(57)【要約】      （修正有）【課題】マンホールが水没した際のマンホールおよびその内部に布設されたケーブルを点検する際に、カメラの焦点を点検対象の物体に的確に合わせることができ、点検作業を正確且つ効率的に行うことが可能な無人潜水機を提供することを目的としている。【解決手段】本発明にかかる無人潜水機の構成は、水中を移動し水中の様子を撮影する無人潜水機であって、水密性を有する筐体１１０と、筐体１１０内に搭載され前方を撮影する第１前方カメラ１２２と、を備え、第１前方カメラ１２２はマニュアルフォーカスであることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中を移動し該水中の様子を撮影する無人潜水機であって、
水密性を有する筐体と、
前記筐体内に搭載され前方を撮影する第１前方カメラと、
を備え、
前記第１前方カメラはマニュアルフォーカスであることを特徴とする無人潜水機。
【請求項２】
前記筐体内に搭載され前方を撮影する第２前方カメラを更に備え、
前記第１前方カメラは静止画撮影用カメラであり、
前記第２前方カメラは、前記第１前方カメラよりも低解像度の動画撮影用カメラであることを特徴とする請求項１に記載の無人潜水機。
【請求項３】
前記筐体の後部には電源ケーブルまたは通信ケーブルが接続されていて、
当該無人潜水機は、前記筐体内に搭載され後方を撮影する広角の後方カメラを更に備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の無人潜水機。
【請求項４】
前記筐体内に搭載され上方を撮影する上方カメラを更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無人潜水機。
【請求項５】
前記筐体は、
透明な部材からなる円筒部材と、
前記円筒部材の開口を封止する一対の側壁部材と、
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無人潜水機。
【請求項６】
前記筐体に前後方向の推進力を付与する前後スラスタと、
前記筐体に上下方向の推進力を付与する上下スラスタと、
を更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無人潜水機。
【請求項７】
前記上下スラスタは、プロペラが前記筐体の中央より下側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の無人潜水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中を移動し水中の様子を撮影する無人潜水機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市における景観への配慮や安全性という観点から地中ケーブルの普及が進んでいる。地中ケーブルでは、地中に管路を埋設し、かかる管路内に電力ケーブルや通信ケーブル等を敷設している。通常の地中ケーブルは、多条数の管路を所定間隔毎に胴締めコンクリートで束ねた構成となっていて、所定距離毎に作業空間（マンホール）に接続されている。
【０００３】
地中には、保全作業時のマンホールが設けられている。マンホールは、コンクリートを打設することにより周囲と区画された空間を形成したり、プレハブを地中に埋設したりすることによって設けられる。しかしながら、いずれの方法によって設けられた場合であっても、大雨等によってマンホールには大量の水が流れ込んでしまう。
【０００４】
マンホールは定期的に点検する必要がある。しかし、マンホールは地中深くに設けられているため、作業員が潜水して点検するのは困難である。このため現状では、まずマンホールに流れ込んだ水の抜取作業を行い、その後、作業員がマンホール入口を通ってマンホールまで降りて点検作業を行っている。しかしながら、水の抜取作業には多くの時間と労力を有するし、点検作業では作業員への負担が大きい。
【０００５】
そこで、マンホールが水没した際の点検作業に小型の無人潜水機を用いることが検討されている。無人潜水機としては、例えば特許文献１に、海中の構造物や水産資源の探査および観察等に用いられる無人潜水機が開示されている。特許文献１のような無人潜水機を用いれば、水の抜取作業を行うことなく、且つ作業員がマンホールまで降りる必要なく、マンホール内を確認することができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４８２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１では、無人潜水機に搭載されるカメラについて、本体部の先端に透明または半透明のカバーで覆われた水中カメラを設けることしか記載されていない。特許文献１のように海中の構造物や水産資源の探査、観察等のための無人潜水機であれば、海中を全体的に観察できればよく、特定の物体にカメラの焦点を合わせることは少ないと考えられる。
【０００８】
