(57)【要約】【課題】対称面との距離が短い場合であっても、対称面と所定の距離を維持しながら対称面を測定することができる無人測定装置、測定方法及びプログラムを提供すること。【解決手段】無人測定装置１は、複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラ１２Ａ等によって推力を得ることができ、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定し、無人測定装置１に固定され、対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段１６等と、無人測定装置１の姿勢を検出する姿勢検出手段と、無人測定装置１が対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と姿勢検出手段によって検出した姿勢との差異を算出する差異算出手段と、プロペラの回転数を調整することによって、差異を解消し、基本姿勢を回復する姿勢回復手段と、を有する。【選択図】図１
2019093919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラによって推力を得ることができ、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定する無人測定装置であって、
前記無人測定装置に固定され、前記対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段と、
前記無人測定装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記無人測定装置が前記対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と前記姿勢検出手段によって検出した前記姿勢との差異を算出する差異算出手段と、
前記プロペラの回転数を調整することによって、前記差異を解消し、前記基本姿勢を回復する姿勢回復手段と、
を有する無人測定装置。
【請求項２】
前記距離維持手段は、前記対称面と所定の距離において鉛直方向に配置された紐状部材を貫通させる環状部材である、
請求項１に記載の無人測定装置。
【請求項３】
前記距離維持手段は、前記対称面と接しつつ、前記無人測定装置の移動に従って回転する回転部材であり、
前記プロペラの回転軸は、前記プロペラの回転によって生じる推力の一部が前記対称面に向かうように傾斜している、
請求項１に記載の無人測定装置。
【請求項４】
前記距離維持手段は、前記対称面と所定の距離において鉛直方向に配置された紐状部材を鉛直方向に所定距離だけ乖離した２か所において貫通させるコの字型部材である、
請求項１に記載の無人測定装置。
【請求項５】
前記姿勢回復手段は、前記無人測定装置の水平状態を回復するために、
前記対称面と反対側に配置された偶数の前記プロペラの回転を調整するように構成されており、さらに、
前記偶数の前記プロペラの回転による反作用が相殺されるように、前記偶数の前記プロペラの回転を調整するように構成されている、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無人測定装置。
【請求項６】
前記姿勢回復手段は、前記無人測定装置が前記対称面に対して正対する正対状態を回復するために、
反対方向に回転する隣り合う複数の前記プロペラの回転数を調整し、前記無人測定装置の正対状態を回復し、かつ、前記無人測定装置の鉛直方向における位置を維持するように構成されている、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無人測定装置。
【請求項７】
前記姿勢回復手段は、前記無人測定装置が前記対称面に対して正対する正対状態を回復するために、
前記対称面と反対側に配置された一つの前記プロペラの回転を調整するように構成されており、
前記一つの前記プロペラの回転速度を断続的に加速または減速することによって、正対状態へ向かう移動を積み重ねる一方で、鉛直方向への移動の積み重ねを解消するように構成されている、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の無人測定装置。
【請求項８】
複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラによって推力を得ることができ、前記無人測定装置に固定され、前記対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段を有し、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定する無人測定装置が実施する測定方法であって、
