(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の独立した無人移動輸送手段（１２）を用い、
前記無人移動輸送手段（１２）の各々に、前記無人移動輸送手段（１２）を自律的に動作可能とする制御誘導システム（３０）を配備し、
検査対象の構造物に対する前記無人移動輸送手段（１２）の各々の進行経路を前記構造物（１４）の指定された部分を検査するために各無人移動輸送手段（１２）について独特な経路を辿らせるように規定する各無人移動輸送手段（１２）について独特の動作プログラム（３０Ａ）により、前記無人移動輸送手段（１２）の各々をプログラミングし、
前記無人移動輸送手段（１２）が前記構造物（１４）の周囲を進行する群を協働して形成するように、前記無人移動輸送手段（１２）の各々を配備し、
前記無人移動輸送手段（１２）を用いて、当該無人移動輸送手段がそれぞれの前記動作プログラムを実行する際に前記構造物（１４）の一部に関する検査データを得ること
を含み、
遠隔集中検査ステーション（１８）を用いて前記無人移動輸送手段（１２）と通信し、前記無人移動輸送手段（１２）の１つが動作不能となったとき、残りの無人移送輸送手段によって全検査課題が完了可能なように、残りの無人移動輸送手段（１２）に関連付けられた前記動作プログラム（３０Ａ）を即時に無線で変更することをさらに含む、構造物の検査方法。
【請求項２】
前記無人移動輸送手段（１２）を用いて前記構造物（１４）の一部に関する検査データを得ることが、前記無人移動輸送手段（１２）のうちの少なくとも１つの上のカメラ（３８、４０、４２）を用いて前記構造物（１４）の一部の画像を撮影することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無人移動輸送手段（１２）の各々は、それぞれの前記動作プログラム（３０Ａ）を実行しながら前記構造物（１４）の部分の画像を得る、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無人移動輸送手段（１２）の各々は、前記独特な経路を辿りながら前記構造物（１４）の複数の画像を得る、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記無人移動輸送手段（１２）の各々が、搭載メモリ（５２）に前記構造物の前記複数の画像を保存する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記保存画像が映像ストリームを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記無人移動輸送手段（１２）のうちの少なくとも１つを用いて、前記検査データを遠隔集中検査ステーション（１８）へ無線通信して分析することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
複数の無人移動輸送手段（１２）を用いることが、複数の無人回転翼機（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）を用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数の無人移動輸送手段（１２）を用いることが、
複数の無人陸上輸送手段（１２’）、
複数の無人航空輸送手段（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）、および
複数の無人海洋輸送手段（１２’’）
のうちの１つを用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数の独立した無人移動輸送手段（１２）を用い、
前記無人移動輸送手段の各々に、前記無人移動輸送手段（１２）の各々を自律的に動作可能とする制御誘導システム（３０）を装備し、
検査対象の構造物（１４）の指定された部分を検査するために前記無人移動輸送手段（１２）の各々について独特な経路を辿らせるように各無人移動輸送手段（１２）について独特な進行経路を規定する各無人移動輸送手段（１２）について独特の動作プログラム（３０Ａ）により、前記無人移動輸送手段（１２）の各々をプログラミングし、
前記無人移動輸送手段（１２）が前記構造物の周囲を進行する群を協働して形成するように、前記無人移動輸送手段（１２）の各々を配備し（１０４）、
