(57)【要約】【課題】より簡単な設備構成で複数拠点の水質を維持することができ、ユーザの駆けつけが難しい場所であっても急行でき、より長距離を移動できる制御システム、制御方法及び無人航空機を提供することである。【解決手段】実施形態の制御システムは、コントローラと、無人航空機とを持つ。コントローラは、薬品量決定部を持つ。薬品量決定部は、水槽に貯留された液体の性質又は成分を示す水質情報が所定の条件を満たすように、水槽に注入される薬品の量を決定する。無人航空機は、無線通信部と、注入制御部とを持つ。無線通信部は、コントローラから薬品の注入量を受信する。注入制御部は、受信した注入量に基づいて、薬品が貯留された容器から水槽に注入される量を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽に貯留された液体の性質又は成分を示す水質情報が所定の条件を満たすように、前記水槽に注入される薬品の量を決定する薬品量決定部と、
を備えるコントローラと、
前記コントローラから前記薬品の注入量を受信する無線通信部と、
受信した前記注入量に基づいて、前記薬品が貯留された容器から前記水槽に注入される量を制御する注入制御部と、
を備える無人航空機と、
を備える制御システム。
【請求項２】
前記無人航空機は、
前記水質情報を取得する水質情報取得部を更に備え、
前記薬品量決定部は、取得された前記水質情報が所定の条件を満たすように、前記水槽に注入される薬品の量を決定する、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記無人航空機を所定の場所に移動させる移動指示を生成する移動指示部と、
をさらに備え、
前記無人航空機は、
前記移動指示に基づいて、前記無人航空機を移動させる移動制御部と、
をさらに備える、
請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記無人航空機は、
前記液体に着水した場合に、前記無人航空機を浮かせる浮揚部と、
を更に備え、
前記移動制御部は、前記所定の場所に前記無人航空機が移動した場合に、前記無人航空機を着水させる、
請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
前記容器はピストンを内蔵し、
前記注入制御部は、ピストンを容器の底部に向かって移動させる距離に応じて、前記薬品を前記容器から前記水槽に注入される量を制御する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の制御システム。
【請求項６】
コントローラが、水槽に貯留された液体の性質又は成分を示す水質情報が所定の条件を満たすように、前記水槽に注入される薬品の量を決定する薬品量決定ステップと、
無人航空機が、前記コントローラから前記薬品の注入量を受信する無線通信ステップと、
無人航空機が、受信した前記注入量に基づいて、前記薬品が貯留された容器から前記水槽に注入される量を制御する注入制御ステップと、
を有する、制御システムが実行する制御方法。
【請求項７】
薬品を貯留し、前記薬品が排出される穴を底部に備える容器と、
無人航空機を制御するコントローラから前記薬品の注入量を受信する無線通信部と、
受信した前記注入量に基づいて、前記薬品が貯留された容器から水槽に注入される量を制御する注入制御部と、
を備える無人航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御システム、制御方法及び無人航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水場又は下水処理場等の機場では、水質を維持するために薬品が注入される。薬品の注入量は、水質測定の結果に基づいて決定される。また、機場の水は定期的にサンプリングされる。薬品の注入及び水のサンプリングは、機場に据え付けられた機器又は設備（例えば、ポンプ、配管、薬品タンク又は薬品等）を監視制御システムが制御することで実行される。しかし、上述の監視制御システムでは、機場毎に大きな設備構築が必要となる。したがって、複数の機場に対して設備構築することは大きな設備費用がかかることが想定される。また、災害等の非常の場合等には、ユーザの駆けつけも難しく、継続して水質を維持すること及び水のサンプリングを行うことが難しい場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３７１４６号公報
