构造物的屋内监视系统以及方法技术方案

具备：无人漂浮机(11)具备通过远程操作来使其在例如锅炉炉膛等构造物的内部空中悬浮以及移动的漂浮单元即例如螺旋桨(22)；距离测量部(12)，被搭载于无人漂浮机(11)，对该无人漂浮机(11)与构造物的内壁面的距离进行测量；惯性测量部(IMU)，被搭载于该无人漂浮机(11)，对其机体姿势进行掌握；摄像部(13)，被搭载于无人漂浮机(11)，对构造物的壁面侧的构造体(例如配管等)进行拍摄；操作部，对无人漂浮机(11)进行远程操作；飞行位置信息获取部，根据距离测量部(12)的信息和惯性测量部的信息，获取无人漂浮机(11)的当前位置信息；和监视器部，对来自摄像部(13)的图像信息和来自飞行位置信息获取部的位置信息进行显示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构造物的屋内监视系统以及方法
本专利技术涉及构造物的屋内监视系统以及方法。
技术介绍
例如被用于火力发电所的锅炉炉膛需要在制作时以及运转开始后定期开放，操作者进入到内部并进行维护检查。在该维护检查时，需要明确检查区域，但锅炉炉膛的容量较大，通过目视观察难以准确地掌握检查区域。因此，以往，通过利用卷尺等来对检查区域的高度位置以及左右位置进行测定标记，从而掌握操作者的所在处或者维护检查位置，但在该方法中，需要操作人员的脚手架架设或吊舱设置，需要大量的劳力、成本以及检查时间。因此，以往，提供了通过无人检查装置来清扫烟囱等构造物的内部的技术(专利文献1)。但是，该技术方案也需要用于设置线的架台，其准备中需要劳力、成本以及检查时间。此外，提出了在屋外的构造物中，使用无人机和GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)的不需要脚手架架设的无人检查技术的应用(专利文献2)。但是，在锅炉内部、烟囱等构造物的屋内的检查中，由于来自卫星的电波不能达到，因此不能进行基于GPS的飞行位置掌握，不能进行稳定的操纵，因此存在不能应用基于现有的无人机的检查技术的问题。对此，也提出了能够进行不使用GPS的屋内的飞行的系统(专利文献3)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-73922号公报专利文献2：日本特表2011-530692号公报专利文献3：欧州专利申请公开第1901153号说明书
技术实现思路
-专利技术要解决的课题-但是，在专利文献3的提出中，取代使用GPS，在地上需要特征点(或者条纹)，该特征点(或者条纹)存在限定了能够设置的场所的问题。此外，由于锅炉炉膛或烟囱等构造物的内部是昏暗的封闭空间，因此存在不能确认特征点的问题。因此，迫切希望出现一种在锅炉炉膛或烟囱等被封闭的屋内构造物中，能够进行使内部的位置信息可靠的基于无人的检查，通过不需要例如脚手架或架设从而能够减少劳力、成本以及检查时间的构造物的屋内监视系统。本专利技术鉴于上述问题，其课题在于，提供一种能够进行使内部的位置信息可靠的基于无人的检查，通过不需要例如脚手架架设从而能够减少劳力、成本以及检查时间的构造物的屋内监视系统以及方法。-解决课题的手段-用于解决上述的课题的本专利技术的第1专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，具备：无人漂浮机，具备通过远程操作来使其在构造物的内部进行空中悬浮的漂浮单元；距离测量部，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机与所述构造物的内壁面的距离进行测量；惯性测量部，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机的机体姿势进行掌握；摄像部，被搭载于所述无人漂浮机，对所述构造物的壁面侧的构造体进行拍摄；操作部，对所述无人漂浮机进行远程操作；飞行位置信息获取部，根据所述距离测量部的信息和惯性测量部的信息，获取所述无人漂浮机的当前位置信息；和监视器部，对来自所述摄像部的图像信息和来自所述飞行位置信息获取部的位置信息进行显示，在所述飞行位置信息获取部中，执行以下步骤：通过所述距离测量部，对该无人漂浮机与构造物的内壁面的水平距离信息进行测量的水平方向距离测量步骤；通过所述惯性测量部，获取无人漂浮机的姿势角度的姿势角度获取步骤；使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述水平距离信息的水平方向距离修正步骤；以所述惯性测量部中获取到的偏航角为基准，获取所述无人漂浮机的前后左右的至少2点的距离的水平方向距离获取步骤；和根据所述构造物的已知的横剖面形状信息，获取水平方向的当前位置信息的水平方向当前位置信息获取步骤。