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JP7789644B2 - Wind power generation facility inspection method and unmanned aerial vehicle - Google Patents
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JP7789644B2 - Wind power generation facility inspection method and unmanned aerial vehicle - Google Patents

Wind power generation facility inspection method and unmanned aerial vehicle

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JP7789644B2 JP2022142894A JP2022142894A JP7789644B2 JP 7789644 B2 JP7789644 B2 JP 7789644B2 JP 2022142894 A JP2022142894 A JP 2022142894A JP 2022142894 A JP2022142894 A JP 2022142894A JP 7789644 B2 JP7789644 B2 JP 7789644B2
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Description

本開示は、風力発電設備の点検方法および無人航空機に関する。 This disclosure relates to a method for inspecting wind power generation equipment and an unmanned aerial vehicle.

洋上風力発電の導入拡大およびコスト低減は、世界的に急速に進んでいる。特に、陸上風力発電の導入可能な適地が限定的である日本において、洋上風力発電の導入拡大は不可欠である。 The expansion of offshore wind power generation and cost reductions are progressing rapidly worldwide. In particular, expanding the adoption of offshore wind power generation is essential in Japan, where there are limited locations suitable for the introduction of onshore wind power generation.

洋上風力発電設備のライフサイクルコストにおいて、建設後の運用費および維持管理費の構成比率は無視できない。近年、タービンおよび構造物などの建設に関係するコストの低減に伴い、運用・維持管理費の割合は、建設に関係するコストの割合に匹敵しつつある。したがって、定期点検および緊急発電停止後の臨時点検などに要する時間およびコストを低減することは、風力発電設備の稼働率を高め、発電コストを低減するために極めて重要である。 The proportion of post-construction operation and maintenance costs in the life cycle costs of offshore wind power generation facilities cannot be ignored. In recent years, as costs related to the construction of turbines and structures have decreased, the proportion of operation and maintenance costs is approaching the proportion of construction-related costs. Therefore, reducing the time and cost required for regular inspections and special inspections after emergency power generation shutdowns is extremely important for increasing the availability rate of wind power generation facilities and reducing power generation costs.

従来、風力発電設備における風車のブレードを点検する際には、ハブから垂下させたロープを利用して作業員がブレードに沿って移動しながら、目視等で損傷の有無を確認していた。このため、点検作業に多くの時間を要していた。 Previously, when inspecting the blades of wind turbines at wind power generation facilities, workers would use a rope hanging from the hub to move along the blades and visually check for damage. This made the inspection process very time-consuming.

そこで、作業員の負担を減らし、点検時間およびコストを低減するために、ドローンなどの無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)を利用して、風力発電設備を点検する方法が種々提案されている(たとえば、特開2019-73999号公報(特許文献1)を参照)。 In order to reduce the burden on workers and cut inspection time and costs, various methods have been proposed for inspecting wind power generation equipment using unmanned aerial vehicles (UAVs) such as drones (see, for example, JP 2019-73999 A (Patent Document 1)).

特開2019-73999号公報JP 2019-73999 A

洋上風力発電設備において洋上の風車が落雷等を受けたために設備が緊急停止した場合、運転再開のためには臨時で設備の外観点検を行う必要がある。従来、外観点検のために船舶で洋上の設備まで向かう必要があり、この移動にも時間を要していた。さらに、波浪の程度によっては、洋上の設備に船舶で近付けない場合もあった。 When an offshore wind turbine at an offshore wind power generation facility is struck by lightning or other force and the facility is forced to shut down, an emergency external inspection of the facility is required before operation can be resumed. Previously, an external inspection required a vessel to travel to the facility, which also took time. Furthermore, depending on the strength of the waves, it was sometimes impossible to approach the facility by vessel.

船舶による移動に代えて、陸上の拠点施設と洋上の風力発電設備との間でUAVを往復させて、UAVによって風車を点検することは、原理的には可能であるが、実際上は多くの課題を有している。課題の1つは、風力発電設備をUAVの自律飛行によって点検する具体的手順が明らかでないという点である。自律飛行ではなく、陸上の拠点施設から洋上のUAVをリアルタイムで遠隔制御しようとすると、通信遅延により制御にタイムラグが生じる。このため、制御指令がUAVに到達した時点でUAVの周囲の状況が変化している場合には、UAVを意図した通りに遠隔制御できない。 In principle, it is possible to inspect wind turbines using UAVs by flying them back and forth between a base facility on land and an offshore wind power generation facility, instead of using ships for transportation. However, in practice, this poses many challenges. One challenge is that the specific procedures for inspecting wind power generation facilities using autonomous UAV flight are not clear. Instead of autonomous flight, if an attempt is made to remotely control an offshore UAV in real time from a base facility on land, communication delays will result in a time lag in control. As a result, if the conditions around the UAV have changed by the time the control command reaches the UAV, the UAV cannot be remotely controlled as intended.

同様の課題は、山岳地域などの陸上の僻地に設けられた風力発電設備の点検の場合にも生じ得る。従来技術は、風車の目視が容易な近距離地点からUAVを遠隔制御する場合を想定しており、上記の課題を解決するものではない。 Similar issues can arise when inspecting wind power generation facilities located in remote areas on land, such as mountainous regions. Conventional technology assumes that UAVs are remotely controlled from a nearby location where the wind turbines can be easily seen, and does not solve the above issues.

したがって、本開示の目的の1つは、洋上など目視が困難なほど遠距離にある風力発電設備を、自律飛行する無人航空機によって点検する方法、およびこの点検方法に利用する無人航空機の構成を提供することである。 Therefore, one of the objectives of this disclosure is to provide a method for inspecting wind power generation facilities located at such a great distance that they are difficult to see, such as offshore, using an autonomously flying unmanned aerial vehicle, and the configuration of the unmanned aerial vehicle used in this inspection method.

本開示の一局面における風力発電設備の点検方法は、無人航空機に設けられたコントローラが、第1の時点における風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、コントローラが、第1の時点における風車のブレードの回転軸と同一方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと同じ側にある少なくとも1つの表側の円の円周に沿って、無人航空機を移動させながら、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードを撮影させるステップと、コントローラが、第1の時点における風車のブレードの回転軸と同一の方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと反対側にある少なくとも1つの裏側の円の円周に沿って、無人航空機を移動させながら、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードを撮影させるステップと、備える。 A method for inspecting wind power generation facilities in one aspect of the present disclosure includes the steps of: a controller provided on an unmanned aerial vehicle acquiring the direction of the rotational axis of the wind turbine blades at a first time point; the controller causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to photograph the wind turbine blades while moving the unmanned aerial vehicle along the circumference of at least one front circle, the circle having a central axis oriented in the same direction as the rotational axis of the wind turbine blades at the first time point and on the same side of the wind turbine tower as the blades; and the controller causing the camera mounted on the unmanned aerial vehicle to photograph the wind turbine blades while moving the unmanned aerial vehicle along the circumference of at least one back circle, the circle having a central axis oriented in the same direction as the rotational axis of the wind turbine blades at the first time point and on the opposite side of the wind turbine tower from the blades.

本開示の一局面における風力発電設備の点検方法は、無人航空機に設けられたコントローラが、第1の時点において、風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、コントローラが、第1の時点における回転軸と同一方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと同じ側にある第1の円の周囲に沿って無人航空機を移動させ、無人航空機の移動中に、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、無人航空機に設けられたコントローラが、第2の時点において、風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、コントローラが、第2の時点における回転軸と同一方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと同じ側にある第2の円の周囲に沿って無人航空機を移動させ、無人航空機の移動中に、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、無人航空機に設けられたコントローラが、第3の時点において、風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、コントローラが、第3の時点における回転軸と同一方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと反対側にある第3の円の周囲に沿って無人航空機を移動させ、無人航空機の移動中に、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、無人航空機に設けられたコントローラが、第4の時点において、風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、コントローラが、第4の時点における回転軸と同一方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと反対側にある第4の円の周囲に沿って無人航空機を移動させ、無人航空機の移動中に、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップとを備える。 A method for inspecting wind power generation facilities in one aspect of the present disclosure includes the steps of: a controller provided on an unmanned aerial vehicle acquiring the direction of the rotational axis of the wind turbine blades at a first time point; the controller moving the unmanned aerial vehicle along the periphery of a first circle, the first circle having a central axis in the same direction as the rotational axis at the first time point and on the same side of the wind turbine tower as the blades; and causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to capture inspection images of the wind turbine blades while the unmanned aerial vehicle is moving; a controller provided on the unmanned aerial vehicle acquiring the direction of the rotational axis of the wind turbine blades at a second time point; the controller moving the unmanned aerial vehicle along the periphery of a second circle having a central axis in the same direction as the rotational axis at the second time point and on the same side of the wind turbine tower as the blades; and causing the camera mounted on the unmanned aerial vehicle to capture inspection images of the wind turbine blades while the unmanned aerial vehicle is moving. the controller in the unmanned aerial vehicle acquiring the direction of the rotation axis of the wind turbine blades at a third time point; the controller moving the unmanned aerial vehicle along the periphery of a third circle having a central axis in the same direction as the rotation axis at the third time point and located on the opposite side of the blades relative to the wind turbine tower, and causing the camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the wind turbine blades while the unmanned aerial vehicle is moving; the controller in the unmanned aerial vehicle acquiring the direction of the rotation axis of the wind turbine blades at a fourth time point; the controller moving the unmanned aerial vehicle along the periphery of a fourth circle having a central axis in the same direction as the rotation axis at the fourth time point and located on the opposite side of the blades relative to the wind turbine tower, and causing the camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the wind turbine blades while the unmanned aerial vehicle is moving.