【特許文献２】特開２０１６−２０９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、より簡単な設備構成で複数拠点の水質を維持することができ、ユーザの駆けつけが難しい場所であっても急行でき、より長距離を移動できる制御システム、制御方法及び無人航空機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の制御システムは、コントローラと、無人航空機とを持つ。コントローラは、薬品量決定部を持つ。薬品量決定部は、水槽に貯留された液体の性質又は成分を示す水質情報が所定の条件を満たすように、前記水槽に注入される薬品の量を決定する。無人航空機は、無線通信部と、注入制御部とを持つ。無線通信部は、前記コントローラから前記薬品の注入量を受信する。注入制御部は、受信した前記注入量に基づいて、前記薬品が貯留された容器から前記水槽に注入される量を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の監視制御システム１のシステム構成を表すシステム構成図。
【図２】実施形態の無人航空機１００の断面図の一例を示す図。
【図３】実施形態の無人航空機１００の平面図の一例を示す図。
【図４】実施形態の無人航空機１００の機能構成を表す機能ブロック図。
【図５】実施形態のコントローラ２００の機能構成を表す機能ブロック図。
【図６】実施形態の監視制御装置３００の機能構成を表す機能ブロック図。
【図７】実施形態の水槽３０への着水の一例を示す図。
【図８】実施形態の無人航空機１００の処理の流れを示すシーケンスチャート。
【図９】実施形態の無人航空機１００の処理の流れを示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の制御システム、制御方法及び無人航空機を、図面を参照して説明する。
【０００８】
図１は、実施形態の監視制御システム１のシステム構成を表すシステム構成図である。監視制御システム１は、各機場で収集された水質情報に基づいて、所定の処理を行う。所定の処理は、例えば、機場の水槽に薬品を注入する薬品注入指示であってもよいし、水のサンプリング指示であってもよい。機場は、例えば、浄水場であってもよいし、下水処理場であってもよい。機場は、液体が処理される施設であればどのような施設であってもよい。本実施形態では、液体は水であるとして説明する。監視制御システム１は、ネットワーク２０を介して互いに通信可能に接続される無人航空機１００、コントローラ２００及び監視制御装置３００を備える。コントローラ２００及び監視制御装置３００は、機場１０に構築される。ネットワーク２０は、どのようなネットワークで構築されてもよい。例えば、ネットワーク２０は、インターネットで構成されてもよいし、専用線等の閉域網で構成されてもよいし、携帯電話通信網で構成されてもよい。なお、コントローラ２００及び監視制御装置３００は、クラウドコンピューティングシステムで構成されてもよい。この場合、コントローラ２００及び監視制御装置３００は、機場１０の外部に構築されてもよい。
【０００９】
無人航空機１００は、ドローン又はラジコンヘリコプター等の飛翔体である。無人航空機１００は、ネットワーク２０を介して受け付けた移動指示に応じて、所定の場所に移動する。無人航空機１００は、ネットワーク２０を介してコントローラ２００と通信を行う。移動指示は、無人航空機を所定の場所に移動させる指示である。
【００１０】
コントローラ２００は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の制御装置である。コントローラ２００は、ネットワーク２０を介して無人航空機１００と通信を行う。コントローラ２００は、無人航空機１００に対して所定の指示を送信したり、無人航空機１００から所定の情報を受信したりする。所定の指示は、例えば、移動指示であってもよいし、薬品注入指示であってもよいし、サンプリング指示であってもよい。所定の情報は、例えば、機場の水質情報であってもよい。
【００１１】
監視制御装置３００は、パーソナルコンピュータ又はサーバ等の情報処理装置である。監視制御装置３００は、コントローラ２００と通信可能に接続される。監視制御装置３００は、コントローラ２００に記録された情報に基づいて、所定の画像データを生成する。所定の画像データは、例えばトレンドグラフであってもよい。監視制御装置３００は、コントローラ２００が無人航空機１００に送信する所定の指示をコントローラ２００に送信する。
【００１２】
図２は、実施形態の無人航空機１００の断面図の一例を示す図である。無人航空機１００は、空中を飛行することで移動する。無人航空機１００は、プロペラ部１０１、浮揚部１０２、水質センサ１０３及び容器１０４を備える。
【００１３】
プロペラ部１０１は、複数のプロペラを備える。プロペラ部１０１は、プロペラを回転させることで、無人航空機１００の高度調整又は移動を行う。浮揚部１０２は、発泡スチロール、エチレン酢酸ビニル又は空気等の水よりも軽い物質で構成される。無人航空機１００は、浮揚部１０２の浮力によって、無人航空機１００を浮かせる。無人航空機１００は、浮揚部１０２の浮力によって、機場の水槽に着水しても水中に沈まない。
