(57)【要約】【課題】点検対象面の近接目視点検に適した点検対象面点検用カメラ安定装置を提供する。【解決手段】点検対象面点検用カメラ安定装置が、動画または複数枚の静止画を撮影する点検用カメラを固定搭載可能なカメラマウントと、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りにカメラマウントの向きを変更するカメラマウント向き変更機構と、カメラマウントに点検用カメラとともに固定搭載されて、点検対象面の、点検用カメラの少なくとも左右方向に互いに離間した複数箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定する距離センサと、距離センサが測定した点検対象面の複数箇所までの距離と姿勢センサが検出した点検対象面点検用カメラ安定装置の姿勢とに基づき、点検用カメラが点検対象面に常に正対するようにカメラマウント向き変更機構の動作を継続的に制御するカメラマウント向き制御手段と、を具える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点検対象面の動画または複数枚の静止画を継続的に撮影する点検用カメラを前記点検対象面に正対させるための点検対象面点検用カメラ安定装置において、
前記点検用カメラを固定搭載可能なカメラマウントと、
基本位置で互いに直交する上下軸と前後軸と左右軸との３軸の各軸周りに前記カメラマウントの向きを変更するカメラマウント向き変更機構と、
前記カメラマウントに前記点検用カメラとともに固定搭載されて、前記点検対象面の、前記点検用カメラの少なくとも左右方向に互いに離間した複数箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定する距離センサと、
前記距離センサが測定した前記点検対象面の複数箇所までの距離と姿勢センサが検出した前記点検対象面点検用カメラ安定装置の姿勢とに基づき、前記点検用カメラが前記点検対象面に常に正対するように前記カメラマウント向き変更機構の動作を継続的に制御するカメラマウント向き制御手段と、
を具えることを特徴とする点検対象面点検用カメラ安定装置。
【請求項２】
前記カメラマウントの、前記距離センサが距離をそれぞれ測定する点検対象面の複数個所は、前記カメラマウントに搭載された点検用カメラの左右方向に互いに離間していることを特徴とする、請求項１記載の点検対象面点検用カメラ安定装置。
【請求項３】
前記カメラマウントの、前記距離センサが距離をそれぞれ測定する点検対象面の複数個所は、前記カメラマウントに搭載された点検用カメラの上下方向にも互いに離間していることを特徴とする、請求項２記載の点検対象面点検用カメラ安定装置。
【請求項４】
前記距離センサは、当該距離センサから遠ざかるにつれて互いに離れる方向へ向けられて前記カメラマウントに固定された複数の距離センサであることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の点検対象面点検用カメラ安定装置。
【請求項５】
前記距離センサは、前記点検対象面の断面形状を取得する２次元点群センサであることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の点検対象面点検用カメラ安定装置。
【請求項６】
前記距離センサは、前記点検対象面の３次元形状を取得する３次元点群センサであることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の点検対象面点検用カメラ安定装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか１項記載の点検対象面点検用カメラ安定装置と、
前記点検対象面点検用カメラ安定装置の前記カメラマウントに搭載された前記点検用カメラと、
前記点検対象面点検用カメラ安定装置を介して前記点検用カメラを前記点検対象面の近傍に配置するカメラ配置手段と、
を具えることを特徴とする点検対象面点検システム。
【請求項８】
前記点検用カメラが撮影した前記点検対象面の動画または複数枚の静止画のデータに同期された、前記距離センサがそれぞれ測定した点検対象面の複数個所の距離のデータを出力する距離データ同期出力手段を具えることを特徴とする、請求項７記載の点検対象面点検システム。
【請求項９】
前記カメラ配置手段は、前記点検対象面点検用カメラ安定装置と前記点検用カメラとを搭載するとともに、前記姿勢センサを持つ前記カメラマウント向き制御手段と別個に、姿勢センサを持つ飛行制御手段を有し、前記点検対象面の近傍を飛行する無人飛行体であることを特徴とする、請求項７または８記載の点検対象面点検システム。
【請求項１０】
前記カメラ配置手段は、少なくとも１本の支持アームを搭載し、その支持アームで前記点検対象面点検用カメラ安定装置と前記点検用カメラとを支持して前記点検対象面の近傍に配置する台車であることを特徴とする、請求項７または８記載の点検対象面点検システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、橋梁や建物等の構造物の垂直壁面等の点検対象面の近接目視点検のためにその垂直壁面等の点検対象面を点検用カメラで撮影する際に点検用カメラの姿勢を安定させる点検対象面点検用カメラ安定装置および、その点検対象面点検用カメラ安定装置を具える点検対象面点検システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の道路法施行規則の一部改正により、全国で約７０万箇所ある道路橋に対して、国が定める統一的な基準による５年に１回の近接目視点検が義務付けられており、その点検部位には、点検員による直接点検が困難な、橋梁の橋脚等の垂直壁面も含まれている。
【０００３】
このような点検員による直接点検が困難な部位の点検システムとしては従来、例えば特許文献１記載の橋梁下面の点検装置が知られている。この点検装置は、橋梁の上部通路上を移動可能な台車と、台車に突設されて水平方向へ延在する基部アームと、基部アームの先端部に支持されて垂直方向へ延在する垂下アームと、台車に設けられて垂下アームを昇降させる垂下アーム昇降手段と、垂下アームの下端部に中間部を固定されて水平方向へ延在する水平アームと、水平アームの先端部に下端部を固定されて上向きに延在する入り込みアームと、入り込みアームの上端部に首振り機構を介して搭載された点検用カメラと、水平アームの水平バランスを取るウエイトと、台車に設けられて点検用カメラの撮影画像を表示する画像表示手段とを具えており、この点検装置によれば、橋梁下面に設けられたガス管等の長尺付属物の点検を橋梁の上部通路から、手間をかけずに短時間で的確に行うことができる。
【０００４】
また、点検員による直接点検が困難な部位の点検のためには、無人飛行体に点検用カメラを搭載して点検システムを構成することが考えられ、無人飛行体としては例えば、改正航空法でいうドローン（無人航空機）のうち、複数のロータにより浮上、飛行および空中での静止を行うマルチコプタが特許文献２等により知られている。マルチコプタは、現在では多種のものが市販されており、一般に、マイクロコンピュータを持つフライトコントローラ（ＦＣ）およびＧＰＳ(全地球測位システム)や３軸ジャイロセンサ、３軸加速度計等を搭載していて、それらによる自身の位置・姿勢制御によりある程度の自律飛行が可能であるとともに、無線通信機を搭載していてその通信機能によりスマートフォン等からなる操縦装置での遠隔操縦が可能である。さらにマルチコプタは通常、前方や下方等の視界を撮影する飛行用ビデオカメラを搭載していて、操縦員の操縦装置にその飛行用ビデオカメラで撮影している動画を送ることができる。