前記無人測定装置の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、
前記無人測定装置が前記対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と前記姿勢検出手段によって検出した前記姿勢との差異を算出する差異算出ステップと、
前記プロペラの回転数を調整することによって、前記差異を解消し、前記基本姿勢を回復する姿勢回復ステップと、
を有する測定方法。
【請求項９】
複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラによって推力を得ることができ、前記無人測定装置に固定され、前記対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段を有し、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定する無人測定装置を制御するコンピュータを
前記無人測定装置の姿勢を検出する姿勢検出手段、
前記無人測定装置が前記対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と前記姿勢検出手段によって検出した前記姿勢との差異を算出する差異算出手段、
前記プロペラの回転数を調整することによって、前記差異を解消し、前記基本姿勢を回復する姿勢回復手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人測定装置、測定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型無人飛行機を利用して、構造物の面を検査する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−７５８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術においては、検査部を有する小型無人飛行機が、測定対象である対称面との距離を複数方向において計測し、検査部の対称面に対する角度を推定し、所定の角度と距離からなるパラメータを一定にしつつ、対称面を計測するようになっている。しかし、小型無人飛行機が、現在時刻におけるパラメータを算出するためには時間を要するから、対称面との距離を完全に一定に維持することは不可能であり、パラメータに規定する距離よりも対称面に近接する場合がある。このため、特許文献１の技術は、小型無人飛行機が対称面を測定するための距離が短い場合には、対称面への衝突の危険がある。
【０００５】
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、対称面との距離が短い場合であっても、対称面と所定の距離を維持しながら対称面を測定することができる無人測定装置、測定方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の発明は、複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラによって推力を得ることができ、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定する無人測定装置であって、前記無人測定装置に固定され、前記対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段と、前記無人測定装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記無人測定装置が前記対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と前記姿勢検出手段によって検出した前記姿勢との差異を算出する差異算出手段と、前記プロペラの回転数を調整することによって、前記差異を解消し、前記基本姿勢を回復する姿勢回復手段と、を有する無人測定装置である。
【０００７】
第一の発明の構成によれば、無人測定装置は、距離維持手段によって物理的に対称面との距離が一定に維持される。そして、姿勢検出手段によって無人測定装置の姿勢を検出し、差異算出手段によって基本姿勢と実際の姿勢との差異を算出し、姿勢回復手段によって基本姿勢を回復する。このため、対称面との距離が短い場合であっても、対称面と所定の距離を維持しながら対称面を測定することができる。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記距離維持手段は、前記対称面と所定の距離において鉛直方向に配置された紐状部材を貫通させる環状部材である、無人測定装置である。
【０００９】
