JP2010006089A - Aerial photographing device of disaster-stricken, damaged and deteriorated state of facility such as for lifeline - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】 たとえば台風の直後等の悪天候下、機体の向きやロータブレードの回転面の傾き等、ラジコンヘリのホバリング姿勢が風向き等によって厳しく制限される状況においても対象を的確に撮像することができる、ラジコンヘリによる空撮装置を提供すること。
【解決手段】 ラジコンヘリコプタに、少なくとも該ヘリコプタを遠隔操縦するための制御装置（ＰＣ）、撮像装置、ＧＰＳ用アンテナ、無線通信装置、バッテリ、およびジャイロスコープを搭載したライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置であって、ラジコンヘリコプタの飛行方向（Ｘ軸）に垂直かつ鉛直方向（Ｚ軸）の軸心回りに３６０°回転自在なスキッドと、該スキッドに搭載され、Ｘ軸に垂直かつ水平方向（Ｙ軸）の軸心回りに回転自在な前記撮像装置の配設用台座を設けてなる。
【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately capture an object even in bad weather such as immediately after a typhoon, even in a situation where the hovering posture of a radio controlled helicopter is severely restricted by the wind direction or the like, such as the orientation of the airframe or the inclination of the rotor blade rotation surface To provide aerial imaging equipment using radio controlled helicopters.
A radio control helicopter is equipped with at least a control device (PC) for remotely maneuvering the helicopter, an imaging device, a GPS antenna, a wireless communication device, a battery, and a facility such as a lifeline equipped with a gyroscope. An aerial imaging device for damage and deterioration, a skid that is perpendicular to the flight direction (X axis) of the radio controlled helicopter and that can rotate 360 ° about the axis in the vertical direction (Z axis), and mounted on the skid, The imaging apparatus is provided with a mounting base that is perpendicular to the axis and rotatable about an axis in the horizontal direction (Y-axis).
[Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、遠隔制御（remote control）或いは自律制御（automatic control）によって飛行する無線操縦ヘリコプタ（radio controlled helicopter、以下、ラジコンヘリと略称する。）によって、台風、地震等の天災に起因する、ライフラインたとえば送電系統等の送電線、電柱、碍子等施設の被災、損傷状況或いは経年変化による送電線、碍子等の劣化状況を、無人のラジコンヘリによって撮像し、これを無線ＬＡＮにより地上基地局へ画像を伝送するライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置に関する。  The present invention relates to life caused by natural disasters such as typhoons and earthquakes by a radio controlled helicopter (hereinafter abbreviated as a radio control helicopter) that flies by remote control or automatic control. Lines such as power transmission lines such as power transmission systems, utility poles, insulators, etc. Damage, damage or deterioration of power transmission lines, insulators, etc. due to secular changes are imaged with an unmanned radio control helicopter, and this is transmitted to the ground base station via wireless LAN The present invention relates to an aerial imaging device for damage, damage, and deterioration of facilities such as lifelines that transmit images.

地震、台風、津波などの災害発生時、送電系統等ライフラインを確保するために、送電線、電柱、碍子等施設の被災、損傷状況の迅速な把握が必要となる。従来、たとえば送電系統にあって、山間地や離島など直接に近づくことが困難な被災現場における倒壊電柱等の損傷状況を、有人ヘリコプタによって確認している。有人ヘリコプタによる被災状況等の確認には飛行高度、天候（風速など）による制約があり、必ずしも状況を的確に捉えることができない問題がある。そこで、これら制約を可及的に排除できる、ライフライン等施設の被災状況の画像情報収集手段が望まれている。  In the event of a disaster such as an earthquake, typhoon, or tsunami, it is necessary to quickly grasp the damage and damage status of facilities such as transmission lines, utility poles, and insulators in order to secure lifelines such as transmission systems. Conventionally, for example, in a power transmission system, a damaged state such as a collapsed power pole in a disaster site that is difficult to approach directly such as a mountainous area or a remote island is confirmed by a manned helicopter. There is a problem that the situation cannot be accurately grasped because there are restrictions on the flight altitude and weather (wind speed, etc.) in the confirmation of the damage situation by the manned helicopter. Therefore, there is a demand for a means for collecting image information about the damage status of facilities such as lifelines, which can eliminate these restrictions as much as possible.