【０００５】
マルチコプタに点検用カメラを搭載して垂直面の点検を行うシステムとしては例えば、特許文献３記載の写真撮影用移動体が知られている。この写真撮影用移動体は、橋梁等の点検対象の垂直面の撮影のために、マルチコプタに点検用カメラを左右軸（ピッチ軸）および前後軸（ロール軸）周りに姿勢変更可能なジンバルおよび上下軸（ヨー軸）周りに向き変更可能な回転制御手段を介して搭載するとともに、点検用カメラの左右に超音波式の距離センサを設け、マルチコプタを遠隔操縦してマルチコプタの飛行制御手段で飛行モータと併せて作動制御されるジンバルにより点検用カメラの水平姿勢を保持しながらマルチコプタを点検対象の垂直面の近傍で空中静止させるとともに、左右の距離センサで測定した点検対象の垂直面までの距離が互いに等しくなるように回転制御手段を動作させ、距離センサで測定した点検対象の垂直面までの距離が互いに等しくなった時に点検用カメラがその点検対象の垂直面に対し真正面に向いたものとして、撮影すべきタイミングを示す緑色のレーザポインタをその点検対象の垂直面に照射して点検用カメラのシャッタ操作を促し、もしくは点検用カメラのシャッタ操作を自動的に行ってその点検対象の垂直面の静止画を撮影する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３３４７１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０１０４９９号公報
【特許文献３】特許第６０２４０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、点検用カメラで構造物の垂直壁面等の点検対象面を撮影し、その撮影画像を用いて点検対象面の近接目視点検を行うためには、点検対象面の欠損やひび割れ等の不具合の状況を画像から正確に把握できるように、点検対象面に対し点検用カメラを高精度に正対させて撮影を行う必要があるのに対し、特許文献１記載の点検装置では、垂下アームおよび水平アームを介して支持された入り込みアームの上端部に首振り機構を介して点検用カメラが搭載されていることから、点検用カメラの支持剛性を充分に得るのが構造的に困難であり、それゆえ、点検用カメラを構造物の点検対象面に高精度に正対させて撮影を行うのは困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで本願発明者は、特許文献２で知られるようなマルチコプタに点検用カメラを搭載して点検システムを構成し、その点検用カメラの撮影画像で構造物の点検対象面の近接目視点検を行うことも検討したが、特許文献２のようなマルチコプタは飛行中の位置決め精度が充分でなく、しかも点検用カメラを搭載するとその搭載方法によっては機体のバランスを取るのが困難になることから、カメラを点検対象面に対して高精度に正対させて維持するのは困難であるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献３のようにしてマルチコプタに点検用カメラを搭載して点検システムを構成することも検討したが、この点検システムでは、マルチコプタを遠隔操縦により点検対象面の近くで空中静止させ、マルチコプタの飛行制御手段で飛行モータと併せて作動制御されるジンバルにより水平姿勢を保持した点検用カメラが点検対象面に対し正対した時にその点検用カメラのシャッタを切ってその点検対象面を撮影するので、マルチコプタの位置や姿勢が安定しないような気流や気象等の条件下では、飛行モータの制御のための飛行制御手段の負荷が大きくなってジンバルの制御に遅れが生じ、点検対象面の近接目視点検用の画像を点検用カメラで確実に撮影することは困難であるという問題があった。
【００１０】
それゆえこの発明は、上述の如き支持剛性の確保が困難な点検装置や安定姿勢の確保が困難なマルチコプタ等を使用しても構造物の垂直壁面等の点検対象面の近接目視点検用の画像を点検用カメラで確実に撮影することができる点検対象面点検用カメラ安定装置および、それを具える点検対象面点検システム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】
【００１１】
この発明は、上記課題を有利に解決するものであり、この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置は、点検対象面の動画または複数枚の静止画を継続的に撮影する点検用カメラを前記点検対象面に正対させるためのものであって、
前記点検用カメラを固定搭載可能なカメラマウントと、
基本位置で互いに直交する上下軸と前後軸と左右軸との３軸の各軸周りに前記カメラマウントの向きを変更するカメラマウント向き変更機構と、
前記カメラマウントに前記点検用カメラとともに固定搭載されて、前記点検対象面の、前記点検用カメラの少なくとも左右方向に互いに離間した複数箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定する距離センサと、
前記距離センサが測定した前記点検対象面の複数箇所までの距離と姿勢センサが検出した前記点検対象面点検用カメラ安定装置の姿勢とに基づき、前記点検用カメラが前記点検対象面に常に正対するように前記カメラマウント向き変更機構の動作を継続的に制御するカメラマウント向き制御手段と、
を具えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明の点検対象面点検システムは、
前記点検対象面点検用カメラ安定装置と、
前記点検対象面点検用カメラ安定装置の前記カメラマウントに搭載された前記点検用カメラと、
前記点検対象面点検用カメラ安定装置を介して前記点検用カメラを前記点検対象面の近傍に配置するカメラ配置手段と、
を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置にあっては、カメラマウントが、点検対象面の動画または複数枚の静止画を継続的に撮影する点検用カメラを固定搭載でき、カメラマウント向き変更機構が、基本位置で互いに直交する上下軸（ヨー軸）と前後軸（ロール軸）と左右軸（ピッチ軸）との３軸の各軸周りにカメラマウントの向きを変更し、カメラマウントに固定搭載された距離センサが、点検用カメラの少なくとも左右方向に互いに離間した、点検対象面の複数箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定し、カメラマウント向き制御手段が、距離センサがそれぞれ継続的に測定した点検対象面の複数箇所までの距離と姿勢センサが検出したカメラ安定装置の姿勢とに基づき、点検用カメラが点検対象面に常に正対するようにカメラマウント向き変更機構の動作を継続的に制御する。
【００１４】
従って、この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置によれば、点検対象面点検システムによる当該点検対象面点検用カメラ安定装置の支持剛性や支持精度が充分高くなくても、距離センサがそれぞれ測定した点検対象面の複数箇所までの距離と当該垂直面点検用カメラ安定装置が有する姿勢センサが検出したカメラ安定装置の姿勢とに基づいて点検用カメラを点検対象面に常に正対させておき、その点検用カメラで点検対象面の動画または複数枚の静止画を撮影することで、点検対象面の点検用画像を確実に得ることができる。