一方、マンホール内を点検する際には、点検対象となる物体にカメラの焦点を合わせる必要がある。しかしながら、マンホールに流れ込んだ水には、落ち葉や土等の異物が多数混入している。このため、水に浮遊している異物にカメラの焦点が合ってしまうと、マンホール内を詳細に確認することができなくなってしまう。このため、特許文献１の無人潜水機を、マンホール内点検に単に適用することは難しく、更なる改善が必要である。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、マンホールが水没した際のマンホール躯体およびその内部に布設されたケーブルを点検する際に、カメラの焦点を点検対象の物体に的確に合わせることができ、点検作業を正確且つ効率的に行うことが可能な無人潜水機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無人潜水機の代表的な構成は、水中を移動し水中の様子を撮影する無人潜水機であって、水密性を有する筐体と、筐体内に搭載され前方を撮影する第１前方カメラと、を備え、第１前方カメラはマニュアルフォーカスであることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、作業員は、第１前方カメラの焦点を点検対象の物体に的確に合わせることができる。したがって、第１前方カメラの焦点が水中に浮遊している異物に合ってしまうことを回避し、マンホール躯体およびその内部に布設されたケーブルの点検作業を正確且つ効率的に行うことが可能となる。
【００１２】
上記筐体内に搭載され前方を撮影する第２前方カメラを更に備え、第１前方カメラは静止画撮影用カメラであり、第２前方カメラは、第１前方カメラよりも低解像度の動画撮影用カメラであるとよい。かかる構成によれば、第２前方カメラによって低解像度の動画撮影しながら水中を移動し、点検対象の近傍まで移動したら第１前方カメラによって高解像度の静止画を撮影するというようにカメラの使い分けをすることができる。
【００１３】
このとき、第２前方カメラが低解像度であることにより、画像のデータ量を小さくなる。このため、無線潜水機が水中を移動している際の伝送データ量を削減することができる。一方、第１前方カメラは第２前方カメラよりも高解像であるため、点検対象の物体を撮影した際に鮮明な画像が得られる。したがって、点検対象の物体の状態をより詳細に確認することができる。このように、高解像度の第１前方カメラおよび低解像度の第２前方カメラを備えることにより、データ量を抑制しつつ、点検対象の物体の状態を正確に把握することが可能となる。
【００１４】
上記筐体の後部には電源ケーブルまたは通信ケーブルが接続されていて、当該無人潜水機は、筐体内に搭載され後方を撮影する広角の後方カメラを更に備えるとよい。これにより、筐体の後方の様子、特に電源ケーブルや通信ケーブルの状態を確認することができる。したがって、電源ケーブルや通信ケーブルの障害物への引っ掛かり等を好適に防ぐことが可能となる。
【００１５】
上記筐体内に搭載され上方を撮影する上方カメラを更に備えるとよい。これにより、筐体の上方の水中の様子や、水面より上方の様子を観察することができる。
【００１６】
上記筐体は、透明な部材からなる円筒部材と、円筒部材の開口を封止する一対の側壁部材と、を有するとよい。このように、筐体が円筒部材からなることにより、水中深くまで潜水した際にかかる圧力に対する強度を高めることができる。
【００１７】
上記筐体に前後方向の推進力を付与する前後スラスタと、筐体に上下方向の推進力を付与する上下スラスタと、を更に備えるとよい。これにより、無人潜水機を前後方向および上下方向に好適に移動させることが可能となる。
【００１８】
上記上下スラスタは、プロペラが筐体の中央より下側に位置するように配置されているとよい。これにより、上方カメラを水面より上方に位置させても、上下スラスタのプロペラは水中に位置しやすくなる。したがって、上方カメラを水面よりも上方に位置させながら撮影を行うことができ、作業区間において水面より上方の空間を好適に点検することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マンホールが水没した際のマンホール躯体およびその内部に布設されたケーブルを点検する際に、カメラの焦点を点検対象の物体に的確に合わせることができ、点検作業を正確且つ効率的に行うことが可能な無人潜水機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】マンホール入口およびマンホールについて説明する図である。
【図２】本実施形態にかかる無人潜水機を説明する図である。
【図３】本実施形態にかかる無人潜水機を説明する図である。
【図４】後方カメラの撮影画像を例示する図である。
【図５】前後スラスタおよび上下スラスタの配置について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２２】
図１は、マンホール入口２１０およびマンホール２２０について説明する図である。図１（ａ）は、地中ケーブルが布設されている地中の模式的な断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のマンホール２２０の拡大斜視図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、地中２００の内部に、電力ケーブルや通信ケーブル等２０２が敷設された複数の管路２０４が埋設されている。管路２０４は、胴締めコンクリート２０６によって束ねられていて、所定間隔ごとに作業用のマンホール入口２１０が設けられている。マンホール入口２１０の下方には、保全作業用のマンホール２２０が設けられている。管路２０４に敷設されているケーブル２０２は、マンホール２２０の内部ではケーブル接続部２０８によって接続されている。