本開示の他の局面における無人航空機は、無人航空機を推進および空中停止させる推進機構と、カメラと、推進機構およびカメラを制御するコントローラとを備える。コントローラは、風車のブレードの回転軸の方向を取得し、風車のブレードの回転軸と同一方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと同じ側にある少なくとも1つの表側の円の周囲に沿って、無人航空機を移動させ、風車のブレードの回転軸と同一の方向の中心軸を有し、風車のタワーに対してブレードと反対側にある少なくとも1つの裏側の円の周囲に沿って、無人航空機を移動させ、無人航空機の移動中に、無人航空機に搭載されたカメラに、風車のブレードの点検用画像を撮影させる。 An unmanned aerial vehicle in another aspect of the present disclosure includes a propulsion mechanism for propelling and hovering the unmanned aerial vehicle, a camera, and a controller for controlling the propulsion mechanism and the camera. The controller acquires the direction of the rotational axis of the wind turbine blades, moves the unmanned aerial vehicle along the periphery of at least one front circle having a central axis in the same direction as the rotational axis of the wind turbine blades and located on the same side of the wind turbine tower as the blades, moves the unmanned aerial vehicle along the periphery of at least one rear circle having a central axis in the same direction as the rotational axis of the wind turbine blades and located on the opposite side of the wind turbine tower as the blades, and causes the camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the wind turbine blades while the unmanned aerial vehicle is moving.

上記の一局面および他の局面によれば、洋上など目視が困難なほど遠距離にある風力発電設備を、自律飛行する無人航空機によって点検できる。 According to one or more of the above aspects, wind power generation facilities located far away, such as offshore, where visual inspection is difficult, can be inspected using autonomous unmanned aerial vehicles.

ドローンの構成例を概念的に示す外観図である。FIG. 1 is an external view conceptually illustrating an example configuration of a drone. 図1のドローンの構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the drone of FIG. 1 . 洋上風力発電設備の風車の構成例を概念的に示す図である。FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of the configuration of a wind turbine in an offshore wind power generation facility. 拠点施設に設けられた端末装置の構成例を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a terminal device installed in a base facility. 第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40に対して斜め方向から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed obliquely relative to the wind turbine 40. 第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の正面方向から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from the front of the wind turbine 40. 第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の裏側方向から見た図である。FIG. 1 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from the rear side of the wind turbine 40. 第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の側面方向から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from the side of the wind turbine 40. 第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の上方から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from above the wind turbine 40. 第1の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an inspection procedure for the wind turbine 40 according to the first embodiment. 第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40に対して斜め方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed obliquely from the wind turbine 40. 第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の正面方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from the front of the wind turbine 40. 第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の裏側方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from the rear side of the wind turbine 40. 第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の側面方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from the side of the wind turbine 40. 第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の上方から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from above the wind turbine 40. 第2の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an inspection procedure for the wind turbine 40 according to the second embodiment. 第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40に対して斜め方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment, viewed obliquely from the wind turbine 40. 第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の正面方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from the front of the wind turbine 40. 第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の裏側方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from the rear side of the wind turbine 40. 第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の側面方向から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from the side of the wind turbine 40. 第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の上方から見た図である。FIG. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from above the wind turbine 40. 第4の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an inspection procedure for the wind turbine 40 according to the fourth embodiment. 第5の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an inspection procedure for the wind turbine 40 according to the fifth embodiment.

以下、実施形態について図面を参照して詳しく説明する。以下では、UAVを利用して洋上の風車を点検する場合を例に挙げて説明するが、山岳地域などの陸上の僻地に設けられた風車を点検する場合も同様である。また、UAVとしてドローンを例に挙げて説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない場合がある。 Embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. Below, an example of using a UAV to inspect offshore wind turbines will be described, but the same applies to inspecting wind turbines located in remote areas on land, such as mountainous regions. Furthermore, a drone will be used as an example of a UAV. Note that the same or corresponding parts will be designated by the same reference symbols, and their description may not be repeated.

[第1の実施形態]
(ドローンの構成例)
図1は、ドローンの構成例を概念的に示す外観図である。図1(A)は、ドローン10を正面から見た外観図を示し、図1(B)は、ドローン10を右側面から見た外観図を示す。
[First embodiment]
(Drone configuration example)
1A and 1B are external views conceptually illustrating an example of the configuration of a drone 10. Fig. 1A shows an external view of the drone 10 as seen from the front, and Fig. 1B shows an external view of the drone 10 as seen from the right side.

図2は、図1のドローンの構成を示す機能ブロック図である。図2では、図1の本体部11の内部構成の一例がさらに詳細に示されている。 Figure 2 is a functional block diagram showing the configuration of the drone in Figure 1. Figure 2 shows an example of the internal configuration of the main body 11 in Figure 1 in more detail.

図1および図2を参照して、ドローン10は、本体部11の上部に腕部12を介して接続されたプロペラモータ13およびプロペラ14と、本体部11の下部に取り付けられた脚部22とを備える。腕部12の内部には、プロペラモータ13を駆動するためのモータ駆動回路15が設けられている。さらに、ドローン10は、本体部11の下部に取り付けられたエンジン16および発電機17と、ジンバル19,21をそれぞれ介して本体部11の下部に搭載されたカメラ18,20と、本体部11の上部に取り付けられたLiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)センサ24とを備える。 Referring to Figures 1 and 2, the drone 10 comprises a propeller motor 13 and a propeller 14 connected to the upper part of the main body 11 via an arm 12, and legs 22 attached to the lower part of the main body 11. A motor drive circuit 15 for driving the propeller motor 13 is provided inside the arm 12. The drone 10 also comprises an engine 16 and a generator 17 attached to the lower part of the main body 11, cameras 18 and 20 mounted on the lower part of the main body 11 via gimbals 19 and 21, respectively, and a LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) sensor 24 attached to the upper part of the main body 11.

図1の例では、プロペラモータ13およびプロペラ14は4セット設けられているが、これに限定されない。各プロペラモータ13の回転速度を制御することにより、ドローン10の垂直方向の上昇および下降、任意の斜め方向の上昇および下降、空中停止、前進、後退、右移動、左移動、右回転、左回転などが可能である。すなわち、プロペラモータ13およびプロペラ14によって、ドローン10を推進および空中停止させる推進機構23が構成される。 In the example shown in Figure 1, four sets of propeller motors 13 and propellers 14 are provided, but this is not limited to this. By controlling the rotational speed of each propeller motor 13, the drone 10 can ascend and descend vertically, ascend and descend in any diagonal direction, stop in mid-air, move forward, backward, move right, move left, rotate right, rotate left, and so on. In other words, the propeller motors 13 and propellers 14 form a propulsion mechanism 23 that propels the drone 10 forward and stops it in mid-air.

発電機17は、エンジン16によって駆動されることにより、ドローン10の動作に必要な電力を生成する。これにより、長時間および低気温でのドローン10の飛行が可能になる。 The generator 17 is driven by the engine 16 to generate the electricity required to operate the drone 10. This enables the drone 10 to fly for long periods of time and in low temperatures.

カメラ18は、ドローン10の前方を撮影するための前方用カメラ18であり、カメラ20は、ドローン10の直下を撮影するための直下用カメラ20である。前方用カメラ18は、点検用画像を撮影するための高解像度のカメラ18Aと、FPV(First Person View:一人称視点)用の動画像を撮影するための低解像度のカメラ18Bとを含む。同様に、直下用カメラ20は、点検用画像を撮影するための高解像度のカメラ20Aと、FPV用画像を撮影するための低解像度のカメラ20Bとを含む。低解像度のカメラ18B,20Bによって撮影された動画像は、拠点施設の端末装置70に送信される。これにより、拠点施設の点検員は、カメラ18B,20Bで撮影された映像をリアルタイムで見ることができる。なお、カメラ18,20の撮影方向は、それぞれジンバル19,21を構成するアクチュエータによって調整できる。ジンバル19,21を構成するアクチュエータは拠点施設の端末装置70からの信号でも調整できる。 Camera 18 is a forward camera 18 for capturing images in front of drone 10, while camera 20 is a direct-down camera 20 for capturing images directly below drone 10. Forward camera 18 includes a high-resolution camera 18A for capturing inspection images and a low-resolution camera 18B for capturing video for FPV (First Person View). Similarly, direct-down camera 20 includes a high-resolution camera 20A for capturing inspection images and a low-resolution camera 20B for capturing FPV images. Video captured by low-resolution cameras 18B and 20B is transmitted to a terminal device 70 at the base facility. This allows inspectors at the base facility to view the images captured by cameras 18B and 20B in real time. The shooting directions of cameras 18 and 20 can be adjusted by actuators that make up gimbals 19 and 21, respectively. The actuators that make up gimbals 19 and 21 can also be adjusted using signals from terminal device 70 at the base facility.