【００１５】
なお、この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置においては、前記カメラマウントの、前記距離センサが距離をそれぞれ測定する点検対象面の複数個所は、前記カメラマウントに搭載された点検用カメラの左右方向に互いに離間していると好ましい。このように距離センサが距離をそれぞれ測定する点検対象面の複数個所を点検用カメラの左右方向に互いに離間させれば、距離センサが測定した距離から上下軸（ヨー軸）周りのカメラの向きを容易に求めることができる。
【００１６】
また、この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置においては、前記カメラマウントの、前記距離センサが距離をそれぞれ測定する点検対象面の複数個所は、前記カメラマウントに搭載された点検用カメラの上下方向にも互いに離間していると好ましい。このように距離センサが距離をそれぞれ測定する点検対象面の複数個所を点検用カメラの上下方向にも互いに離間させれば、距離センサが測定した距離から左右軸（ピッチ軸）周りのカメラの向きも容易に求めることができる。
【００１７】
さらに、この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置においては、前記距離センサは、当該距離センサから遠ざかるにつれて互いに離れる方向へ向けられて前記カメラマウントに固定された複数の距離センサであると好ましい。このように複数の距離センサをそれらの距離センサから遠ざかるにつれて互いに離れる方向へ向ければ、複数の距離センサで各々測定した点検対象面までの距離の差を、複数の距離センサを互いに同一方向へ向けた場合よりも大きくできるので、点検用カメラをより高精度に点検対象面に向けることができる。
【００１８】
また、この発明の点検対象面点検システムにあっては、
点検対象面点検用カメラ安定装置のカメラマウントに点検用カメラが搭載され、
その点検用カメラが点検対象面の動画または複数枚の静止画を継続的に撮影し、
カメラ配置手段が、点検対象面点検用カメラ安定装置を介して点検用カメラを点検対象面の近傍に配置し、
その点検対象面点検用カメラ安定装置のカメラマウント向き変更機構が、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りにカメラマウントの向きを変更し、カメラマウントに点検用カメラとともに固定搭載された距離センサが、点検用カメラの少なくとも左右方向に互いに離間した、点検対象面の複数箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定し、カメラマウント向き制御手段が、距離センサがそれぞれ継続的に測定した点検対象面の複数箇所までの距離と姿勢センサが検出したカメラ安定装置の姿勢とに基づき、点検用カメラが点検対象面に常に正対するようにカメラマウント向き変更機構の動作を継続的に制御する。
【００１９】
従って、この発明の点検対象面点検システムによれば、点検対象面点検システム自体による点検用カメラの支持剛性や支持精度が充分高くなくても、そこに設けたこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置が、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りに関して点検用カメラを点検対象面に常に正対させておくことができるので、点検対象面に常に正対したその点検用カメラで点検対象面の動画または複数枚の静止画を撮影することで、点検対象面の点検用画像を確実に得ることができる。
【００２０】
なお、この発明の点検対象面点検システムにおいては、前記点検用カメラが撮影した前記点検対象面の動画のデータに同期された、前記距離センサがそれぞれ測定した点検対象面の複数個所の距離のデータを出力する距離データ同期出力手段を具えていると好ましい。このように点検用カメラが撮影した動画のデータに同期された点検対象面の複数個所の距離データを距離データ同期出力手段が出力すれば、その距離データを解析することで、点検用カメラが点検対象面に正対した時点の点検用画像をより高精度に得ることができる。
【００２１】
また、この発明の点検対象面点検システムにおいては、前記カメラ配置手段は、前記点検対象面点検用カメラ安定装置と前記点検用カメラとを搭載するとともに、前記姿勢センサを持つ前記カメラマウント向き制御手段と別個に、姿勢センサを持つ飛行制御手段を有し、前記点検対象面の近傍を飛行する無人飛行体であると好ましい。このようにすれば、前述したマルチコプタの如き従来の無人飛行体を用いて点検対象面点検システムを安価かつ容易に構成することができ、その際、無人飛行体による点検用カメラの支持精度がさほど高くなくても、また無人飛行体の飛行姿勢がさほど安定していなくても、あるいは無人飛行体の飛行モータの制御のための姿勢センサからの信号に基づく飛行制御手段の負荷が大きくなっても、点検対象面点検用カメラ安定装置が、点検用カメラを点検対象面に常に正対させておくことができる。
【００２２】
一方、この発明の点検対象面点検システムにおいては、前記カメラ配置手段は、少なくとも１本の支持アームを搭載し、その支持アームで前記点検対象面点検用カメラ安定装置と前記点検用カメラとを支持して前記点検対象面の近傍に配置する台車であっても好ましい。このようにすれば、前述した従来の台車型の点検装置を用いて点検対象面点検システムを安価かつ容易に構成することができ、その際、支持アームによる点検用カメラの支持剛性がさほど高くなくても、点検対象面点検用カメラ安定装置が、点検用カメラを点検対象面に常に正対させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】マルチコプタにこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置の一実施形態としての垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに搭載したこの発明の点検対象面点検システムの一実施形態としての垂直面点検システムを示す斜視図である。
【図２】上記実施形態の垂直面点検システムを示す正面図である。
【図３】上記実施形態の垂直面点検システムを示す平面図である。
【図４】上記実施形態の垂直面点検システムを示す底面図である。
【図５】上記実施形態の垂直面点検システムを示す左側面図である。
【図６】上記実施形態の垂直面点検システムを示す右側面図である。
【図７】マルチコプタを省略した状態で上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに示す斜視図である。
【図８】上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに示す正面図である。
【図９】上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに示す右側面図である。