【００２４】
大雨等によって管路からマンホール２２０に水が流れ込み、マンホール２２０が水没することがある。マンホール２２０およびその内部のケーブル２０２（以下、これらをまとめてマンホール２００と称する）は定期的に点検する必要がある。図１（ｂ）に示す本実施形態の無人潜水機１００は、このように水没したマンホール２２０を点検する際に用いられる。
【００２５】
図２および３は、本実施形態にかかる無人潜水機１００を説明する図である。図２（ａ）は、本実施形態の無人潜水機１００を前方から観察した斜視図であり、図２（ｂ）は、本実施形態の無人潜水機１００を後方から観察した斜視図である。図３は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、説明の都合上、図２（ｂ）では、図２（ａ）の一方の防護壁１１６ａを取り外した状態を示している。
【００２６】
本実施形態の無人潜水機１００は、マンホール２２０内において水中を移動し、水中の様子を撮影する。図２（ａ）、（ｂ）および図３に示すように、本実施形態の無人潜水機１００は、水密性を有する筐体１１０を備える。図２（ａ）および図３に示すように、筐体１１０内には、前方を撮影するマニュアルフォーカスの第１前方カメラ１２２が搭載されている。
【００２７】
上記構成のように、前方を撮影する第１前方カメラ１２２をマニュアルフォーカスとすることにより、第１前方カメラ１２２の焦点を点検対象の物体に的確に合わせることができる。したがって、水中に落ち葉等の異物が浮遊している場合であっても、第１前方カメラ１２２の焦点が水中に浮遊している異物に合ってしまうことを回避し、マンホール２２０の点検作業を正確且つ効率的に行うことが可能となる。
【００２８】
また本実施形態の無人潜水機１００では、図２（ｂ）に示すように、前方を撮影する第２前方カメラ１２４を筐体内に搭載している。第２前方カメラ１２４は、第１前方カメラ１２２よりも低解像度のカメラである。そして、本実施形態では、高解像度の第１前方カメラ１２２を静止画撮影用カメラとして使用し、低解像度の第２前方カメラ１２４を動画撮影用カメラとして使用する。これにより、第２前方カメラ１２４によって動画撮影しながら水中を移動し、点検対象の近傍まで移動したら第１前方カメラ１２２によって静止画を撮影するというようにカメラの使い分けをすることができる。
【００２９】
上述したように第２前方カメラ１２４は低解像度であるため、撮影した画像のデータ量は小さい。したがって、無人潜水機１００の水中移動時の伝送データ量を削減することができる。一方、第１前方カメラ１２２は高解像度であるため、点検対象の物体を撮影した際の画像の鮮明度が高い。したがって、点検対象の物体の状態をより詳細に確認することができる。このように、高解像度の第１前方カメラ１２２および低解像度の第２前方カメラ１２４を備えることにより、移動中のデータ量を抑制しつつ、点検対象の物体の状態を正確に把握することが可能となる。
【００３０】
また本実施形態では、図３に示すように、第１前方カメラ１２２および第２前方カメラ１２４は、上下方向に回動可能なアーム１２０ａに取り付けられている。アーム１２０ａは、図３の破線に示す位置（上方向に６０°、下方向に９０°）まで回動可能である。これにより、斜め前方を観察したい際にはアーム１２０ａを上方に回動させ、下方を観察したい際にはアーム１２０ａを下方に回動させることにより、より広い範囲を撮影することが可能となる。
【００３１】
更に本実施形態の無人潜水機１００では、筐体１１０内に、上方を撮影する上方カメラ１２６および後方を撮影する広角の後方カメラ１２８が搭載されている。これにより、水中において筐体１１０の上方や後方の様子を確認することが可能となる。後方カメラ１２８については、後に詳述する。
【００３２】
なお、前方を撮影するカメラとして解像度を調整することが可能なカメラを用いることも考えられる。しかし、そのようなカメラであると、解像度を切り替える際にブラックアウトする時間が生じたり、制御処理のために負荷が大きくなってしまったりする。これに対し、本実施形態の無人潜水機１００では、第１前方カメラ１２２および第２前方カメラ１２４を併用することにより、処理の時間を短くし、且つ制御処理の負荷を抑制しつつ、解像度を変更することが可能となる。
【００３３】
次に、上述した筐体１１０について説明する。図３に示すように、本実施形態の無人潜水機１００の筐体は、円筒部材１１２および一対の側壁部材１１４ａ・１１４ｂを含んで構成される。円筒部材１１２は、透明な部材からなる筒状の部材である。具体的には、円筒部材１１２は、透明な樹脂製パイプを短手方向に切断することによって形成される。
【００３４】
上述した円筒部材１１２は、複数の部材を接合したものではないため、接合箇所を有さない。これにより、水圧に対して高い耐圧性を確保することができる。したがって、マンホール入口２１０の下方のマンホール２２０のような深い場所（例えば１０ｍ〜１５ｍ）においても、破損が生じることなく点検作業を行うことができる。
【００３５】