第2专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第1专利技术中，在所述飞行位置信息获取部中，执行以下步骤：通过所述距离测量部，对该无人漂浮机与构造物的上下任意的高度方向的距离信息进行测量的高度方向距离测量步骤；通过所述惯性测量部，获取无人漂浮机的姿势角度的姿势角度获取步骤；使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述高度方向的距离信息的高度方向距离修正步骤；和根据所述构造物的已知的纵剖面形状信息，获取高度方向的当前位置信息的高度方向当前位置信息获取步骤。第3专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第1专利技术中，针对多个点进行所述水平方向距离测量步骤中的测量，将平均的距离用作为所述水平距离信息。第4专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第2专利技术中，针对多个点进行所述高度方向距离测量步骤中的测量，将平均的距离用作为高度方向的距离信息。第5专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第1或者第2专利技术中，所述飞行位置信息获取部被搭载于无人漂浮机，通过发送部来向地上部一侧发送获取到的当前位置信息，并由监视器部进行显示。第6专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第1或者第2专利技术中，所述飞行位置信息获取部被搭载于地上部一侧的控制器终端，通过发送部来向地上部一侧发送所述距离测量部的信息和惯性测量部的信息，在所述飞行位置信息获取部中进行处理，并由监视器部显示当前位置信息。第7专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第1或者第2专利技术中，所述摄像部是静止图像摄像部或者动态图像摄像部的任意一者或者两者。第8专利技术是一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，在第1或者第2专利技术中，在所述无人漂浮机的周围具有保护部。第9专利技术是一种构造物的屋内监视方法，其特征在于，使用无人漂浮机，该无人漂浮机具备通过远程操作来使其在构造物的内部空中悬浮的漂浮单元，所述构造物的屋内监视方法具备：距离测量步骤，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机与所述构造物的内壁面的距离进行测量；惯性测量步骤，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机的机体姿势进行掌握；摄像步骤，被搭载于所述无人漂浮机，对所述构造物的壁面侧的构造体进行拍摄；操作步骤，对所述无人漂浮机进行远程操作；飞行位置信息获取步骤，根据所述距离测量步骤的信息和惯性测量步骤的信息，获取所述无人漂浮机的当前位置信息；和监视器显示步骤，对来自所述摄像步骤的图像信息和来自所述飞行位置信息获取步骤的位置信息进行显示，在所述飞行位置信息获取步骤中，执行以下步骤：通过所述距离测量步骤，对该无人漂浮机与构造物的内壁面的水平距离信息进行测量的水平方向距离测量步骤；通过所述惯性测量步骤，获取无人漂浮机的姿势角度的姿势角度获取步骤；使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述水平距离信息的水平方向距离修正步骤；以所述惯性测量步骤中获取到的偏航角为基准，获取所述无人漂浮机的前后左右的至少2点的距离的水平方向距离获取步骤；和根据所述构造物的已知的横剖面形状信息，获取水平方向的当前位置信息的水平方向当前位置信息获取步骤。第10专利技术是一种构造物的屋内监视方法，其特征在于，在第9专利技术中，在所述飞行位置信息获取步骤中，执行以下步骤：通过所述距离测量步骤，对该无人漂浮机与构造物的上下任意的高度方向的距离信息进行测量的高度方向距离测量步骤；通过所述惯性测量步骤，获取无人漂浮机的姿势角度的姿势角度获取步骤；使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述高度方向的距离信息的高度方向距离修正步骤；和根据所述构造物的已知的纵剖面形状信息，获取高度方向的当前位置信息的高度方向当前位置信息获取步骤。