ジンバル19,21は、それぞれカメラ18,20の向きを3次元で調整できる電動アクチュエータである。ジンバル19,21は、加速度センサおよび角速度センサの検出値に基づいて、ドローン10の姿勢が変化してもカメラ18,20の撮像方向それぞれ一定に保つことができる。 Gimbal 19, 21 are electric actuators that can adjust the orientation of cameras 18, 20, respectively, in three dimensions. Based on the detection values of the acceleration sensor and angular velocity sensor, gimbals 19, 21 can keep the imaging directions of cameras 18, 20 constant even if the attitude of drone 10 changes.

LiDARセンサ24は、パルス状のレーザー光を走査させることにより、対象物からの反射光に基づいて、対象物までの距離および角度を検出する。LiDARセンサ24に代えて他の距離センサを用いても構わない。 The LiDAR sensor 24 detects the distance and angle to an object based on the light reflected from the object by scanning with a pulsed laser light. Other distance sensors may be used instead of the LiDAR sensor 24.

図2に示すように、本体部11は、コントローラ30、記憶装置31、慣性計測ユニット32、送受信機33、GPS(Global Positioning System)受信機34、電源回路35、蓄電池36などを内蔵する。 As shown in FIG. 2, the main body 11 incorporates a controller 30, a storage device 31, an inertial measurement unit 32, a transceiver 33, a GPS (Global Positioning System) receiver 34, a power supply circuit 35, a storage battery 36, and the like.

コントローラ30は、モータ駆動回路15、カメラ18、LiDARセンサ24などの動作を制御する。コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、および不揮発性メモリを含むマイクロコンピュータによって構成されてもよいし、FPGA(Field Programmable Gate Array)によって構成されてもよいし、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの専用回路によって構成されてもよい。また、コントローラ30は、これらのうちの少なくとも2つの組み合わせによって構成されてもよい。 The controller 30 controls the operation of the motor drive circuit 15, camera 18, LiDAR sensor 24, etc. The controller 30 may be configured as a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), and non-volatile memory, or as a field programmable gate array (FPGA), or as a dedicated circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC). The controller 30 may also be configured as a combination of at least two of these.

記憶装置31は、一例として、SDメモリカードなどの着脱可能な不揮発性の記録媒体38と、記録媒体38へのデータの書き込みおよび記録媒体38からのデータの読み出しを行うためのリーダライタ37とを含む。リーダライタ37は、コントローラ30の指令に従って、カメラ18によって撮影された点検用の静止画像、コントローラ30の制御内容、およびフライト情報などを記録媒体38に格納する。 The storage device 31 includes, for example, a removable non-volatile recording medium 38 such as an SD memory card, and a reader/writer 37 for writing data to and reading data from the recording medium 38. In accordance with commands from the controller 30, the reader/writer 37 stores still images for inspection taken by the camera 18, the control details of the controller 30, flight information, and the like on the recording medium 38.

慣性計測ユニット32は、加速度センサ、角速度センサ(ジャイロセンサ)、地磁気センサ、気圧センサ、温度センサなどを1つのパッケージに統合したセンサユニットである。コントローラ30は、慣性計測ユニット32の各種センサの検出値に基づいて、ドローン10の自律飛行および姿勢制御を行う。 The inertial measurement unit 32 is a sensor unit that integrates an acceleration sensor, angular velocity sensor (gyro sensor), geomagnetic sensor, barometric pressure sensor, temperature sensor, and other sensors into a single package. The controller 30 controls the autonomous flight and attitude of the drone 10 based on the detection values of the various sensors in the inertial measurement unit 32.

送受信機33は、点検対象の風車に設けられた送受信機および陸上拠点施設の端末装置の送受信機に対して信号、データなどの情報の送受信を行う。たとえば、送受信機33は、風車の稼働状態の情報、拠点施設の端末装置からの指令などを受信する。また、送受信機33は、コントローラ30の指令に従って、低解像度のカメラ18B,20Bによって撮影された監視用の動画像を拠点施設に向けて送信する。 Transceiver 33 transmits and receives signals, data, and other information to and from transceivers installed on the wind turbine being inspected and to transceivers on the terminal device at the onshore base facility. For example, transceiver 33 receives information about the operating status of the wind turbine and commands from the terminal device at the base facility. Transceiver 33 also transmits monitoring video images captured by low-resolution cameras 18B and 20B to the base facility in accordance with commands from controller 30.

GPS受信機34は、GPS衛星からの信号を受信する。コントローラ30は、GPS受信機34の受信信号に基づいて、ドローン10の現在位置を検知する。 The GPS receiver 34 receives signals from GPS satellites. The controller 30 detects the current position of the drone 10 based on the signals received by the GPS receiver 34.

電源回路35は、発電機17によって生成された電力に基づいて、ドローン10の各部を駆動するための電源電圧を生成する。 The power supply circuit 35 generates a power supply voltage to drive each part of the drone 10 based on the power generated by the generator 17.

蓄電池36は、ドローン10の補助電源として用いられる。たとえば、蓄電池36は、エンジン16および発電機17の停止中に、コントローラ30、記憶装置31、送受信機33などを駆動するための電源を供給する。 The storage battery 36 is used as an auxiliary power source for the drone 10. For example, the storage battery 36 supplies power to drive the controller 30, memory device 31, transceiver 33, etc. when the engine 16 and generator 17 are stopped.

(風車の構成例)
図3は、洋上風力発電設備の風車の構成例を概念的に示す図である。図3を参照して、風車40は、タワー44の上部に搭載されたナセル43と、ハブ42と、ハブ42に取り付けられた3枚のブレード41A,41B,41Cとを備える。また、タワー44の下部は、基底部45を介在して浮体46に連結される。これにより、タワー44を海水面49の上に浮上させることができる。
(Example of wind turbine configuration)
3 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a wind turbine in an offshore wind power generation facility. Referring to FIG. 3, the wind turbine 40 includes a nacelle 43 mounted on the top of a tower 44, a hub 42, and three blades 41A, 41B, and 41C attached to the hub 42. The bottom of the tower 44 is connected to a floating body 46 via a base 45. This allows the tower 44 to float above the sea surface 49.

ブレード41A,41B,41Cは、ハブ42に連結されたロータ軸50の回転によって、ロータ軸50の軸方向回りに回転する。また、ブレード41の長手方向の軸回りの角度(ピッチ角63)と、タワー44の長手方向の軸回りに回動可能なナセル43の角度(ヨー角)とが調整できる。ロータ軸50は、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDである。ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDは、ブレード41A,41B,41の回転面に垂直な方向である。 Blades 41A, 41B, and 41C rotate about the axial direction of rotor shaft 50 as rotor shaft 50, which is connected to hub 42, rotates. Furthermore, the angle (pitch angle 63) of blade 41 about its longitudinal axis and the angle (yaw angle) of nacelle 43, which can rotate about the longitudinal axis of tower 44, can be adjusted. Rotor shaft 50 is the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C. Rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C is perpendicular to the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C.

ナセル43は、増速機52と、ブレーキ装置53と、発電機54と、コントローラ60と、送受信機61とを格納する。 The nacelle 43 houses a gearbox 52, a brake device 53, a generator 54, a controller 60, and a transceiver 61.

増速機52は、ロータ軸50と動力伝達軸51との間に設けられ、ロータ軸50の回転速度を増速し、増速した回転速度で動力伝達軸51を回転させる。ブレーキ装置53は、コントローラ60の指令に従って、動力伝達軸51の回転を停止させる。発電機54は、動力伝達軸51の回転によって交流電力を生成する。発電機54によって生成された交流電力は、電源ケーブル55によって変圧器56に伝送され、変圧器56によって昇圧される。さらに、変圧器56によって昇圧された交流電力は、電力ケーブル57を介して陸上の電力設備に送電される。 The speed increaser 52 is located between the rotor shaft 50 and the power transmission shaft 51 and increases the rotational speed of the rotor shaft 50, causing the power transmission shaft 51 to rotate at the increased rotational speed. The brake device 53 stops the rotation of the power transmission shaft 51 in accordance with commands from the controller 60. The generator 54 generates AC power by the rotation of the power transmission shaft 51. The AC power generated by the generator 54 is transmitted to the transformer 56 via the power cable 55 and is boosted by the transformer 56. The AC power boosted by the transformer 56 is then transmitted to onshore power equipment via the power cable 57.

コントローラ60は、風車40の全体の動作を制御する。たとえば、ナセル43の上部に設けられた図示されていない風向および風速計の計測結果に基づいて、ブレード41のピッチ角およびナセル43のヨー角を調整する。コントローラ60のハードウェア構成は、図2に示すドローン10のコントローラ30の場合と同様に種々の構成があり得る。 The controller 60 controls the overall operation of the wind turbine 40. For example, it adjusts the pitch angle of the blades 41 and the yaw angle of the nacelle 43 based on the measurement results of wind direction and speed meters (not shown) installed on top of the nacelle 43. The hardware configuration of the controller 60 can be various, similar to the case of the controller 30 of the drone 10 shown in Figure 2.

コントローラ60は、さらに、送受信機61およびアンテナ62を介して、ドローン10および陸上の拠点施設との間で情報のやり取りを行う。送受信機61は、ドローン10と拠点施設との間の通信を中継するように構成されていてもよい。風車40と陸上の拠点施設との間の通信には、光ファイバ通信などの有線通信を用いてもよい。 The controller 60 also exchanges information between the drone 10 and the on-shore base facility via the transceiver 61 and antenna 62. The transceiver 61 may be configured to relay communications between the drone 10 and the base facility. Wired communications, such as optical fiber communications, may also be used for communications between the wind turbine 40 and the on-shore base facility.