このような要請に応えるものとして、無人飛行体に、カメラと、カメラから出力される映像データを記録する手段を装備した空撮装置であって、飛行中に機体と撮影対象間の距離を測定し、その結果からカメラのズーム倍率を決定して対象を撮影しまた、カメラを上下又は左右に変化させながら対象の映像データを取り込むようにした空撮方法及び装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００６−０２７４４８号公報In response to such demands, an aerial camera equipped with an unmanned air vehicle equipped with a camera and a means for recording video data output from the camera, measuring the distance between the aircraft and the subject during the flight. Then, an aerial photographing method and apparatus have been proposed in which the zoom magnification of the camera is determined based on the result and the object is photographed, and the target video data is captured while the camera is moved up and down or left and right (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2006-027448

上記特許文献１に開示の無人飛行体を利用した空撮装置は、予め設定された所定のルートで無人飛行体を飛行せしめる自律飛行装置と、ＧＰＳ信号から飛行中の位置を特定する飛行位置特定手段と、機体と撮影対象間の距離を測定する測距手段と、カメラのアングル、ズーム倍率、撮影開始及び終了などを制御するカメラ制御手段と、撮影の開始位置、カメラのアングル、撮影開始位置から対象までの距離、カメラのズーム倍率、撮影終了位置などの撮影条件情報の記録手段、撮影開始位置で測距手段を制御して機体と対象間の距離を測定する実距離測定手段と、測定された対象までの実距離と撮影条件情報に記録されている対象までの距離との差からカメラフレーム内で被写体が所定の大きさとなるようにカメラのズーム倍率を算出し、算出されたズーム倍率に前記撮影条件を更新する手段と、前記撮影条件情報に基づき前記各手段を制御する撮影処理制御手段とを機体に備えた構成となっている。  The aerial imaging device using the unmanned air vehicle disclosed inPatent Document 1 includes an autonomous flight device that causes the unmanned air vehicle to fly along a predetermined route set in advance, and a flight position specification that identifies a position in flight from a GPS signal. Means, distance measuring means for measuring the distance between the aircraft and the object to be photographed, camera control means for controlling the camera angle, zoom magnification, photographing start and end, etc., photographing start position, camera angle, photographing start position Recording means for recording shooting condition information such as distance from camera to target, camera zoom magnification, shooting end position, actual distance measuring means for controlling the distance measuring means at the shooting start position and measuring the distance between the aircraft and the target, and measurement The camera zoom magnification is calculated from the difference between the actual distance to the target and the distance to the target recorded in the shooting condition information so that the subject has a predetermined size in the camera frame. And means for updating the photographing condition to the zoom magnification is, the photographing processing control means for controlling said each means based on the imaging condition information has a configuration including the fuselage.

しかしながら、上記特許文献１に開示の無人飛行体を利用した空撮装置は、特許文献１における図１に示されているように、カメラはヘリコプタの前端部に配置されており、たとえば台風の直後等の悪天候下、機体の向きやロータブレードの回転面の傾き等、ラジコンヘリのホバリング姿勢が風向き等によって厳しく制限される状況にあって、たとえば飛行体の後ろ向きの方向に対象がある場合に、対象を所望の角度、距離から的確に撮像することができない問題がある。  However, in the aerial imaging apparatus using the unmanned aerial vehicle disclosed inPatent Document 1, as shown in FIG. 1 inPatent Document 1, the camera is disposed at the front end of the helicopter, for example, immediately after the typhoon. When the hovering posture of the radio control helicopter is severely restricted by the wind direction, etc., such as the orientation of the aircraft and the rotation surface of the rotor blade, etc. under bad weather conditions, such as when there is a target in the backward direction of the aircraft, There is a problem that an object cannot be accurately imaged from a desired angle and distance.

本発明は、上記のような状況においても対象を的確に撮像することができる、ラジコンヘリによる空撮装置を提供することを目的とする。  An object of the present invention is to provide an aerial imaging device using a radio control helicopter that can accurately capture an image of a subject even in the above situation.