【００１４】
水質センサ１０３は、無人航空機１００の底部に設置される。水質センサ１０３は、無人航空機１００が機場の水槽に着水した場合、水槽の水に接するように設置される。水質センサ１０３は、水質センサ１０３に接触した水の性質又は成分を検出する。
【００１５】
容器１０４は、タンク等の液体容器である。容器１０４には、薬品が入れられていてもよいし、サンプリングされた水が入れられてもよい。容器１０４は、底部は突起１０５を備える。突起１０５の先端は、容器１０４の内部に通じる穴がある。容器１０４は、内部にピストン１０６を備える。ピストン１０６は、直動モータによって上方向又は下方向に駆動する。ピストン１０６は、下方向に動作した場合、容器１０４内の薬品等の液体又は気体を突起１０５を通じて、容器１０４外に押し出す。ピストン１０６は、上方向に動作した場合、突起１０５を通じて、水等の液体又は気体を容器１０４内に取り込む。
【００１６】
図３は、実施形態の無人航空機１００の平面図の一例を示す図である。無人航空機１００は、プロペラ部１０１、浮揚部１０２及び容器１０４を備える。水質センサ１０３は、底部に備えられるため、平面図には表れない。
【００１７】
図３では、プロペラ部１０１が備えるプロペラは４本を例としているが、実施形態としては、４本に限定されない。プロペラは、何本備えられてもよい。例えば、プロペラ部１０１は、プロペラを５本備えていてもよいし、６本備えていてもよい。
【００１８】
図３では、浮揚部１０２は、円状に設置されるが、これに限定されない。浮揚部１０２は、例えば、多角形状に設置されてもよいし、複数カ所に分散されて設置されてもよい。浮揚部１０２は、無人航空機１００が水中に沈まなければどのような形状であってもよい。
【００１９】
図３では、無人航空機１００に備えられる容器１０４は、４個を例としているが、実施形態としては、４個に限定されない。容器１０４は、何個備えられてもよい。例えば、容器１０４は、５個備えられていてもよいし、６個備えられていてもよい。
【００２０】
図４は、実施形態の無人航空機１００の機能構成を表す機能ブロック図である。無人航空機１００は、水質検査プログラムを実行することによってプロペラ部１０１、浮揚部１０２、水質センサ１０３、容器１０４、無線通信部１０７、水質情報記憶部１０８及び制御部１０９を備える装置として機能する。なお、既に説明されたプロペラ部１０１、浮揚部１０２、水質センサ１０３及び容器１０４は説明を省略する。
【００２１】
無線通信部１０７は、無線ネットワークインタフェースである。無線通信部１０７は、無線通信方式を用いて、コントローラ２００と通信する。無線通信部１０７は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。
【００２２】
水質情報記憶部１０８は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。水質情報記憶部１０８は、水質情報を記憶する。水質情報は、水の性質又は成分を示す情報である。水質情報は、例えば、残塩濃度、濁度、ｐＨ又は温度等の情報であるが、これらに限定されない。水質情報は、水質センサ１０３が検出できる情報であればどのような情報であってもよい。
【００２３】
制御部１０９は、無人航空機１００の各部の動作を制御する。制御部１０９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１０９は、水質検査プログラムを実行することによって、水質情報取得部１１０、モータ駆動制御部１１１、位置情報取得部１１２及び移動制御部１１３として機能する。
【００２４】
水質情報取得部１１０は、水質センサ１０３によって検出された水の性質又は成分を水質情報として取得する。水質情報取得部１１０は、コントローラ２００から水質情報取得指示を受け付けると、水質情報を取得する。水質情報取得部１１０は、取得された水質情報を水質情報記憶部１０８に記録する。水質情報取得部１１０は、取得された水質情報をコントローラ２００に送信する。
【００２５】
モータ駆動制御部１１１は、無人航空機１００が受け付けた指示に応じて、直動モータを駆動させる。直動モータが駆動することで、容器１０４内に設置されたピストン１０６は上下に駆動する。モータ駆動制御部１１１は、例えば、無人航空機１００がサンプリング指示を受け付けた場合、ピストン１０６が上方向に駆動するように直動モータを駆動させてもよい。モータ駆動制御部１１１は、ピストン１０６が上方向に向かって移動する距離に応じて、容器１０４に吸い上げされる水の量を制御する。モータ駆動制御部１１１は、例えば、無人航空機１００が薬品注入指示を受け付けた場合、ピストン１０６が下方向に駆動するように直動モータを駆動させてもよい。モータ駆動制御部１１１は、ピストン１０６が下方向に向かって移動する距離に応じて、容器１０４から注入される薬品の量を制御する。なお、モータ駆動制御部１１１は、容器１０４を識別する識別情報に基づいて、直動モータを駆動させる容器１０４を特定する。サンプリング指示及び薬品注入指示は、容器１０４を識別する識別情報を含む。モータ駆動制御部１１１は、注入制御部の一態様である。
