JP2000147085A - ３次元自動移動体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船 - Google Patents
３次元自動移動体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船Info
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- JP2000147085A JP2000147085A JP32048798A JP32048798A JP2000147085A JP 2000147085 A JP2000147085 A JP 2000147085A JP 32048798 A JP32048798 A JP 32048798A JP 32048798 A JP32048798 A JP 32048798A JP 2000147085 A JP2000147085 A JP 2000147085A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 予め定めた移動目標点に対し、自動的に確実
に移動できるようにした自動移動体を提供することを目
的とする。 【解決手段】 移動体の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標点との高度差、目標点までの
水平距離および現進行方向との水平偏角を算出させ、算
出した高度差、水平距離および水平偏角に従って移動体
を移動させて、移動体を目標点に到達させるようにした
３次元自動移動体とした。
に移動できるようにした自動移動体を提供することを目
的とする。 【解決手段】 移動体の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標点との高度差、目標点までの
水平距離および現進行方向との水平偏角を算出させ、算
出した高度差、水平距離および水平偏角に従って移動体
を移動させて、移動体を目標点に到達させるようにした
３次元自動移動体とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元自動移動
体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動
大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船に関するも
のである。
体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動
大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】３次元自動移動体（飛行船等）はこれま
で、地上からのリモートコントロール（ＲＣ）や実際に
人間が搭乗してコントロールしていた。また、人間が飛
行船に搭乗するには設備自体が巨大であった。気象観測
や大気観測はこれまで、気球（ゾンデ）を数点上げ観測
し、そのポイントのデータをその地点の代表として扱っ
たり、また、ポイントデータを基に面的データにするた
めに解析（外挿等）を実施していた。
で、地上からのリモートコントロール（ＲＣ）や実際に
人間が搭乗してコントロールしていた。また、人間が飛
行船に搭乗するには設備自体が巨大であった。気象観測
や大気観測はこれまで、気球（ゾンデ）を数点上げ観測
し、そのポイントのデータをその地点の代表として扱っ
たり、また、ポイントデータを基に面的データにするた
めに解析（外挿等）を実施していた。
【０００３】猛禽類等の観察については、人間が実際に
踏査したり双眼鏡で上空を観察したりする調査を繰り返
すことにより実施していた。
踏査したり双眼鏡で上空を観察したりする調査を繰り返
すことにより実施していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】３次元自動移動体（飛
行船等）はこれまで、地上からのリモートコントロール
（ＲＣ）や実際に人間が搭乗してコントロールしていた
が、リモートコントロールでは目視が必要となり、夜
間、山間部および高高度でのコントロールは不可能であ
った。
行船等）はこれまで、地上からのリモートコントロール
（ＲＣ）や実際に人間が搭乗してコントロールしていた
が、リモートコントロールでは目視が必要となり、夜
間、山間部および高高度でのコントロールは不可能であ
った。
【０００５】また、人間が飛行船に搭乗するには設備自
体が巨大化しコストが高騰した。気象観測や大気観測は
これまで、気球（ゾンデ）を数点上げ観測し、そのポイ
ントのデータをその地点の代表として扱ったり、またポ
イントデータを基に面的データにするために解析（外挿
等）を実施していたが、実観測に比べての精度に問題が
あった。
体が巨大化しコストが高騰した。気象観測や大気観測は
これまで、気球（ゾンデ）を数点上げ観測し、そのポイ
ントのデータをその地点の代表として扱ったり、またポ
イントデータを基に面的データにするために解析（外挿
等）を実施していたが、実観測に比べての精度に問題が
あった。
【０００６】猛禽類等の観察については、人間が実際に
踏査したり双眼鏡で上空を観察したりする調査を繰り返
すことにより実施していたが、多大な労力を必要とし、
その結果コストが高騰していた。
踏査したり双眼鏡で上空を観察したりする調査を繰り返
すことにより実施していたが、多大な労力を必要とし、
その結果コストが高騰していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の事情に
鑑み、目視を必要とせず、また、夜間、山間部および高
高度でのコントロールを可能にし、さらに、設備を巨大
化させ高コストにならないようにすべく、移動体の２箇
所にＧＰＳ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位
置を所定時間間隔で測位し、事前に設定された目標点と
の高度差、目標点までの水平距離および現進行方向との
水平偏角を算出し、算出した高度差、水平距離および水
平偏角に従って移動体を移動させて、移動体を目標点に
到達させるようにした３次元自動移動体とした。