上記課題を解決するための本発明は、ラジコンヘリコプタに、少なくとも該ヘリコプタを遠隔操縦するための制御装置（ＰＣ）、撮像装置、ＧＰＳ用アンテナ、無線通信装置、バッテリ、およびジャイロスコープを搭載したライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置であって、前記ラジコンヘリコプタの飛行方向（Ｘ軸）に垂直かつ鉛直方向（Ｚ軸）の軸心回りに３６０°回転自在なスキッドと、該スキッドに搭載され、Ｘ軸に垂直かつ水平方向（Ｙ軸）の軸心回りに回転自在な前記撮像装置の配設用台座を設けてなるライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置である。  The present invention for solving the above-described problems is a life in which a radio control helicopter is equipped with at least a control device (PC) for remotely maneuvering the helicopter, an imaging device, a GPS antenna, a wireless communication device, a battery, and a gyroscope. An aerial imaging device for damage, damage, and deterioration of facilities such as a line, and a skid that can rotate 360 ° about the axis of the radio controlled helicopter in the vertical direction (X axis) and in the vertical direction (Z axis) Damage, damage, or deterioration of facilities such as lifelines that are mounted on the skid and that are provided with a mounting base for the imaging device that is perpendicular to the X axis and rotatable about the axis in the horizontal direction (Y axis) Aerial camera.

本発明によれば、撮像手段はラジコンヘリの進行方向（Ｘ軸）に垂直な上下方向（Ｚ軸）回りに３６０°、Ｘ軸に垂直な水平方向（Ｙ軸）回りに３６０°回転することができるから、たとえば台風の直後等の悪天候下、機体の向きやロータブレードの回転面の傾き等、ラジコンヘリのホバリング姿勢が風向き等によって厳しく制限される状況にあっても、ラジコンヘリの機体の姿勢とは独立に、対象をあらゆる角度から的確に捉えることができる。  According to the present invention, the imaging means rotates 360 ° around the vertical direction (Z axis) perpendicular to the traveling direction (X axis) of the radio control helicopter and 360 ° around the horizontal direction (Y axis) perpendicular to the X axis. Therefore, even if the hovering posture of the radio control helicopter is severely restricted by the wind direction, such as the orientation of the aircraft and the inclination of the rotor blade rotation surface, such as immediately after a typhoon, the radio control helicopter Independent of the posture, the object can be accurately grasped from all angles.

本発明の空撮装置は、ラジコンヘリに、少なくとも１台の小型ＰＣ（飛行制御、撮像制御、無線通信制御用、飛行データ、撮像データ収集用）、撮像装置（ビデオカメラ）、ＧＰＳ（global positioning system）アンテナ、ジャイロスコープ、無線通信装置、バッテリを搭載したものである。本発明においては、撮像装置が、ラジコンヘリの機体下部のスキッドに搭載されている。前記スキッドは、ラジコンヘリの飛行（進行）方向（Ｘ軸）に垂直な上下方向（Ｚ軸）回りに３６０°回転自在に構成される。而してスキッドは、機体下部のフレームに固設されているサーボモータによって、Ｚ軸回りに回転駆動される。  The aerial imaging apparatus of the present invention includes a radio control helicopter, at least one small PC (for flight control, imaging control, wireless communication control, flight data, imaging data collection), an imaging apparatus (video camera), GPS (global positioning). system) An antenna, a gyroscope, a wireless communication device, and a battery are installed. In the present invention, the imaging device is mounted on the skid at the lower part of the radio controlled helicopter. The skid is configured to be able to rotate 360 ° around the vertical direction (Z axis) perpendicular to the flight (traveling) direction (X axis) of the radio controlled helicopter. Thus, the skid is driven to rotate around the Z axis by a servo motor fixed to the frame at the bottom of the machine body.

一方、スキッドには、撮像装置を搭載するフレームがＯリングを介して吊下されており、このＯリングによるサスペンション機構によって、ラジコンヘリの振動の撮像装置への伝播を吸収し撮像画面のぶれを小さくしている。  On the other hand, the frame on which the imaging device is mounted is suspended from the skid via an O-ring, and the suspension mechanism by the O-ring absorbs the propagation of the vibration of the radio control helicopter to the imaging device, thereby blurring the imaging screen. It is small.

撮像装置（ビデオカメラ）を搭載するフレームとして、ラジコンヘリの進行方向正面視、溝形の撮像装置搭載用フレームがラジコンヘリ進行方向（Ｘ軸）に垂直かつ水平方向即ちＹ軸回りに回転自在にスキッドのフレームに枢支されている。而して撮像装置搭載用フレームはたとえばサーボモータによってタイミングベルトを介してＹ軸回りに回転駆動される。  As a frame for mounting an imaging device (video camera), the radio-controlled helicopter is viewed from the front in the traveling direction, and the groove-shaped imaging device mounting frame is rotatable in a direction perpendicular to the traveling direction of the radio-controlled helicopter (X axis) and horizontally, that is, around the Y axis. It is pivotally supported by the skid frame. Thus, the imaging device mounting frame is driven to rotate about the Y axis via a timing belt by a servo motor, for example.