前記無人移動輸送手段（１２）を用いて、前記無人移動輸送手段（１２）の各々がそれぞれの前記動作プログラム（３０Ａ）を実行する際に前記構造物（１４）の部分の画像を得て（１０６）、
前記無人移動輸送手段（１２）の各々に前記画像を遠隔集中検査ステーション（１８）へ無線送信させる（１０８）こと
を含み、
前記無人移動輸送手段（１２）の各々に、前記無人移動輸送手段（１２）の１つが動作不能となったときに、残りの無人移送輸送手段（１２）によって全検査課題が完了可能なように複数の予め保存された代替飛行計画のうちのどの１つを残りの無人移動輸送手段（１２）により実施すべきかを即時に決定する動的飛行再割当て計画システム（６４）を装備することをさらに含む、構造物の検査方法。
【請求項１１】
複数の無人移動輸送手段（１２）を用いることが、
複数の空中移動輸送手段（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）、
複数の移動陸上輸送手段（１２’）、および
複数の移動海洋輸送手段（１２’’）
のうちの少なくとも１つを用いることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数の無人移動輸送手段（１２）を用いることが、複数の無人回転翼機を用いることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記無人移動輸送手段（１２）を用いて前記構造物（１４）の部分の画像を得ることが、
前記構造物（１４）の部分のカラー画像、
前記構造物（１４）の部分のカラー映像、
前記構造物（１４）の部分の白黒画像、
前記構造物（１４）の部分の赤外線画像、および
前記構造物（１４）の部分の赤外線映像
のうちの少なくとも１つを得ることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記無人移動輸送手段（１２）の各々に、当該無人移動輸送手段の動作パラメータの少なくとも１つを監視する健全性監視システム（４６）を装備することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記遠隔集中検査ステーション（１８）へ前記画像を即時に提供する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記無人移動輸送手段（１２）の各々に、前記構造物（１４）から発せられる音声信号を傍受する音声傍受装置（４４）を装備することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
複数の独立した無人移動輸送手段（１２）を含む、構造物（１４）の検査システムであって、
前記無人移動輸送手段（１２）の各々が、前記無人移動輸送手段（１２）の各々を自律的に動作可能とする制御誘導システム（３０）を有し、
前記無人移動輸送手段（１２）の各々が、検査対象の構造物（１４）の指定された部分を検査するために前記無人移動輸送手段（１２）の各々について独特な進行経路を辿らせるように規定する各無人移動輸送手段（１２）について独特の動作プログラム（３０Ａ）を含むことにより、動作中に、前記無人移動輸送手段（１２）が前記構造物（１４）の周囲を移動する群を協働して形成し、かつ、
前記無人移動輸送手段（１２）の少なくとも１つが、それぞれの前記動作プログラム（３０Ａ）を実行しながら前記構造物（１４）の一部の画像を得る撮像装置（３８、４０、４２）を含み、
前記遠隔集中検査ステーション（１８）が、前記無人移動輸送手段（１２）の１つが動作不能となったとき、残りの無人移送輸送手段（１２）によって全検査課題が完了可能なように、残りの無人移動輸送手段（１２）に新たな進行経路を割り当てるために前記少なくとも１つの無人移動輸送手段（１２）へ異なる動作プログラム（３０Ａ）を無線通信するための無線送受信機（２６）を含む、システム。
【請求項１８】
前記無人移動輸送手段（１２）の各々と無線通信状態にある遠隔集中検査ステーション（１８）をさらに含み、
