(57)【要約】      （修正有）【課題】無人飛行体の飛行中に、計測装置或いは計測装置を備えた測量ユニットの動作状態を確認できるようにすることを提供する。【解決手段】無人飛行体は、飛行ユニットと、飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えている。測量ユニットは、飛行ユニットとともに飛行中の測量ユニットの動作状態を示す動作情報を出力する第２制御部３１５を有する。モニタ６２は、第２制御部３１５から出力された動作情報を無線通信によって受信して表示する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体であって、
前記測量ユニットは、前記飛行ユニットとともに飛行中の該測量ユニットの動作状態を示す動作情報を出力する制御部を有し、
前記制御部から出力された前記動作情報を無線通信によって受信して該動作情報を表示するモニタを備えたことを特徴とする無人飛行体。
【請求項２】
請求項１において、
前記測量ユニットは、レーザー測量用の計測装置と、該計測装置の位置情報を取得するためのＧＰＳ受信機とを有し、
前記モニタに表示される前記動作情報は、前記計測装置で計測された計測ポイントを示す情報であって、前記ＧＰＳ受信機からの位置情報に基づいて、実際に計測された計測ポイントを示す情報が前記制御部から無線発信されて、該モニタの同一画面上に所定間隔毎に連続して表示されることを特徴とする無人飛行体。
【請求項３】
請求項２において、
前記モニタの画面上で、前記計測ポイントが、間隔が密集して密な状態でプロットされているか、又は間隔をあけて粗な状態でプロットされているかを判別して、この粗密状態に基づいて、前記計測装置の動作が正常か否かを判定する動作判定部を備えたことを特徴とする無人飛行体。
【請求項４】
請求項３において、
前記無人飛行体には、予め飛行経路が設定されており、
前記動作判定部は、前記モニタの画面上で、前記計測ポイントが、該飛行経路に沿って粗な状態か密な状態かを判別して、この粗密状態に基づいて、所定の密状態であれば前記計測装置の動作が正常であると判定することを特徴とする無人飛行体。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記モニタには、前記動作判定部の判定結果に基づいて、該モニタの画面上の計測ポイントが粗な状態と密な状態とで、発光色又は発光パターンが異なる発光部が表示されることを特徴とする無人飛行体。
【請求項６】
請求項２乃至５のうち何れか１つにおいて、
前記飛行ユニットには、該飛行ユニットの位置情報を取得するための第１ＧＰＳ受信機が設けられ、
前記測量ユニットに設けられた第２ＧＰＳ受信機としての前記ＧＰＳ受信機は、前記第１ＧＰＳ受信機よりも高精度であることを特徴とする無人飛行体。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１ＧＰＳ受信機からの位置情報に基づいて、前記制御部から無線発信された前記飛行ユニットの飛行情報を受信して表示画面に表示するパソコンを備え、
前記モニタには、前記第２ＧＰＳ受信機からの位置情報に基づいて、前記制御部から無線発信された前記測量ユニットの動作情報が表示されることを特徴とする無人飛行体。
【請求項８】
請求項１乃至７のうち何れか１つにおいて、
前記測量ユニットは、地磁気に基づいて該測量ユニットの方位を算出して方位情報を出力する電子コンパスと、該電子コンパスの方位情報が補正されたかを判定する補正判定部とを有し、
前記モニタに表示される前記動作情報は、前記補正判定部の判定結果を示す情報であることを特徴とする無人飛行体。
【請求項９】
請求項８において、
前記モニタには、前記電子コンパスの方位情報が補正された状態と未補正の状態とで、発光色又は発光パターンが異なる発光部が表示されることを特徴とする無人飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、垂直離着陸可能な無人飛行体として、垂直軸回りに回転駆動されるロータやプロペラを複数個備えた無人飛行体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の無人飛行体は、マルチコプターやドローンと呼ばれており、例えば、カメラを搭載して遠隔操縦可能とすることで、人が立ち入れないエリアを空撮して情報を得るのに利用される。
【０００４】
また、最近では、レーザースキャナ等のレーザーを用いた測量用の計測装置が搭載された無人飛行体も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２４０２４２号公報
【特許文献２】特開２００９−２４８８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無人飛行体は、自律航行指示が出された後、予め設定されたルートに沿って飛行しながらレーザー測量を行うが、飛行中の計測装置の動作に何らかの不具合が生じていたとしても、作業者はその不具合を飛行中に認識することができない。
【０００７】
例えば、計測装置の動作不良の一例として、計測装置の電子コンパスの方位情報と、作業現場における方位情報とが整合していないことが挙げられる。また、別の例としては、前記方位情報が一致していても、計測装置が何らかの原因で正常に動作していないこともあり得る。例えば、レーザースキャナが正常に回転しているか、実際に計測している位置や計測値が正しいか等が考えられる。
【０００８】
前者の例に対しては、キャリブレーション動作を行うことによって、位置や姿勢情報を制御するGNSS（Global Navigation Satellite System）やIMU（Inertial Measurement Unit）の初期化を行うことで対応可能である。
【０００９】
また、後者の例に対しては、一般的には、無人飛行体の飛行が終わって地上に降ろしてから、計測装置の計測情報を確認しており、飛行中に、計測装置の動作状態を確認することは行われていない。なお、デジタルカメラで現場写真を撮るタイプの飛行体では、飛行中のカメラの映像をモニタ画面で確認することも可能であるが、この場合には、デジタルカメラで撮影した現場の映像を、そのままモニタに表示すれば良いので、その映像を見て、カメラの映像状態や撮影現場の状況を確認することができる。
【００１０】
しかし、レーザースキャナ等のレーザーを用いた計測装置では、一般的には、レーザーで得られる情報は、レーザーを発射してから測定対象物に反射し帰ってくるまでの時間を計測して距離を算出するものであり、現場の映像が映し出されるのではない。そのために、レーザーで得られる生情報では、レーザー計測装置が正しい動作状態で計測しているか否かを認識できない。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、無人飛行体の飛行中に、計測装置或いは計測装置を備えた測量ユニットの動作状態を確認できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１３】
すなわち、第１の発明は、前記測量ユニットは、前記飛行ユニットとともに飛行中の該測量ユニットの動作状態を示す動作情報を出力する制御部を有し、
前記制御部から出力された前記動作情報を無線通信によって受信して該動作情報を表示するモニタを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
第１の発明では、飛行中の測量ユニットの動作状態を示す情報が、無線通信によってモニタに表示されるので、作業者がこの情報を確認することで、測量ユニットが正常に動作しているかを、無人飛行体の飛行中に確認することができる。そして、作業者は、測量ユニットの動作状態に応じた適切な処置を迅速に行うことができる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、
前記測量ユニットは、レーザー測量用の計測装置と、該計測装置の位置情報を取得するためのＧＰＳ受信機とを有し、