以下、本発明をその一実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置におけるラジコンヘリを示す模式図、図２は、スキッドおよび撮像装置の配設状況を示す正面図、図３は、撮像装置を搭載するフレームがＯリングを介して吊下されている模様を示す平面図、図４はその側面図、図５は、ラジコンヘリの無線操縦制御システムを示すブロックダイアグラム、図６は、ラジコンヘリの無線操縦制御およびスキッドのＹ軸回りの回転角（θ）およびＺ軸回りの回転角（ψ）の制御法を示すブロックダイアグラムである。  Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing a radio control helicopter in an aerial imaging device in a state of damage, damage, or deterioration of a facility such as a lifeline according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing an arrangement state of a skid and an imaging device, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing a pattern in which a frame on which an imaging device is mounted is suspended through an O-ring, FIG. 4 is a side view thereof, FIG. 5 is a block diagram showing a radio control control system of a radio control helicopter, FIG. These are the block diagrams which show the radio steering control of a radio control helicopter, and the control method of the rotation angle ((theta)) around the Y-axis of the skid, and the rotation angle ((psi)) around the Z-axis.

図１において、１はラジコンヘリの機体、２はメインロータ、３はテールロータ、４はスキッド、５はビデオカメラ、６はジャイロユニットである。ラジコンヘリは、メインロータ２のブレードのピッチ角をメインロータの回転角に対応させて変えることによって、メインロータブレードの回転面の傾斜を変化させて浮上、前後進、左右進せしめられる。テールロータ３は、メインロータ２の反力で機体１がＺ軸回りに回転するのを防止すべく機能するとともに、機首を左右方向に変化させるべく機能する。  In FIG. 1, 1 is a radio controlled helicopter body, 2 is a main rotor, 3 is a tail rotor, 4 is a skid, 5 is a video camera, and 6 is a gyro unit. The radio control helicopter can be lifted, moved forward, and left and right by changing the inclination angle of the rotation surface of the main rotor blade by changing the pitch angle of the blade of the main rotor 2 in accordance with the rotation angle of the main rotor. The tail rotor 3 functions to prevent theairframe 1 from rotating around the Z axis due to the reaction force of the main rotor 2 and also functions to change the nose in the left-right direction.

ジャイロユニット６は、機体１の進行方向（Ｘ軸）が所期の方向からずれているときの角度（ヨー角）を検出すべく機能する。機体１のＸ軸方向が所期の方向からずれている角度偏差があるとき、この偏差を零にすべくテールロータ３のブレードの傾き（テールロータ３の回転軸心に垂直な面とのなす角）を変えることによって、テールロータ３の回転軸心方向の推力を変化させて、ヨー角を制御する。  The gyro unit 6 functions to detect an angle (yaw angle) when the traveling direction (X axis) of thebody 1 is deviated from the intended direction. When there is an angular deviation in which the X-axis direction of theairframe 1 is deviated from the intended direction, the blade inclination of the tail rotor 3 (the plane perpendicular to the rotational axis of the tail rotor 3) is made to make this deviation zero. By changing the angle), the thrust in the direction of the rotational axis of the tail rotor 3 is changed to control the yaw angle.

図２において、４０はフレームであって、機体１の下部に固設されている。４はスキッドであり、この実施例においては、フレーム４０にベアリングを介して回転自在に吊下されている。スキッド４の頂部にはウォームホイール４２が固設されており、図示しないウォームと噛合している。而してウォームは、フレーム４０に配設されている、図示しないサーボモータによって回転駆動され、これによってスキッド４はＺ軸回りに所期の角度だけ回転する。  In FIG. 2, reference numeral 40 denotes a frame that is fixed to the lower part of thebody 1.Reference numeral 4 denotes a skid. In this embodiment, the skid is suspended from a frame 40 via a bearing so as to be freely rotatable. Aworm wheel 42 is fixed to the top of theskid 4 and meshes with a worm (not shown). Thus, the worm is rotationally driven by a servo motor (not shown) disposed on the frame 40, whereby theskid 4 rotates around the Z axis by an intended angle.