(拠点施設の端末装置の構成例)
図4は、拠点施設に設けられた端末装置の構成例を示す機能ブロック図である。端末装置70は、ドローン10の移動中および風車40の点検中における監視、および点検用画像の解析などに用いられる。
(Configuration example of terminal device at base facility)
4 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a terminal device installed in a base facility. The terminal device 70 is used for monitoring the drone 10 while it is moving and during inspection of the wind turbine 40, and for analyzing inspection images.

図4に示すように、端末装置70は、CPU71、RAM72、および不揮発性メモリ73を含むコンピュータをベースに構成される。端末装置70は、さらに、ディスプレイ装置74と、入力装置75と、記憶装置76と、送受信機78とを含む。これの構成要素は、バス79を介して相互に接続される。 As shown in FIG. 4, the terminal device 70 is based on a computer including a CPU 71, RAM 72, and non-volatile memory 73. The terminal device 70 further includes a display device 74, an input device 75, a storage device 76, and a transceiver 78. These components are interconnected via a bus 79.

ディスプレイ装置74として、液晶ディスプレイまたは有機EL(Electroluminescence)ディスプレイなどを利用できる。たとえば、ディスプレイ装置74は、風車40の点検中および陸上拠点施設と洋上の風車40との間の移動中にカメラ18B,20Bによって撮影された動画像を表示する。 A liquid crystal display or an organic electroluminescence (EL) display can be used as the display device 74. For example, the display device 74 displays moving images captured by the cameras 18B and 20B during inspection of the wind turbine 40 and during movement between the onshore base facility and the offshore wind turbine 40.

入力装置75は、点検員の端末装置70への入力を受け付けるためのキーボードおよびマウスなどを含む。 The input device 75 includes a keyboard and mouse for accepting input from the inspector to the terminal device 70.

記憶装置76は、着脱可能な記録媒体からデータを読み込むためのリーダライタを含むように構成されている。たとえば、記憶装置76のリーダライタには、ドローン10のカメラ18によって撮影された点検用画像などが格納された記録媒体38を装着することができる。 The storage device 76 is configured to include a reader/writer for reading data from a removable recording medium. For example, the reader/writer of the storage device 76 can be fitted with a recording medium 38 that stores inspection images captured by the camera 18 of the drone 10.

送受信機78は、アンテナ77を介して、ドローン10の送受信機33および風車40の送受信機61と通信する。 The transceiver 78 communicates with the transceiver 33 of the drone 10 and the transceiver 61 of the wind turbine 40 via the antenna 77.

(ドローンの飛行経路)
図5は、第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40に対して斜め方向から見た図である。図6は、第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の正面方向から見た図である。図7は、第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の裏側方向から見た図である。図8は、第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の側面方向から見た図である。図9は、第1の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の上方から見た図である。
(Drone flight path)
Fig. 5 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from an oblique direction relative to the wind turbine 40. Fig. 6 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from the front of the wind turbine 40. Fig. 7 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from the back of the wind turbine 40. Fig. 8 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from the side of the wind turbine 40. Fig. 9 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the first embodiment as viewed from above the wind turbine 40.

図5~図9には、ドローン10の飛行経路として、円CA、CBが示されている。 Figures 5 to 9 show circles CA and CB as the flight path of drone 10.

円CAは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。円CAの半径は、raである。円CAの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面と距離は、d1である。 Circle CA has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is a front circle on the same side of the tower 44 of wind turbine 40 as the blades. The radius of circle CA is ra. The distance between the plane of circle CA and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d1.

円CBは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。円CBの半径は、rbである。円CBの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面との距離は、d2である。 Circle CB has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is the rear circle on the opposite side of the blades with respect to tower 44 of wind turbine 40. The radius of circle CB is rb. The distance between the plane of circle CB and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d2.

ここで、ra=rbとしてもよく、d1=d2としてもよい。 Here, ra = rb and d1 = d2 may also be used.

円CAの中心軸SA、および円CBの中心軸SBの鉛直方向の位置は、回転軸KDの鉛直方向の位置と同一であっても、異なっていてもよい。 The vertical positions of the central axis SA of the circle CA and the central axis SB of the circle CB may be the same as or different from the vertical position of the rotation axis KD.

ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向は、時間とともに変化しないか、あるいは時間とともに変化したとしても、変化量が小さいという条件が成り立つ場合において、本実施の形態の飛行経路は、より望ましい。この場合には、ドローン10は、第1の時点t1よりも後の時刻に、円CA、CBを飛行するが、風車40に対する円CA、CBの相対的な位置関係は、第1の時点と同じ、または大きく変化しない。 The flight path of this embodiment is more desirable when the direction of the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C does not change over time, or if it does change over time, the amount of change is small. In this case, the drone 10 flies along circles CA and CB at a time after first time point t1, but the relative positional relationship of circles CA and CB to the wind turbine 40 remains the same as at the first time point or does not change significantly.

(洋上の風車の点検手順)
以下、上記で説明したドローン10、風車40、および端末装置70の構成に基づいて、洋上風力発電設備の風車40の点検手順について説明する。
(Inspection procedures for offshore wind turbines)
Below, based on the configuration of the drone 10, wind turbine 40, and terminal device 70 described above, the inspection procedure for the wind turbine 40 of an offshore wind power generation facility will be described.

図10は、第1の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。 Figure 10 is a flowchart showing the inspection procedure for the wind turbine 40 in the first embodiment.

ステップS101において、陸上の拠点施設に設けられた端末装置70は、送受信機78を介して、洋上の風車40から発電機54の緊急停止の通知を受ける。 In step S101, the terminal device 70 installed at the onshore base facility receives a notification of an emergency shutdown of the generator 54 from the offshore wind turbine 40 via the transceiver 78.

ステップS102において、点検員がドローン10のエンジン16および発電機17をスタートさせ、さらに、たとえばプログラムを実行させることにより、ドローン10のコントローラ30に風車40の緊急点検を開始させる。これにより、ドローン10は、点検対象の風車40に向けて飛行を開始する。 In step S102, the inspector starts the engine 16 and generator 17 of the drone 10, and then causes the controller 30 of the drone 10 to begin an emergency inspection of the wind turbine 40, for example by running a program. This causes the drone 10 to begin flying toward the wind turbine 40 to be inspected.

より詳細には、ドローン10のコントローラ30は、GPS受信機34によって受信したGPS信号に基づく自機の位置情報と、端末装置70から受信した点検対象の風車40の位置情報とに基づいて、自機の飛行方向を決定する。コントローラ30は、モータ駆動回路15を制御することにより、自機を十分な高さまで離陸させた後、決定した飛行方向に自機を移動させる。コントローラ30は、GPS信号による自機の位置情報に基づいて、点検対象の風車40に到達するまで自機の移動を続ける。 More specifically, the controller 30 of the drone 10 determines the flight direction of the drone based on its own position information, which is based on the GPS signals received by the GPS receiver 34, and on the position information of the wind turbine 40 to be inspected, which is received from the terminal device 70. The controller 30 controls the motor drive circuit 15 to cause the drone to take off to a sufficient height, and then moves the drone in the determined flight direction. The controller 30 continues to move the drone based on its own position information from the GPS signals until it reaches the wind turbine 40 to be inspected.

ステップS103において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第1の時点t1として、第1の時点t1におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。具体的には、風車40のコントローラ60は、ブレード41A,41B,41Cの回転面が風を正面から受けるようにナセル43のヨー角を調整する。 In step S103, the controller 30 of the drone 10 determines the current time as the first time point t1 and obtains the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the first time point t1. Specifically, the controller 60 of the wind turbine 40 adjusts the yaw angle of the nacelle 43 so that the planes of rotation of the blades 41A, 41B, and 41C receive the wind head-on.

風車40のコントローラ60は、回転軸KDの方向をドローン10のコントローラ30に送信するものとしてもよい。 The controller 60 of the wind turbine 40 may transmit the direction of the rotation axis KD to the controller 30 of the drone 10.

あるいは、ドローン10のコントローラ30が、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を判定してもよい。より詳細には、コントローラ30は、直下用カメラ20を用いて、風車40の上空の位置からナセル43を撮影する。コントローラ30は、撮影したナセル43の画像に基づいて、停止しているナセル43の方向と自機の停止方向(たとえば、正面方向)とのずれ角を検出する。コントローラ30は、慣性計測ユニット32の地磁気センサによって地磁気の方向を検出する。地磁気の検出結果に基づいて、コントローラ30は、自機の現時点の方向を判定し、さらにこの判定結果から、ナセル43の現時点の方向、すなわち、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を判定する。 Alternatively, the controller 30 of the drone 10 may determine the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C. More specifically, the controller 30 uses the direct-angle camera 20 to photograph the nacelle 43 from a position above the wind turbine 40. Based on the photographed image of the nacelle 43, the controller 30 detects the angle of deviation between the direction of the stopped nacelle 43 and the direction in which the drone is stopped (for example, the forward direction). The controller 30 detects the direction of the geomagnetic field using the geomagnetic sensor in the inertial measurement unit 32. Based on the detection result of the geomagnetic field, the controller 30 determines the current direction of the drone, and from this determination result, determines the current direction of the nacelle 43, i.e., the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C.