前記モニタに表示される前記動作情報は、前記計測装置で計測された計測ポイントを示す情報であって、前記ＧＰＳ受信機からの位置情報に基づいて、実際に計測された計測ポイントを示す情報が前記制御部から無線発信されて、該モニタの同一画面上に所定間隔毎に連続して表示されることを特徴とするものである。
【００１６】
第２の発明では、計測装置で計測された計測ポイントを示す情報がモニタに表示されるので、計測ポイントを目視することで、無人飛行体の飛行中に、計測ポイントが正常範囲内であることを確認して、計測装置が正常に動作していると判断することができる。なお、計測ポイントを目視する代わりに、判定結果を表示ランプ等で表示するようにしてもよい。或いは両方を使用しても良い。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、
前記モニタの画面上で、前記計測ポイントが、間隔が密集して密な状態でプロットされているか、又は間隔をあけて粗な状態でプロットされているかを判別して、この粗密状態に基づいて、前記計測装置の動作が正常か否かを判定する動作判定部を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
第３の発明では、実際に計測装置でレーザー計測した計測値（例えば、レーザーを発射してから測定対象物に反射し帰ってくるまでの時間やこの時間を計測して得られた距離）ではなく、実際に計測したポイント（地点）をモニタに示している。このポイントが密な状態であれば計測ポイントが接近していることを示し、粗な状態であれば計測ポイントが離れていることを示すものであり、この粗密状態を判断基準としている。これは、計測装置でレーザー計測すれば、連続する計測ポイントがかなり接近して密な状態になることを活用して、この情報を計測装置の動作不良の判断に利用するものであり、計測装置の動作確認を簡便に行うことができる。
【００１９】
第４の発明は、第３の発明において、
前記無人飛行体には、予め飛行経路が設定されており、
前記動作判定部は、前記モニタの画面上で、前記計測ポイントが、該飛行経路に沿って粗な状態か密な状態かを判別して、この粗密状態に基づいて、所定の密状態であれば前記計測装置の動作が正常であると判定することを特徴とするものである。
【００２０】
第４の発明では、計測ポイントの粗な状態か密な状態かを飛行経路に沿った所定範囲で判別することで、飛行経路に沿って計測できているかが分かる。
【００２１】
これによって、計測装置が、飛行経路に沿って、正常に動作しているか否かを確実に判定できる。
【００２２】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、
前記モニタには、前記動作判定部の判定結果に基づいて、該モニタの画面上の計測ポイントが粗な状態と密な状態とで、発光色又は発光パターンが異なる発光部が表示されることを特徴とするものである。
【００２３】
第５の発明では、発光色又は発光パターンが異なる発光部が表示されるので、粗な状態と密な状態を視認し易い。
【００２４】
これにより、発光部を目視することで、飛行中に動作不良が見つかった場合に、無人飛行体の飛行を直ちに中断して、計測装置の動作が不良な状態での計測が継続することを防止できる。
【００２５】
第６の発明は、第２乃至第５の発明のうち何れか１つにおいて、
前記飛行ユニットには、該飛行ユニットの位置情報を取得するための第１ＧＰＳ受信機が設けられ、
前記測量ユニットに設けられた第２ＧＰＳ受信機としての前記ＧＰＳ受信機は、前記第１ＧＰＳ受信機よりも高精度であることを特徴とするものである。
【００２６】
第６の発明では、第１ＧＰＳ受信機で、飛行ユニットの位置情報を取得して、飛行ユニットの飛行を制御するようにし、第２ＧＰＳ受信機で、計測装置の位置情報を取得して、その位置情報をデータとして残すようにしている。したがって、第２ＧＰＳ受信機が、第１ＧＰＳ受信機より精度の高い位置情報を検出することで、レーザー式の計測装置の位置情報をより高精度で得ることができ、計測ポイントを正確に把握できる。
【００２７】
第７の発明は、第６の発明において、
前記第１ＧＰＳ受信機からの位置情報に基づいて、前記制御部から無線発信された前記飛行ユニットの飛行情報を受信して表示画面に表示するパソコンを備え、
前記モニタには、前記第２ＧＰＳ受信機からの位置情報に基づいて、前記制御部から無線発信された前記測量ユニットの動作情報が表示されることを特徴とするものである。
【００２８】
第７の発明では、飛行ユニットの飛行情報をパソコンの表示画面に表示し、測量ユニットの動作情報をモニタに表示することで、無人飛行体の飛行状態の確認と、飛行中のレーザーによる計測装置の動作確認とを、確実に行うことができる。
【００２９】
第８の発明は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つにおいて、
前記測量ユニットは、地磁気に基づいて該測量ユニットの方位を算出して方位情報を出力する電子コンパスと、該電子コンパスの方位情報が補正されたかを判定する補正判定部とを有し、
前記モニタに表示される前記動作情報は、前記補正判定部の判定結果を示す情報であることを特徴とするものである。
【００３０】
第８の発明では、測量ユニットの電子コンパスの方位情報が補正されたかを示す情報がモニタに表示されるので、無人飛行体の飛行中に、飛行ユニットが飛行ルートから大きく外れることを防止できる。また、無人飛行体の電子コンパスの方位情報が補正されないまま、無人飛行体の自律航行が行われるのを防止することができる。
【００３１】
第９の発明は、第８の発明において、
前記モニタには、前記電子コンパスの方位情報が補正された状態と未補正の状態とで、発光色又は発光パターンが異なる発光部が表示されることを特徴とするものである。
【００３２】
第９の発明では、電子コンパスが補正された状態と未補正の状態とで、モニタに表示される発光部の発光色又は発光パターンが異なるので、発光部を目視することで、飛行中にキャリブレーション動作が完了したかを判断することができる。例えば、電子コンパスが補正された状態の発光色を緑色、未補正の状態を赤色に設定したり、未補正の状態の発光パターンを点滅状態とすればよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、飛行中の測量ユニットの動作状態を示す情報が、無線通信によってモニタに表示されるので、作業者がこの情報を確認することで、測量ユニットが正常に動作しているかを、無人飛行体の飛行中に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る無人飛行体の構成を示す正面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】飛行ユニットと測量ユニットとを分離させた状態を示す正面図である。
【図４】飛行側ブラケットと測量側ブラケットとを当接させる前の状態を示す斜視図である。
【図５】飛行側ブラケットと測量側ブラケットとを当接させた状態を示す斜視図である。
【図６】無人飛行体の構成を示すブロック図である。
【図７】測量ユニットの動作状態を示す情報をモニタに表示したときの図である。
【図８】パソコン側で行う作業手順を示すフローチャート図である。
【図９】無人飛行体側で行う作業手順を示すフローチャート図である。
【図１０】コントローラ側で行う作業手順を示すフローチャート図である。
【図１１】レーザースキャナで計測した計測ポイントを示す情報をモニタに表示したときの図である。
【図１２】レーザースキャナに不具合が生じているときの計測ポイントを示す情報をモニタに表示したときの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３６】
図１に示すように、無人飛行体１０は、飛行ユニット２０と、飛行ユニット２０に着脱可能に取り付けられた測量ユニット３０とを備えている。飛行ユニット２０は、機体２１と、機体２１に揚力及び推力を発生させる複数のロータユニット２５とを有する。
【００３７】