前記無人移動輸送手段（１２）の少なくとも１つが、前記画像を前記遠隔集中検査ステーション（１８）へ無線送信するための無線送受信機（３４）を含む、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、検査作業を行うためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、複数の無人移動輸送手段による構造物または物体の遠隔検査を可能とするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本項の記述は、本開示に関連する背景情報を単に提供するものであり、先行技術を構成するものではない。
【０００３】
構造物およびさまざまな種類の物体の直接人間が行う検査は、時間がかかり、高価であり、困難であり、かつ、個人が行うにはしばしば危険である可能性がある。検査に著しい難題を投げかける構造物として、橋、ダム、堤防、発電所、送電線または電力網、水処理設備、精油所、化学処理工場、高層ビル、電車に関連する構造基盤およびモノレール支持構造物などはほんの一例である。
【０００４】
静止カメラ（固定配置カメラ）を用いて定期的な目視検査を要する構造物または物体の定期的な画像を提供しても、その効果は限定的である。静止カメラは、視野が限られている。したがって、何百メートルもまたはそれ以上延びる送電線のような広い領域の検査は、数多くのそのようなカメラを用いなければ困難または不可能である。そのうえ、一旦カメラが所定の位置に取り付けられると、修理や整備のために容易にはアクセスできない可能性がある。カメラの取り付けにより、信頼性を低下させかねない要素にカメラを晒さねばならない、かつ／または、カメラの動作コストが必要となるかもしれない。
【０００５】
橋の構造部分の定期的な画像を得るために橋の先端付近に取り付けられた静止カメラはまた、修理または整備が必要となった場合に個人のアクセスが困難かつ／またはコストがかかる可能性がある。橋、ダムなどの上部先端に取り付けられたカメラへのアクセスを個人に求める行為は、そのような課題を担当する一人または複数の作業員に対して人間の安全性に著しい危険を伴う可能性もある。
【０００６】
時として、構造基盤が検査を要するかもしれず、その際、環境的、化学的または生物学的要素により、検査が、人間である作業員に対して健康面での著しい危険をもたらすであろう場合がある。そのような状況は、有害化学物質が存在する可能性のある領域において、設備の一部またはその内部で動作している機械の定期的通常検査が必要である製造設備内で見受けられるかもしれない。海上石油掘削施設の構造部分の検査は、環境的要因により、人間による施設のさまざまな部分の検査が危険要因と背中合わせとなり得る別の例であろう。さらに他の構造物、例えば、山脈に位置する大規模アンテナまたは望遠鏡は、人間による検査が、個人の安全に著しい危険を与える状況をもたらし得る。
【０００７】
検査用途によっては、さまざまな構造基盤の検査に有人ヘリコプターを用いてきた。しかしながら、有人ヘリコプターは、資産コスト（ヘリコプター、燃料および整備）および運転コスト（操縦士の給与）の点において運転が高価となり得る。これに加えて、検査は、操縦士およびヘリコプターの入手可能な数により限定され、かつ、暴風雨または砂塵嵐の際といったいくつかの場合において危険であり得る。また、有人ヘリコプターの使用は、悪天候時は単に不可能であることもある。
【０００８】
遠隔操作（ＲＣ）ヘリコプターは、コストがより低いが、熟練したＲＣ操縦士を要するので、複数のヘリコプターにより広い領域を検査すると、費用のかかる熟練ＲＣ操縦士が数多く必要となる。これに加えて、精密検査および検査動作が行われる期間は、ＲＣ操縦士およびＲＣヘリコプターの入手可能な数のせいで限定される可能性がある。
【発明の概要】
【０００９】
一態様において、本開示は、構造物の検査方法に関する。該方法は、
複数の独立した無人移動輸送手段を用い、
各無人移動輸送手段を自律的に動作可能とする制御誘導システムを無人移動輸送手段の各々に備え、
検査対象の構造物に対する各無人移動輸送手段用の進行経路を規定する動作プログラムにより各無人移動輸送手段をプログラミングし、
無人移動輸送手段が構造物の周囲を進行する群を協働して形成するように、各無人移動輸送手段を配備し、
無人移動輸送手段の少なくとも１つを用いて、当該無人移動輸送手段がそれぞれの動作プログラムを実行する際に構造物の一部に関する検査データを得ること
を含んでいてもよい。
【００１０】
別の態様において、構造物の検査方法を開示する。該方法は、
複数の独立した無人移動輸送手段を用い、
各無人移動輸送手段を自律的に動作可能とする制御誘導システムを無人移動輸送手段の各々に備え、