【００２６】
位置情報取得部１１２は、位置情報を取得する。位置情報は、無人航空機１００の位置を示す情報である。位置情報取得部１１２は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムによって位置情報を取得してもよい。位置情報は、例えば、経緯度情報であってもよい。位置情報は、例えば、経緯度の情報に加えて、高度又は速度等の情報が含まれていてもよい。位置情報は、衛星測位システムからの電波が届きにくい場所（例えば、山間部やトンネル）では、無人航空機１００の速度の情報や加速度の情報を用いて補正されてもよい。
【００２７】
移動制御部１１３は、無人航空機１００が受け付けた指示に応じて、プロペラを回転させる。移動制御部１１３は、プロペラを回転させることで、無人航空機１００の高度調整又は移動を行う。移動制御部１１３は、例えば、無人航空機１００が水質情報取得指示を受け付けた場合、高度が下がるようにプロペラを回転させてもよい。移動制御部１１３は、高度が下げるようにプロペラを回転させて、無人航空機１００を水槽の水上に着水させる。移動制御部１１３は、高度が上がるようにプロペラを回転させてもよい。移動制御部１１３は、例えば、無人航空機１００が移動指示を受け付けた場合、指示された場所に移動するようにプロペラを回転させてもよい。
【００２８】
図５は、実施形態のコントローラ２００の機能構成を表す機能ブロック図である。コントローラ２００は、水質検査プログラムを実行することによって第１通信部２０１、第２通信部２０２、入力部２０３、表示部２０４、水質情報記憶部２０５、経路情報記憶部２０６及び制御部２０７を備える装置として機能する。
【００２９】
第１通信部２０１は、無線ネットワークインタフェースである。第１通信部２０１は、無線通信方式を用いて、無人航空機１００と通信する。第１通信部２０１は、例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＬＴＥ等の通信方式で通信してもよい。
【００３０】
第２通信部２０２は、ネットワークインタフェースである。第２通信部２０２は監視制御装置３００と通信可能に接続される。第２通信部２０２は、例えば無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）、専用線又はＬＴＥ等の通信方式で通信してもよい。
【００３１】
入力部２０３は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部２０３は、入力装置をコントローラ２００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部２０３は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、コントローラ２００に対する指示を示す指示情報）を生成し、コントローラ２００に入力する。
【００３２】
表示部２０４は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の出力装置である。表示部２０４は、出力装置をコントローラ２００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部２０４は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。
【００３３】
水質情報記憶部２０５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。水質情報記憶部２０５は、水質情報を記憶する。
【００３４】
経路情報記憶部２０６は、経路情報を記憶する。経路情報は、無人航空機１００が移動する経路を示す。経路情報には、緯度及び経度等の目的地の場所を示す情報と高度を示す情報と目的地の場所までの移動経路を示す情報とが含まれる。経路情報は、予め記録される。
【００３５】
制御部２０７は、コントローラ２００の各部の動作を制御する。制御部２０７は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部２０７は、水質検査プログラムを実行することによって、移動指示部２０８、位置情報判定部２０９、水質情報取得指示部２１０、水質情報判定部２１１、薬品量決定部２１２、薬品注入指示部２１３、サンプリング判定部２１４及びサンプリング指示部２１５として機能する。
【００３６】