【図１０】上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに示す平面図である。
【図１１】上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに示す底面図である。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置のジンバル機構を支持する支持構体の部品をそれぞれ示す斜視図である。
【図１３】上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置の作動状態を示す説明図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、点検用カメラに対する２つの距離センサの従来のカメラ安定装置での配置および上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置での配置をそれぞれ示す説明図である。
【図１５】上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置の制御方法を示す説明図である。
【図１６】台車から吊り下げたポールの先端部に上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともに搭載したこの発明の他の一実施形態の垂直面点検システムを示す斜視図である。
【図１７】距離センサとして２次元距離センサを搭載したこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置の他の一実施形態としての湾曲面点検用カメラ安定装置を、マルチコプタを省略した状態で点検用カメラとともに示す斜視図である。
【図１８】距離センサとして３次元距離センサを搭載したこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置のさらに他の一実施形態としての傾斜面点検用カメラ安定装置を、マルチコプタを省略した状態で点検用カメラとともに示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の点検対象面点検用カメラ安定装置の一実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置を点検用カメラとともにマルチコプタに搭載したこの発明の点検対象面点検システムの一実施形態の垂直面点検システムを示す斜視図、図２は、上記実施形態の垂直面点検システムを示す正面図、図３は、上記実施形態の垂直面点検システムを示す平面図、図４は、上記実施形態の垂直面点検システムを示す底面図、図５は、上記実施形態の垂直面点検システムを示す左側面図、そして図６は、上記実施形態の垂直面点検システムを示す右側面図である。
【００２５】
この実施形態の垂直面点検システム１は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１と、その垂直面点検用カメラ安定装置１１のカメラマウント１２に所定の配置で着脱可能に固定搭載された点検用カメラ２１と、垂直面点検用カメラ安定装置１１を介して点検用カメラ２１を構造物の点検対象面としての垂直面の近傍に配置する、カメラ配置手段としてのマルチコプタ３１とを具えており、垂直面点検用カメラ安定装置１１は後述の如く、カメラマウント１２の向きを変更するジンバル機構１３を有するとともに、カメラマウント向き制御手段としてのジンバル制御ユニット（ＧＣＵ）１４を有している。また、点検用カメラ２１は、高解像度の通常のデジタルカメラであり、撮影対象の動画または複数枚の静止画を継続的に撮影してその動画や静止画の画像データを録画および／または出力することができる。
【００２６】
マルチコプタ３１は、機体３２と、その機体３２の下部に搭載したバッテリ３３と、機体３２の斜め前後方向に水平に突出する４本の腕３２ａの先端に搭載されてそのバッテリ３３により駆動される４個の飛行モータ３４と、それらの飛行モータ３４により隣り合うもの同士で互いに逆方向に回転駆動されてそれぞれ推力を生ずる４つの可変ピッチロータ３５と、４本の腕３２ａにそれぞれ２個ずつ搭載されて上記バッテリ３３により駆動され４つの可変ピッチロータ３５のピッチをそれぞれ変化させる４個のサーボモータ３６と、を有しており、飛行モータ３４により可変ピッチロータ３５の回転速度を変化させるとともにサーボモータ３６により可変ピッチロータ３５のピッチをそれぞれ変化させることで、機体３２に加わる推力の大きさや方向および機体３２の向きを変化させて浮上、飛行および空中静止（ホバリング）することができる。
【００２７】
マルチコプタ３１はまた、上記垂直面点検用カメラ安定装置１１のジンバル制御ユニット１４とは別に、機体３２の中央部に、飛行制御用の３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサとを持つ機体情報取得手段としての慣性計測ユニット（ＩＭＵ）と、ＧＰＳと、通常のマイクロコンピュータを持つフライトコントローラ（ＦＣ）と、無線通信ユニットと、電源管理ユニット（ＰＭＵ）とを有する、飛行制御手段としての制御装置３７を搭載し、その制御装置３７のフライトコントローラが、バッテリ３３からの電源管理ユニットを介する給電により、慣性計測ユニットおよびＧＰＳから得られる機体３２の加速度、姿勢および位置情報に基づいて機体３２の位置および姿勢を安定させる制御を行って、マルチコプタ３１の浮上、飛行および空中静止を補助する。この制御装置３７の補助により、マルチコプタ３１は、例えば通常のデジタルプロポーショナル型の操縦装置から制御装置３７の無線通信ユニットを介してフライトコントローラに制御指令を与えることで、操縦装置の手動操作によって比較的容易かつ安全に遠隔操縦することができる。
【００２８】
マルチコプタ３１はさらに、４つの可変ピッチロータ３５を全体的に囲む概ね矩形の保護枠３８を有するとともに、着陸用の脚となる二本のスキッド３９を有している。また、マルチコプタ３１は、周囲の撮影および探知用に機体３２の前方および左右側方と上方および下方とに向けてそれぞれ配置された、２個ずつカメラおよび超音波センサを持つビジョンユニット４０と、機体３２の中央部に配置され、それらのビジョンユニット４０からの画像および距離情報を処理して３次元的な視覚を得る視覚処理ユニット４１とを持つ飛行用視覚システム（例えば商品名「Ｇｕｉｄａｎｃｅ」）を搭載し、その飛行用視覚システムからの周辺構造物の位置や高さの情報を操縦装置に無線で伝達して、橋梁下や建物間等の、ＧＰＳから位置情報が得づらい環境でもマルチコプタ３１を安全に飛行させる操作を可能にする。
【００２９】