検査対象の構造物に対する各無人移動輸送手段用の独特な進行経路を規定する動作プログラムにより各無人移動輸送手段をプログラミングし、
無人移動輸送手段が構造物の周囲を進行する群を協働して形成するように、各無人移動輸送手段を配備し、
無人移動輸送手段を用いて、各無人移動輸送手段がそれぞれの動作プログラムを実行しながら構造物の部分の画像を得て、
各無人移動輸送手段に画像を遠隔集中検査ステーションへ無線送信させること
を含んでいてもよい。
【００１１】
本開示の別の態様において、構造物の検査システムを開示する。該システムは、
複数の独立した無人移動輸送手段を含んでいてもよく、
無人移動輸送手段の各々が、各無人移動輸送手段を自律的に動作可能とする制御誘導システムを有し、
無人移動輸送手段の各々が、検査対象の構造物に対する各無人移動輸送手段用の進行経路を規定する動作プログラムを含み、その結果、動作中に、無人移動輸送手段が構造物の周囲を移動する群を協働して形成し、かつ、
無人移動輸送手段の少なくとも１つが、それぞれの動作プログラムを実行しながら構造物の一部の画像を得る撮像装置を含む。
【００１２】
適用可能性のさらなる領域は、ここに示す説明から明らかとなる。説明および具体例は、例示目的のみを意図しており、本開示の範囲を限定するよう意図するものではないことは、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
ここに説明する図面は、例示のみを目的としており、本開示の範囲をいかようにも限定するよう意図されていない。
【図１】図１は、本開示に係るシステムの一実施構成のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示したＵＡＶの各々に搭載可能な搭載システムのブロック図である。
【図３】図３は、図１のシステムにより行うことができる主要な動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、かつ、本開示、用途または使用を限定するよう意図されてはいない。
【００１５】
図１を参照すると、構造物を検査するためのシステム１０が示されている。システム１０は、定期的検査を要する構造物１４の周りを移動している使用可能な複数の無人移動輸送手段１２を含む。本実施例において、無人移動輸送手段は、無人航空輸送手段として、具体的には、無人回転翼機（以下、単に「ＵＡＶ」１２と呼ぶ）として示されているが、無人地上輸送手段１２’および（水面と水中の両方の）無人船舶１２’’といった他の形態の無人輸送手段が、本発明のシステム１０とともに用いられるために容易に適合可能であろうことは理解される。また、構造物１４は、橋として示されているが、システム１０は、送電線、発電設備、電力網、ダム、堤防、競技場、大建築物、大型アンテナおよび望遠鏡、水処理設備、精油所、化学処理工場、高層ビルならびに電車に関連する構造基盤およびモノレール支持構造物に限定されないがこれらを含む広範な他の構造物の検査に用いられるために同様に良好に適合される。システム１０はまた、製造設備および倉庫といった大建築物内部での使用に特に適している。有人輸送手段または人間による遠隔操作（ＲＣ）輸送手段により検査するには困難であるか、コストがかかるか、危険すぎるであろう事実上いかなる構造物も、システム１０を用いて潜在的に検査可能である。
【００１６】
図１では、図面が煩雑にならないように５機のＵＡＶ１２ａ〜１２ｅのみを示している。しかしながら、より多くのまたはより少ない複数のＵＡＶ１２を実施して、特定の検査課題の必要性を満たすことができるであろうことは理解される。図１に示されている橋１４のような大型構造物に対して、潜在的には１０〜２０機のＵＡＶ１２が望まれるかもしれない。より小型の構造物には、必要とされる検査課題を行うのに２〜５機のＵＡＶしか必要でないかもしれない。各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅは、予めプログラムされた飛行計画にしたがってＵＡＶ１２を航行し、かつ、検査されている構造物用の検査データを得られるようにすることができる搭載システム１６を含む。検査データは、以下の段落においてより詳細に説明するように、画像、映像または音声データを含むことができる。
【００１７】