ステップS104において、ドローン10のコントローラ30は、図5、図6、図8、および図9に示すような円CAの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S104, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to capture images of the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CA as shown in Figures 5, 6, 8, and 9.

ステップS105において、ドローン10のコントローラ30は、図5、図7、図8、および図9に示すような円CBの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S105, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CB as shown in Figures 5, 7, 8, and 9.

ステップS106において、ドローン10のコントローラ30は、ステップS104およびS105において得られた撮影画像に基づいて、ブレード41A,41B,41Cの損傷箇所を判定する。 In step S106, the controller 30 of the drone 10 determines the location of damage to the blades 41A, 41B, and 41C based on the captured images obtained in steps S104 and S105.

(効果)
たとえば、風車を中心として水平円周上をドローンが自動飛行しながら、ブレードを撮影する方法(水平飛行)が考えられる。この方法では、飛行ルートの設定は、容易である。しかし、この方法では、ドローンが風車に衝突しないように、かつブレードの全箇所を撮影するために、飛行ルートを設定するには、ブレードとカメラとの距離が大きくなるため、撮影された画像の品質が低いとともに、点検時間が長くなる。
(effect)
For example, one possible method is to have a drone automatically fly in a horizontal circle around the wind turbine to photograph the blades (horizontal flight). This method makes it easy to set a flight route. However, this method requires setting a flight route that avoids the drone colliding with the wind turbine and captures images of all parts of the blades. This increases the distance between the blades and the camera, resulting in lower quality images and longer inspection times.

本実施の形態の飛行によれば、水平飛行による方法に比べて、ブレードとカメラとの距離を半分以下にすることができるので、撮影された画像の品質を高くすることができるとともに、点検時間を短くすることができる。 By flying in this embodiment, the distance between the blade and the camera can be reduced by more than half compared to horizontal flight methods, which improves the quality of the captured images and shortens the inspection time.

[第2の実施形態]
(ドローンの飛行経路)
図11は、第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40に対して斜め方向から見た図である。図12は、第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の正面方向から見た図である。図13は、第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の裏側方向から見た図である。図14は、第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の側面方向から見た図である。図15は、第2の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の上方から見た図である。
Second Embodiment
(Drone flight path)
Fig. 11 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from an oblique direction relative to the wind turbine 40. Fig. 12 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from the front of the wind turbine 40. Fig. 13 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from the back of the wind turbine 40. Fig. 14 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from the side of the wind turbine 40. Fig. 15 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the second embodiment as viewed from above the wind turbine 40.

図11~図15には、ドローン10の飛行経路として、円CC、CD、CE、CFが示されている。 Figures 11 to 15 show circles CC, CD, CE, and CF as the flight path of drone 10.

円CCは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。円CCの半径は、rcである。円CCの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面と距離は、d3である。 Circle CC has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is a front circle on the same side of the tower 44 of wind turbine 40 as the blades. The radius of circle CC is rc. The distance between the plane of circle CC and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d3.

円CDは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。円CDの半径は、rdである。円CDの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面と距離は、d3である。 Circle CD has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is a front circle on the same side of the tower 44 of wind turbine 40 as the blades. The radius of circle CD is rd. The distance between the plane of circle CD and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d3.

円CCの円周と円CDの円周との最短距離は、d5である。円CCの中心と、円CDの中心との間の距離は、d7である。 The shortest distance between the circumference of circle CC and the circumference of circle CD is d5. The distance between the center of circle CC and the center of circle CD is d7.

ここで、rc=rdとしてもよい。円CCの中心と円CDの中心とを結ぶ線分の中点を回転軸KDが通るものとしてもよい。 Here, rc = rd may be set. The rotation axis KD may also pass through the midpoint of the line segment connecting the center of circle CC and the center of circle CD.

円CEは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。円CEの半径は、reである。円CEの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面との距離は、d4である。 Circle CE has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is the rear circle on the opposite side of the blades with respect to tower 44 of wind turbine 40. The radius of circle CE is re. The distance between the plane of circle CE and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d4.

円CFは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。円CFの半径は、rfである。円CFの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面との距離は、d4である。 Circle CF has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is the rear circle on the opposite side of the blades with respect to tower 44 of wind turbine 40. The radius of circle CF is rf. The distance between the plane of circle CF and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d4.

円CEの円周と円CFの円周との最短距離は、d6である。円CEの中心と、円CFの中心との間の距離は、d8である。 The shortest distance between the circumference of circle CE and the circumference of circle CF is d6. The distance between the center of circle CE and the center of circle CF is d8.

ここで、re=rfとしてもよい。円CEの中心と円CFの中心とを結ぶ線分の中点を回転軸KDが通るものとしてもよい。 Here, re = rf may also be set. The rotation axis KD may also pass through the midpoint of the line segment connecting the center of circle CE and the center of circle CF.

ここで、rc=rd=re=rfとしてもよく、d3=d4としてもよい。また、d5=d6としてもよく、d7=d8としてもよい。 Here, rc = rd = re = rf may be used, and d3 = d4 may be used. Also, d5 = d6 may be used, and d7 = d8 may be used.

円CCの中心軸SC、円CDの中心軸SD、円CEの中心軸SE、および円CFの中心軸SFの鉛直方向の位置は、回転軸KDの鉛直方向の位置と同一であっても、異なっていてもよい。 The vertical positions of the central axis SC of circle CC, the central axis SD of circle CD, the central axis SE of circle CE, and the central axis SF of circle CF may be the same as or different from the vertical position of the rotation axis KD.

ブレード41A,41B,41Cの回転面と回転軸KDとが交わる点Oと円CCの中心とを結ぶ線分と、回転軸KDとの間の角度が、たとえば45°であるが任意の角度でもよい。ブレード41A,41B,41Cの回転面と回転軸KDとが交わる点Oと円CDの中心とを結ぶ線分と、回転軸KDとの間の角度がたとえば45°であるが任意の角度でもよい。ブレード41A,41B,41Cの回転面と回転軸KDとが交わる点Oと円CEの中心とを結ぶ線分と、回転軸KDとの間の角度が、たとえば45°であるが任意の角度でもよい。ブレード41A,41B,41Cの回転面と回転軸KDとが交わる点Oと円CFの中心とを結ぶ線分と、回転軸KDとの間の角度が、たとえば45°であるが任意の角度でもよい。 The angle between the rotation axis KD and the line segment connecting the center of circle CC to point O where the rotation plane of blades 41A, 41B, and 41C intersect with the rotation axis KD is, for example, 45°, but may be any angle. The angle between the rotation axis KD and the line segment connecting the center of circle CD to point O where the rotation plane of blades 41A, 41B, and 41C intersect with the rotation axis KD is, for example, 45°, but may be any angle. The angle between the rotation axis KD and the line segment connecting the center of circle CE to point O where the rotation plane of blades 41A, 41B, and 41C intersect with the rotation axis KD is, for example, 45°, but may be any angle. The angle between the rotation axis KD and the line segment connecting the center of circle CF to point O where the rotation plane of blades 41A, 41B, and 41C intersect with the rotation axis KD is, for example, 45°, but may be any angle.

本実施の形態においても、第1の実施形態と同様に、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向は、時間とともに変化しないか、あるいは時間とともに変化したとしても、変化量が小さいという条件が成り立つ場合において、本実施の形態の飛行経路は、より望ましい。この場合には、ドローン10は、第1の時点t1よりも後の時刻に、円CC、CD、CE、CFを飛行するが、風車40に対する円CC、CD、CE、CFの相対的な位置関係は、第1の時点と同じ、または大きく変化しない。 In this embodiment, as in the first embodiment, the flight path of this embodiment is more desirable when the direction of the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C does not change over time, or if it does change over time, the amount of change is small. In this case, the drone 10 flies along circles CC, CD, CE, and CF at times after the first time point t1, but the relative positional relationships of circles CC, CD, CE, and CF to the wind turbine 40 remain the same as at the first time point or do not change significantly.

(洋上の風車の点検手順)
以下、上記で説明したドローン10、風車40、および端末装置70の構成に基づいて、洋上風力発電設備の風車40の点検手順について説明する。
(Inspection procedures for offshore wind turbines)
Below, based on the configuration of the drone 10, wind turbine 40, and terminal device 70 described above, the inspection procedure for the wind turbine 40 of an offshore wind power generation facility will be described.

図16は、第2の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。 Figure 16 is a flowchart showing the inspection procedure for the wind turbine 40 in the second embodiment.

ステップS201において、陸上の拠点施設に設けられた端末装置70は、送受信機78を介して、洋上の風車40から発電機54の緊急停止の通知を受ける。 In step S201, the terminal device 70 installed at the onshore base facility receives a notification of an emergency shutdown of the generator 54 from the offshore wind turbine 40 via the transceiver 78.

ステップS202において、点検員がドローン10のエンジン16および発電機17をスタートさせ、さらに、たとえばプログラムを実行させることにより、ドローン10のコントローラ30に風車40の緊急点検を開始させる。これにより、ドローン10は、点検対象の風車40に向けて飛行を開始する。 In step S202, the inspector starts the engine 16 and generator 17 of the drone 10, and then causes the controller 30 of the drone 10 to begin an emergency inspection of the wind turbine 40, for example by executing a program. This causes the drone 10 to begin flying toward the wind turbine 40 to be inspected.