機体２１には、径方向外方に向かって放射状に延びる４本のパイプ状のロータアーム２２が設けられている（図１では２本のみ図示）。ロータアーム２２の先端部には、ロータユニット２５が取り付けられている。ロータユニット２５は、プロペラ２６と、プロペラ２６を回転させるロータモータ２７とを有する。ロータユニット２５は、４本のロータアーム２２の先端部において上下方向に離れて２つずつ、合計８つ設けられている（図１では４つのみ図示）。
【００３８】
８つのロータユニット２５は、ロータモータ２７の回転数を略同一とすることで、無人飛行体１０を上昇させる揚力を発生させ、機体２１を水平姿勢に維持することができる。また、８つのロータユニット２５のうち前後又は左右のロータモータ２７の回転数を変えて機体２１を傾けることで、機体２１を前後又は左右に移動する推力を発生させることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、４本のロータアーム２２の先端部に８つのロータユニット２５を取り付けた構成について説明したが、ロータアーム２２の本数及びロータユニット２５の個数については、特に限定するものではない。例えば、６本のロータアーム２２の先端部に６つのロータユニット２５を取り付けた構成であってもよい。ロータアーム２２には、第１ＧＰＳ受信機１０４が取り付けられている。第１ＧＰＳ受信機１０４は、ＧＰＳ衛星から位置情報を受信して、第１制御部３０５に送信する。
【００４０】
機体２１の上部には、飛行ユニット２０用のバッテリー１０５が搭載されている。機体２１の下部には、図１で左右方向に間隔をあけて一対の下部フレーム２３が設けられている。下部フレーム２３は、図１で紙面奥行方向に延びるパイプ状の部材で構成されている。
【００４１】
一対の下部フレーム２３の両端部には、下方に延びる４本の飛行側支持脚２８がそれぞれ取り付けられている。飛行側支持脚２８は、機体２１を所定の高さ位置に支持しており、無人飛行体１０が地上で待機しているときに機体２１が地面に触れないようにしている。
【００４２】
また、一対の下部フレーム２３の両端側で且つ飛行側支持脚２８よりも内側には、４つの飛行側ブラケット４５が設けられている。飛行側ブラケット４５は、測量ユニット３０の後述する測量側ブラケット４６に対して着脱可能に連結される。なお、飛行側ブラケット４５の詳細については後述する。
【００４３】
図２にも示すように、測量ユニット３０は、レーザー式計測装置である測量用のレーザースキャナ２１２（計測装置）と、レーザースキャナ２１２を支持する一対の支持フレーム３２と、一対の支持フレーム３２同士を連結する一対の連結フレーム３３とを有する。
【００４４】
レーザースキャナ２１２は、地上に向かってレーザー光を照射することで、地形の三次元データをレーザー計測するものである。レーザースキャナ２１２には、加速度センサ２１８や第２電子コンパス２１７を有する慣性計測装置３１４（ＩＭＵ）が取り付けられている。
【００４５】
また、測量ユニット３０には、測量ユニット３０用の第２ＧＰＳ受信機１１４が設けられている。第２ＧＰＳ受信機１１４は、一対の支持フレーム３２の上部に跨がって取り付けられた載置板１１４ａから立設する支柱１１４ｂによって、飛行ユニット２０よりも上方位置に支持されている。載置板１１４ａは、後述する第１プレート４１と同じ剛性を有するカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で構成されている。
【００４６】
このように、レーザースキャナ２１２、慣性計測装置３１４、及び第２ＧＰＳ受信機１１４を測量ユニット３０に搭載させたことで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離させた場合でも、その位置関係が変わることはない。つまり、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを着脱させるたびに、レーザースキャナ２１２、慣性計測装置３１４、及び第２ＧＰＳ受信機１１４の位置調整を行う必要が無い。
【００４７】
特に、レーザースキャナ２１２で測定した測定情報を、第２ＧＰＳ受信機１１４で入手した位置情報と関連付けたデータとして残し、第１ＧＰＳ受信機１０４では、無人飛行体１０の位置情報を入手して、無人飛行体１０の位置を補正するようにする。このように、第１ＧＰＳ受信機１０４と第２ＧＰＳ受信機１１４との位置情報を使い分けている。使い分けている理由は以下の通りである。
【００４８】
第２ＧＰＳ受信機１１４では、精度が高いほど、レーザースキャナ２１２で測定した測定情報の位置を高精度に示すことができるので、高精度にすることが好ましい。そして、この第２ＧＰＳ受信機１１４の高精度の位置情報に基づいて、微々たる位置の差異を補正すると、無人飛行体１０の位置が安定せずに微細な動きを繰り返し、その結果、振動や誤作動を引き起こす可能性が高くなる。そのために、第２ＧＰＳ受信機１１４の位置情報に基づいては、無人飛行体１０の位置を補正しないで、第１ＧＰＳ受信機１０４の位置情報に基づいて、位置補正をするようになっている。この場合に、無人飛行体１０の第１ＧＰＳ受信機１０４の位置情報は、第２ＧＰＳ受信機１１４の位置情報よりも、測定精度を低くして微細な補正をしないで済むようにしている。その結果、第２ＧＰＳ受信機１１４が、第１ＧＰＳ受信機１０４に比較して高精度の位置情報を検出するようになっている。
【００４９】
レーザースキャナ２１２の側部には、２つのカメラ３００が取り付けられている。カメラ３００は、斜め下方を撮影可能な姿勢で、レーザースキャナ２１２に取り付けられている。
【００５０】
一対の支持フレーム３２は、パイプ状の部材で構成され、図２で左右方向に間隔をあけて配設されている。一対の支持フレーム３２の下部には、繊維強化樹脂材（ＦＲＰ）で構成された第１プレート４１が配設されている。具体的には、第１プレート４１には、カーボン繊維が含まれているＦＲＰ、すなわち、カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられている。特に、ＣＦＲＰは、軽量で高剛性であり、且つ振動減衰性が高いので、第１プレート４１として、好適な複合材である。
【００５１】
第１プレート４１は、支持フレーム３２を挟み込むクランプ部材４３を介して、支持フレーム３２に取り付けられている。第１プレート４１の下面には、レーザースキャナ２１２が取り付けられている。これにより、レーザースキャナ２１２と支持フレーム３２との間に、防振部材としての第１プレート４１が介在された状態となる。
【００５２】
一対の支持フレーム３２には、下方に延びる４本の測量側支持脚３８がそれぞれ取り付けられている。測量側支持脚３８は、レーザースキャナ２１２を所定の高さ位置に支持しており、測量ユニット３０が飛行ユニット２０から取り外されて地上に置かれた場合でも、レーザースキャナ２１２が地面に触れないようにしている。
【００５３】
ここで、飛行側支持脚２８の下端部と測量側支持脚３８の下端部とは、飛行ユニット２０に測量ユニット３０が取り付けられた状態で同一平面上に位置している。つまり、無人飛行体１０を地面に置いたときに、４本の飛行側支持脚２８と、４本の測量側支持脚３８とが、全て地面に設置されることとなる。
【００５４】
これにより、無人飛行体１０を地上で待機させている間に、飛行側支持脚２８及び測量側支持脚３８で無人飛行体１０の荷重を分散して支持するとともに、無人飛行体１０の姿勢を安定させることができる。
【００５５】
また、後述するように、レーザースキャナ２１２や第２パソコン４００が、飛行側支持脚２８及び測量側支持脚３８で囲まれているので、不慮の事故等で比較的大きな障害物に衝突した場合でも、これらの飛行側支持脚２８及び測量側支持脚３８が折れ曲がったりすることで、レーザースキャナ２１２や第２パソコン４００への衝突時の衝撃を緩和することができる。
【００５６】
一対の支持フレーム３２の上部には、測量ユニット３０用のコントロールボックス１２と、バッテリー１０５とが搭載されている。一対の支持フレーム３２の下部には、レーザースキャナ２１２に並んで第２パソコン４００が配設されている。コントロールボックス１２は、レーザースキャナ２１２やカメラ３００の動作制御を行う。