各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅに搭載される予めプログラムされた飛行計画により、各ＵＡＶは、構造物の一部の周りの独特な飛行経路を辿ることができる。例えば、ＵＡＶ１２ａは、自らが橋１４へと飛行し、柱１４ａの周りを繰り返し旋回することができるようにする飛行計画を含んでいてもよい一方、ＵＡＶ１２ｂの飛行プログラムは、ＵＡＶ１２ｂを経路１４ｂに沿って上下に飛行させる。ＵＡＶ１２ｃは、橋１４の下方をその水平鉄骨構造にぴったりと沿って前後に飛行するよう指定されてもよい。したがって、各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｂについて、予めプログラムされた飛行計画（よって飛行経路）は、独特であり、かつ検査を意図されている構造物の指定された部分に対して形成されている。このように、各ＵＡＶ１２は、橋１４の特定の指定部分を横切ることができる。ひとたび飛行すると、ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅは、その他の場合は有人輸送手段が検査するには困難であり、コストがかかり、かつ／または危険である可能性がある構造物のさまざまな領域の極めて徹底した検査を可能とする輸送手段「群」として捉えられるものを形成する。一般的に、任意の検査課題において使用される複数のＵＡＶ１２の数が多いほど、該検査課題の完了に要する時間が短くなるだろう。
【００１８】
検査用途について、無人ヘリコプターのような無人回転翼機は、ＵＡＶ１２としての使用に特に有利であろうと予想される。これは、無人ヘリコプターが空中で停止し、非常に低速で移動できる能力によるものである。遠隔操作無人ヘリコプターの垂直離着陸能力もまた、多くの用途において、特に構造物または製造工場、倉庫などのような設備の内部で運転する際、または、数多くの高い構造物（例えば、煙突）が密集している可能性のある精油所または化学処理設備のような複雑な設備を検査する際に、非常に有利であるかもしれない。これらの用途において、固定翼無人輸送手段の使用は、離着陸用の見通しのきく長距離の領域を必要とし、さまざまな垂直構造物の回りや建築物の内部での操縦は不可能でないにしても困難であろう。必要であれば、空中での停止および／または垂直方向のみの移動能力により、無人遠隔操作ヘリコプターは、固定翼無人輸送手段を用いると検査が困難であるかもしれない場合、橋の垂直支柱、アンテナのような大型垂直構造物の近くを飛行して検査するか、または、ダムのようなその他の垂直表面を詳細に検査することが可能となる。
【００１９】
ＵＡＶ１２は、大型輸送ヘリコプターまたは固定翼航空機といった別の空中輸送手段から配備することも可能であろう。そのような配備は、明らかにＵＡＶ１２用の燃料を節約し、これにより、ＵＡＶ１２が自らの動力で地上の位置から離陸せねばならない場合に可能であろうより長い期間、ＵＡＶ１２が空中に滞在できるだろう。
【００２０】
システム１０はさらに、ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅの各々から無線通信を受信するための遠隔集中検査ステーション１８を含んでいてもよい。集中検査ステーション１８は、アンテナ２０と、コンピュータ制御システム２２と、ＣＲＴ、ＬＣＤまたはプラズマスクリーンといった、検査技師またはオペレータによる視認のための表示装置２４と、無線送受信機とを含んでいてもよい。無線送受信機２６は、コンピュータ制御システム２２と各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅの搭載システム１６との間の無線通信を可能とするためにアンテナ２０と通信状態にある。コンピュータ制御システム２２を用いて、コマンドを送信したり、燃料の残量、電池の残量などといった各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅのさまざまな動作性能パラメータを監視したりしてもよい。コンピュータ制御システム２２はまた、以下の段落で説明するように、ＵＡＶ１２のいずれか１機の飛行計画を変更するコマンドを生成するのに用いられてもよい。
【００２１】