移動指示部２０８は、無人航空機１００に対して移動指示を送信する。まず、移動指示部２０８は、経路情報記憶部２０６に記録される経路情報を取得する。移動指示部２０８は、取得された経路情報を含む移動指示を生成する。移動指示部２０８は、生成された移動指示を無人航空機１００に対して送信する。移動指示部２０８は、所定のタイミングで移動指示を送信してもよいし、入力部２０３を介してユーザから移動指示の送信指示を受付けてもよい。所定のタイミングとは、予め指定された時刻であってもよい。
【００３７】
位置情報判定部２０９は、無人航空機１００の位置が所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件とは、例えば、経路情報に含まれる目的地の場所を示す情報と、無人航空機１００から取得した位置情報とが一致するか否かであってもよいし、目的地の場所を示す情報と位置情報とが指定された閾値の範囲内であることであってもよい。位置情報判定部２０９は、所定の条件を満たす場合、無人航空機１００が目的地に到達した旨を水質情報取得指示部２１０に出力する。位置情報判定部２０９は、所定の条件を満たさない場合、移動指示部２０８は、無人航空機１００に対して移動指示を送信する。
【００３８】
水質情報取得指示部２１０は、無人航空機１００に対して水質情報取得指示を送信する。まず、水質情報取得指示部２１０は、位置情報判定部２０９から無人航空機１００が目的地に到達した旨を受け付けると、水質情報取得指示を生成する。水質情報取得指示部２１０は、生成された水質情報取得指示を無人航空機１００に対して送信する。水質情報取得指示部２１０は、無人航空機１００から水質情報を取得すると、水質情報判定部２１１に出力する。水質情報取得指示部２１０は、水質情報を水質情報記憶部２０５に記録する。
【００３９】
水質情報判定部２１１は、水質情報が所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件とは、例えば、水質情報に含まれるｐＨの値が、閾値以上であるか否かである。所定の条件は、上記に限られず、水質情報に含まれる値が用いられる判定であればどのような条件であってもよい。水質情報判定部２１１は、所定の条件を満たす場合、水質情報を薬品量決定部２１２に出力する。水質情報判定部２１１は、所定の条件を満たさない場合、何らの処理も実行しなくてもよい。
【００４０】
薬品量決定部２１２は、注入される薬品の量を決定する。薬品量決定部２１２は、水質情報判定部２１１から受け付けた水質情報に基づいて、注入される薬品の量を決定する。薬品量決定部２１２は、例えば、ｐＨの値と閾値の値との差分に比例して、注入される薬品の量を決定してもよい。薬品量決定部２１２は、ｐＨの値と薬品の量とを対応付けたテーブルに基づいて、薬品の量を決定してもよい。なお、薬品量決定部２１２は、水質情報に含まれるｐＨ以外の値に基づいて、薬品の量を決定してもよい。薬品量決定部２１２は、決定した薬品の量を薬品注入指示部２１３に出力する。
【００４１】
薬品注入指示部２１３は、無人航空機１００に対して薬品注入指示を送信する。まず、薬品注入指示部２１３は、薬品量決定部２１２から注入された薬品の量を受け付けると、薬品の量を含む薬品注入指示を生成する。薬品注入指示には、無人航空機１００が備える容器１０４を識別する識別情報が含まれる。識別情報は、入力部２０３を介してユーザによって指定されていてもよい。また、識別情報は、薬品注入指示部２１３が、容器１０４の識別情報と容器とが対応付けられたテーブルから指定してもよい。この場合、テーブルは、予め制御部２０７に記録される。薬品注入指示部２１３は、生成された薬品注入指示を無人航空機１００に対して送信する。薬品注入指示は、注入される薬品が含まれるタンクを指定する情報が含まれる。薬品注入指示には、薬品の量に応じた、直動モータの駆動時間が含まれてもよい。
【００４２】
サンプリング判定部２１４は、水槽の水をサンプリングするか否かを判定する。サンプリング判定部２１４は、水質情報の判定結果に基づいて、サンプリングするか否かを判定してもよいし、入力部２０３を介して、サンプリングするか否かを受付けてもよいし、予めサンプリングするか否かが指定されていてもよい。サンプリング判定部２１４は、サンプリングをすると判定された場合、サンプリングする旨をサンプリング指示部２１５に出力する。サンプリング判定部２１４は、サンプリングをしないと判定された場合、何らの処理も実行しなくてもよい。
【００４３】
サンプリング指示部２１５は、無人航空機１００に対してサンプリング指示を送信する。まず、サンプリング指示部２１５は、サンプリング判定部２１４からサンプリングする旨の指示を受け付けると、サンプリング指示を生成する。サンプリング指示には、無人航空機１００が備える容器１０４を識別する識別情報が含まれる。識別情報は、入力部２０３を介してユーザによって指定されていてもよい。また、識別情報は、サンプリング指示部２１５が、容器１０４の識別情報と容器とが対応付けられたテーブルから指定してもよい。この場合、テーブルは、予め制御部２０７に記録される。サンプリング指示部２１５は、生成されたサンプリング指示を無人航空機１００に対して送信する。