ステップS203において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第1の時点t1として、第1の時点t1におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。 In step S203, the controller 30 of the drone 10 determines the current time as the first time point t1 and acquires the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the first time point t1.

ステップS204において、ドローン10のコントローラ30は、図11、図12、図14、および図15に示すような円CCの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S204, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CC as shown in Figures 11, 12, 14, and 15.

ステップS205において、ドローン10のコントローラ30は、図11、図12、図14、および図15に示すような円CDの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S205, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to capture images of the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CD as shown in Figures 11, 12, 14, and 15.

ステップS206において、ドローン10のコントローラ30は、図11、図13、図14、および図15に示すような円CEの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S206, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CE as shown in Figures 11, 13, 14, and 15.

ステップS207において、ドローン10のコントローラ30は、図11、図13、図14、および図15に示すような円CFの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S207, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CF as shown in Figures 11, 13, 14, and 15.

ステップS208において、ドローン10のコントローラ30は、ステップS204~S207において得られた撮影画像に基づいて、ブレード41A,41B,41Cの損傷箇所を判定する。 In step S208, the controller 30 of the drone 10 determines the location of damage to the blades 41A, 41B, and 41C based on the captured images obtained in steps S204 to S207.

[第3の実施形態]
(ドローンの飛行経路)
図17は、第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40に対して斜め方向から見た図である。図18は、第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の正面方向から見た図である。図19は、第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の裏側方向から見た図である。図20は、第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の側面方向から見た図である。図21は、第3の実施形態におけるドローン10の飛行経路を風車40の上方から見た図である。
[Third embodiment]
(Drone flight path)
Fig. 17 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from an oblique direction relative to the wind turbine 40. Fig. 18 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from the front of the wind turbine 40. Fig. 19 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from the back of the wind turbine 40. Fig. 20 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from the side of the wind turbine 40. Fig. 21 is a diagram showing the flight path of the drone 10 in the third embodiment as viewed from above the wind turbine 40.

図17~図21には、ドローン10の飛行経路として、円CG、CH、CI、CJ、CK、CLが示されている。 Figures 17 to 21 show circles CG, CH, CI, CJ, CK, and CL as the flight path of drone 10.

円CGは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。円CGの半径は、rgである。円CGの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面と距離は、d9である。 Circle CG has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is a front circle on the same side of the tower 44 of wind turbine 40 as the blades. The radius of circle CG is rg. The distance between the plane of circle CG and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d9.

円CHは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。円CHの半径は、rhである。円CHの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面と距離は、d9である。 Circle CH has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is a front circle on the same side of the tower 44 of wind turbine 40 as the blades. The radius of circle CH is rh. The distance between the plane of circle CH and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d9.

円CIは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。円CIの半径は、riである。円CIの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面と距離は、d9である。 Circle CI has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is a front circle on the same side of the tower 44 of wind turbine 40 as the blades. The radius of circle CI is ri. The distance between the plane of circle CI and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d9.

回転軸KDは、円CHの中心を通ってもよいが、通らなくてもよい。円CGの中心と、円CHの中心との間の距離は、d11である。円CIの中心と、円CHの中心との間の距離は、d12である。ここで、rg=rh=riとしてもよく、d11=d12としてもよい。 The axis of rotation KD may or may not pass through the center of circle CH. The distance between the center of circle CG and the center of circle CH is d11. The distance between the center of circle CI and the center of circle CH is d12. Here, rg = rh = ri may be satisfied, or d11 = d12 may be satisfied.

円CJは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。円CJの半径は、rjである。円CJの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面との距離は、d10である。 Circle CJ has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is the rear circle on the opposite side of the blades with respect to the tower 44 of wind turbine 40. The radius of circle CJ is rj. The distance between the plane of circle CJ and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d10.

円CKは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。円CKの半径は、rkである。円CKの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面との距離は、d10である。 Circle CK has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is the rear circle on the opposite side of the blades with respect to tower 44 of wind turbine 40. The radius of circle CK is rk. The distance between the plane of circle CK and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d10.

円CLは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。円CLの半径は、rlである。円CLの面と、ブレード41A,41B,41Cの回転面との距離は、d10である。 Circle CL has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C of wind turbine 40 at first time point t1, and is the rear circle on the opposite side of the blades with respect to tower 44 of wind turbine 40. The radius of circle CL is rl. The distance between the plane of circle CL and the plane of rotation of blades 41A, 41B, and 41C is d10.

回転軸KDは、円CKの中心を通ってもよいが、通らなくてもよい。円CJの中心と、円CKの中心との間の距離は、d13である。円CLの中心と、円CKの中心との間の距離は、d14である。ここで、rj=rk=rlとしてもよく、d13=d14としてもよい。 The rotation axis KD may or may not pass through the center of circle CK. The distance between the center of circle CJ and the center of circle CK is d13. The distance between the center of circle CL and the center of circle CK is d14. Here, rj = rk = rl may be satisfied, or d13 = d14 may be satisfied.

ここで、rg=rh=ri=rj=rk=rlとしてもよく、d9=d10としてもよい。また、d11=d12=d13=d14としてもよい。 Here, rg = rh = ri = rj = rk = rl may be used, or d9 = d10 may be used. Also, d11 = d12 = d13 = d14 may be used.

円CGの中心軸SG、円CHの中心軸SH、円CIの中心軸SI、円CJの中心軸SJ、円CKの中心軸SK、および円CLの中心軸SLの鉛直方向の位置は、回転軸KDの鉛直方向の位置と同一であっても、異なっていてもよい。 The vertical positions of the central axis SG of circle CG, the central axis SH of circle CH, the central axis SI of circle CI, the central axis SJ of circle CJ, the central axis SK of circle CK, and the central axis SL of circle CL may be the same as or different from the vertical position of the rotation axis KD.

本実施の形態においても、第1および第2の実施形態と同様に、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向は、時間とともに変化しないか、あるいは時間とともに変化したとしても、変化量が小さいという条件が成り立つ場合において、本実施の形態の飛行経路は、より望ましい。この場合には、ドローン10は、第1の時点t1よりも後の時刻に、円CG、CH、CI、CJ、CK、CLを飛行するが、風車40に対する円CG、CH、CI、CJ、CK、CLの相対的な位置関係は、第1の時点と同じ、または大きく変化しない。 In this embodiment, as in the first and second embodiments, the flight path of this embodiment is more desirable when the direction of the rotation axis KD of blades 41A, 41B, and 41C does not change over time, or if it does change over time, the amount of change is small. In this case, the drone 10 flies along the circles CG, CH, CI, CJ, CK, and CL at a time after the first time point t1, but the relative positional relationships of the circles CG, CH, CI, CJ, CK, and CL to the wind turbine 40 remain the same as at the first time point or do not change significantly.

(洋上の風車の点検手順)
第3の実施形態における風車40の点検手順は、第1および第2の実施形態における風車40の点検手順と同様なので、説明を繰り返さない。
(Inspection procedures for offshore wind turbines)
The inspection procedure for the wind turbine 40 in the third embodiment is similar to the inspection procedure for the wind turbine 40 in the first and second embodiments, and therefore the description will not be repeated.

第1の実施形態では、円CAの円周、および円CBの円周に沿って、ドローン10を飛行させた。第2の実施形態では、円CCの円周、円CDの円周、円CEの円周、および円CFの円周に沿って、ドローン10を飛行させた。第3の実施形態では、円CGの円周、円CHの円周、円CIの円周、円CJ、円CKの円周、および円CLの円周に沿って、ドローン10を飛行させる。 In the first embodiment, the drone 10 was flown along the circumference of circle CA and the circumference of circle CB. In the second embodiment, the drone 10 was flown along the circumference of circle CC, the circumference of circle CD, the circumference of circle CE, and the circumference of circle CF. In the third embodiment, the drone 10 was flown along the circumference of circle CG, the circumference of circle CH, the circumference of circle CI, the circumference of circle CJ, the circumference of circle CK, and the circumference of circle CL.

第3の実施形態における風車40の点検手順は、第1および第2の実施形態における風車40の点検手順とほぼ同様であり、飛行する円周とその数が相違するだけである。よって、第3の実施形態における風車40の点検手順の説明は繰り返さない。 The inspection procedure for the wind turbine 40 in the third embodiment is substantially the same as the inspection procedure for the wind turbine 40 in the first and second embodiments, with the only difference being the number and circumference of the flying circle. Therefore, a description of the inspection procedure for the wind turbine 40 in the third embodiment will not be repeated.

[第4の実施形態]
第1~第3の実施形態では、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向は、時間とともに変化しないか、あるいは時間とともに変化したとしても、変化量は小さいことを前提とした。本実施の形態では、ドローン10が各円周を飛行する前に、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得し、取得した方向に応じて定まる円周を飛行する。これによって、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向が、時間とともに変化する場合にでも、ドローン10は、望ましい飛行経路を飛行することができる。
[Fourth embodiment]
In the first to third embodiments, it is assumed that the direction of the rotation axes KD of the blades 41A, 41B, and 41C does not change over time, or if it does change over time, the amount of change is small. In this embodiment, before the drone 10 flies each circumference, it acquires the direction of the rotation axes KD of the blades 41A, 41B, and 41C, and flies the circumference determined based on the acquired direction. This allows the drone 10 to fly a desired flight path even if the direction of the rotation axes KD of the blades 41A, 41B, and 41C changes over time.