第三の発明は、第一の発明の構成において、前記距離維持手段は、前記対称面と接しつつ、前記無人測定装置の移動に従って回転する回転部材であり、前記プロペラの回転軸は、前記プロペラの回転によって生じる推力の一部が前記対称面に向かうように傾斜している、無人測定装置である。
【００１０】
第四の発明は、第一の発明の構成において、前記距離維持手段は、前記対称面と所定の距離において鉛直方向に配置された紐状部材を鉛直方向に所定距離だけ乖離した２か所において貫通させるコの字型部材である、無人測定装置である。
【００１１】
第五の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記姿勢回復手段は、前記対称面と反対側に配置された偶数の前記プロペラの回転を調整するように構成されており、さらに、前記偶数の前記プロペラの回転による反作用が相殺されるように、前記偶数の前記プロペラの回転を調整するように構成されている、無人測定装置である。
【００１２】
第六の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記姿勢回復手段は、前記無人測定装置が前記対称面に対して正対する正対状態を回復するために、反対方向に回転する隣り合う複数の前記プロペラの回転数を調整し、前記無人測定装置の正対状態を回復し、かつ、前記無人測定装置の鉛直方向における位置を維持するように構成されている、無人測定装置。
【００１３】
第七の発明は、第一の発明または第二の発明のいずれかの構成において、前記姿勢回復手段は、前記無人測定装置が前記対称面に対して正対する正対状態を回復するために、前記対称面と反対側に配置された一つの前記プロペラの回転を調整するように構成されており、前記一つの前記プロペラの回転速度を断続的に加速または減速することによって、正対状態へ向かう移動を積み重ねる一方で、鉛直方向への移動の積み重ねを解消するように構成されている、無人測定装置である。
【００１４】
第八の発明は、複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラによって推力を得ることができ、前記無人測定装置に固定され、前記対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段を有し、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定する無人測定装置が実施する測定方法であって、前記無人測定装置の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、前記無人測定装置が前記対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と前記姿勢検出手段によって検出した前記姿勢との差異を算出する差異算出ステップと、前記プロペラの回転数を調整することによって、前記差異を解消し、前記基本姿勢を回復する姿勢回復ステップと、を有する測定方法である。
【００１５】
第九の発明は、複数のモーターにそれぞれ接続されたプロペラによって推力を得ることができ、前記無人測定装置に固定され、前記対称面との距離を一定に維持するための物理的な構成である距離維持手段を有し、自律移動しつつ、対称面を検査及び／または測定する無人測定装置を制御するコンピュータを前記無人測定装置の姿勢を検出する姿勢検出手段、前記無人測定装置が前記対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と前記姿勢検出手段によって検出した前記姿勢との差異を算出する差異算出手段、前記プロペラの回転数を調整することによって、前記差異を解消し、前記基本姿勢を回復する姿勢回復手段、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対称面との距離が短い場合であっても、対称面と所定の距離を維持しながら対称面を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態の無人測定装置を示す概略斜視図及び平面図である。
【図２】無人測定装置の一部を示す概略図である。
【図３】無人測定装置の動作を示す概略図である。
【図４】無人測定装置の動作を示す概略図である。
【図５】無人測定装置の動作を示す概略図である。
【図６】無人測定装置の動作を示す概略図である。
【図７】無人測定装置の機能ブロックを示す図である。
【図８】無人測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第二の実施形態の無人測定装置を示す概略図である。
【図１０】無人測定装置の動作を示す概略図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態の無人測定装置を示す概略図である。
【図１２】本発明の第四の実施形態の無人測定装置を示す概略図である。
【図１３】無人測定装置の動作を示す概略図である。
【図１４】本発明の第五の実施形態の無人測定装置を示す概略図である。
【図１５】本発明の第六の実施形態の無人測定装置を示す概略図である。
【図１６】本発明の第七の実施形態の無人測定装置を示す概略図である。
【図１７】無人測定装置の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。
【００１９】
＜第一の実施形態＞
図１を参照して、本実施形態の無人測定装置１（以下、「無人機１」という。）の構成を説明する。図１（ａ）は無人機１の概略斜視図であり、図１（ｂ）は無人機１を矢印Ｚ２方向から視た平面図である。無人機１は、筐体２を有する。筐体２には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律飛行装置、無線通信装置、無人機１の水平方向及び鉛直方向に対する姿勢を検出するための慣性センサー、気圧センサー、バッテリー等が配置されている。慣性センサーは、例えば、３軸角速度、３軸加速度、３軸地磁気を計測することができるモーションセンサユニットである。慣性センサーは、姿勢検出手段の一例である。無人機１は、上記の構成によって、自律移動が可能になっている。
【００２０】
また、筐体２には、固定装置４を介してカメラ６が配置されている。固定装置４は、カメラ６の光軸の方向を制御することができる可動装置であり、いわゆる、ジンバル（Ｇｉｍｂａｌ）である。カメラ６は、測定装置の一例である。無人機１は、カメラ６によって、対称面を検査及び／または測定することができる。カメラ６は可視光カメラである。なお、対称面とは、検査または測定の対象となる面を意味する。また、測定装置は可視光カメラに限定されず、近赤外線カメラ、遠赤外線カメラ、レーザースキャナー、超音波や電磁波を使用する測定装置等であってもよい。
【００２１】
筐体２には、丸棒状のアーム８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄが接続されている。アーム８Ａ等には、それぞれ、モーター１０Ａ乃至１０Ｄが接続されており、各モーター１０Ａ等には、それぞれ、プロペラ１２Ａ乃至１２Ｄが接続されている。プロペラ１２Ａ等の回転により、上方（矢印Ｚ１方向）の推力が発生するようになっている。
【００２２】
アーム８Ａ乃至８Ｄには保護枠１４が接続され、プロペラ１２Ａ等が外部の物体に直接接触することを防止している。アーム８Ａ等及び保護枠１４は、例えば、炭素繊維強化プラスチックで形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。
【００２３】
保護枠１４には、また、環状部材１６が接続されている。図２（ａ）は環状部材１６の概略斜視図であり、図２（ｂ）及び（ｃ）は環状部材１６を矢印Ｚ２方向（図１（ａ）参照）から視た平面図である。図２（ａ）乃至（ｃ）に示すように、環状部材１６は、環状部１６ａ、アーム挟持部１６ｂ及び１６ｃが一体となって構成される。アーム挟持部１６ｂ及び１６ｃには貫通孔が形成されている。図２（ｃ）にアーム挟持部１６ｃの貫通孔１６ａａを示す。アーム挟持部１６ｂには螺子部材１８が貫通して固定され、アーム挟持部１６ｃには螺子部材２０が貫通して固定されるようになっている。保護枠１４においても、アーム挟持部１６ｂ及び１６ｃの貫通孔と対応する位置に貫通孔が形成されている。図２（ｃ）に保護枠１４において、挟持部１６ｃの貫通孔１６ａａに対応する貫通孔１４ａを示す。螺子部材２０は、ボルト状部材２０ａ及びナット状部材２０ｂから構成される（図２（ｃ）参照）。螺子部材１８の構成も螺子部材２０と同様である。螺子部材１８が挟持部１６ｂ及び保護枠１４を貫通して固定され、螺子部材２０が挟持部１６ｃ及び保護枠１４を貫通して固定されることによって、環状部材１６が保護枠１４に固定される。環状部材１６は距離維持手段の一例である。無人機１は、重心位置が筐体２の中心となるように、各構成要素の配置が規定されている。
【００２４】
図２（ａ）及び（ｂ）は、環状部材１６が保護枠１４に固定された状態を示す。図２（ａ）及び（ｂ）の状態から、螺子部材２０を外すと、図２（ｃ）に示す状態になる。図２（ｃ）の状態で、環状部材１６は矢印Ｗ方向に開閉することができる。環状部材１６を開いた状態で、環状部材１６と保護枠１４の間にワイヤー２０６（図３参照）を配置し、輪状部材１６を閉じることで、ワイヤー２０６が環状部材１６を貫通するようにすることができる。ワイヤー２０６は、対称面と所定の距離において鉛直方向に配置されている。ワイヤー２０６は紐状部材の一例である。
【００２５】