鑑み、目視を必要とせず、また、夜間、山間部および高
高度でのコントロールを可能にし、さらに、設備を巨大
化させ高コストにならないようにすべく、移動体の２箇
所にＧＰＳ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位
置を所定時間間隔で測位し、事前に設定された目標点と
の高度差、目標点までの水平距離および現進行方向との
水平偏角を算出し、算出した高度差、水平距離および水
平偏角に従って移動体を移動させて、移動体を目標点に
到達させるようにした３次元自動移動体とした。
【０００８】また、本発明は、目視を必要とせず、ま
た、夜間、山間部および高高度でのコントロールを可能
にし、さらに、設備を巨大化させ高コストにならないよ
うにすべく、飛行体の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配置
し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位し、
事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、目標
の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向との水
平偏角を算出し、算出した高度差により飛行体の高度を
制御する高度制御手段と、算出した水平距離により飛行
体の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏角
により飛行体の水平偏角を制御する偏角制御手段とを設
け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポイ
ントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた３次元自
動運航飛行体とした。
た、夜間、山間部および高高度でのコントロールを可能
にし、さらに、設備を巨大化させ高コストにならないよ
うにすべく、飛行体の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配置
し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位し、
事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、目標
の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向との水
平偏角を算出し、算出した高度差により飛行体の高度を
制御する高度制御手段と、算出した水平距離により飛行
体の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏角
により飛行体の水平偏角を制御する偏角制御手段とを設
け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポイ
ントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた３次元自
動運航飛行体とした。
【０００９】さらに、本発明は、観測の精度を向上させ
るべく、飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配置し、
各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位し、目標
の測定ポイントとの高度差、事前に設定された目標の測
定ポイントまでの水平距離および現進行方向との水平偏
角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度を制御す
る高度制御手段と、算出した水平距離により飛行船の速
度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏角により
飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段とを設け、目
標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポイントへ
自動的に切替える自動切替手段を備えた自動気象観測飛
行船とした。
るべく、飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配置し、
各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位し、目標
の測定ポイントとの高度差、事前に設定された目標の測
定ポイントまでの水平距離および現進行方向との水平偏
角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度を制御す
る高度制御手段と、算出した水平距離により飛行船の速
度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏角により
飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段とを設け、目
標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポイントへ
自動的に切替える自動切替手段を備えた自動気象観測飛
行船とした。
【００１０】さらにその上に、本発明は、観測の精度を
向上させるべく、飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを
配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差により飛行体の高
度を制御する高度制御手段と、算出した水平距離により
飛行船の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平
偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段と
を設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定
ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた自動
大気調査飛行船とした。
向上させるべく、飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを
配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差により飛行体の高
度を制御する高度制御手段と、算出した水平距離により
飛行船の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平
偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段と
を設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定
ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた自動
大気調査飛行船とした。
【００１１】また、本発明は、多大な労力を必要としな
いように、飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配置
し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位し、
事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、目標
の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向との水
平偏角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度を制
御する高度制御手段と、算出した水平距離により飛行船
の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏角に
より飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段とを設
け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポイ
ントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた猛禽類自
動観察飛行船とした。
いように、飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配置
し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位し、
事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、目標
の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向との水
平偏角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度を制
御する高度制御手段と、算出した水平距離により飛行船
の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏角に
より飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段とを設
け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポイ
ントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた猛禽類自
動観察飛行船とした。
【００１２】
【発明の実施の態様】発明について、まず具体的な例で
ある自動気象観測飛行船について詳細に説明する。本発
明においては、ＧＰＳ（全世界測位システム）により位
置測定をする。ＧＰＳでは２４個のＧＰＳ衛星が地球か
ら２０，２００ｋｍの軌道を回っており、全世界での測
位を可能にしている。最近開発されたＤ−ＧＰＳ（高精
度全世界測位システム）においては、従来の誤差±１０
０ｍ程度に対し、±２ｃｍ程度の測定が可能となった
が、本発明ではこのＤ−ＧＰＳを用いるものである。
ある自動気象観測飛行船について詳細に説明する。本発
明においては、ＧＰＳ（全世界測位システム）により位
置測定をする。ＧＰＳでは２４個のＧＰＳ衛星が地球か
ら２０，２００ｋｍの軌道を回っており、全世界での測
位を可能にしている。最近開発されたＤ−ＧＰＳ（高精
度全世界測位システム）においては、従来の誤差±１０
０ｍ程度に対し、±２ｃｍ程度の測定が可能となった
が、本発明ではこのＤ−ＧＰＳを用いるものである。
【００１３】図１に本発明の測距、測角技術の原理を示
す。飛行船１の前後にＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰ
Ｓ（Ｒ）用アンテナ３を２Ｄの間隔をへだててそれぞれ
配置し、ＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用ア
ンテナ３の位置を約１秒程度の所定間隔で測位する。事
前に設定された移動目標点ＰとＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ
２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３との高度差ＨF およびＨ
R を算出し、飛行船１と目標点Ｐとの高度差Ｈは、 Ｈ＝１／２（ＨF ＋ＨR ） で示される。
す。飛行船１の前後にＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰ
Ｓ（Ｒ）用アンテナ３を２Ｄの間隔をへだててそれぞれ
配置し、ＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用ア
ンテナ３の位置を約１秒程度の所定間隔で測位する。事
前に設定された移動目標点ＰとＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ
２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３との高度差ＨF およびＨ