一対の側壁部材１１４ａ・１１４ｂは、例えばアルミニウムなどの金属材料からなり、円筒部材１１２の側面の開口を封止する。なお、本実施形態では、金属材料からなる側壁部材１１４ａ・１１４ｂを例示したが、これに限定するものではなく、樹脂材料等の他の材料を用いることも可能である。
【００３６】
側壁部材１１４ａ・１１４ｂ（図２（ｂ）および図３では側壁部材１１４ｂを例示）の内側には照明部材１３０が配置される。照明部材１３０は、環状の帯部材１３２、およびそれに取り付けられる複数のＬＥＤ１３４を含んで構成される。これにより、暗いマンホール２２０においても任意の方向に照明をあてて、画像を良好に撮影することが可能となる。なお、本実施形態では環状の照明部材１３０を例示したがこれに限定するものではなく、かかる照明部材１３０に加えてまたは替えて他の既知の照明器具を搭載することも可能である。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、筐体１１０の後部には、電源ケーブル接続部１３６ａおよび通信ケーブル接続部１３６ｂが設けられている。これらに、電源ケーブル１０２ａおよび通信ケーブル１０４ａが接続されることにより、無人潜水機１００と電源１０２および操作端末１０４とが接続される（図１（ｂ）参照）。また電源ケーブル１０２ａおよび通信ケーブル１０４ａを無人潜水機１００に接続することにより、点検終了後にそれらのケーブルを作業員が手繰り寄せることにより、無人潜水機１００を容易に回収することが可能となる。
【００３８】
図４は、後方カメラ１２８の撮影画像を例示する図である。上述したように無人潜水機１００は後方カメラ１２８を備える。特に本実施形態では、後方カメラ１２８には魚眼レンズ１２８ａが設けられていることにより、後方カメラ１２８の撮影角が大きくなる。これにより、図４に示すように筐体１１０の後方における電源ケーブル１０２ａおよび通信ケーブル１０４ａの状態を好適に確認することができる。したがって、電源ケーブル１０２ａや通信ケーブル１０４ａの障害物への引っ掛かり等を好適に防ぐことが可能となる。
【００３９】
図５は、前後スラスタ１４２ａ・１４２ｂおよび上下スラスタ１４６ａ・１４６ｂの配置について説明する図である。図２（ｂ）および図５に示すように、本実施形態の無人潜水機１００は、一対の前後スラスタ１４２ａ・１４２ｂおよび一対の上下スラスタ１４６ａ・１４６ｂを備える。一対の前後スラスタ１４２ａ・１４２ｂは、後側にプロペラ１４４ａ・１４４ｂを向けた状態で側壁部材１１４ａ・１１４ｂにそれぞれ固定されている。一対の上下スラスタ１４６ａ・１４６ｂは、下側にプロペラ１４８ａ・１４８ｂを向けた状態で側壁部材１１４ａ・１１４ｂにそれぞれ固定されている。
【００４０】
上記構成によれば、前後スラスタ１４２ａ・１４２ｂによって前後方向の推進力、および上下スラスタ１４６ａ・１４６ｂによって上下方向の推進力を筐体に付与することができる。したがって、無人潜水機１００を前後方向および上下方向に好適に移動させることが可能となる。
【００４１】
特に本実施形態では、図５に示すように、上下スラスタ１４６ｂ（図５では、１４６ａは不図示）を、プロペラ１４８ｂが筐体１１０の中央より下側に位置するように配置している。これにより、上方カメラ１２６を水面２２０ａよりも上方に位置させた状態を維持することができる。したがって、マンホール２２０において水面２２０ａより上方の空間（天井）を好適に点検することが可能となる。
【００４２】
また本実施形態の無人潜水機１００では、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、側壁部材１１４ａ・１１４ｂの外側に防護壁１１６ａ・１１６ｂを設けている。これにより、前後スラスタ１４２ａ・１４２ｂおよび上下スラスタ１４６ａ・１４６ｂを、マンホール２２０の壁面や、はしご、ケーブルや配管等との衝突から好適に防護することが可能となる。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、水中を移動し水中の様子を撮影する無人潜水機に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００…無人潜水機、１０２…電源、１０２ａ…電源ケーブル、１０４…操作端末、１０４ａ…通信ケーブル、１１０…筐体、１１２…円筒部材、１１４ａ…側壁部材、１１４ｂ…側壁部材、１１６ａ…防護壁、１１６ｂ…防護壁、１２０ａ…アーム、１２２…第１前方カメラ、１２４…第２前方カメラ、１２６…上方カメラ、１２８…後方カメラ、１２８ａ…魚眼レンズ、１３０…照明部材、１３２…帯部材、１３４…ＬＥＤ、１３６ａ…電源ケーブル接続部、１３６ｂ…通信ケーブル接続部、１４２ａ…前後スラスタ、１４２ｂ…前後スラスタ、１４４ａ…プロペラ、１４４ｂ…プロペラ、１４６ａ…上下スラスタ、１４６ｂ…上下スラスタ、１４８ａ…プロペラ、１４８ｂ…プロペラ、２００…地中、２０２…ケーブル、２０４…管路、２０６…胴締めコンクリート、２０８…ケーブル接続部、２１０…マンホール入口、２２０…マンホール、２２０ａ…水面
【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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