無人機１は、プロペラ１２Ａ等の回転を制御することによって、水平方向及び鉛直方向へ移動できるようになっている。図１（ｂ）に示すように、プロペラ１２Ａは矢印Ｂ１の方向（時計回りの方向）へ回転し、プロペラ１２Ａと隣り合うプロペラ１２Ｂ及び１２Ｃは、それぞれ、矢印Ｂ１方向とは逆方向である矢印Ｂ２方向へ回転する。プロペラ１２Ｄは、プロペラ１２Ａと同一方向（時計回りの方向）である矢印Ｂ１方向へ回転する。すなわち、プロペラ１２Ａ乃至１２Ｄの回転方向は、隣り合うプロペラとは逆方向になっている。例えば、プロペラ１２Ａが矢印Ｂ１方向へ回転すると、矢印Ｂ１方向とは逆方向である矢印−Ｂ１方向の反作用が生じる。同様に、プロペラ１２Ｂが矢印Ｂ２方向へ回転すると、矢印−Ｂ２方向の反作用が生じる。無人機１は、無人機１が対象面の測定（検査）のための基本姿勢（後述）を維持しているときは、無人機１が水平面において回転することを防止するために、プロペラ１２Ａ乃至１２Ｄを同一の角速度で回転させ、各プロペラ１２Ａ乃至１２Ｄの回転による反作用を相殺し、反作用によって無人機１が回転することを防止するようになっている。そして、無人機１は、水平面における基本姿勢と差異を生じた場合には、各プロペラ１２Ａ乃至１２Ｄの回転による反作用を完全には相殺しないようにプロペラ１２Ａ等の回転を制御し、反作用の一部を利用することで、無人機１の水平方向における方向を調整するようになっている。
【００２６】
図３乃至図５は、無人機１が、エレベーター装置２００（概略図）の昇降路２０２において、壁面２０２ａの状態を検査する様子を示す概略図である。壁面２０２ａは検査または測定の対象となる対称面の一例である。図３乃至図５においては、無人機１のプロペラ１２Ａ及び１２Ｂ側の側面を示す。梁２０４に配置されたワイヤー２０６及び２０８にエレベーターのかご２１０が固定されている。
【００２７】
無人機１は、環状部材１６にワイヤー２０６を貫通させた状態で、プロペラ１２Ａ等を回転させ、矢印Ｚ１方向に上昇、矢印Ｚ２方向に下降しつつ、壁面２０２ａを撮影し、検査するようになっている。環状部材１６にワイヤー２０６を貫通させていることによって、無人機１が、ワイヤー２０６の位置よりも壁面２０２ａに接近することが防止される。無人機１の測定または検査のための基本姿勢は、図３に示すとおりであり、水平方向における基本姿勢は、無人機１の前方のモーター１０Ａ及び１０Ｃの重心を結ぶ線Ｊ１（図１（ｂ）参照）が壁面２０２ａと正対する姿勢（以下、「正対状態」という。）である。鉛直方向における基本姿勢は、４つのモーター１０Ａ乃至１０Ｄの重心を結ぶ面Ｋ１（図１（ｂ）参照）が水平である姿勢（以下、「水平状態」という。）である。無人機１の基本姿勢は、正対状態であり、かつ、水平状態である状態である。ワイヤー２０６が貫通する空間を形成している環状部材１６及び保護枠１４（以下、「環状部材１６等」という。）と、ワイヤー２０６が接触しない状態においては、プロペラ１２Ａ等は同一の角速度で回転する。すなわち、壁面２０２ａ側のプロペラ１２Ａ及び１２Ｃの回転による推力Ｕ１と、壁面２０２ａとは反対側のプロペラ１２Ｂ及び１２Ｄの回転による推力Ｕ２が等しい。
【００２８】
しかし、無人機１が上昇中または下降中に、環状部材１６等とワイヤー２０６が接触する場合がある。図３に示すように、無人機１が上昇中に環状部材１６等とワイヤー２０６が接触すると、対称面側に配置されているプロペラ１２Ａ側の動きが制限されるため、無人機１は、水平状態を外れ、矢印Ｍ１に示す方向に傾く。無人機１が下降中に環状部材１６等とワイヤー２０６が接触すると、プロペラ１２Ａ側の動き制限されるため、無人機１は、水平状態を外れ、矢印Ｍ２に示す方向に傾く。無人機１が、外部の物体と接触しない自由状態においては、一般的な自律飛行プログラム（オートパイロット）によって姿勢を制御することができるのであるが、外部の物体と接触した接触状態においては、オートパイロットでは制御できない。この点、無人機１は、オートパイロットでは制御できない接触状態における姿勢を制御することができる。
【００２９】
図４に示すように、無人機１は、上昇中に、矢印Ｍ１に示す方向に傾いた場合、壁面２０２ａと反対側のプロペラ１２Ｂ及び１２Ｄの回転速度（角速度）を減少し、推力を推力Ｕ１よりも小さい推力Ｕ２ａとする。これにより、無人機１は、矢印Ｍ１とは逆方向の矢印−Ｍ１に示す方向に傾き、水平状態を回復する。このとき、プロペラ１２Ｂ及び１２Ｄの回転速度を同一に維持し、互いの回転による反作用を相殺し、無人機１が水平方向において回転することを防止する。
【００３０】
図５に示すように、無人機１は、下降中に、矢印Ｍ２に示す方向に傾いた場合、壁面２０２ａと反対側のプロペラ１２Ｂ及び１２Ｄの回転数を増加し、推力を推力Ｕ１よりも大きい推力Ｕ２ｂとする。これにより、無人機１は、矢印−Ｍ２に示す方向に傾き、水平状態を回復する。このとき、プロペラ１２Ｂ及び１２Ｄの回転速度を同一に維持し、互いの回転による反作用を相殺し、無人機１が水平方向において回転することを防止する。