図７は、マルチコプタ３１を省略した状態で上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１を点検用カメラ２１とともに示す斜視図、図８は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１を点検用カメラ２１とともに示す正面図、図９は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１を点検用カメラ２１とともに示す右側面図、図１０は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１を点検用カメラ２１とともに示す平面図、図１１は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１を点検用カメラ２１とともに示す底面図、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１のジンバル機構１３を支持する支持構体の部品をそれぞれ示す斜視図、図１３は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１の作動状態を示す説明図、図１４（ａ），（ｂ）は、点検用カメラ２１に対する２つの距離センサの従来のカメラ安定装置での配置および上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１での配置をそれぞれ示す説明図、そして図１５は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１のジンバル制御ユニット１４の構成を示すブロック線図である。
【００３０】
垂直面点検用カメラ安定装置１１は、点検用カメラ２１の底面および背面を支持する図ではアングル状のカメラ支持部材１２ａと点検用カメラ２１の前面を支持する図では断面Ｌ字状のカメラ押さえ部材１２ｂとが組み合わされてそれらの間に点検用カメラ２１を着脱可能に固定搭載するカメラマウント１２を有するとともに、そのカメラマウント１２ひいてはそこに搭載した点検用カメラ２１の向きを上下軸（ヨー軸）であるｚ軸と前後軸（ロール軸）であるｘ軸と左右軸（ピッチ軸）であるｙ軸との、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りに変更するカメラマウント向き変更機構としてのジンバル機構１３を有している。
【００３１】
なお、これら３軸の、ジンバル機構１３の動作開始前の位置である基本位置は、図１〜図６に示すようにマルチコプタ３１が水平面上に置かれた状態で、ｚ軸がマルチコプタ３１の上下方向、ｘ軸がマルチコプタ３１の前後方向、ｙ軸がマルチコプタ３１の左右方向に延在するように設定されており、カメラマウント１２に固定搭載された点検用カメラ２１の図１〜図１１に示す初期姿勢での前後方向、左右方向および上下方向は、ジンバル機構１３の上記基本位置でのｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向（図７参照）に設定されている。
【００３２】
ジンバル機構１３は、カメラ支持部材１２ａの図８では右端部に固定されたＬ字状の連結部材１２ｃを介してカメラマウント１２を出力部材で支持してカメラマウント１２をそこに搭載された点検用カメラ２１と一緒にｙ軸（ピッチ軸）周りに回動させるピッチ軸モータ１３ａと、そのピッチ軸モータ１３ａを点検用カメラ２１の前後方向に延在する一方の腕で支持する中間ブラケット１３ｂと、点検用カメラ２１の左右方向に延在するその中間ブラケット１３ｂの他方の腕を出力部材で支持してその中間ブラケット１３ｂをカメラマウント１２およびそこに搭載された点検用カメラ２１と一緒にｘ軸（ロール軸）周りに回動させるロール軸モータ１３ｃと、そのロール軸モータ１３ｃを点検用カメラ２１の概ね上下方向であるｚ軸方向に延在する一方の腕で支持する基部ブラケット１３ｄと、点検用カメラ２１の前後方向に延在するその基部ブラケット１３ｄの他方の腕を出力部材で支持してその基部ブラケット１３ｄを中間ブラケット１３ｂとカメラマウント１２およびそこに搭載された点検用カメラ２１と一緒にｚ軸（ヨー軸）周りに回動させるヨー軸モータ１３ｅとを有している。
【００３３】
さらに垂直面点検用カメラ安定装置１１は、上記ヨー軸モータ１３ｅを介してジンバル機構１３、カメラマウント１２およびそこに搭載された点検用カメラ２１を支持する支持構体１５を有し、図１２（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、その支持構体１５のカメラベースプレート１５ａ、ジョイントベースプレート１５ｂおよびロックプレート１５ｃをそれぞれ示す。ここで、カメラベースプレート１５ａは、図８および図９に示すように、その上面に上記ヨー軸モータ１３ｅを固定支持するとともに、その下面に、カメラマウント向き制御手段としての上述したジンバル制御ユニット１４を固定支持し、このジンバル制御ユニット１４は、垂直面点検用カメラ安定装置１１の支持構体１５の姿勢を検出する姿勢センサとしての３軸ジャイロ（角速度）センサを通常のマイクロコンピュータとともに搭載している。
【００３４】
支持構体１５は、図７〜９に示すように、カメラベースプレート１５ａと、ジョイントベースプレート１５ｂと、ロックプレート１５ｃとを上から順に配置して、カメラベースプレート１５ａを貫通して水平方向に位置決めするとともに弾性ブッシュで上下から挟んで弾性的に支持する４本の支柱１５ｄでカメラベースプレート１５ａをジョイントベースプレート１５ｂに結合し、そのジョイントベースプレート１５ｂをロックプレート１５ｃに図ではねじ固定することで防振機能を持つように構成され、そのロックプレート１５ｃはこの実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１では、上述のようにマルチコプタ３１が水平面上に置かれた状態でジンバル機構１３の基本位置に位置するｚ軸，ｘ軸およびｙ軸がマルチコプタ３１の上下方向、前後方向および左右方向にそれぞれ延在する向きで、マルチコプタ３１の機体３２の上端部に設けられた搭載面３２ｂ上に固定されている。
【００３５】
さらに垂直面点検用カメラ安定装置１１は、カメラマウント１２のカメラ支持部材１２ａに固定搭載された点検用カメラ２１の、図示例では左右方向に互いに離間した２箇所でカメラ支持部材１２ａに固定され、それらの箇所からそれぞれ点検対象の垂直面に向けられた例えば超音波式の２つの距離センサ１６を有しており、各距離センサ１６は、図１３に示すように、点検対象の垂直面ＶＰに向けて送波器１６ａから超音波ＳＳＷを発信し、その超音波ＳＳＷが垂直面ＶＰで反射した反射波を受波器１６ｂで受信して、超音波の発信から受信までの時間と音速とに基づき距離センサ１６から垂直面ＶＰまでの距離をそれぞれ実質上継続的に測定し、その距離センサ１６から垂直面ＶＰまでの距離を示す信号をジンバル制御ユニット１４のマイクロコンピュータに実質上継続的に供給する。なお図１３中、矢印Ｆはマルチコプタ３１の機体３２の前方、矢印Ｄはマルチコプタ３１の機体３２の下方をそれぞれ示す。２つの距離センサ１６は、上記の超音波式に代えてレーザ式のものを用いても良い。
【００３６】
ところで特許文献３に記載されたものの如き従来の写真撮影用移動体では、図１４（ａ）に示すように、点検用カメラ２１の左右に設けられた超音波式の距離センサ１６が、互いに同一の方向かつ点検用カメラ２１の光軸とも同一の方向に向けられるとともに、距離センサ１６間の距離ΔＬを小さくされて全体をコンパクトに構成されているが、このように２つの距離センサ１６が互いに同一方向に向けられるとともに距離センサ１６間の距離ΔＬを小さくされると、２つの距離センサ１６の各々の垂直面ＶＰまでの測定距離Δｘ１，Δｘ２の差であるΔｘ１−Δｘ２が小さくなるため、より精度の高い制御を行おうとすると距離センサ１６に求められる分解能が高くなり、距離センサ１６が高価かつ大型のものになってしまう。
【００３７】