【００５７】
コントロールボックス１２は、上側に飛行ユニット２０の機体２１が配置され、下側に測量ユニット３０のレーザースキャナ２１２が配置され、側方には、測量ユニット３０の支持フレーム３２や連結フレーム３３、飛行ユニット２０の下部フレーム２３が配置されることで、外部からの損傷を受けないように保護される位置に配置されている。
【００５８】
第２パソコン４００は、レーザースキャナ２１２やカメラ３００で取得したデータを記録して処理する。なお、レーザースキャナ２１２で得られる情報量が多いので、一旦、第２パソコン４００のメモリー（図示せず）に記憶させて、後から取り出すようにしているが、多量な情報でも、無線で送信できるようになれば、第２パソコン４００に蓄積せずに、直接送るようにしても良い。
【００５９】
一対の連結フレーム３３は、一対の支持フレーム３２の両端側に配設されるとともに、一対の支持フレーム３２に跨がるように、図２で左右方向に延びている。連結フレーム３３と支持フレーム３２との間には、繊維強化樹脂材（ＦＲＰ）で構成された第２プレート４２が配設されている。具体的には、第２プレート４２には、カーボン繊維が含まれているＦＲＰ、すなわち、カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられている。特に、ＣＦＲＰは、軽量で高剛性であり、且つ振動減衰性が高いので、第２プレート４２として、好適な複合材である。
【００６０】
第２プレート４２は、支持フレーム３２を挟み込むクランプ部材４３を介して支持フレーム３２に取り付けられる一方、連結フレーム３３を挟み込むクランプ部材４３を介して連結フレーム３３に取り付けられている。これにより、支持フレーム３２と連結フレーム３３との間に、防振部材としての第２プレート４２が介在された状態となる。
【００６１】
ここで、第１プレート４１と第２プレート４２とは、互いに剛性が異なり、固有振動数が異なる繊維強化樹脂材で構成されている。具体的に、第１プレート４１と第２プレート４２とは、封入する繊維の量や、繊維の編み込みパターンを変えることによって、互いに振動特性が異なるように、剛性が異なるものとすることができる。
【００６２】
第１プレート４１と第２プレートとは、振動特性が異なるように剛性を変えているので、飛行ユニット２０からレーザースキャナ２１２に向かう振動は、第１プレート４１と第２プレート４２とで減衰されて、お互いが共振して振動が増幅するのを抑えて、レーザースキャナ２１２の振動が抑制でき、計測データの精度を向上させることができる。
【００６３】
本実施形態では、第２プレート４２の方を、第１プレート４１よりも剛性が高くなるように設定している。つまり、第２プレート４２の方が、第１プレート４１よりも固有振動数が高くなっている。なお、曲げ強度については、第１プレート４１と第２プレート４２とで略同等とするために、第１プレート４１の板厚を第２プレート４２の板厚よりも厚くしている。
【００６４】
また、封入する繊維の量や、繊維の編み込みパターンを変えることによって、振動特性の周波数領域を任意に設定できるので、レーザースキャナ２１２の振動特性や装置全体の振動特性に応じて、第１プレート４１及び第２プレート４２の振動特性を選定することができ、レーザースキャナ２１２の振動を抑制できる。
【００６５】
一対の連結フレーム３３の両端部には、４つの測量側ブラケット４６が設けられている。飛行ユニット２０と測量ユニット３０とは、飛行側ブラケット４５と測量側ブラケット４６とを着脱可能に連結することで、互いに連結されている。以下、飛行側ブラケット４５及び測量側ブラケット４６の構成について説明する。
【００６６】
図３及び図４に示すように、無人飛行体１０は、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離可能な構成となっている。これにより、無人飛行体１０を測量現場に搬送する際に分離して持ち運びやすく、また、レーザースキャナ２１２が故障した場合でも、測量ユニット３０のみをメンテナンスできるようになっている。
【００６７】
測量ユニット３０の連結フレーム３３には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケット４６が設けられている。飛行ユニット２０の下部フレーム２３には、測量側ブラケット４６の当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケット４５が設けられている。
【００６８】
測量側ブラケット４６は、垂直方向に対して所定角度傾斜した姿勢で連結フレーム３３に取り付けられた傾斜板４６ａと、傾斜板４６ａの上面に積層されて当接面を形成する当接板４６ｂとを有する。測量側ブラケット４６には、板厚方向に貫通する貫通孔４６ｃが形成されている。
【００６９】
傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂは、測量ユニット３０の内方側に向かって斜め下方に傾斜している。傾斜板４６ａは、連結フレーム３３を挟み込むクランプ部材４３を介して、連結フレーム３３に取り付けられている。
【００７０】
傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂは、互いに剛性が異なり、固有振動数が異なる繊維強化樹脂材で構成されている。傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂは、図示しない締結ボルト及び締結ナットで共締めしたり、接着剤で接着することにより、積層された状態で固定されている。
【００７１】
飛行側ブラケット４５も同様に、垂直方向に対して所定角度傾斜した姿勢で下部フレーム２３に取り付けられた傾斜板４５ａと、傾斜板４５ａの下面に積層されて測量側ブラケット４６の当接面に対応する当接面を形成する当接板４５ｂとを有する。傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂは、飛行ユニット２０の内方側に向かって斜め下方に傾斜している。
【００７２】
飛行側ブラケット４５には、板厚方向に貫通する貫通孔４５ｃが形成されている。傾斜板４５ａは、下部フレーム２３を挟み込むクランプ部材４３を介して、下部フレーム２３に取り付けられている。
【００７３】
傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂは、互いに剛性が異なり、固有振動数が異なる繊維強化樹脂材で構成されている。傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂは、図示しない締結ボルト及び締結ナットで共締めしたり、接着剤で接着することにより、積層された状態で固定されている。
【００７４】
そして、図５に示すように、測量側ブラケット４６と飛行側ブラケット４５とは、互いの当接面同士を当接させた状態で、締結ボルト４７の軸部を測量側ブラケット４６の貫通孔４６ｃ及び飛行側ブラケット４５の貫通孔４５ｃに挿通させ、締結ボルト４７及び締結ナット４８で共締めすることにより、互いに着脱可能に連結されている。
【００７５】
なお、測量側ブラケット４６又は飛行側ブラケット４５のどちらか一方のみを、剛性の異なる傾斜板と当接板とを積層させた構成としてもよい。
【００７６】
このようにすれば、複数のロータユニット２５の駆動によって飛行ユニット２０側で生じた振動が、測量ユニット３０のレーザースキャナ２１２に向かう際に、まず、第２プレート４２で減衰された後、剛性の異なる第１プレート４１においても減衰されることとなる。これにより、レーザースキャナ２１２が共振するのを抑えて、計測データの精度を向上させることができる。
【００７７】
すなわち、第１プレート４１と第２プレート４２とで、振動特性が異なるように剛性を変えているので、飛行ユニット２０からレーザースキャナ２１２に向かう振動は、第１プレート４１と第２プレート４２との高い減衰能で減衰され、且つ共振による振動増幅が抑制されて、レーザースキャナ２１２への振動伝達が抑制でき、計測データの精度を向上させることができる。
【００７８】
次に、図６に基づいて、無人飛行体１０の構成を説明する。
【００７９】
図６に示すように、飛行ユニット２０の機体２１には、第１アンテナ２０５が設けられている。第１アンテナ２０５は、地上に設置された第１パソコン６０のアンテナ６０ａ及びコントローラ６５のアンテナ６５ａとの間で信号を無線通信するためのものである。第１パソコン６０には表示画面６１が接続されている。第１アンテナ２０５は、第１パソコン６０のアンテナ６０ａやコントローラ６５のアンテナ６５ａから出力される制御信号を受信して通信部２０６に送信する。通信部２０６は、第１制御部３０５に接続されている。第１制御部３０５は、通信部２０６で受信した制御信号に基づいて、ロータモータ２７を駆動させる等の各種制御を行う。
【００８０】
第１制御部３０５には、コネクタ１０６によりバッテリー１０５が接続されている。また、第１制御部３０５には、第１ＧＰＳ受信機１０４、地磁気に基づいて機体２１の方位を算出して方位情報を出力する第１電子コンパス２０７、ジャイロセンサ２０８、動作確認用のＬＥＤの第１表示ランプ３０７等が接続されている。
【００８１】
第１制御部３０５には、無人飛行体１０を自立航行させる前に、飛行ユニット２０単体で、第１電子コンパス２０７の方位情報が補正されたか否かを判定する第１補正判定部３０６を備える。第１制御部３０５の第１補正判定部３０６は、機体２１に対してキャリブレーション動作が行われることで、第１電子コンパス２０７が補正されたかを判定する。
【００８２】
第１表示ランプ３０７は、第１制御部３０５からの信号によって、第１補正判定部３０６において第１電子コンパス２０７が補正されたと判定されるまでの間と補正された後とで、表示を変えるようにしている。また、後で詳細に説明するが、第２制御部３１５には、飛行ユニット２０に測量ユニット３０を組み付けた状態で、無人飛行体１０を自立航行させる前に、無人飛行体１０の第２電子コンパス２１７の方位情報が補正されたか否かを判定する第２補正判定部３１６を備える。
【００８３】
具体的に、第１補正判定部３０６は、飛行ユニット２０の第１電子コンパス２０７からの第１方位情報を受信する。第２補正判定部３１６は、測量ユニット３０の第２電子コンパス２１７からの第２方位情報を受信する。
【００８４】
さらに、第１補正判定部３０６において第１電子コンパス２０７が補正されたと判定されるまでの間、作業者に対して所定の表示動作を行うようにしている。例えば、表示動作を行う表示部として、第１パソコン６０の表示画面６１を利用して、表示画面６１にキャリブレーション動作を促す警報メッセージを表示させるようにすればよい。
【００８５】
また、その他の表示部として、第１表示ランプ３０７を利用して、例えば、第１電子コンパス２０７が補正された状態の発光色を緑色、未補正の状態を赤色に設定したり、未補正の状態の発光パターンを点滅状態とすればよい。
【００８６】
これにより、作業者は、機体２１に対してキャリブレーション動作を行う必要があることを、上述した表示動作によって認識することができる。そのため、飛行ユニット２０の方位情報と作業現場の方位情報とが不一致な状態のまま、無人飛行体１０が遠隔操縦されるのを防止することができる。
【００８７】
また、図６に基づいて、測量ユニット３０側の構成を説明する。測量ユニット３０の機体２１１には、第２アンテナ２１５が設けられている。第２アンテナ２１５は、モニタ６２のアンテナ６２ａとの間で信号を無線通信するためのものである。なお、地上に設置された第１パソコン６０のアンテナ６０ａ及びコントローラ６５のアンテナ６５ａとの間でも信号を無線通信するようにして、第１パソコン６０のアンテナ６０ａやコントローラ６５のアンテナ６５ａから出力される制御信号を受信して通信部２１６に送信するようしても良い。それによって、測量ユニット３０のカメラ３００で撮影した映像をアンテナ６０ａを介して第１パソコン６０の表示画面６１に送信して表示するようにしても良い。
【００８８】
また、測量ユニット３０のカメラ３００で撮影した映像をアンテナ６２ａを介してモニタ６２に送信して表示する。通信部２１６は、第２制御部３１５に接続されている。第２制御部３１５は、通信部２１６で受信した制御信号に基づいて、レーザースキャナ２１２を駆動させる等の各種制御を行う。
【００８９】
第２制御部３１５には、コネクタ１１６によりバッテリー１０５が接続されている。また、第２制御部３１５には、第２ＧＰＳ受信機１１４、慣性計測装置３１４、動作確認用のＬＥＤの第２表示ランプ３１７、レーザースキャナ２１２、カメラ３００、第２パソコン４００等が接続されている。慣性計測装置３１４には、地磁気に基づいて機体２１１の方位を算出して方位情報を出力する第２電子コンパス２１７及び加速度センサ２１８が接続されている。
【００９０】
モニタ６２は、無人飛行体１０の飛行中は、測量ユニット３０の任意の情報を第２アンテナ２１５からアンテナ６２ａに送信して、表示する。それとともに、モニタ６２は、測量ユニット３０を飛行ユニット２０に組み付ける前に、測量ユニット３０の初期設定を行うためにも使用する。
【００９１】
具体的には、第２パソコン４００の配線を第２制御部３１５から外して、モニタ６２のコネクタ４０１に直接接続する。そして、キーボード等の操作部６２ｂで、飛行ユニット２０の飛行情報の中で、レーザースキャナ２１２に必要な情報を第２パソコン４００に入力する。
【００９２】
例えば、無人飛行体１０の飛行高度、レーザースキャナ２１２の回転速度等を操作部６２ｂで入力して、モニタ６２に飛行高度、レーザースキャナ２１２の回転速度を表示して、第２パソコン４００に送信する。それによって、第２パソコン４００で、レーザースキャナ２１２による計測ポイントの間隔（計測密度）が算出されて、計測密度がモニタ６２に表示される。その表示データから計測密度を補正する必要があれば、回転速度を変更して、計測密度を所定値に修正する。このように、レーザースキャナ２１２で設定する必要のある情報を、モニタ６２及び第２パソコン４００を利用して行う。
【００９３】
また、第２パソコン４００は、レーザースキャナ２１２で撮影した映像情報を記憶するメモリ（図示省略）を内蔵しており、撮影終了後にも、再度、第２パソコン４００をモニタ６２に直接配線で接続して、第２パソコン４００のメモリ内の映像情報をモニタ６２側に映すことも行う。
【００９４】
また、カメラ３００で撮影した映像は、例えば、カメラ３００内のメモリに保存しておき、レーザースキャナ２１２の白黒映像とカメラ３００のカラー映像を重ね合わせて、レーザースキャナ２１２の白黒映像をカラー映像化するようにする。
【００９５】
次に、測量ユニット３０のキャリブレーションについて、説明する。本実施形態では、無人飛行体１０が自立航行する前に、測量ユニット３０のキャリブレーション動作が確実に行われるようにしている。飛行ユニット２０に測量ユニット３０を組み付けた無人飛行体１０に対して、無人飛行体１０をキャリブレーション用に予備飛行することで、第２電子コンパス２１７の方位情報を補正する。すなわち、コントローラ６５の操作部６５ｂを操作して、作業者がリモートコントロールで、無人飛行体１０を目視しながら、無人飛行体１０を左右、前後、上下に回転して、第２電子コンパスの方位情報を補正する。つまり、予備飛行は、作業者が、無人飛行体１０を手に持ってキャリブレーションしているのと同様の飛行を行うものである。
【００９６】
なお、測量ユニット３０を実際に手に持って、作業者が左右、前後、上下に回転して、キャリブレーションしても良いが、レーザースキャナ２１２が高重量で高価であり、作業者が手に持って持ち上げて行うことは重労働である。さらに、仮に、測量ユニット３０を落下させてしまった場合には、レーザースキャナ２１２が損傷する可能性が高いので、予備飛行で測量ユニット３０のキャリブレーションを行うようにしている。
【００９７】
第２制御部３１５には、飛行ユニット２０に測量ユニット３０が組み付けられた無人飛行体１０に対してキャリブレーション動作が行われることで、第２電子コンパス２１７が補正されたかを判定する第２補正判定部３１６が設けられている。第２制御部３１５は、第２補正判定部３１６において第２電子コンパス２１７が補正されたと判定されるまでの間と、補正された後とで第２表示ランプ３１７の表示を変えるように制御する。
【００９８】
具体的には、コントローラ６５を手動操作することによって、無人飛行体１０を遠隔操作して、所定高さで左右、前後、上下方向に傾けたり、回転させて、予備飛行させる。これによって、第２表示ランプ３１７が、赤色から緑色に変化すると、地磁気に基づいて第２電子コンパス２１７の方位情報が補正されたと判断する。この操作を行うことにより、測量ユニット３０の方位情報と作業現場の方位情報とが不一致な状態のまま、無人飛行体１０が自立航行されるのを防止することができる。
【００９９】
また、第２補正判定部３１６において第２電子コンパス２１７が補正されたと判定されるまでの間、作業者に対して所定の表示動作を行うようにしても良い。例えば、表示動作を行う表示部として、モニタ６２を利用して、モニタ６２にキャリブレーション動作を促す警報メッセージを表示させるようにしても良い。また、その他の表示部として、第２表示ランプ３１７を利用して、例えば、第２電子コンパス２１７が補正された状態の発光色を緑色、未補正の状態を赤色に設定したり、未補正の状態の発光パターンを点滅状態とするようにしても良い。
【０１００】
これにより、作業者は、レーザースキャナ２１２を備える測量ユニット３０のキャリブレーション動作を行う必要があることを、上述した第２表示ランプ３１７の表示やその他の表示動作によって認識することができる。
【０１０１】
本実施形態では、測量ユニット３０の動作状態の良否及び測量ユニット３０のキャリブレーションが完了したことを作業者が地上から認識できるようにしている。具体的に、図７に示すように、無人飛行体１０の飛行中、モニタ６２には、測量ユニット３０の動作状態を示す情報が表示窓７０に表示されている。ここでは、発光部７１の発光色によって、測量ユニット３０の動作状態が安定しているかを判断できるようになっている。
【０１０２】
発光部７１は、上下に４つ並んで表示されており、上から順に、測量ユニット３０の位置、速度、姿勢、仰角を示している。
【０１０３】
ここで、飛行中には、測量ユニット３０の位置、速度、姿勢、仰角を示す情報が第２制御部３１５に送信され、第２制御部３１５において、測量ユニット３０の動作状態が正常か否かが判定される。動作判定部としての第２制御部３１５において、測量ユニット３０の動作状態、すなわち、レーザースキャナ２１２が正常に動作していると判定された場合には、発光部７１は、例えば、青色に発光している（図７の下側の図ではハッチング無しで表現している）。しかし、レーザースキャナ２１２が正常に動作していない状態になると、発光部７１は、例えば、赤色に発光している（図７の上側の図ではハッチングで表現している）。
【０１０４】
また、測量ユニット３０のキャリブレーションが完了しているか否かについても、上述した判定と同様に測量ユニット３０の位置、速度、姿勢、仰角を示す情報で判定しても良い。又は、その情報の一部、例えば、測量ユニット３０の位置情報だけで判定しても良い。
【０１０５】
以下、本実施形態に係る無人飛行体１０を遠隔操縦するための作業手順について説明する。
【０１０６】
まず、第１パソコン６０側で行う作業手順について、図８のフローチャート図を用いて説明する。図８に示すように、ステップＳ１０１では、第１パソコン６０を起動して、ステップＳ１０２に進む。
【０１０７】
ステップＳ１０２では、インターネット回線経由で作業現場周辺の地図情報を入手したり、第１パソコン６０の操作部６０ｂを操作して、第１パソコン６０に予め記憶された地図情報を読み込むことで、作業現場周辺の地図を表示画面６１に表示して、ステップＳ１０３に進む。
【０１０８】
ステップＳ１０３では、作業者が、作業現場における写真の撮影エリアを目視で確認して、ステップＳ１０４に進む。
【０１０９】
ステップＳ１０４では、作業者が、撮影エリアに存在する障害物の高さ、例えば、樹木や鉄塔等の高さを目視で確認して、ステップＳ１０５に進む。
【０１１０】
ステップＳ１０５では、作業者が、撮影エリアから所定範囲外の電波障害物や地形を目視で確認して、ステップＳ１０６に進む。
【０１１１】
ステップＳ１０６では、作業者が目視で確認した作業現場周辺の障害物等の情報に基づいて、無人飛行体１０のルート、高さ、速度等を設定し、ステップＳ１０７に進む。なお、障害物が存在しないことが明らかな環境下では、上述したステップＳ１０３〜ステップＳ１０５の手順の一部を省略することができる。
【０１１２】
ステップＳ１０７では、無人飛行体１０の離着陸位置を第１パソコン６０の表示画面６１上で確認し、ステップＳ１０８に進む。
【０１１３】
ステップＳ１０８では、無人飛行体１０の電源がオン状態であるかを判定する。ステップＳ１０８での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０９に分岐する。ステップＳ１０８での判定が「ＮＯ」の場合には、無人飛行体１０の電源がオン状態となるまで待機する。
【０１１４】
ステップＳ１０９では、飛行ユニット２０の第１電子コンパス２０７のキャリブレーションが完了したか否かを判定する。ステップＳ１０９での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１０に分岐する。ステップＳ１０９での判定が「ＮＯ」の場合には、飛行ユニット２０の第１電子コンパス２０７のキャリブレーションが完了した状態となるまで待機する。
【０１１５】
ステップＳ１１０では、測量ユニット３０の第２電子コンパス２１７のキャリブレーションが完了したか否かを判定する。ステップＳ１１０での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１１に分岐する。ステップＳ１１０での判定が「ＮＯ」の場合には、測量ユニット３０の第２電子コンパス２１７のキャリブレーションが完了した状態となるまで待機する。
【０１１６】
ステップＳ１１１では、設定したルート、高さ、速度等に基づく無人飛行体１０の自律航行指示を行い、処理を終了する。
【０１１７】
次に、無人飛行体１０側で行う作業手順について、図９のフローチャート図に基づいて説明する。まず、飛行ユニット２０に、測量ユニット３０が組み付けられてない状態で、飛行ユニット２０側で行う作業手順について説明する。
【０１１８】
図９に示すように、ステップＳ２０１では、コントローラ６５の電源を入れた後、飛行ユニット２０のバッテリー１０５のコネクタ１０６を第１制御部３０５に接続して、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０１で、バッテリー１０５のコネクタ１０６を第１制御部３０５に接続することで、飛行ユニット２０は、電源がＯＮされた状態となる。
【０１１９】
ステップＳ２０２では、第１パソコン６０と飛行ユニット２０との通信状態を確認し、ステップＳ２０３に進む。
【０１２０】
ステップＳ２０３では、飛行ユニット２０だけの状態（すなわち、測量ユニット３０が組み付けられてない状態）での飛行ユニット２０のキャリブレーション動作を促す表示動作、例えば、第１パソコン６０上に警報メッセージを表示したり、第１表示ランプ３０７の発光色を赤色にしたり、第１表示ランプ３０７を点滅させる等を行い、ステップＳ２０４に進む。
【０１２１】
ステップＳ２０４では、作業者が飛行ユニット２０を持ち上げて、前後、左右、上下に３６０°回転させることでキャリブレーション動作を行い、ステップＳ２０５に進む。
【０１２２】
ステップＳ２０５では、第１電子コンパス２０７が補正されたかを第１補正判定部３０６で判定する。ステップＳ２０５で、第１電子コンパス２０７が正しく補正された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０６に分岐する。ステップＳ２０５において、電子コンパス・エラーが発生した場合（ＮＯ）には、ステップＳ２０４に分岐して、周辺状況を再度確認した上で、改めてキャリブレーション動作を行う。
【０１２３】
ステップＳ２０６では、一旦、飛行ユニット２０の電源をＯＦＦにして、飛行ユニット２０を待機状態にする。
【０１２４】
次に、飛行ユニット２０に測量ユニット３０が組み付けられてない状態で、測量ユニット３０側で行う作業手順について説明する。
【０１２５】
ステップＳ２１１では、まず、測量ユニット３０のバッテリー１１５のコネクタ１１６を第２制御部３１５に接続して、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１１で、バッテリー１１５と第２制御部３１５を接続することで、レーザースキャナ２１２や第２表示ランプ３１７が電源ＯＮされた状態となる。
【０１２６】
ステップＳ２１２では、第２パソコン４００の配線を第２制御部３１５から外して、その配線をモニタ６２のコネクタ４０１に接続し、ステップ２１３に進む。これにより、測量ユニット３０の第２パソコン４００がモニタ６２で操作できる状態となる。
【０１２７】
ステップＳ２１３では、モニタ６２のキーボード等の操作部６２ｂを使用して、レーザースキャナ２１２の初期設定を行い、ステップ２１４に進む。初期設定の作業としては、例えば、飛行ユニット２０で設定した航行高度を設定し、レーザースキャナ２１２の回転数を設定する。それによって、レーザースキャナ２１２の測定ポイント間の間隔が算出されるので、測定精度の確認ができる。そこで、測定精度の修正が必要であれば、入力した設定値を変更する。或いは、無人飛行体１０の航行速度、航行方向を入力して、レーザースキャナ２１２の測定ポイント間の間隔を確認、調整する。また、レーザースキャナ２１２を回転して、レーザースキャナ２１２が正常に回転すると、第２表示ランプ３１７の色が赤色から緑色に変わる。
【０１２８】
ステップ２１４では、レーザースキャナ２１２の初期設定が完了したかを判定する。ステップＳ２１４で、初期設定が完了した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２１５に分岐する。ステップＳ２１４において、初期設定が完了してない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２１４に分岐して、初期設定が完了した状態となるまで待機する。
【０１２９】
ステップ２１５では、モニタ６２のコネクタ４０１に接続した第２パソコン４００の配線を取り外し、再び、第２制御部３１５に接続して、ステップ２１６に進む。
【０１３０】
ステップ２１６では、測量ユニット３０を飛行ユニット２０に組み付けて、測量ユニット３０を待機状態にする。
【０１３１】
次に、飛行ユニット２０に測量ユニット３０を組み付けた後での、無人飛行体１０側で行う作業手順について説明する。
【０１３２】
ステップ２２１では、飛行ユニット２０に測量ユニット３０を組み付けた後で、飛行ユニット２０の電源をＯＮして、ステップ２２２に進む。
【０１３３】
ステップ２２２では、第１パソコン６０、コントローラ６５、表示画面６１との通信状態を確認し、ステップＳ２２３に進む。
【０１３４】
ステップＳ２２３では、測量ユニット３０のレーザースキャナ２１２、カメラ３００等が稼働状態にあることを確認して、ステップ２２４に進む。
【０１３５】
ステップ２２４では、飛行ユニット２０に測量ユニット３０を組み付けた状態の無人飛行体１０のロータモータ２７の駆動を許可して、ステップ２２５に進む。
【０１３６】
ステップ２２５では、作業者がコントローラ６５を操作して、無人飛行体１０を予備飛行（すなわち、キャリブレーション動作）させる。具体的には、コントローラ６５の手動操作で、無人飛行体１０を所定の高さまで上昇させて、この高さで無人飛行体１０を、前後、左右、上下に３６０°回転させることでキャリブレーション動作を行い、ステップＳ２２６に進む。
【０１３７】
ステップＳ２２６では、第２電子コンパス２１７が補正されたかを第２補正判定部３１６で判定する。ステップＳ２２６で、第２電子コンパス２１７が正しく補正された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２２７に分岐する。ステップＳ２２６において、第２電子コンパス・エラーが発生した場合（ＮＯ）には、ステップＳ２２５に分岐して、キャリブレーションが完了するまで待機する。
【０１３８】
ステップＳ２２７では、第１パソコン６０から自律航行指示が出力されたかを判定する。ステップＳ２２７での判定が正常の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２２８に分岐する。ステップＳ２２７でエラーが発生した場合（ＮＯ）には、設定状況を再度確認し、改めて自律航行の指示を送る。
【０１３９】
ステップＳ２２８では、自律航行指示に基づいて、設定されたルート、高さ、速度、及び撮影インターバルで、無人飛行体１０の自律航行を行い、処理を終了する。
【０１４０】
次に、コントローラ６５側で行う作業手順について、図１０のフローチャート図に基づいて説明する。図１０に示すように、ステップＳ３０１では、コントローラ６５の電源をＯＮ状態にして、ステップＳ３０２に進む。
【０１４１】
ステップＳ３０２では、飛行ユニット２０のみの状態で、第１電子コンパス２０７の補正が完了しているかを判定する。ステップＳ３０２において、第１電子コンパス２０７が補正済みの場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３０３に分岐する。ステップＳ３０２において、第１電子コンパス２０７が未補正の場合（ＮＯ）には、第１電子コンパス２０７の補正が完了するまで待機する。
【０１４２】
ステップＳ３０３では、飛行ユニット２０に測量ユニット３０が組み付けられた状態で、ロータモータ２７の駆動指示を出力し、ステップＳ３０４に進む。
【０１４３】
ステップＳ３０４では、コントローラ６５を手動操作して、無人飛行体１０を予備飛行（キャリブレーション作動）させて、ステップ３０５に進む。
【０１４４】
ステップＳ３０５では、第２制御部３１５の第２補正判定部３１６で、測量ユニット３０のキャリブレーション動作が完了したかが判定される。ステップＳ３０５での判定が「ＹＥＳ」の場合には、第２表示ランプ３１７の表示が、例えば、赤色から緑色に変わって、ステップＳ３０６に分岐する。ステップＳ３０５での判定が「ＮＯ」の場合には、動作確認が完了するまでキャリブレーション動作を継続する。
【０１４５】
ステップ３０６では、無人飛行体１０の自立航行指示が出されたことを確認して、処理を終了する。
【０１４６】
ところで、従来、レーザースキャナ２１２で計測された計測ポイントを示す情報は、測量ユニット３０の第２パソコン４００に記録されており、飛行中にこの情報を確認することができなかった。
【０１４７】
そのため、レーザースキャナ２１２に動作不良等の不具合が発生しており、例えば、計測ポイントの取得サンプル数が想定していたものよりも少ない、又は全く取得できていない等、レーザー計測が正常に行われていなかった場合には、無人飛行体１０が自立航行を終了して作業者の元に戻ってきて初めて不具合に気付くこととなる。この場合には、レーザースキャナ２１２の不具合を修正した後、再度、無人飛行体１０の自律航行をやり直さなければならず、測量作業が完了するまでに要する時間が余計にかかってしまう。
【０１４８】
そこで、本実施形態では、飛行中の測量ユニット３０のレーザースキャナ２１２が正常に動作しているかを、作業者が地上から判断できるように、レーザースキャナ２１２で計測した計測ポイントを示す情報を無線通信によって受信してモニタ６２の同一の表示窓７０に連続して表示させるようにしている。
【０１４９】
具体的に、レーザースキャナ２１２が正常に動作している場合には、自律航行中の飛行ルートに沿って計測ポイントの間隔、つまり、計測密度が高くなり、飛行ルートから外れるほど計測密度が低くなるようなサンプリングデータが得られる。このサンプリングデータは、第２制御部３１５に送信され、第２パソコン４００に保存される。このとき、第２制御部３１５は、サンプリングデータの一部を、通信部２１６及び第２アンテナ２１５を介して、モニタ６２のアンテナ６２ａに送信する。なお、サンプリングデータの一部を送信しているのは、通信データ容量の節約のためであり、高速通信が可能であれば、サンプリングデータの全てを送信しても構わない。