【００３１】
無人機１が基本姿勢で移動しているときに水平状態から外れた場合には、対称面２０２ａ側のプロペラ１２Ａ及び１２Ｃが主に鉛直方向の移動手段として機能し、対称面２０２ａとは反対側のプロペラ１２Ｂ及び１２Ｄが主に基本姿勢を回復するための回復動作手段として機能する。
【００３２】
図６は、昇降路２０２に配置された無人機１を矢印Ｚ２方向（図１（ａ）参照）から視た概略図である。無人機１は、図６（ａ）に示すように、正対状態で、カメラ６によって、壁面２０２ａを撮影するように規定されている。しかし、無人機１は、例えば、環状部材１６等とワイヤー２０６が接触するなど、何らかの事情によって、ワイヤー２０６を中心として水平方向において回転する場合がある。無人機１は、例えば、図６（ｂ）に示すように、矢印Ｎ１方向の回転を検出すると、プロペラ１２Ａ等の回転による反作用を利用して、矢印Ｎ１方向とは逆方向である矢印−Ｎ１方向へ回転し、正対状態を回復するように構成されている。無人機１は、矢印−Ｎ１方向へ回転するために、プロペラ１２Ｂ及び１２Ｃの回転速度を同じだけ増加させ、プロペラ１２Ａ及び１２Ｄの回転速度を同じだけ減少させる。これにより、正対状態を回復する動作の前後、及び動作の最中において、無人機１の鉛直方向の位置（高度）を維持することができ、かつ、水平状態を維持することができるようになっている。
【００３３】
図７は、無人機１の機能構成を示す図である。無人機１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５０、記憶部５２、無線通信部５４、慣性センサー部５６、駆動制御部５８、画像処理部６０、及び、電源部７０を有する。
【００３４】
無人機１は、無線通信部５４によって、基地局（図示せず）と通信可能になっている。無人機１は、無線通信部５４によって、基地局から、発進等の指示を受信する。
【００３５】
無人機１は、慣性センサー部５６によって、無人機１自体の位置を測定し、姿勢を検出することができる。慣性センサー部５６は、上述のモーションセンサユニットからの出力を受信して、出発点からの無人機１の移動を積算して、無人機１の位置を計測する。無人機１自体の位置情報は、無人機１の移動経路の決定及び自律移動のために使用する。
【００３６】
駆動制御部５８によって、無人機１は、各プロペラ１２Ａ等の回転を制御し、上下水平移動や空中停止、傾きなどの姿勢を制御するようになっている。
【００３７】
画像処理部６０によって、無人機１は、カメラ６によって取得した画像を処理する。
【００３８】
電源部７０は、例えば、交換可能な可充電電池であり、無人機１の各部に電力を供給するようになっている。
【００３９】
記憶部５２には、自律移動に必要な各種データ及びプログラムのほか、以下のプログラムが格納されている。
【００４０】
無人機１の記憶部５２には、自律移動プログラム、差異算出プログラム、及び、姿勢回復プログラムが格納されている。ＣＰＵ５０と自律移動プログラムは自律移動手段の一例である。ＣＰＵ５０と差異算出プログラムは差異算出手段の一例である。ＣＰＵ５０と姿勢回復プログラムは姿勢回復手段の一例である。
【００４１】
無人機１は、自律移動プログラムによって、無人機１の自律移動を制御する。具体的には、無人機１は、各プロペラ１２Ａ等の回転を調整し、所定の速度で上昇及び下降を行う。
【００４２】
無人機１は、差異算出プログラムによって、無人機１が対称面を検査及び／または測定するための基本姿勢と慣性センサーによって検出した姿勢との差異を算出する。
【００４３】
無人機１は、姿勢回復プログラムによって、プロペラ１２Ａ等の回転数を調整することによって、上記の差異を解消し、基本姿勢を回復する。水平状態と正対状態の双方が満たされていない場合には、無人機１は、まず、水平状態を回復し、その後、正対状態との差異を算出し、正対状態を回復する。
【００４４】
以下、無人機１の動作を、図８のフローチャートを参照して説明する。無人機１は、基地局から移動開始の指示を受信すると移動を開始し（図８のステップＳＴ１）、測定を開始する（ステップＳＴ２）。無人機１は、無人機１の姿勢が水平状態か否を判断し（ステップＳＴ３）、水平状態ではないと判断すると、水平状態を回復する（ステップＳＴ４）。無人機１は、無人機１の姿勢が水平状態であると判断すると、正対状態か否かを判断し（ステップＳＴ５）、正対状態ではないと判断すると、正対状態を回復する（ステップＳＴ６）。無人機１は、正対状態であると判断すると、作業終了条件を満たすか否かを判断し（ステップＳＴ７）、作業終了条件を満たさないと判断した場合には、測定を継続し、ステップＳＴ３乃至ステップＳＴ６を繰り返す。
【００４５】