図３および図４において、５は撮像装置（ビデオカメラ）、５１はフレームであって、Ｏリング６０を介してスキッド４に吊下されている。このＯリングによる吊下によって機体１からの振動を吸収し、撮像装置（ビデオカメラ）５の振動を小ならしめる。Ｏリング６０はフレーム５１（平面四角形）の各角隅部における突起６２（断面円形の有溝）およびスキッド４のフレーム（平面四角形）の各角隅部における突起６１（断面円形の有溝）にタイトに巻回されている。  3 and 4,reference numeral 5 denotes an imaging device (video camera), and 51 denotes a frame, which is suspended from theskid 4 via an O-ring 60. The suspension from the O-ring absorbs vibrations from theairframe 1 and reduces vibrations of the imaging device (video camera) 5. The O-ring 60 is formed on the projections 62 (grooves with a circular cross section) at each corner of the frame 51 (planar square) and the projections 61 (grooves with a circular cross section) at each corner of the frame (planar quadrilateral) of theskid 4. It is wound tightly.

図２において、５２は撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレームであり、フレーム５１に枢支されていて機体１の前後からみて溝形を呈しており、フレーム５１に枢支されている支点を回転中心としてＹ軸回りに回転自在である。撮像装置（ビデオカメラ）５はこの撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム５２の幅方向（Ｙ軸方向）中央部に配設されている台座に固定される。  In FIG. 2,reference numeral 52 denotes a frame for mounting an imaging device (video camera), which is pivotally supported by theframe 51 and has a groove shape when viewed from the front and rear of thebody 1, and rotates a fulcrum pivotally supported by theframe 51. It can rotate around the Y axis as the center. The imaging device (video camera) 5 is fixed to a pedestal disposed in the center in the width direction (Y-axis direction) of the imaging device (video camera)mounting frame 52.

５４は撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム駆動プーリ、５５はタイミングベルトである。５６はサーボモータであって、撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム５２とフレーム５１の支点における枢軸に固設されている撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム駆動プーリ５４を、タイミングベルト５５を介して回転駆動する。叙上の構成によって、撮像装置（ビデオカメラ）５はＹ軸回りにθを３６０°、Ｚ軸回りにψを３６０°変化させることができ、ラジコンヘリの飛行或いはホバリング姿勢とは独立に所望の方向、距離で対象を撮像できる。撮像装置（ビデオカメラ）５と撮像対象間の距離の測定は、それ自体周知のレーザ測距装置によって行う。  Reference numeral 54 denotes a frame drive pulley for mounting an imaging device (video camera), and 55 denotes a timing belt.Reference numeral 56 denotes a servo motor, which includes an imaging device (video camera) mountingframe 52 and an imaging device (video camera) mountingframe drive pulley 54 fixed to a pivot at a fulcrum of theframe 51 via atiming belt 55. To rotate. With the above configuration, the imaging device (video camera) 5 can change θ around the Y-axis by 360 ° and ψ around the Z-axis by 360 °, which can be set independently of the flying or hovering posture of the radio control helicopter. An object can be imaged by direction and distance. The distance between the imaging device (video camera) 5 and the imaging target is measured by a laser ranging device known per se.

図５に、ラジコンヘリの遠隔無線操縦システムを示す。ＧＰＳによってラジコンヘリの絶対位置を検出し、目標位置までの相対位置をレーザ等によって検出してその検出信号に基づいてメインロータ２を制御する。一方、ジャイロユニット６によって機体１のヨー角を検出し、その検出結果に基づいて、テールロタブレードの傾きを変えテールロータ３の回転軸方向の推力を操作パラメータとしてヨー角の制御を行う。本発明においては、プロポと呼ばれる、手動の操縦装置によるラジコンヘリの遠隔無線操縦を行うこともできる。  FIG. 5 shows a remote radio control system for a radio controlled helicopter. The absolute position of the radio control helicopter is detected by GPS, the relative position to the target position is detected by a laser or the like, and the main rotor 2 is controlled based on the detection signal. On the other hand, the yaw angle of theairframe 1 is detected by the gyro unit 6, and the yaw angle is controlled based on the detection result by changing the inclination of the tail rotor blade and using the thrust in the rotational axis direction of the tail rotor 3 as an operation parameter. In the present invention, remote radio control of a radio controlled helicopter using a manual control device called a propo can be performed.

本発明においては、ＧＰＳ、電子地図を利用して、ラジコンヘリの自律飛行制御を行うこともできる。また、環境に関するセンサを搭載し、通信システムを介して遠隔地へ検知した環境情報を伝送することもできる。さらに、火災などの状況を撮像装置で捉え、搭載している消化剤等を遠隔操作によって投下するように構成することもできる。  In the present invention, autonomous flight control of a radio controlled helicopter can be performed using GPS and an electronic map. It is also possible to transmit environmental information detected to a remote place via a communication system by installing sensors related to the environment. Furthermore, it can be configured such that a situation such as a fire is captured by an imaging device, and a digestive agent or the like mounted thereon is dropped by remote control.