以下、第2の実施形態における飛行経路を、ドローン10が各円周を飛行する前に、ブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得し、取得した方向に応じて定まる円周を飛行するように変形させた例を説明する。第1の実施形態、および第3の実施形態についても、同様に変形させることができる。 Below, we will explain an example in which the flight path in the second embodiment is modified so that the drone 10 flies along a circle determined based on the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C, which is acquired before the drone 10 flies along each circle. Similar modifications can also be made to the first and third embodiments.

図22は、第4の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。 Figure 22 is a flowchart showing the inspection procedure for the wind turbine 40 in the fourth embodiment.

ステップS301において、陸上の拠点施設に設けられた端末装置70は、送受信機78を介して、洋上の風車40から発電機54の緊急停止の通知を受ける。 In step S301, the terminal device 70 installed at the onshore base facility receives a notification of an emergency shutdown of the generator 54 from the offshore wind turbine 40 via the transceiver 78.

ステップS302において、点検員がドローン10のエンジン16および発電機17をスタートさせ、さらに、たとえばプログラムを実行させることにより、ドローン10のコントローラ30に風車40の緊急点検を開始させる。これにより、ドローン10は、点検対象の風車40に向けて飛行を開始する。 In step S302, the inspector starts the engine 16 and generator 17 of the drone 10, and then causes the controller 30 of the drone 10 to begin an emergency inspection of the wind turbine 40, for example by executing a program. This causes the drone 10 to begin flying toward the wind turbine 40 to be inspected.

ステップS303において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第1の時点t1として、第1の時点t1におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。 In step S303, the controller 30 of the drone 10 determines the current time as the first time point t1 and obtains the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the first time point t1.

ステップS304において、ドローン10のコントローラ30は、円CCの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。円CCは、第1の時点t1における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。 In step S304, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of circle CC. Circle CC is a front circle whose central axis is in the same direction as the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C of the wind turbine 40 at the first time point t1, and is on the same side of the tower 44 of the wind turbine 40 as the blades.

ステップS305において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第2の時点t2として、第2の時点t2におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。 In step S305, the controller 30 of the drone 10 sets the current time as the second time point t2 and obtains the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the second time point t2.

ステップS306において、ドローン10のコントローラ30は、円CD2の円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。円CD2は、第2の時点t2における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと同じ側にある表側の円である。 In step S306, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CD2. The circle CD2 is a front circle whose central axis is in the same direction as the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C of the wind turbine 40 at the second time point t2, and is on the same side of the tower 44 of the wind turbine 40 as the blades.

ステップS307において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第3の時点t3として、第3の時点t3におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。 In step S307, the controller 30 of the drone 10 sets the current time as the third time point t3 and obtains the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the third time point t3.

ステップS308において、ドローン10のコントローラ30は、円CE2の円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。円CE2は、第3の時点t3における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。 In step S308, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CE2. The circle CE2 has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C of the wind turbine 40 at the third time point t3, and is a rear circle on the opposite side of the blades from the tower 44 of the wind turbine 40.

ステップS309において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第4の時点t4として、第4の時点t4におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。 In step S309, the controller 30 of the drone 10 sets the current time as the fourth time point t4 and obtains the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the fourth time point t4.

ステップS310において、ドローン10のコントローラ30は、円CF2の円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。円CF2は、第4の時点t4における風車40のブレード41A,41B,41Cの回転軸KDと同一方向の中心軸を有し、風車40のタワー44に対してブレードと反対側にある裏側の円である。 In step S310, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to photograph the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of circle CF2. Circle CF2 has a central axis in the same direction as the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C of the wind turbine 40 at the fourth time point t4, and is a rear circle on the opposite side of the blades from the tower 44 of the wind turbine 40.

ステップS311において、ドローン10のコントローラ30は、ステップS304、S306、S308、およびS310において得られた撮影画像に基づいて、ブレード41A,41B,41Cの損傷箇所を判定する。 In step S311, the controller 30 of the drone 10 determines the location of damage to the blades 41A, 41B, and 41C based on the captured images obtained in steps S304, S306, S308, and S310.

[第5の実施形態]
本実施の形態では、緊急停止の時点において、風車40のコントローラ60は、風の方向とブレード41の風受け面とが平行になるようにブレード41のピッチ角63を調整する。これによって、ブレード41は風から揚力を受けなくなるので、風車40の破損を防止できる。
Fifth Embodiment
In this embodiment, at the time of an emergency stop, the controller 60 of the wind turbine 40 adjusts the pitch angle 63 of the blades 41 so that the wind direction is parallel to the wind-receiving surfaces of the blades 41. This prevents the blades 41 from receiving lift from the wind, thereby preventing damage to the wind turbine 40.

以下、第1の実施形態の風車40の点検手順に、上記のような制御を追加した例を説明する。 Below, we will explain an example in which the above-mentioned control is added to the inspection procedure for the wind turbine 40 of the first embodiment.

図23は、第5の実施形態における風車40の点検手順を示すフローチャートである。 Figure 23 is a flowchart showing the inspection procedure for the wind turbine 40 in the fifth embodiment.

ステップS101において、陸上の拠点施設に設けられた端末装置70は、送受信機78を介して、洋上の風車40から発電機54の緊急停止の通知を受ける。 In step S101, the terminal device 70 installed at the onshore base facility receives a notification of an emergency shutdown of the generator 54 from the offshore wind turbine 40 via the transceiver 78.

ステップS401において、風車40のコントローラ60は、風の方向とブレード41の風受け面とが平行になるようにブレード41のピッチ角63を調整する。 In step S401, the controller 60 of the wind turbine 40 adjusts the pitch angle 63 of the blades 41 so that the wind direction and the wind-receiving surface of the blades 41 are parallel.

ステップS102において、点検員がドローン10のエンジン16および発電機17をスタートさせ、さらに、たとえばプログラムを実行させることにより、ドローン10のコントローラ30に風車40の緊急点検を開始させる。これにより、ドローン10は、点検対象の風車40に向けて飛行を開始する。 In step S102, the inspector starts the engine 16 and generator 17 of the drone 10, and then causes the controller 30 of the drone 10 to begin an emergency inspection of the wind turbine 40, for example by running a program. This causes the drone 10 to begin flying toward the wind turbine 40 to be inspected.

ステップS103において、ドローン10のコントローラ30は、現在時刻を第1の時点t1として、第1の時点t1におけるブレード41A,41B,41Cの回転軸KDの方向を取得する。 In step S103, the controller 30 of the drone 10 determines the current time as the first time point t1 and obtains the direction of the rotation axis KD of the blades 41A, 41B, and 41C at the first time point t1.

ステップS104において、ドローン10のコントローラ30は、円CAの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S104, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to capture images of the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CA.

ステップS105において、ドローン10のコントローラ30は、円CBの円周に沿って、ドローン10を飛行させながら、前方用カメラ18にブレード41A,41B,41Cを撮影させる。 In step S105, the controller 30 of the drone 10 causes the forward camera 18 to capture images of the blades 41A, 41B, and 41C while flying the drone 10 along the circumference of the circle CB.

ステップS106において、ドローン10のコントローラ30は、ステップS104およびS105において得られた撮影画像に基づいて、ブレード41A,41B,41Cの損傷箇所を判定する。 In step S106, the controller 30 of the drone 10 determines the location of damage to the blades 41A, 41B, and 41C based on the captured images obtained in steps S104 and S105.

上述の実施形態で説明した風車の点検方法は、緊急時の点検を対象としているが、定期の点検にも適用することができる。 The wind turbine inspection method described in the above embodiment is intended for emergency inspections, but can also be applied to regular inspections.

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この出願の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of this application is indicated by the claims, not the above description, and all modifications within the meaning and scope of the claims are intended to be embraced.

10 ドローン、11 本体部、12 腕部、13 プロペラモータ、14 プロペラ、15 モータ駆動回路、16 エンジン、17,54 発電機、18,18A,18B,20,20A,20B カメラ、19,21 ジンバル、22 脚部、23 推進機構、24 センサ、30,60 コントローラ、31,76 記憶装置、32 慣性計測ユニット、33,61,78 送受信機、34 受信機、35 電源回路、36 蓄電池、37 リーダライタ、38 記録媒体、40 風車、41A,41B,41C ブレード、42 ハブ、43 ナセル、44 タワー、45 基底部、46 浮体、49 海水面、50 ロータ軸、51 動力伝達軸、52 増速機、53 ブレーキ装置、55 電源ケーブル、56 変圧器、57 電力ケーブル、62,77 アンテナ、70 端末装置、72 RAM、73 不揮発性メモリ、74 ディスプレイ装置、75 入力装置、79 バス。 10 drone, 11 main body, 12 arm, 13 propeller motor, 14 propeller, 15 motor drive circuit, 16 engine, 17, 54 generator, 18, 18A, 18B, 20, 20A, 20B camera, 19, 21 gimbal, 22 legs, 23 propulsion mechanism, 24 sensor, 30, 60 controller, 31, 76 storage device, 32 inertial measurement unit, 33, 61, 78 transmitter/receiver, 34 receiver, 35 power circuit, 36 storage battery, 37 reader/writer, 38 recording medium, 40 wind turbine, 41A, 41B, 41C blade, 42 hub, 43 nacelle, 44 tower, 45 base, 46 floating body, 49 sea surface, 50 rotor shaft, 51 power transmission shaft, 52 gearbox, 53 Brake device, 55 Power cable, 56 Transformer, 57 Power cable, 62, 77 Antenna, 70 Terminal device, 72 RAM, 73 Non-volatile memory, 74 Display device, 75 Input device, 79 Bus.