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態について、第一の実施形態と異なる点を中心に説明する。図９に示すように、第二の実施形態の無人機１Ａは、環状部材１６側のプロペラ１２Ａと、環状部材１６とは反対側のプロペラ１２Ｂ１及びプロペラ１２Ｂ２を有する。プロペラ１２Ａとプロペラ１２Ｂ２は矢印Ｂ１に示す同一方向に回転する。プロペラ１２Ｂ１は、矢印Ｂ１とは逆方向の矢印Ｂ２に示す方向に回転する。無人機１Ａが基本姿勢を維持しているときには、プロペラ１２Ａとプロペラ１２Ｂ１が同一回転速度で回転し、回転による反作用を相殺し、プロペラ１２Ｂ２は回転しない。
【００４６】
無人機１Ａが、姿勢回復プログラムによって水平状態を回復する動作は、第一の実施形態の無人機１とは異なり、プロペラ１２Ｂ１及び１２Ｂ２の回転数を調整することによって行う。
【００４７】
無人機１Ａが、水平状態から外れているときには、環状部材１６等がワイヤー２０６と接しているから、プロペラ１２Ａの回転速度を増減しても、プロペラ１２Ａ側の鉛直方向への移動は制限される。これに対して、プロペラ１２Ｂ１側は鉛直方向への移動は制限されないから、プロペラ１２Ｂ１及びＢ２の回転速度に応じて昇降する。これにより、無人機１Ａは、水平状態を回復する。例えば、図１０（ａ）に示すように、プロペラ１２Ｂ１側がプロペラ１２Ａ側よりも下がっている場合には、プロペラ１２Ｂ１及び１２Ｂ２の回転速度を増加する。そうすると、プロペラ１２Ａの回転による推力Ｕ１よりも、プロペラ１２Ｂ１及び１２Ｂ２の回転による推力Ｕ２が大きくなるから、プロペラ１２Ｂ１側が上昇し、水平状態を回復する。水平状態の回復過程において、無人機１Ａが正対状態を維持することが望ましい。このため、無人機１Ａは、プロペラ１２Ａの回転による反作用と、プロペラ１２Ｂ１及びプロペラ１２Ｂ２の回転による反作用が相殺されるように調整する。プロペラ１２Ｂ１の回転速度を増加させると、プロペラ１２Ａの回転による反作用δＦ１よりも、プロペラ１２Ｂ１の回転による反作用δＦ２が大きくなり、無人機１Ａは正対状態から乖離する。そこで、無人機１は、プロペラ１２Ｂ２も回転させ、δＦ２とδＦ１の差分であり、δＦ２とは逆方向の反作用δＦ３を発生させる。つまり、δＦ１＋δＦ３＝δＦ２である。水平状態の回復工程において、プロペラ１２Ｂ１とプロペラ１２Ｂ２の回転速度は必ずしも同一ではない。
【００４８】
無人機１Ａは、差異算出プログラムによって、正対状態との差異を算出すると、プロペラ１２Ｂ１及び１２Ｂ２の回転数を調整して、正対状態を回復する。例えば、図１０（ｂ）に示すように、矢印Ｎ１方向に回転して正対状態との差異を生じている場合には、矢印Ｎ１方向とは逆方向の矢印−Ｎ１方向へ回転させるために、プロペラ１２Ｂ２の回転数を増加させ、プロペラ１２Ｂ１の回転数を減少させる。正対状態の回復工程において、無人機１が水平状態を維持することが望ましい。このため、無人機１は、プロペラ１２Ｂ１の回転による推力とプロペラ１２Ｂ２の回転による推力の総和が維持されるように、プロペラ１２Ｂ２の回転による推力とプロペラ１２Ｂ１の回転数を調整する。
【００４９】
＜第三の実施形態＞
第三の実施形態について、第二の実施形態と異なる点を中心に説明する。図１１に示すように、第三の実施形態の無人機１Ａαは、対称面２０２ａと反対側のプロペラがプロペラ１２Ｂの１個だけである。このため、無人機１Ａαの後方が上昇した状態（図１１（ａ）参照）において、プロペラ１２Ｂの回転速度を減少させて水平状態を回復すると、プロペラ１２Ｂの回転速度が減少したことによる反作用によって、無人機１Ａαが正対状態から乖離する（図１１（ｂ）参照）。無人機１Ａαは、わずかな加速（あるいは減速）を断続的に繰り返し実施し、正対状態を回復する。水平方向の回転移動は累積するから、わずかな加速を断続的に繰り返すことによって、回転による反作用による移動の累積によって正対状態の回復を実現することができる。一方、短時間、かつ、わずかな回復を断続的に繰り返すことによっては、推力への影響は微細であり、しかも、断続的に元の回転速度に戻るから、微細な高度変化は積み重なることはない。このため、水平状態は維持される。
【００５０】
＜第四の実施形態＞
第四の実施形態について、第一の実施形態と異なる点を中心に説明する。図１２に示すように、第四の実施形態の無人機１Ｂは、円柱状の回転部材２６を有する。図１３に示すように、回転部材２６は壁面２０２ａと接しつつ、無人機１Ｂの移動に従って回転するように構成されている。回転部材２６は、距離維持手段の一例であり、回転部材の一例である。
【００５１】
保護枠１４には、シャフト２２が固定されている。シャフト２２は回転軸２４と一体と形成されている。回転部材２６は回転軸２４に回転可能な状態で固定されている。
【００５２】