【００４４】
図６は、実施形態の監視制御装置３００の機能構成を表す機能ブロック図である。監視制御装置３００は、水質検査プログラムを実行することによって通信部３０１、入力部３０２、表示部３０３、水質情報記憶部３０４及び制御部３０５を備える装置として機能する。
【００４５】
通信部３０１は、ネットワークインタフェースである。通信部３０１はコントローラ２００と通信可能に接続される。通信部３０１は、例えば無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＰＳＴＮ、ＬｏｎＷｏｒｋｓ、専用線又はＬＴＥ等の通信方式で通信してもよい。
【００４６】
入力部３０２は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部３０２は、入力装置を監視制御装置３００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部３０２は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、監視制御装置３００に対する指示を示す指示情報）を生成し、監視制御装置３００に入力する。
【００４７】
表示部３０３は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の出力装置である。表示部３０３は、出力装置を監視制御装置３００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部３０３は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。
【００４８】
水質情報記憶部３０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。水質情報記憶部３０４は、水質情報を記憶する。
【００４９】
制御部３０５は、監視制御装置３００の各部の動作を制御する。制御部３０５は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部３０５は、水質検査プログラムを実行することによって、指示受付部３０６及び画面データ生成部３０７として機能する。
【００５０】
指示受付部３０６は、入力部３０２を介してユーザから指示を受け付ける。ユーザは、例えば、監視制御装置３００の運用を行う者であってもよいし、機場１０の運用を行う者であってもよい。指示は、例えば、各種指示の送信指示であってもよいし、画面データの生成指示であってもよい。各種指示は、例えば、移動指示、薬品注入指示、水質情報取得指示又はサンプリング指示のうち、すくなくとも１つである。指示受付部３０６は、受け付けた各種指示をコントローラ２００に送信する。指示受付部３０６は、受け付けた画面データの生成指示を画面データ生成部３０７に出力する。
【００５１】
画面データ生成部３０７は、画面データを生成する。まず、画面データ生成部３０７は、画面データの生成指示を受け付けると、コントローラ２００から水質情報を取得する。画面データ生成部３０７は、取得した水質情報を水質情報記憶部３０４に記録する。画面データ生成部３０７は、取得した水質情報に基づいて、画面データを生成する。画面データは、例えば、水質情報の各値の変化を示すトレンドグラフであってもよい。画面データ生成部３０７は、生成された画面データを表示部３０３に表示させる。
【００５２】
図７は、実施形態の水槽３０への着水の一例を示す図である。図７は、水槽３０に貯水される水３３に着水する無人航空機１００を示す。水槽３０の底部に示される矢印３１は、水槽３０に流入する水の流れを示す。水槽３０の底部に示される矢印３２は、水槽３０から流出する水の流れを示す。矢印４０及び矢印４１は、無人航空機１００の経路を示す。図７では、無人航空機１００は、矢印４０で示される経路に沿って移動し、水３３に着水する。着水した場所は、経路情報に含まれる目的地である。着水した無人航空機１００は、コントローラ２００から受け付けた各種指示に応じて、水質情報の取得、薬品の注入又は水のサンプリングを行う。無人航空機１００は、受け付けた指示に応じた処理を行うと、矢印４１に沿って、他の位置へ移動する。このように、無人航空機１００は、水３３に着水することで、飛行状態を継続することなく、薬品の注入又は水のサンプリングができる。したがって、無人航空機１００が備えるバッテリの消耗を抑制することができ、長距離を移動することが可能になる。
【００５３】