Claims (8)

風力発電設備の点検方法であって、
無人航空機に設けられたコントローラが、第1の時点における風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、
前記コントローラが、前記第1の時点における前記風車のブレードの回転軸と同一方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと同じ側にある少なくとも1つの表側の円の円周に沿って、前記無人航空機を移動させながら、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードを撮影させるステップと、
前記コントローラが、前記第1の時点における前記風車のブレードの回転軸と同一の方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと反対側にある少なくとも1つの裏側の円の円周に沿って、前記無人航空機を移動させながら、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードを撮影させるステップと、備えた風力発電設備の点検方法。
A method for inspecting wind power generation equipment, comprising:
A controller provided in the unmanned aerial vehicle acquires a direction of a rotation axis of a blade of the wind turbine at a first time point;
the controller causes a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to photograph the wind turbine blades while moving the unmanned aerial vehicle along the circumference of at least one front circle that has a central axis in the same direction as the rotation axis of the wind turbine blades at the first time point and is on the same side as the blades with respect to the tower of the wind turbine;
A method for inspecting wind power generation equipment, comprising the steps of: the controller moving the unmanned aerial vehicle along the circumference of at least one back circle that has a central axis in the same direction as the rotation axis of the wind turbine blades at the first time point and is on the opposite side of the blades relative to the wind turbine tower, while causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to photograph the wind turbine blades.
前記中心軸の鉛直方向の位置は、前記回転軸の鉛直方向の位置と同じである、請求項1記載の風力発電設備の点検方法。 The method for inspecting wind power generation equipment according to claim 1, wherein the vertical position of the central axis is the same as the vertical position of the rotation axis. 前記少なくとも1つの表側の円は、2つの円を含み、前記少なくとも1つの裏側の側の円は、2つの円を含む、請求項1記載の風力発電設備の点検方法。 The method for inspecting wind power generation equipment according to claim 1, wherein the at least one front-side circle includes two circles and the at least one back-side circle includes two circles. 前記少なくとも1つの表側の円は、第1の円および第2の円であり、
前記第1の円の中心と前記第2の円の中心とを結ぶ線分の中点を前記回転軸が通り、
前記少なくとも1つの裏側の円は、第3の円および第4の円であり、
前記第3の円の中心と前記第4の円の中心とを結ぶ線分の中点を前記回転軸が通る、請求項3記載の風力発電設備の点検方法。
the at least one obverse circle is a first circle and a second circle;
the rotation axis passes through the midpoint of a line segment connecting the center of the first circle and the center of the second circle,
the at least one back circle is a third circle and a fourth circle;
The method for inspecting a wind power generation facility according to claim 3 , wherein the rotation axis passes through a midpoint of a line segment connecting the center of the third circle and the center of the fourth circle.
風力発電設備の点検方法であって、
無人航空機に設けられたコントローラが、第1の時点において、風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、
前記コントローラが、前記第1の時点における前記回転軸と同一方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと同じ側にある第1の円の周囲に沿って前記無人航空機を移動させ、前記無人航空機の前記移動中に、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、
前記無人航空機に設けられたコントローラが、第2の時点において、前記風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、
前記コントローラが、前記第2の時点における前記回転軸と同一方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと同じ側にある第2の円の周囲に沿って前記無人航空機を移動させ、前記無人航空機の前記移動中に、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、
前記無人航空機に設けられたコントローラが、第3の時点において、前記風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、
前記コントローラが、前記第3の時点における前記回転軸と同一方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと反対側にある第3の円の周囲に沿って前記無人航空機を移動させ、前記無人航空機の前記移動中に、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、
前記無人航空機に設けられたコントローラが、第4の時点において、前記風車のブレードの回転軸の方向を取得するステップと、
前記コントローラが、前記第4の時点における前記回転軸と同一方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと反対側にある第4の円の周囲に沿って前記無人航空機を移動させ、前記無人航空機の前記移動中に、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードの点検用画像を撮影させるステップと、を備えた、風力発電設備の点検方法。
A method for inspecting wind power generation equipment, comprising:
A controller provided in the unmanned aerial vehicle acquires a direction of a rotation axis of a blade of the wind turbine at a first time point;
the controller moving the unmanned aerial vehicle along a periphery of a first circle having a central axis in the same direction as the rotation axis at the first time point and on the same side of the wind turbine tower as the blades, and causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the wind turbine blades during the movement of the unmanned aerial vehicle;
a controller provided on the unmanned aerial vehicle acquiring a direction of a rotation axis of a blade of the wind turbine at a second time point;
the controller moving the unmanned aerial vehicle along a periphery of a second circle having a central axis in the same direction as the rotation axis at the second time point and on the same side of the wind turbine tower as the blades, and causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the wind turbine blades during the movement of the unmanned aerial vehicle;
a controller provided in the unmanned aerial vehicle acquiring a direction of a rotation axis of the blade of the wind turbine at a third time point;
the controller moving the unmanned aerial vehicle along a periphery of a third circle having a central axis in the same direction as the rotation axis at the third time point and on an opposite side of the blades with respect to the tower of the wind turbine, and causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the blades of the wind turbine during the movement of the unmanned aerial vehicle;
a controller provided in the unmanned aerial vehicle acquiring a direction of a rotation axis of the blade of the wind turbine at a fourth time point;
A method for inspecting wind power generation equipment, comprising the steps of: the controller moving the unmanned aerial vehicle along the periphery of a fourth circle having a central axis in the same direction as the rotation axis at the fourth time point and on the opposite side of the blades from the wind turbine tower; and causing a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the wind turbine blades while the unmanned aerial vehicle is moving.
前記風車のブレードは回転可能であり、
前記風車の緊急停止の時点において、風車のコントローラが、風の方向と前記ブレードの風受け面とが平行になるように前記ブレードのピッチ角を調整するステップを備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の風力発電設備の点検方法。
the blades of the wind turbine are rotatable;
6. The method for inspecting wind power generation equipment according to claim 1, further comprising a step in which, at the time of an emergency stop of the wind turbine, a controller of the wind turbine adjusts the pitch angle of the blades so that the direction of the wind and the wind-receiving surfaces of the blades are parallel.
前記風車は、洋上に設けられている、請求項1~5のいずれか1項に記載の風力発電設備の点検方法。 The method for inspecting wind power generation equipment described in any one of claims 1 to 5, wherein the wind turbine is installed offshore. 無人航空機であって、
前記無人航空機を推進および空中停止させる推進機構と、
カメラと、
前記推進機構および前記カメラを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
風車のブレードの回転軸の方向を取得し、
前記風車のブレードの回転軸と同一方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと同じ側にある少なくとも1つの表側の円の周囲に沿って、前記無人航空機を移動させ、前記風車のブレードの回転軸と同一の方向の中心軸を有し、前記風車のタワーに対して前記ブレードと反対側にある少なくとも1つの裏側の円の周囲に沿って、前記無人航空機を移動させ、
前記無人航空機の前記移動中に、前記無人航空機に搭載されたカメラに、前記風車のブレードの点検用画像を撮影させる、無人航空機。
An unmanned aerial vehicle,
a propulsion mechanism for propelling and hovering the unmanned aerial vehicle;
A camera and
a controller for controlling the propulsion mechanism and the camera;
The controller
Obtain the direction of the rotation axis of the wind turbine blades,
moving the unmanned aerial vehicle around at least one near-side circle having a central axis in the same direction as the axis of rotation of the wind turbine blades and on the same side of the wind turbine tower as the blades; and moving the unmanned aerial vehicle around at least one far-side circle having a central axis in the same direction as the axis of rotation of the wind turbine blades and on an opposite side of the wind turbine tower as the blades;
An unmanned aerial vehicle that causes a camera mounted on the unmanned aerial vehicle to take inspection images of the blades of the wind turbine while the unmanned aerial vehicle is moving.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140168420A1 (en) 2011-04-26 2014-06-19 Eads Deutschland Gmbh Method and System for Inspecting a Surface Area for Material Defects
US20160305406A1 (en) 2013-12-02 2016-10-20 Hgz Patentvermarktungs Gmbh Method for optically detecting a wind turbine for testing purposes using an aircraft
US20180003161A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Unmanned Innovation, Inc. Unmanned aerial vehicle wind turbine inspection systems and methods
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140168420A1 (en) 2011-04-26 2014-06-19 Eads Deutschland Gmbh Method and System for Inspecting a Surface Area for Material Defects
US20160305406A1 (en) 2013-12-02 2016-10-20 Hgz Patentvermarktungs Gmbh Method for optically detecting a wind turbine for testing purposes using an aircraft
US20180003161A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Unmanned Innovation, Inc. Unmanned aerial vehicle wind turbine inspection systems and methods
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