これに対しこの実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１では、図１４（ｂ）に示すように、点検用カメラ２１の左右に設けられた２つの距離センサ１６が、互いに同一の方向でなく、点検用カメラ２１の光軸方向に対し互いに同一の角度をなす方向であって、かつ距離センサ１６から遠ざかるにつれて互いに離れる方向に向けられてカメラ支持部材１２ａに固定されるとともに、距離センサ１６間の距離ΔＬを小さくされて全体をコンパクトに構成されており、このように２つの距離センサ１６が互いに離れる方向へ向けられることで、距離センサ１６間の距離ΔＬを従来と同様に小さくしても２つの距離センサ１６の各々の垂直面ＶＰまでの測定距離Δｘ１，Δｘ２の差であるΔｘ１−Δｘ２が、２つの距離センサ１６が互いに同一の方向に向けられている場合よりも大きくなるため、高価かつ大型の距離センサ１６を用いなくても、より精度の高い制御を行うことができる。
【００３８】
そしてジンバル制御ユニット１４のマイクロコンピュータは、上記３軸ジャイロ（角速度）センサが検出した、垂直面点検用カメラ安定装置１１の支持構体１５の初期姿勢からのジンバル機構１３の各軸周りの角度変化から得られる支持構体１５の現在の姿勢に基づき、カメラマウント１２に固定搭載された点検用カメラ２１の底面が常時水平になるとともに点検用カメラ２１の光軸Ｌが常時水平に向くようにジンバル機構１３のピッチ軸モータ１３ａとロール軸モータ１３ｃとを継続的に動作させ、その点検用カメラ２１の水平出しが行われている状態で、上記２つの距離センサ１６がそれぞれ測定した垂直面ＶＰの２箇所までの距離に基づき、点検用カメラ２１が垂直面ＶＰに常に正対するようにジンバル機構１３のヨー軸モータ１３ｅを実質上継続的に動作させる。
【００３９】
図１５は、上記２つの距離センサ１６がそれぞれ測定した垂直面ＶＰの２箇所までの距離に基づいてジンバル制御ユニット１４のマイクロコンピュータが実行するヨー軸モータ１３ｅの制御方法を示す説明図であり、図示のようにマイクロコンピュータは、ステップＳ１およびＳ２で、２つの距離センサ１６が測定した距離センサ値１および距離センサ値２を入力し、ステップＳ３で、それらの距離センサ値１，２に基づきヨー軸モータ１３ｅへの、点検用カメラ２１の光軸Ｌを垂直面ＶＰに直交させる指令値を演算し、ステップＳ４で、そのモータ指令値をヨー軸モータ１３ｅに与える、という処理を所定の短時間毎に繰り返し実行し、点検用カメラ２１がその左右方向の向きに関して垂直面ＶＰに実質上常に正対するようにジンバル機構１３を動作させる。
【００４０】
上述のように構成されたこの実施形態の垂直面点検システム１にあっては、垂直面点検用カメラ安定装置１１がマルチコプタ３１に搭載されるとともに、垂直面点検用カメラ安定装置１１のカメラマウント１２に点検用カメラ２１が搭載され、マルチコプタ３１が、検査員による操縦装置の手動操作で遠隔操縦されるとともに制御装置３７および飛行用視覚システムの補助を受けて、橋梁の橋脚等の点検対象の垂直面ＶＰの近傍位置を飛行し、好ましくはその近傍位置で空中静止し、その飛行もしくは空中静止に伴い、ジンバル機構１３が、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りにカメラマウント１２の向きを変更し、点検用カメラ２１の左右方向に互いに離間した２箇所でカメラマウント１２に固定された２つの距離センサ１６が、それら２箇所から垂直面ＶＰの２箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定してジンバル制御ユニット１４に送る。
【００４１】
そしてジンバル制御ユニット１４が、２つ距離センサ１６がそれぞれ測定した垂直面ＶＰまでの距離のデータをその距離測定時の時間情報と一緒にメモリ等に記録するとともに、それら垂直面ＶＰの２箇所までの距離とそのジンバル制御ユニット１４自身の３軸角速度センサが検出した支持構体１５の現在の姿勢とに基づき点検用カメラ２１が垂直面ＶＰに常に正対するようにジンバル機構１３の動作を継続的に制御し、点検用カメラ２１が、操縦装置の手動操作で任意の時点から撮影を開始してその垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画を継続的に撮影し、その動画または静止画を録画時の時間情報と一緒にメモリカード等に録画し、マルチコプタ３１の飛行終了後に点検用カメラ２１からその動画または静止画の画像データを読み出すとともにジンバル制御ユニット１４から記録した距離のデータを読み出して、それら画像データと距離データとをそれぞれの時間情報を用いて同期させることで、点検用カメラ２１が垂直面ＶＰに正対した状態で録画した動画または静止画の画像データが得られる。
【００４２】
なお、点検用カメラ２１が、撮影した垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画を録画時の時間情報と一緒にメモリカード等に録画するのに代えて、もしくは加えて、ジンバル制御ユニット１４が、距離データ同期出力手段として、その動画または複数枚の静止画を録画時の時間情報と一緒に操縦装置に送信し、操縦装置の画面上に実質上実時間で表示させてもよい。
【００４３】
従って、この実施形態の垂直面点検システム１によれば、垂直面点検システム１のマルチコプタ３１による点検用カメラ２１の支持剛性や支持精度が充分高くなくても、そこに設けたこの実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１が点検用カメラ２１を点検対象の垂直面ＶＰに常に正対させておくことができるので、垂直面ＶＰに常に正対したその点検用カメラ２１で垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画を撮影することで、垂直面ＶＰの点検用画像を確実に得ることができる。
【００４４】
しかも、この実施形態の垂直面点検システム１によれば、周囲の気流や気象等の条件によってマルチコプタ３１の飛行姿勢がさほど安定しなくても、あるいはマルチコプタ３１の飛行モータ３４の制御のための３軸角速度センサや３軸加速度センサからの信号に基づく制御装置３７の負荷が大きくなっても、制御装置３７とは別個に設けられたジンバル制御ユニット１４で制御されるジンバル機構１３によって点検用カメラ２１を点検対象の垂直面ＶＰに常に正対させておくことができるので、垂直面ＶＰの点検用画像を確実に得ることができる。
【００４５】
図１６は、台車から吊り下げたポールの先端部に上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１を点検用カメラ２１とともに搭載したこの発明の他の一実施形態の垂直面点検システム２を示す斜視図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【００４６】
この実施形態の垂直面点検システム２は、上記実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１と、その垂直面点検用カメラ安定装置１１のカメラマウント１２に所定の配置で着脱可能に固定搭載された点検用カメラ２１と、垂直面点検用カメラ安定装置１１を介して点検用カメラ２１を構造物の点検対象の垂直面の近傍に配置する、カメラ配置手段としての台車型点検装置５１とを具えており、垂直面点検用カメラ安定装置１１は上述の如く、カメラマウント１２の向きを変更するジンバル機構１３を有するとともに、カメラマウント向き制御手段としてのジンバル制御ユニット（ＧＣＵ）１４を有している。また、点検用カメラ２１は、高解像度の通常のデジタルカメラであり、撮影対象の動画または複数枚の静止画を継続的に撮影してその動画または静止画の画像データを録画および／または出力することができる。