【０１５０】
図１１に示すように、モニタ６２の表示窓７０には、図１１に矢印で示す飛行ルートＲに沿って計測密度が高くなり、飛行ルートＲから外れるほど計測密度が低くなるような計測ポイント７２のサンプリングデータが表示される。作業者は、このサンプリングデータを目視して確認することで、レーザースキャナ２１２が正常に動作していると判断することができる。
【０１５１】
一方、レーザースキャナ２１２に動作不良等の不具合が発生している場合には、図１２に示すように、モニタ６２に表示される計測ポイント７２のサンプリングデータは、図１１に示すサンプリングデータよりも少ないか、又は全く表示されないこととなる。この場合には、作業者は、レーザースキャナ２１２に不具合が発生していると判断して、無人飛行体１０の自立航行を直ちに中断して無人飛行体１０を呼び戻す。
【０１５２】
そして、直ぐに修正対策を取れる場合には、修正後、再飛行させて計測する。これによって、最後まで飛行させてから再飛行させる場合と比較して、飛行途中で修正してから再飛行させることができるので、測量作業が完了するまでに要する時間を短縮することができる。また、直ぐに修正ができない場合には、無駄な飛行を途中で中断できるので、無駄を省くことができる。
【０１５３】
なお、本実施形態では、モニタ６２に表示された計測ポイント７２のサンプリングデータを作業者が目視することで、レーザースキャナ２１２が正常に動作しているかを判断するようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、計測ポイント７２が密な状態か粗な状態かを、動作判定部としての第２制御部３１５において判別して、この粗密状態に基づいて、所定の密状態であればレーザースキャナ２１２の動作が正常であると判定するようにしても良い。このとき、動作判定部の判定結果に基づいて、モニタ６２の画面上の計測ポイント７２が粗な状態と密な状態とで、発光色又は発光パターンが異なる発光部を表示するようにしても良い。また、モニタ６２側に動作判定部を設けるようにしても構わない。
【０１５４】
以上のように、本実施形態に係る無人飛行体１０によれば、飛行中の測量ユニット３０の動作状態を示す情報が、無線通信によってモニタ６２に表示されるので、作業者がこの情報を確認することで、測量ユニット３０が正常に動作しているかを、無人飛行体１０の飛行中に確認することができる。そして、作業者は、測量ユニット３０の動作状態に応じた適切な処置を迅速に行うことができる。
【０１５５】
また、無人飛行体１０の飛行ユニット２０及び測量ユニット３０の両方の方位情報と作業現場の方位情報とが不一致な状態のまま、無人飛行体１０が遠隔操縦されるのを防止することができる。特に、飛行ユニット２０の第１電子コンパス２０７及び測量ユニット３０の第２電子コンパス２１７を確実に補正できる。
【０１５６】
また、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを連結させるのにあたって、飛行ユニット２０を持ち上げた後、測量側ブラケット４６の当接面の傾斜に沿って、飛行側ブラケット４５の当接面を移動させて測量側ブラケット４６に載置させるだけで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０との横方向の位置決めを容易に行うことができる。
【０１５７】
また、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離する場合には、締結ボルト４７及び締結ナット４８の螺合を解除して、締結ボルト４７及び締結ナット４８を外すことで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離できる状態になる。このときに、締結ボルト４７及び締結ナット４８を外しても、測量側ブラケット４６の当接面と飛行側ブラケット４５の当接面同士が当接させた状態であり、且つ飛行ユニット２０が飛行側支持脚２８で、測量ユニット３０が測量側支持脚３８で支えられているので、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを別途支える必要は無く、分離作業が簡単に行える。すなわち、この状態で、飛行ユニット２０を持ち上げれば、お互いを分離できるので、作業が容易である。また、この時に、測量ユニット３０を持って動かさなくても良いので、レーザースキャナ２１２の損傷、位置情報の誤差も生じにくい。
【０１５８】
また、複数のロータユニット２５の駆動によって飛行ユニット２０側で生じた振動が、測量ユニット３０のレーザースキャナ２１２に向かう際に、まず、第２プレート４２で減衰された後、剛性の異なる第１プレート４１においても減衰されることとなる。これにより、レーザースキャナ２１２が共振するのを抑えて、計測データの精度を向上させることができる。
【０１５９】
すなわち、第１プレート４１と第２プレート４２とで、振動特性が異なるように剛性を変えているので、無人飛行体１０の振動は、第１プレート４１と第２プレート４２との高い減衰能で減衰され、且つ共振による振動増幅が抑制されて、レーザースキャナ２１２への振動伝達が抑制でき、計測データの精度を向上させることができる。
【０１６０】
また、飛行側ブラケット４５を、剛性の異なる傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂを積層させた構成とするとともに、測量側ブラケット４６を、剛性の異なる傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂを積層させた構成とすることで、飛行ユニット２０から測量ユニット３０に向かう振動を、繊維強化樹脂製の傾斜板４５ａ，４６ａ及び当接板４５ｂ，４６ｂにおいても減衰させることができる。
【０１６１】
また、飛行ユニット２０から測量ユニット３０に向かう振動を、飛行側ブラケット４５及び測量側ブラケット４６の当接面の傾斜方向に分散させることができ、振動を抑えることができる。
【０１６２】
なお、本実施形態では、測量側ブラケット４６の傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂを測量ユニット３０の内方側に向かって斜め下方に傾斜させ、飛行側ブラケット４５の傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂを飛行ユニット２０の内方側に向かって斜め下方に傾斜させているが、この形態に限定するものではない。例えば、測量側ブラケット４６の傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂを測量ユニット３０の外方側に向かって斜め下方に傾斜させ、飛行側ブラケット４５の傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂを飛行ユニット２０の外方側に向かって斜め下方に傾斜させた構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
以上説明したように、本発明は、無人飛行体の飛行中に、測量ユニットの動作状態を確認できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【０１６４】
１０    無人飛行体
２０    飛行ユニット
２５    ロータユニット
３０    測量ユニット
６０    第１パソコン
６１    表示画面
６２    モニタ
７１    発光部
７２    計測ポイント
１０４    第１ＧＰＳ受信機
１１４    第２ＧＰＳ受信機
２１２    レーザースキャナ（計測装置）
２１７    第２電子コンパス
３１５    第２制御部（動作判定部）
３１６    第２補正判定部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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