集中検査ステーション１８は、地上ステーションであるとして示されているが、航空機または有人回転翼機上の移動検査ステーション１８’として形成することも同様に容易であろう。地上の移動検査ステーション１８’’を形成することも可能である。よって、集中検査ステーション１８は、必ずしも固定構造物または設備でなくともよい。ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅの各々が、中継衛星２９を介して、かつ／または、広域ネットワークまたはローカルエリアネットワークを用いて集中検査ステーション１８と通信することも可能である。
【００２２】
図２を参照して、各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅに搭載されてもよい搭載システム１６を示す。ただし、各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅに搭載される搭載システム１６は、任意のＵＡＶ１２が検査するようプログラムされた構造物の特定の部分によって種々の構成要素を含む可能性があることは理解されるだろう。したがって、各ＵＡＶの搭載システム１６が同一である必要はない。
【００２３】
搭載システム１６は、メモリ３０Ａからの１つ以上の種々の保存飛行計画を実施することができる誘導制御ハードウェアおよびソフトウェアシステム３０を含んでいてもよい。搭載システム１６は、関連するＵＡＶ１２の向きを制御し、かつ、メモリ３０Ａに保存されている予めプログラムされた飛行計画の実行を支援するための全地球測位システム（ＧＰＳ）／慣性航法システム３２を含んでいてもよい。無線送受信機３４および搭載アンテナ３６は、集中検査ステーション１８との双方向無線電磁波通信を可能とする。
【００２４】
搭載システム１６はまた、集中検査ステーション１８に有用な検査情報を提供するための複数の種々のセンサを含んでいてもよい。例えば、静止カメラ（カラーおよび／または白黒）３８を用いて、検査されている構造物１４の部分の静止画像を得てもよい。ビデオカメラ４０を用いて、橋１４のカラーおよび／または白黒映像を得てもよい。また、赤外線カメラ４２を用いて、赤外線静止画像または赤外線映像を得ることも可能である。音声マイク４４を用いて、検査している構造物から発せられる音声信号を傍受することも可能である。この特徴は、特定の種類の音の存在が今にも起こりそうな機械または構成部品の故障を示しているかもしれない場合に製造設備内部の大型機械の検査にとりわけ貴重である可能性がある。例えば、大型機械の高架部分から聞こえるきしり音の検出は、軸受け故障が起こりそうであることを示しているかもしれないが、そのような音は、その他の雑音源が存在してきしり音を隠している製造設備の床上で作業をしている個人には知覚できない可能性がある。
【００２５】
搭載システム１６はまた、輸送手段健全性監視サブシステム４６と、ＵＡＶ１２上に搭載された電子装置に電力供給するための電池４８と、燃料レベルセンサ５０とを含んでいてもよい。輸送手段健全性監視サブシステム４６を用いて、電池４８の電池レベルおよび燃料溜レベルセンサ５０を監視し、かつ、集中検査ステーション１８へ定期的に送信することができる適切な信号を生成してもよい。ＵＡＶ１２のいずれか１機について問題が生じた場合、例えば、許容不可能なレベルにまで電池電力が急降下した場合、該サブシステムにより、集中検査ステーション１８にこの状況を無線で通知することができる。次いで、集中検査ステーション１８は、他のＵＡＶ１２へ残りのＵＡＶ１２が必要とされる検査課題を終えられるようにする修正飛行プログラムを無線でアップロードしてもよい。
【００２６】
搭載システム１６はまた、検査プロセス中に取り込まれた画像、映像または音声の電子コピーを維持するための画像／音声メモリ５２を任意で含んでいてもよい。この任意選択を実施する場合、外部装置、例えば、ラップトップコンピュータのインタフェース５４への接続を可能とする各ＵＡＶ１２上にインタフェース５４を含め、以前実行された検査プロセス中に得られた保存画像および／または音声のダウンロードに用いてもよい。インタフェース５４は、従来のＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２または他のあらゆる適切なインタフェースにより形成可能である。インタフェース５４はまた、無線接続が画像／音声メモリ５２を用いて可能となるようにブルートゥース技術を用いて実施可能である。インタフェース５４は、ＵＡＶ１２への有線接続によりＵＡＶ１２上で用いられる無線送受信機を必要とすることなくプログラムやその他の情報をアップロードすることができるように用いることも可能である。画像／音声メモリ５２の使用は、獲得された画像および音声データを電磁波信号を介して集中検査ステーション１８へ確実に送信することができる能力に悪影響を及ぼす可能性がある電磁妨害が周期的に高いレベルとなると予測される環境において有利であるかもしれない。