本発明においては、データ収集シテム、無線伝送システムもラジコンヘリに搭載される。データ収集シテムは、飛行データ、位置情報データ、画像情報などを収集するクライアントサーバである。無線伝送システムは、動画をＳＤＨＣメモリに記録するとともに、ＮＴＳＣ（アナログビデオ）信号として出力する。このＮＴＳＣ信号をネットワークビデオサーバユニットに入力することで、動画情報をインタネットプロトコルで取り扱い可能な信号に変換する。さらに、この信号を長距離無線ＬＡＮ（ラジコンヘリ搭載側）からリアルタイムの動画情報として送信し、地上側サーバの無線ＬＡＮユニットで受信する。  In the present invention, a data collection system and a radio transmission system are also mounted on the radio control helicopter. The data collection system is a client server that collects flight data, position information data, image information, and the like. The wireless transmission system records moving images in an SDHC memory and outputs them as NTSC (analog video) signals. By inputting the NTSC signal to the network video server unit, the moving picture information is converted into a signal that can be handled by the Internet protocol. Further, this signal is transmitted as real-time moving image information from the long-distance wireless LAN (radio control helicopter mounting side) and received by the wireless LAN unit of the ground side server.

図６に、ラジコンヘリの無線操縦制御およびスキッドのＹ軸回りの回転角（θ）およびＺ軸回りの回転角（ψ）の制御法を示すブロックダイアグラムを示す。メインロータ２、テールロータ３を操作端とする制御は、機体１のＸ、Ｙ、Ｚにおける位置をＧＰＳ、レーザ測距装置によって検出し、その偏差をＰＩＤ（比例積分微分制御）によって線形計画法あるいは非線形計画法で操作端を作動させることによって行われる。また、スキッド４１のＺ軸回りの回転角（ψ）、Ｙ軸回りの回転角（θ）も、偏差をＰＩＤ（比例積分微分制御）によって線形計画法あるいは非線形計画法で操作端を作動させることによって行われる。  FIG. 6 is a block diagram showing radio control control of the radio control helicopter and a control method of the rotation angle (θ) about the Y axis and the rotation angle (ψ) about the Z axis of the skid. Control using the main rotor 2 and tail rotor 3 as operation ends is performed by detecting the position of theairframe 1 in X, Y, and Z by GPS and a laser distance measuring device, and the deviation is linear programming by PID (proportional integral derivative control). Alternatively, it is performed by operating the operating end by nonlinear programming. Further, the rotation angle (ψ) around the Z axis of the skid 41 and the rotation angle (θ) around the Y axis are also operated by operating the operating end by linear programming or nonlinear programming by PID (proportional integral differential control). Is done by.

図７に、本発明のラジコンヘリの飛行制御、撮像制御、通信システム、地図データ提供サービスシステムと連動したラジコンヘリの飛行、撮像制御のための地上管理システム、空撮装置の遠隔管理システムを統合したネットワークを示す。
地上管理システムにおける入力装置１１０によって入力された飛行指示、撮像指示は、地上管理システム側無線通信手段１０８からラジコンヘリ側無線通信手段１０５を経由してラジコンヘリに搭載されているコンピュータ（ＰＣ）１０２に送信され、該コンピュータ（ＰＣ）１０２からラジコンヘリおよび撮像装置５へ送信される。而して、ラジコンヘリの飛行および撮像装置５を地上管理システムから制御することができる。In FIG. 7, the radio control helicopter flight control, imaging control, communication system, radio control helicopter flight linked to the map data providing service system of the present invention, the ground management system for imaging control, and the aerial imaging device remote management system are integrated. Network
The flight instruction and the imaging instruction input by the input device 110 in the ground management system are sent from the ground management system side wireless communication means 108 via the radio control helicopter side wireless communication means 105 to the computer (PC) 102 mounted on the radio control helicopter. And transmitted from the computer (PC) 102 to the radio control helicopter and theimaging device 5. Thus, the flight of the radio controlled helicopter and theimaging device 5 can be controlled from the ground management system.