【００４７】
台車型点検装置５１は、点検対象の垂直面ＶＰを有する橋梁Ｂの床板Ｐ上、例えば側部の歩道上に配置されるとともに下部に複数のキャスタ５２ａを設けられて移動可能とされた台車５２と、その台車５２上に搭載されるとともに後述の如く垂直面点検用カメラ安定装置１１とそのカメラマウント１２に着脱可能に固定搭載された点検用カメラ２１との動作を制御し、さらにその点検用カメラ２１から送られてくる橋梁Ｂの橋桁Ｇの上下フランジ間のウエブの表面である垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画の画像をその撮影時の時間情報および垂直面点検用カメラ安定装置１１の２つの距離センサ１６が測定した垂直面ＶＰの２箇所までの距離とともに記録し、および／またはディスプレイ装置の画面上に表示するパーソナルコンピュータ５３とを有している。
【００４８】
台車５２上にはさらに、概略水平に延在するポール支持フレーム５４の基端部が固定され、そのポール支持フレーム５４の先端部は、橋梁Ｂの高欄Ｈを越えて床板Ｐの外に突出して縦ポール５５の上部を回動可能に支持し、縦ポール５５は、多重筒状をなして概略垂直に延在するとともに、図示しないウインチから出し入れされるワイヤ５６の先端を下端部に連結されてそのウインチの操作で伸縮し、縦ポール５５の下端部は、概略水平に延在する横ポール５７の後端部付近の中間部を支持し、その横ポール５７の先端部は、床板Ｐの下方で概略垂直に延在して橋桁Ｇ間に入り込む入り込みポール５８の下端部を支持し、入り込みポール５８の上端部は、垂直面点検用カメラ安定装置１１と、その垂直面点検用カメラ安定装置１１のカメラマウント１２に所定の配置で着脱可能に固定搭載された点検用カメラ２１とを支持している。また、横ポール５７の後端部には、垂直面点検用カメラ安定装置１１と点検用カメラ２１と横ポール５７の中間部から先の部分との重量に対し横ポール５７の中間部から後ろの部分でバランスをとって横ポール５７を概略水平に維持するためのウエイト５９が設けられている。
【００４９】
上述のように構成されたこの実施形態の垂直面点検システム２にあっては、垂直面点検用カメラ安定装置１１が台車型点検装置５１に搭載されるとともに、垂直面点検用カメラ安定装置１１のカメラマウント１２に点検用カメラ２１が搭載され、台車型点検装置５１が、横ポール５７を橋桁Ｇに沿わせて配置した状態で検査員Ｃによるウインチの操作で縦ポール５５を伸張し、次いで検査員Ｃによる縦ポール５５の回動操作で横ポール５７の先端部および入り込みポール５８を橋桁Ｇの下方に配置し、その後に縦ポール５５を短縮させて入り込みポール５８を橋桁Ｇ間に入り込ませることで、点検対象の垂直面ＶＰの近傍位置に垂直面点検用カメラ安定装置１１および点検用カメラ２１を配置し、その配置に伴い、ジンバル機構１３が、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りにカメラマウント１２の向きを変更し、点検用カメラ２１の左右方向に互いに離間した２箇所でカメラマウント１２に固定された２つの距離センサ１６が、それら２箇所から垂直面ＶＰの２箇所までの距離をそれぞれ継続的に測定してジンバル制御ユニット１４に送る。
【００５０】
そしてジンバル制御ユニット１４が、２つ距離センサ１６がそれぞれ測定した垂直面ＶＰの２箇所までの距離のデータをその距離測定時の時間情報と一緒にメモリ等に記録するとともに、それら垂直面ＶＰまでの距離とそのジンバル制御ユニット１４自身の３軸角速度センサが検出した支持構体１５の現在の姿勢とに基づき点検用カメラ２１が垂直面ＶＰに常に正対するようにジンバル機構１３の動作を継続的に制御し、点検用カメラ２１が、パーソナルコンピュータ５３からの指令で任意の時点から撮影を開始してその垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画を継続的に撮影し、その動画または複数枚の静止画を録画時の時間情報と一緒にメモリカード等に録画し、点検終了後にパーソナルコンピュータ５３が、点検用カメラ２１からその動画または複数枚の静止画の画像データを読み出すとともにジンバル制御ユニット１４から記録した距離のデータを読み出して、それら動画データと距離データとをそれぞれの時間情報を用いて同期させることで、点検用カメラ２１が垂直面ＶＰに正対した状態で録画した動画または複数枚の静止画の画像データを取得し、その動画または複数枚の静止画をディスプレイ装置の画面上に表示する。
【００５１】
なお、点検用カメラ２１が、撮影した垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画を録画時の時間情報と一緒にメモリカード等に録画するのに代えて、もしくは加えて、ジンバル制御ユニット１４が、距離データ同期出力手段として、その動画または複数枚の静止画を録画時の時間情報と一緒にパーソナルコンピュータ５３に送り、パーソナルコンピュータ５３がその動画または複数枚の静止画をディスプレイ装置の画面上に実質上実時間で表示してもよい。
【００５２】
従って、この実施形態の垂直面点検システム２によれば、垂直面点検システム２の台車型点検装置５１による点検用カメラ２１の支持剛性や支持精度が充分高くなくても、そこに設けたこの実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１が点検用カメラ２１を点検対象の垂直面ＶＰに常に正対させておくことができるので、垂直面ＶＰに常に正対したその点検用カメラ２１で垂直面ＶＰの動画または複数枚の静止画を撮影することで、垂直面ＶＰの点検用画像を確実に得ることができる。
【００５３】
図１７は、距離センサ１６として一台の２次元点群センサを搭載したこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置の他の一実施形態としての湾曲面点検用カメラ安定装置１１Ａを、マルチコプタを省略した状態で点検用カメラ２１とともに示す斜視図であり、この実施形態の湾曲面点検用カメラ安定装置１１Ａも、先の実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１と同様にしてマルチコプタ３１に搭載して、この発明の点検対象面点検システムの他の一実施形態を構成し、先の実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５４】
ここで、距離センサ１６としての２次元点群センサは、カメラマウント１２の下面に固定されたセンサ基部１６ｃと、そのセンサ基部１６ｃに設けられたモータでジンバル機構１３のｚ軸（ヨー軸）と平行な軸線周りに連続的に回動駆動されるレーザスキャナ部１６ｄとを有しており、レーザスキャナ部１６ｄはレーザ光を実質的に連続的に出力して対象物からの反射光を受光し、その反射光から三角測量の原理で対象物との距離を測定する。これにより距離センサ１６はｚ軸（ヨー軸）と直交する平面で切断した点検対象面の断面形状を点群として実質上連続的に取得することができ、この実施形態の湾曲面点検用カメラ安定装置１１Ａは、その距離センサ１６が取得した点検対象面の断面形状に基づき、その断面形状が例え橋脚の側部のように水平方向に湾曲していても点検用カメラ２１をジンバル機構１３のヨー軸周りに関して点検対象面に正対させ続けることができる。