図１３に示すように、無人機１Ｂは、回転部材２６を壁面２０２ａに押し付けるために、矢印Ｇ１方向へのわずかな推力を有するように、プロペラ１２Ａ等の回転軸Ｓ１等が傾斜している。プロペラ１２Ａ乃至１２Ｄによる推力Ｕ１及び推力Ｕ２は、矢印Ｇ１方向へ成分を有する。回転部材２６側のプロペラ１２Ａ及び１２Ｃの回転による推力Ｕ１は、回転部材２６と壁面２０２ａとの接触によって一部が相殺されるから、推力Ｕ１は推力Ｕ２よりも大きくなるように制御される。これにより、相殺後のプロペラ１２Ａ及び１２Ｃの回転による推力Ｕ１と推力Ｕ２が等しくなるようになっている。
【００５３】
シャフト２２の長さを変更することによって、壁面２０２ａと無人機１Ｂの距離を変更することができる。
【００５４】
＜第五の実施形態＞
第五の実施形態について、第四の実施形態と異なる点を中心に説明する。図１４に示すように、第五の実施形態の無人機１Ｃは、円柱状の回転部材２６Ａ及び２６Ｂを有する。
回転部材２６Ａ及び２６Ｂは、それぞれ、保護枠１４において、左右に解離した位置に配置されている。無人機１Ｃは、円柱状部材２６Ａ及び２６Ｂを壁面２０２ａ（図１３参照）に押し付けながら昇降する。これにより、無人機１Ｃが正対状態から乖離する可能性を低減することができる。
【００５５】
無人機１Ｃの姿勢回復プログラムは、主に、無人機１Ｃが水平状態から外れた場合に、水平状態を回復する。
【００５６】
＜第六の実施形態＞
第六の実施形態について、第二の実施形態及び第四の実施形態と異なる点を中心に説明する。図１５に示すように、第六の実施形態の無人機１Ｄは、円柱状の回転部材２６Ｃを有する。回転部材２６Ｃの基本的な構成は、第四の実施形態の回転部材２６と同様であるが、回転部材２６Ｃの円柱形状の高さ（図１５（ｂ）の長さＬ１）は回転部材２６よりも長い。このため、壁面２０２ａ（図１０参照）に対して、水平方向に回転し、正対状態から乖離する可能性を低減することができる。
【００５７】
無人機１Ｄの姿勢回復プログラムは、主に、無人機１Ｃが水平状態から外れた場合に、水平状態を回復する。
【００５８】
＜第七の実施形態＞
第七の実施形態について、第三の実施形態と異なる点を中心に説明する。図１６に示すように、第七の実施形態の無人機１Ｅは、プロペラ１２Ａ及び１２Ｂと平行な面（以下、「平行面」という。）が、壁面２０２ａに面している。平行面側の保護枠１４には、固定軸３０を介してコの字型部材３２が固定されている。コの字型部材３２は、壁面２０２ａと所定の距離において鉛直方向に配置されたワイヤー２０６を鉛直方向に所定距離だけ乖離した２か所において貫通させるようになっている。コの字型部材３２は、貫通孔を有する天井部３２ａと底部３２ｂを有する。天井部３２ａ及び底部３２ｂは、それぞれ、開閉可能な扉部３２ａａ及び３２ｂｂを有し、扉部３２ａａ及び３２ｂｂを開放した状態で、ワイヤー２０６をコの字型部材３２の中に配置し、扉部３２ａａ及び３２ｂｂを閉じることで、ワイヤー２０６を固定する。コの字型部材３２は距離維持手段の一例である。
【００５９】
図１７に示すように、天井部３２ａに配置された円柱状部材３４Ａ及び３４Ｂの間、底部３２ｂに配置された円柱状部材３４Ｃ及び３４Ｄの間にワイヤー２０６が挟み込まれる。円柱状部材３４Ａ乃至３４Ｄは、ワイヤー２０６を挟み込んだ状態で回転可能に構成されている。これにより、無人機１Ｅは、コの字型部材３２にワイヤー２０６を挟み込んだ状態で昇降することができる。
【００６０】
コの字部材３２が、ワイヤー２０６を２か所で挟み込んでいるから、無人機１Ｅの水平状態は維持される。このため、無人機１Ｅの姿勢回復プログラムは、無人機１Ｅが正対状態から乖離した場合に、正対状態を回復する。無人機１Ｅは、互いに逆方向に回転するプロペラ１２Ａと１２Ｂの回転数を調整することで、正対状態を回復する。
【００６１】
無人機１Ｅにおいて、カメラ６は、無人機１Ｅの中心ではなくて、側方にずれた位置に配置されている。これにより、コの字型部材３２がカメラ６と対称面２０２ａの間に入り、撮影の障碍となることを防止することができる。
【００６２】
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ，１Ａα，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  無人測定装置
２  筐体
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ  プロペラ
１６  環状部材
２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ  回転部材
３２  コの字型部材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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