地上管理システムにおけるコンピュータ（ＰＣ）１０７は、位置座標データ取得手段（ＧＰＳ）が取得した位置座標データをラジコンヘリに搭載されているコンピュータ（ＰＣ）と、ラジコンヘリ側無線通信手段１０５および地上管理システム側無線通信手段１０８を介して受信し、通信手段１１１と公衆通信網１１３を介して地図データサービス（Google map等）１１４へ送信する。  The computer (PC) 107 in the ground management system includes a computer (PC) in which the position coordinate data acquired by the position coordinate data acquisition means (GPS) is mounted on the radio control helicopter, the radio control helicopter side wireless communication means 105, and the ground management system. It is received via the side wireless communication means 108 and transmitted to the map data service (such as Google map) 114 via the communication means 111 and the public communication network 113.

地図データサービス（Google map等）１１４は、送信された位置座標データを含む地図データおよび当該地図の範囲の航空写真または衛星写真を返信し、地上管理システムにおけるコンピュータ（ＰＣ）１０７がそれを受信し、当該地図の範囲の航空写真または衛星写真上に空撮装置に対する飛行軌跡、飛行指示、撮影完了範囲、動画像撮像指示範囲などを重畳させて地上管理システムにおける表示装置１０９に表示する。また、重畳された画面において、入力装置１１０を用いて新たな飛行指示または動画像撮像指示を入力することができる。The map data service (Google map, etc.) 114 sends back the map data including the transmitted position coordinate data and the aerial photograph or satellite photograph of the range of the map, and the computer (PC) 107 in the ground management system receives it. The flight trajectory, flight instruction, imaging completion range, moving image imaging instruction range, etc. for the aerial imaging apparatus are superimposed on the aerial photograph or satellite photograph of the map range and displayed on the display device 109 in the ground management system. In addition, a new flight instruction or moving image capturing instruction can be input using the input device 110 on the superimposed screen.

遠隔地に配置されたコンピュータ１１５は、位置座標データ取得手段１０３が取得した位置座標データ等を地上管理システム１１２および公衆通信網１１３ならびに通信手段１１６を介して地図データサービス（Google map等）１１４へ送信する。地図データサービス（Google map等）１１４は送信された位置座標データを含む地図データおよび当該地図の範囲の航空写真または衛星写真を返信し、遠隔地に配置されたコンピュータ１１５がそれを受信し、当該地図の範囲の航空写真または衛星写真上に空撮装置に対する飛行軌跡、飛行指示、撮影完了範囲、動画像撮像指示範囲などを重畳させて地上管理システムにおける表示装置１１７に表示する。また、重畳された画面において、入力装置１１８を用いて新たな飛行指示または動画像撮像指示を入力することができる。  The computer 115 disposed at a remote location transfers the position coordinate data acquired by the position coordinate data acquisition means 103 to the map data service (Google map, etc.) 114 via the ground management system 112, the public communication network 113, and the communication means 116. Send. The map data service (such as Google map) 114 sends back the map data including the transmitted position coordinate data and the aerial photograph or satellite photograph of the range of the map, and the computer 115 located at the remote location receives it, and The flight trajectory, flight instruction, imaging completion range, moving image imaging instruction range, etc. for the aerial imaging apparatus are superimposed on the aerial photograph or satellite photograph of the map range and displayed on the display device 117 in the ground management system. In addition, a new flight instruction or moving image capturing instruction can be input using the input device 118 on the superimposed screen.

本発明のライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置におけるラジコンヘリを示す模式図The schematic diagram which shows the radio controlled helicopter in the aerial imaging device of the damage, damage, and deterioration of facilities such as lifeline of the present inventionスキッドおよび撮像装置の配設状況を示す正面図Front view showing the arrangement of the skid and the imaging device撮像装置を搭載するフレームがＯリングを介して吊下されている模様を示す平面図The top view which shows the pattern by which the flame | frame which mounts an imaging device is suspended through the O-ring撮像装置を搭載するフレームがＯリングを介して吊下されている模様を示す側面図Side view showing a pattern in which a frame on which an imaging device is mounted is suspended via an O-ringラジコンヘリの無線操縦制御システムを示すブロックダイアグラムBlock diagram showing radio control system of radio controlled helicopterラジコンヘリの無線操縦制御およびスキッドのＹ軸回りの回転（θ）およびＺ軸回りの回転角（ψ）の制御法を示すブロックダイアグラムBlock diagram showing radio control of radio controlled helicopter and control method of skid rotation around Y axis (θ) and rotation angle around Z axis (ψ)本発明のラジコンヘリの飛行制御、撮像制御、通信システム、地図データ提供サービスシステムと連動したラジコンヘリの飛行、撮像制御のための地上管理システム、空撮装置の遠隔管理システムを統合したネットワークを示すブロックダイアグラムThe network which integrated the flight control of the radio controlled helicopter of the present invention, the imaging control, the communication system, the flight of the radio controlled helicopter linked with the map data providing service system, the ground management system for the imaging control, and the remote management system of the aerial imaging apparatus is shown. Block diagram