【００２７】
搭載システム１６はまた、超音波センサ、Ｘ線センサ５８、磁気センサ６０またはホール効果センサ６２のような追加のセンサを含んでいてもよい。システム１０が実行に用いられると期待される特定の種類の検査動作により、搭載システムに含まれる必要のある特定の形態のセンサが決まる可能性が高いとされる。
【００２８】
搭載システム１６はまた、動的飛行再割当て計画システム６４を任意で含んでいてもよい。動的飛行計画再割当てシステム６４は、何らかの理由で動作不能となったＵＡＶのうちの１機が、燃料、電池もしくは検出されたセンサ異常によるかまたはその他の何らかの理由で着陸を要する場合に、各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅに用いられる飛行計画の動的変更に用いてもよい。「動的」変更とは、システム６４が、検査課題全体が残りのＵＡＶにより完了可能なように複数の代替飛行計画のうちのいずれの１つを依然として動作している残りのＵＡＶ１２により実施すべきかを自動的かつ事実上即座に決定可能であるということである。したがって、ＵＡＶ１２ａが何らかの理由で動作不能となるか、そのセンサのうちの１つが動作不能となった場合、各ＵＡＶ１２ｂ〜１２ｅの動的飛行計画再割当てシステム６４は、残りのＵＡＶ１２ｂ〜１２ｄが全検査課題の残りを行うことができるように複数の代替の予め保存された飛行計画のうちのいずれの１つを実施すべきかを決定し、次いで、誘導制御ハードウェア３０は、代替飛行計画を即時に実施する。「即時」とは、本質的に即座にという意味である。代替の飛行計画は、動的飛行計画再割当てシステム６４内に含まれるメモリに保存されていてもよく、または、代替の飛行計画は、メモリ３０Ａに保存されていてもよい。
【００２９】
図３を参照して、システム１０の実施の一例の動作を記載したフローチャート１００を示す。動作１０２において、各ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅの飛行計画メモリ３０ａに飛行計画プログラムをロードする。飛行計画は、ＵＡＶ１２が検査するよう割り当てられている橋１４の一指定部分（または複数部分）専用のものである。飛行計画は、これに対応付けられたＵＡＶ１２を、必要な検査データを得るために橋１４の所定部分の十分近くに導く飛行経路上で進行させるようなものであり、本実施例において、該必要な検査データは、静止画像か映像のいずれかであろう。動作１０４において、ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅを配備して、検査「群」を形成する。ＵＡＶ１２は、橋１４に到達すると、各々が検査するよう指定されている橋の部分の検査データを獲得し始める。検査データは、静止画像、映像、音声またはさらにはこれらの組み合わせからなっていてもよい。動作１０８において、ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅは、その送受信機３４およびアンテナ３６を介して集中検査ステーション１８へ獲得した検査データを送信する。あるいは、動作１０８ａに示すように、ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅの各々は、着陸すると、将来のダウンロードのために自らの画像／音声メモリ５２に獲得した検査データを保存することが可能である。
【００３０】