【００５５】
なお、このような２次元点群センサとしては、例えばＳｈｅｎｚｈｅｎ  Ｙｕｅｄｅｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社が製造する３６０°レーザスキャナ、商品名ＹＤＬＩＤＥＲＸ４を使用することができる。
【００５６】
図１８は、距離センサ１６として３次元点群センサを搭載したこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置のさらに他の一実施形態としての下向き面点検用カメラ安定装置１１Ｂを、マルチコプタを省略した状態で点検用カメラ２１とともに示す斜視図であり、この実施形態の下向き面点検用カメラ安定装置１１Ｂも、先の実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１と同様にしてマルチコプタ３１に搭載して、この発明の点検対象面点検システムの他の一実施形態を構成し、先の実施形態の垂直面点検用カメラ安定装置１１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５７】
ここで、距離センサ１６としての３次元点群センサは、カメラマウント１２の下面に固定されたセンサ本体１６ｅと、そのセンサ本体１６ｅの正面左右に配置された２台の赤外線カメラ１６ｆと、それらの赤外線カメラ１６ｆの間に配置されて正面の一定範囲に多数のドットからなるドットパターンを赤外線で照射するプロジェクタ１６ｇと、センサ本体１６ｅ内に収納された図示しない演算処理回路とを有しており、その演算処理回路は、プロジェクタ１６ｇが照射して２台の赤外線カメラ１６ｆが撮影した点検対象面の表面上のドットパターンの各ドットの視差から点検対象面の３次元形状を求め、その形状データを出力することができ、この実施形態の下向き面点検用カメラ安定装置１１Ｂは、その距離センサ１６が取得した点検対象面の３次元形状に基づき、姿勢センサからのデータに代えてあるいは加えて、距離センサ１６から点検用カメラの左右方向および上下方向に互いに離間した点検対象面の複数箇所までの距離から、ジンバル機構１３のピッチ軸、ヨー軸およびロール軸周りの点検用カメラ２１の姿勢を点検対象面に常に正対するように制御することができ、これにより、その点検対称面の３次元形状が例え橋桁の下面のように斜め下や真下に向く下向き面であったとしても点検用カメラ２１をジンバル機構１３の直交３軸周りに関して点検対象面に正対させ続けることができる。
【００５８】
なお、このような３次元点群センサとしては、例えばインテル株式会社が販売する、商品名リアルセンスデプスカメラ  Ｄ４３５を使用することができる。
【００５９】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、カメラ配置手段としての無人飛行体は、上記例のマルチコプタ３１に限られず、他の構成や機能を持つものであってもよい。
【００６０】
また、カメラマウントに固定されて点検対象面の複数個所までの距離を継続的に測定する距離センサは、上記例における超音波式やレーザ式や光学式等の非接触式センサに限られず、点検対象面点検システムの点検対象等に応じて正確な距離測定ができるものを適宜選択することができる。
【００６１】
さらに、図１７に示す湾曲面点検用カメラ安定装置や図１８に示す下向き面点検用カメラ安定装置を搭載するカメラ配置手段は、図１に示す実施形態の点検対象面点検システムにおける無人飛行体に代えて、図１６に示す実施形態の点検対象面点検システムにおける台車としても良く、他の構成のものとしても良い。
【００６２】
さらに、カメラ配置手段が点検対象面点検用カメラ安定装置を介して点検用カメラを点検対象面の近傍に充分な精度で安定して配置できる場合には、そのカメラ配置手段が、カメラマウント向き変更機構およびカメラマウント向き制御手段を兼ねるように、点検対象面点検システムを構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
かくしてこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置によれば、点検対象面点検システムによる当該点検対象面点検用カメラ安定装置の支持剛性や支持精度が充分高くなくても、距離センサがそれぞれ測定した点検対象面の複数箇所までの距離と当該垂直面点検用カメラ安定装置が有する姿勢センサが検出したカメラ安定装置の姿勢とに基づいて点検用カメラを点検対象面に常に正対させておき、その点検用カメラで点検対象面の動画または複数枚の静止画を撮影することで、点検対象面の点検用画像を確実に得ることができる。
【００６４】
そしてこの発明の点検対象面点検システムによれば、点検対象面点検システム自体による点検用カメラの支持剛性や支持精度が充分高くなくても、そこに設けたこの発明の点検対象面点検用カメラ安定装置が、基本位置で互いに直交する３軸の各軸周りに関して点検用カメラを点検対象面に常に正対させておくことができるので、点検対象面に常に正対したその点検用カメラで点検対象面の動画または複数枚の静止画を撮影することで、点検対象面の点検用画像を確実に得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，２  垂直面点検システム
１１  垂直面点検用カメラ安定装置
１１Ａ  湾曲面点検用カメラ安定装置
１１Ｂ  下向き面点検用カメラ安定装置
１２  カメラマウント
１２ａ  カメラ支持部材
１２ｂ  カメラ押さえ部材
１３  ジンバル機構
１３ａ  ピッチ軸モータ
１３ｂ  中間ブラケット
１３ｃ  ロール軸モータ
１３ｄ  基部ブラケット
１３ｅ  ヨー軸モータ
１４  ジンバル制御ユニット
１５  支持構体
１５ａ  カメラベースプレート
１５ｂ  ジョイントベースプレート
１５ｃ  ロックプレート
１５ｄ  支柱
１６  距離センサ
２１  点検用カメラ
３１  マルチコプタ
３２  機体
３２ａ  腕
３２ｂ  搭載面
３３  バッテリ
３４  飛行モータ
３５  可変ピッチロータ
３６  サーボモータ
３７  制御装置
３８  保護枠
３９  スキッド
４０  ビジョンユニット
４１  視覚処理ユニット
５１  台車型点検装置
５２  台車
５２ａ  キャスタ
５３  パーソナルコンピュータ
５４  ポール支持フレーム
５５  縦ポール
５６  ワイヤ
５７  横ポール
５８  入り込みポール
５９  ウエイト
Ｂ  橋梁
Ｃ  検査員
Ｄ  機体の下方
Ｆ  機体の前方
Ｇ  橋桁
Ｈ  高欄
Ｌ  光軸
Ｐ  床板
ＶＰ  垂直面
【図１】
2019126032.tif 000003
【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】
2019126032.tif 000018
【図１７】
2019126032.tif 000019
【図１８】
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