第11专利技术是一种构造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，具备：无人漂浮机，具备通过远程操作来使其在构造物的内部进行空中悬浮的漂浮单元；距离测量部，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机与所述构造物的内壁面的距离进行测量；惯性测量部，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机的机体姿势进行掌握；摄像部，被搭载于所述无人漂浮机，对所述构造物的壁面侧的构造体进行拍摄；操作部，对所述无人漂浮机进行远程操作；飞行位置信息获取部，根据所述距离测量部的信息和惯性测量部的信息，获取所述无人漂浮机的当前位置信息；和监视器部，对来自所述摄像部的图像信息和来自所述飞行位置信息获取部的位置信息进行显示，在所述飞行位置信息获取部中，执行以下步骤：水平方向距离测量步骤，通过所述距离测量部，对该无人漂浮机与构造物的内壁面的水平距离信息进行测量；姿势角度获取步骤，通过所述惯性测量部，获取无人漂浮机的姿势角度；水平方向距离修正步骤，使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述水平距离信息；水平方向距离获取步骤，以由所述惯性测量部获取到的偏航角为基准，获取所述无人漂浮机的前后左右的至少2点的距离；和水平方向当前位置信息获取步骤，根据所述构造物的已知的横剖面形状信息，获取水平方向的当前位置信息。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 JP 2014-1368681.一种构造物的屋内监视系统，其特征在于，具备：无人漂浮机，具备通过远程操作来使其在构造物的内部进行空中悬浮的漂浮单元；距离测量部，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机与所述构造物的内壁面的距离进行测量；惯性测量部，被搭载于所述无人漂浮机，对该无人漂浮机的机体姿势进行掌握；摄像部，被搭载于所述无人漂浮机，对所述构造物的壁面侧的构造体进行拍摄；操作部，对所述无人漂浮机进行远程操作；飞行位置信息获取部，根据所述距离测量部的信息和惯性测量部的信息，获取所述无人漂浮机的当前位置信息；和监视器部，对来自所述摄像部的图像信息和来自所述飞行位置信息获取部的位置信息进行显示，在所述飞行位置信息获取部中，执行以下步骤：水平方向距离测量步骤，通过所述距离测量部，对该无人漂浮机与构造物的内壁面的水平距离信息进行测量；姿势角度获取步骤，通过所述惯性测量部，获取无人漂浮机的姿势角度；水平方向距离修正步骤，使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述水平距离信息；水平方向距离获取步骤，以由所述惯性测量部获取到的偏航角为基准，获取所述无人漂浮机的前后左右的至少2点的距离；和水平方向当前位置信息获取步骤，根据所述构造物的已知的横剖面形状信息，获取水平方向的当前位置信息。2.根据权利要求1所述的构造物的屋内监视系统，其特征在于，在所述飞行位置信息获取部中，执行以下步骤：高度方向距离测量步骤，通过所述距离测量部，对该无人漂浮机与构造物的上下任意的高度方向的距离信息进行测量；姿势角度获取步骤，通过所述惯性测量部，获取无人漂浮机的姿势角度；高度方向距离修正步骤，使用所述姿势角度获取步骤中获取到的姿势角度来修正所述高度方向的距离信息；和高度方向当前位置信息获取步骤，根据所述构造物的已知的纵剖面形状信息，获取高度方向的当前位置信息。3.根据权利要求1所述的构造物的屋内监视系统，其特征在于，针对多个点进行所述水平方向距离测量步骤中的测量，将平均的距离用作为所述水平距离信息。4.根据权利要求2所述的构造物的屋内监视系统，其特征在于，针对多个点进行所述高度方向距离测量步骤中的测量，将平均的距离用作为高度方向的距离信息。5.根据权利要求1或者2所述的构造物的屋内监视系统，其特征在于，所述飞行位置信息获取部被搭载于无人漂浮机，通过发送部向地上部一侧发送获取到的当前位置信息，并由监视器部进行显示。6.根据权利要求1或者2所述的构造物的屋内监视系统，其特征在于，所述飞行位置信息获取部被搭载于地上部一侧的控制器终端，通过发送部来向地上部一侧发送所述距离测量部的信息和惯性测量部的信息，在所述飞行位置信息获取部中进行处理，并由监视器部显示当前位置信息。7.根据权利要求1或者2所述的构造物的屋内监视系统，其特征在于，所述摄像部是静止图像摄像部或者动态图像摄像部的任意一者或者两者。8.根据权利要求1或者2所述的构造物的屋内...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野贵之，津村阳一郎，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP