータプログラム指示命令を備えたコンピュータプログラムであって、前記方法が、
無人航空輸送体（「ＵＡＶ」）を前記構造物のターゲットロケーションに差し向けること、
前記ＵＡＶの１以上のＮＤＩデバイスを前記ターゲットロケーションに物理的に固定すること、及び
前記１以上のＮＤＩデバイスに統合された１以上のＮＤＩセンサを使用して前記ターゲットロケーションのＮＤＩを実行すること、を含み、
前記方法が更に、前記１以上のＮＤＩデバイスを前記構造物の前記ターゲットロケーションに物理的に固定すると、前記ＵＡＶの１以上の支持構造体から前記１以上のＮＤＩデバイスを取り外すことを含む、コンピュータプログラム。
条項２６
前記方法が、前記実行するステップの前に、前記ＵＡＶのローターを起動解除するための制御信号を提供することを更に含む、条項２４または２５に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
条項２７
前記物理的に固定することが、磁気ベース、真空ベース、静電ベース、接着剤ベース、又は把持器ベースである、条項２４〜２６のいずれか一項に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
条項２８
前記方法が、前記１以上のＮＤＩセンサのうちの少なくとも１つを、前記ターゲットロケーションへ展開することを更に含む、条項２４〜２７のいずれかに記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
条項２９
前記方法が、ロケーション特定システムを使用して、前記ターゲットロケーションに対する、位置、配向、又は前記位置と前記配向の両方を追跡することを更に含む、条項２４〜２８のいずれかに記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【００６４】
単純化と例示目的のために、本教示の原理が、主としてその例示的な実施態様を参照することによって説明された。しかし、同じ原理が、全ての種類の情報とシステムに等しく適用可能であり、それらに実装可能であること、及び、任意のそのような変形例は、本教示の真の精神及び範囲から逸脱しないことが、当業者によって直ちに理解されるだろう。更に、前述の詳細な説明において、添付の図面が参照されたが、それらは、特定の例示的な実施態様を示している。本教示の精神及び範囲から逸脱することなしに、例示的な実施態様に対する電気的、機械的、論理的、及び構造的な変更がなされ得るだろう。したがって、前述の詳細説明は限定的な意味に解釈すべきではなく、本開示の範囲は付随する特許請求の範囲及びそれらの等価物によって規定される。
【００６５】
本明細書で使用されている用語及び記述は、説明のみを目的としたもので、限定を意図していない。例えば、方法は上から下へのやり方で説明されたが、方法のステップは、示されたものとは異なる順序で又は同時に実行され得る。加えて、用語「含んでいる」「含む」「有している」「有する」「伴う」またはそれらの変形が、明細書と特許請求の範囲のどちらかで使用されている限り、こうした用語は、用語「含む／備える（comprising）」と同様の意味で包括的であることが意図されている。本明細書で使用される際に、例えば、Ａ及びＢなどの項目の列挙に関する「の１以上」という用語は、Ａだけ、Ｂだけ、又はＡとＢを意味する。当業者は、これらの及び他の変形が可能であることを理解するだろう。
【００６６】
本教示と一貫する他の実施態様は、本明細書の開示の仕様及び実践を検討することにより、当業者に明らかとなるだろう。本明細書及び実施例は、単なる例示的なものと見なすことが意図されており、本開示の真の範囲と精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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