符号の説明Explanation of symbols

１ 機体
２ メインロータ
３ テールロータ
４ スキッド
５ 撮像装置（ビデオカメラ）
６ ジャイロユニット
４０ フレーム
４２ ウォームホイール
５１ フレーム
５２ 撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム
５３ 支点
５４ 撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム駆動プーリ
５５ タイミングベルト
５６ 駆動用サーボモータ
６０ Ｏリング
６１ Ｏリング巻回突起（スキッド側）
６２ Ｏリング巻回突起（撮像装置（ビデオカメラ）搭載用フレーム側）
１０１ ラジコンヘリ
１０２ ラジコンヘリ搭載コンピュータ（ＰＣ）
１０３ 位置座標データ取得手段
１０４ 動画像取得手段
１０５ ラジコンヘリに搭載の無線通信手段
１０６ 空撮装置
１０７ 地上管理システムにおけるコンピュータ（ＰＣ）
１０８ 地上管理システムにおける無線通信手段
１０９ 地上管理システムにおける表示装置
１１０ 地上管理システムにおける入力装置
１１１ 地上管理システムにおける通信手段
１１２ 地上管理システム
１１３ 公衆通信網
１１４ 地図データ提供サービス（Google map等）
１１５ 遠隔管理システムに配置されたコンピュータ
１１６ 遠隔管理システムにおける通信手段
１１７ 遠隔管理システムにおける表示装置
１１８ 遠隔管理システムにおける入力装置
１１９ ラジコンヘリ遠隔管理システムDESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Airframe 2 Main rotor 3Tail rotor 4Skid 5 Imaging device (video camera)
6 Gyro unit 40Frame 42Warm wheel 51Frame 52 Frame for mounting image pickup device (video camera) 53Support point 54 Frame drive pulley for mounting image pickup device (video camera) 55Timing belt 56 Servo motor for driving 60 O-ring 61 O-ring winding Protrusion (skid side)
62 O-ring winding protrusion (frame side for mounting imaging device (video camera))
101 Radio controlledhelicopter 102 Radio controlled helicopter computer (PC)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Position coordinate data acquisition means 104 Moving image acquisition means 105 Radio | wireless communication means mounted in radio controlled helicopter 106 Aerial imaging device 107 Computer (PC) in ground management system
108 Wireless communication means in ground management system 109 Display device in ground management system 110 Input device in ground management system 111 Communication means in ground management system 112 Ground management system 113 Public communication network 114 Map data providing service (Google map, etc.)
115 Computer Arranged in Remote Management System 116 Communication Means in Remote Management System 117 Display Device in Remote Management System 118 Input Device in Remote Management System 119 Radio Control Helicopter Remote Management System

Claims (1)

Translated fromJapanese

ラジコンヘリコプタに、少なくとも該ヘリコプタを遠隔操縦するための制御装置（ＰＣ）、撮像装置、ＧＰＳ用アンテナ、無線通信装置、バッテリ、およびジャイロスコープを搭載したライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置であって、前記ラジコンヘリコプタの飛行方向（Ｘ軸）に垂直かつ鉛直方向（Ｚ軸）の軸心回りに３６０°回転自在なスキッドと、該スキッドに搭載され、Ｘ軸に垂直かつ水平方向（Ｙ軸）の軸心回りに回転自在な前記撮像装置の配設用台座を設けてなるライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置。  Disaster, damage, and deterioration status of facilities such as lifelines equipped with at least a control device (PC) for remotely manipulating the helicopter, an imaging device, a GPS antenna, a wireless communication device, a battery, and a gyroscope on a radio controlled helicopter An aerial imaging device comprising: a skid that is perpendicular to the flight direction (X axis) of the radio controlled helicopter and that can rotate 360 ° about the axis in the vertical direction (Z axis); and that is mounted on the skid and perpendicular to the X axis An aerial imaging apparatus for damage, damage, and deterioration of facilities such as a lifeline, which is provided with a mounting base for the imaging apparatus that is rotatable about a horizontal axis (Y axis).

Images