図８及び図９は、実施形態の無人航空機１００の処理の流れを示すシーケンスチャートである。コントローラ２００の移動指示部２０８は、無人航空機１００に対して移動指示を送信する（ステップＳ１０１）。移動指示には、無人航空機１００が移動する経路情報が含まれる。無人航空機１００は、受信した移動指示に含まれる経路情報に基づいて、移動する（ステップＳ１０２）。無人航空機１００の位置情報取得部１１２は、位置情報を取得する（ステップＳ１０３）。位置情報取得部１１２は、取得した位置情報をコントローラ２００に送信する（ステップＳ１０４）。コントローラ２００の位置情報判定部２０９は、経路情報に含まれる目的地の場所を示す情報と、取得した位置情報とが一致するか否か判定する（ステップＳ１０５）。経路情報に含まれる目的地の場所を示す情報と、取得した位置情報とが一致しない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０１に遷移する。
【００５４】
経路情報に含まれる目的地の場所を示す情報と、取得した位置情報とが一致する場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、水質情報取得指示部２１０は、無人航空機１００に対して水質情報取得指示を送信する（ステップＳ１０６）。無人航空機１００の水質情報取得部１１０は、水質センサ１０３によって検出された水の性質又は成分を水質情報として取得する（ステップＳ１０７）。水質情報取得部１１０は、取得された水質情報を水質情報記憶部１０８に記録する（ステップＳ１０８）。水質情報取得部１１０は、取得された水質情報をコントローラ２００に送信する（ステップＳ１０９）。水質情報取得指示部２１０は、水質情報を水質情報記憶部２０５に記録する（ステップＳ１１０）。
【００５５】
水質情報判定部２１１は、水質情報が所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１１）。所定の条件とは、例えば、水質情報に含まれるｐＨの値が、閾値以上であるか否かである。水質情報が所定の条件を満たす場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、薬品量決定部２１２は、水質情報に基づいて水槽に注入される薬品の量を決定する（ステップＳ１１２）。薬品注入指示部２１３は、無人航空機１００に対して決定された薬品の量を含む薬品注入指示を送信する（ステップＳ１１３）。無人航空機１００のモータ駆動制御部１１１は、薬品注入指示を受け付けると、指定された容器１０４が備えるピストン１０６が下方向に駆動するように直動モータを駆動させる。ピストン１０６が下方向に駆動することで、薬品が水槽に注入される（ステップＳ１１４）。水質情報が所定の条件を満たさない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１１５に遷移する。
【００５６】
サンプリング判定部２１４は、水槽の水をサンプリングするか否かを判定する（ステップＳ１１５）。水槽の水をサンプリングすると判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、サンプリング指示部２１５は、無人航空機１００に対してサンプリング指示を送信する（ステップＳ１１６）。無人航空機１００のモータ駆動制御部１１１は、サンプリング指示を受け付けると、指定された容器１０４が備えるピストン１０６が上方向に駆動するように直動モータを駆動させる。ピストン１０６が上方向に駆動することで、水が容器１０４に収容され、ステップＳ１１８に遷移する（ステップＳ１１７）。水槽の水をサンプリングしないと判定された場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１１８に遷移する。
【００５７】
コントローラ２００の移動指示部２０８は、無人航空機１００に対して移動指示を送信する（ステップＳ１１８）。無人航空機１００は、受信した移動指示に含まれる経路情報に基づいて、移動する（ステップＳ１１９）。
【００５８】
このように構成された監視制御システム１では、無人航空機１００が機場１０に備えられた水槽の水に着水する。無人航空機１００の水質情報取得部１１０が、水槽に貯水された水の水質情報を取得する。コントローラ２００の薬品量決定部２１２は、水質情報に基づいて、水に注入される薬品の量を決定する。無人航空機１００のモータ駆動制御部１１１は、直動モータを下方向に駆動させることで、容器１０４内の薬品が注入される。また、モータ駆動制御部１１１は、直動モータを上方向に駆動させることで、容器１０４内に水をサンプリングすることができる。したがって、実施形態の監視制御システム１によれば、設備の故障又は災害等の非常時にも、遠方からネットワークを介して、機場の水に薬品の注入又は水槽の水をサンプリングすることで、継続して水質を維持することができる。また、無人航空機１００は、空中を移動する。したがって、無人航空機１００は、人の駆けつけが難しい場所であっても、急行することができる。したがって、無人航空機１００は、これまでよりも早く機場の水質に対する応急的な処置が可能となる。