動作１１０において、獲得された検査データがＵＡＶ１２ａ〜１２ｅから無線で送信された場合、次いで、集中検査ステーション１８の表示装置２４および／またはコンピュータ制御システム２２を用いて該データを表示および／または分析してもよい。次いで、動作１１２において、ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅのすべてが正しく動作していることを確認する。ＵＡＶ１２ａ〜１２ｅのいずれかの輸送手段健全性監視サブシステム４６が、構成部品の異常またはＵＡＶの即時着陸を要する異常を報告した場合、この状況が、影響を受けているＵＡＶ１２からの無線信号を介して集中検査ステーション１８へ報告される。この時点で、集中検査ステーション１８のコンピュータ制御システム２２を用いて、依然として動作中であるＵＡＶ１２の各々へ新たな代替の飛行計画を送信してもよい。これにより、残りのＵＡＶ１２が検査課題の残りを行うことができる。上記新たな代替飛行計画は、残りのＵＡＶのすべてではなく、代わりに残りのＵＡＶの１機またはそれ以上にのみ提供することも可能である。次いで、動作１０６〜１１２を繰り返してもよい。あるいは、実施されれば、各ＵＡＶ１２上の動的飛行計画再割当てシステム６４を用いて、残りのＵＡＶが検査課題を完了できるようにする新たな飛行を動的に決定および実施してもよい。
【００３１】
動作１１６において、検査された橋１４の検査済み領域の割合を求める。例えば、橋１４の約９９％が検査されると、欠陥やキズの検出の保証確率がある程度の値に到達したと認めることができ、課題が完了したと考えることができる。動作１１８において検出値の所定の確率を確認して、検査課題が本質的に現在完了しているか否かを求める。完了していれば、動作１２０に示されているようにＵＡＶ１２ａ〜１２ｅは着陸する。完了していなければ、検出値の所定の確率に到達するまで動作１０６〜１１２を繰り返す。
【００３２】
ここに説明したシステム１０および方法論を用いて、静止状態および移動状態の両方の構造物および物体の広い範囲を検査できる。検査を要する可能性のある移動状態の物体の一例は、飛行中の固定翼航空機である。システム１０により、ＵＡＶ１２を用いて、航空機の飛行中に航空機の上方、背後、下方またはことによると前方までも飛行することが可能であろう。ＵＡＶ１２を用いて、即時分析（すなわち、本質的に即座の分析）に用いることができる下げ翼または補助翼の位置といった固定翼航空機の画像または音声データを入手してもよい。あるいは、収集された検査データは、ＵＡＶ１２の各々によりセーブされ、後に分析のためにダウンロードされてもよい。
【００３３】
システム１０の利点は特に、各ＵＡＶ１２により獲得されたデータを集中検査ステーション１８へ即時にダウンリンクすることにより、データの即時分析を可能とするか、または後の分析のためにセーブしてもよいことである。ダウンリンクのためにより広い帯域幅が必要な映像のようなデータに対して、この特徴は、ダウンリンクの帯域幅が限られており、かつ、検査中の構造物におけるいかなる潜在的なキズも人間の安全または財産を脅かす状況を生み出すような性質のものではないある用途においては、有利であるかもしれない。車およびトラックの交通量の多い橋上のように主要な構造上のキズを即座に知らせることが重要であろうさらに他の用途も存在する。そのような場合、橋上で主要な構造上のキズが発見されれば、システム１０の即時ダウンリンク能力により、獲得した検査画像が即時に処理できるようになるだろう。
【００３４】
システム１０および方法論はまた、水中に沈んでいるかまたは部分的に沈んでいる構造物の検査に関して、特に有用であると理解される。適切な沈めることができる無人輸送手段を用いることにより、橋、石油掘削施設の沈んでいる部分および船舶の沈んでいる部分もの画像または映像といった検査データを分析のために入手することができる。
【００３５】
システム１０のさまざまな実施形態はすべて、人間のオペレータが各検査輸送手段を操縦する必要も、各検査輸送手段を遠隔制御する必要もないという利点を提供する。数多くの用途において、これは、大幅なコスト節減をもたらすと予想される。システム１０はまた、人間の安全または健康を著しい危険に晒すであろう検査用途において人間の操縦士を用いなくてもよいという観点からも有益である。
【００３６】
さまざまな実施形態を説明したが、当業者は、本開示から逸脱することなく行われる可能性のある変更または変形を認識するだろう。実施例は、さまざまな実施形態を例示するものであり、本開示を限定するよう意図されてはいない。したがって、説明および請求項は、関連する先行技術を鑑みて必要であるような限定のみとともに寛大に解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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