【００５９】
無人航空機１００は、複数の容器１０４を備える。したがって、無人航空機１００は、濃度又は種類の異なる薬品を複数運搬したり、複数の機場での薬品を注入したりすることが可能となる。また、無人航空機１００は、容器１０４毎に、薬品を注入したり、水をサンプリングしたり、と、用途に応じて容器１０４を使い分けることが可能になる。したがって、無人航空機１００は、複数の機場で、薬品を注入したり水をサンプリングしたりすることが１台で可能となる。
【００６０】
無人航空機１００は、浮揚部１０２を備える。したがって、無人航空機１００は、目的地に移動した後、水槽に貯水された水の上に着水することが可能となる。無人航空機１００は、水の上に着水すると、同じ水槽で長時間（例えば、１時間以上）の薬品注入又は水のサンプリングを行う場合に空中に静止する必要がなくなる。したがって、無人航空機１００は、薬品注入又は水のサンプリング中にバッテリ消費を抑制することが可能となる。無人航空機１００は、バッテリ消費が抑制されると、長距離移動が可能となる。したがって、無人航空機１００は、複数の機場での薬品注入又は水のサンプリングが可能となる。
【００６１】
（実施形態の変形例）
無人航空機１００の突起１０５は、延伸するように構成されてもよい。このように構成された無人航空機１００は、水槽のより深い場所に薬品を注入したり、より深い場所の水をサンプリングしたりすることができる。したがって、監視制御システム１は、水槽の深さに応じて水質が異なる場合であっても、水質を維持することができる。
【００６２】
本実施形態では、コントローラ２００が位置情報判定部２０９、水質情報判定部２１１、薬品量決定部２１２又はサンプリング判定部２１４が備える構成としたが、コントローラ２００に限定されない。例えば、無人航空機１００が位置情報判定部２０９、水質情報判定部２１１、薬品量決定部２１２又はサンプリング判定部２１４を備えるように構成されてもよいし、監視制御装置３００が備えるように構成されてもよい。
【００６３】
本実施形態では、コントローラ２００は、ＰＬＣ等の制御装置として説明したが、コントローラ２００は、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置であってもよい。このように構成されることで、ユーザは、リアルタイムに無人航空機１００に対して指示を送信することが可能となる。
【００６４】
本実施形態では、無人航空機１００の容器１０４は、突起１０５及びピストン１０６を備える構成として説明したが、これに限定されない。例えば、容器１０４は、傾けられることで薬品が注入されてもよいし、容器１０４は、水中に沈められることで水をサンプリングしてもよい。
【００６５】
上記各実施形態では、移動指示部２０８、位置情報判定部２０９、水質情報取得指示部２１０、水質情報判定部２１１、薬品量決定部２１２、薬品注入指示部２１３、サンプリング判定部２１４及びサンプリング指示部２１５はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００６６】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、位置情報判定部２０９、水質情報判定部２１１、薬品量決定部２１２又はサンプリング判定部２１４を持つことにより、設備の故障又は災害等の非常時にも、継続して水質を維持することができる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１…監視制御システム、１００…無人航空機、１０１…プロペラ部、１０２…浮揚部、１０３…水質センサ、１０４…容器、１０５…突起、１０６…ピストン、１０７…無線通信部、１０８…水質情報記憶部、１０９…制御部、１１０…水質情報取得部、１１１…モータ駆動制御部、１１２…位置情報取得部、１１３…移動制御部、２００…コントローラ、２０１…第１通信部、２０２…第２通信部、２０３…入力部、２０４…表示部、２０５…水質情報記憶部、２０６…経路情報記憶部、２０７…制御部、２０８…移動指示部、２０９…位置情報判定部、２１０…水質情報取得指示部、２１１…水質情報判定部、２１２…薬品量決定部、２１３…薬品注入指示部、２１４…サンプリング判定部、２１５…サンプリング指示部、３００…監視制御装置、３０１…通信部、３０２…入力部、３０３…表示部、３０４…水質情報記憶部、３０５…制御部、３０６…指示受付部、３０７…画面データ生成部、１０…機場、２０…ネットワーク
【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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