R を算出し、飛行船１と目標点Ｐとの高度差Ｈは、 Ｈ＝１／２（ＨF ＋ＨR ） で示される。
【００１４】また、事前に設定された移動目標点Ｐまで
のＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ
３からの距離ＬF およびＬR を算出し、飛行船１からの
目標点Ｐまでの水平距離Ｌは、 Ｌ＝｛１／２（ＬF 2 ＋ＬR 2 −２Ｄ2 ）｝1/2 で示される。
のＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ
３からの距離ＬF およびＬR を算出し、飛行船１からの
目標点Ｐまでの水平距離Ｌは、 Ｌ＝｛１／２（ＬF 2 ＋ＬR 2 −２Ｄ2 ）｝1/2 で示される。
【００１５】また、現進行方向と目標点までの水平偏角
は、 θ＝ Cos-1｛ (ＬF 2 −ＬR 2 )/２Ｄ・ (２ＬF 2 ＋２
ＬR 2 −４Ｄ2 ）-1/2｝ となる。ＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用ア
ンテナ３の平面上の絶対位置座標が判ると、移動目標点
との高度差Ｈおよび移動目標点までの水平距離Ｌが算出
でき、移動目標点との水平偏角θも算出できる。本発明
ではこの原理を用いる。
は、 θ＝ Cos-1｛ (ＬF 2 −ＬR 2 )/２Ｄ・ (２ＬF 2 ＋２
ＬR 2 −４Ｄ2 ）-1/2｝ となる。ＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用ア
ンテナ３の平面上の絶対位置座標が判ると、移動目標点
との高度差Ｈおよび移動目標点までの水平距離Ｌが算出
でき、移動目標点との水平偏角θも算出できる。本発明
ではこの原理を用いる。
【００１６】自動飛行船の例について説明する。自動飛
行船の自動飛行システムは図２に示すようにしてなる。
ＧＰＳ用人工衛星からのデータを固定局で受信し、補正
データを送信し、飛行船の移動局で２基のＧＰＳ（Ｆ）
用アンテナ２・ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３で受信し、事
前に設定した移動目標との高度差Ｈおよび現進行方向と
の水平偏角θと水平距離Ｌを算出し、これら高度差Ｈ、
水平距離Ｌ、水平偏角θを用いて高度制御、偏角制御と
速度制御を行う。目標点に到達したら次の目標点に自動
に切替えて運航し、その後、高度差Ｈ、水平偏角θ・水
平距離Ｌを算出して同様のことを繰り返す。
行船の自動飛行システムは図２に示すようにしてなる。
ＧＰＳ用人工衛星からのデータを固定局で受信し、補正
データを送信し、飛行船の移動局で２基のＧＰＳ（Ｆ）
用アンテナ２・ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３で受信し、事
前に設定した移動目標との高度差Ｈおよび現進行方向と
の水平偏角θと水平距離Ｌを算出し、これら高度差Ｈ、
水平距離Ｌ、水平偏角θを用いて高度制御、偏角制御と
速度制御を行う。目標点に到達したら次の目標点に自動
に切替えて運航し、その後、高度差Ｈ、水平偏角θ・水
平距離Ｌを算出して同様のことを繰り返す。
【００１７】次に、飛行船の高度、水平偏角および速度
の制御について、図３に示す高度制御、偏角制御、速度
制御ブロック図により説明する。飛行船１に搭載したＧ
ＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３の
絶対位置を時々刻々（本例では例えば１秒ごと）測位す
る。このＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２およびＧＰＳ（Ｒ）
用アンテナ３の絶対位置から移動目標点Ｐとの高度差Ｈ
F 、ＨR および移動目標点Ｐまでの水平距離ＬF 、ＬR
を算出し、さらに、この高度差ＨF 、ＨR およびこの距
離ＬF 、ＬR より移動目標点Ｐまでの高度差Ｈと水平距
離Ｌと現進行方向と移動目標点Ｐとの水平偏角θを算出
する。
の制御について、図３に示す高度制御、偏角制御、速度
制御ブロック図により説明する。飛行船１に搭載したＧ
ＰＳ（Ｆ）用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３の
絶対位置を時々刻々（本例では例えば１秒ごと）測位す
る。このＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ２およびＧＰＳ（Ｒ）
用アンテナ３の絶対位置から移動目標点Ｐとの高度差Ｈ
F 、ＨR および移動目標点Ｐまでの水平距離ＬF 、ＬR
を算出し、さらに、この高度差ＨF 、ＨR およびこの距
離ＬF 、ＬR より移動目標点Ｐまでの高度差Ｈと水平距
離Ｌと現進行方向と移動目標点Ｐとの水平偏角θを算出
する。
【００１８】この高度差Ｈと水平偏角θと水平距離Ｌに
より飛行船１の高度および進行方向を制御する。この高
度、水平偏角、水平速度の制御は飛行船の慣性や空気流
の影響を受けるので、そのような要素を加味した偏角制
御関数を備えておく。高度差Ｈと水平偏角θと水平距離
Ｌで飛行船の高度制御、偏角制御、速度制御を行う。
より飛行船１の高度および進行方向を制御する。この高
度、水平偏角、水平速度の制御は飛行船の慣性や空気流
の影響を受けるので、そのような要素を加味した偏角制
御関数を備えておく。高度差Ｈと水平偏角θと水平距離
Ｌで飛行船の高度制御、偏角制御、速度制御を行う。
【００１９】図４により説明すると、飛行船１には前後
進用スラスター４、昇降用スラスター５および方向変更
用スラスター６が搭載され、これ等はスラスター用ドラ
イバーおよびコントローラ（パソコン使用）により駆
動、制御される。飛行船１後方の翼の前後にはＧＰＳ
（Ｆ）用アンテナ２と、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３がそ
れぞれ配置してある。飛行船１にはＧＰＳ機器、パソコ
ンおよびバッテリーが搭載されている。飛行船１にはＤ
Ｃサーボモータで駆動するラダー機構が設けてある。
進用スラスター４、昇降用スラスター５および方向変更
用スラスター６が搭載され、これ等はスラスター用ドラ
イバーおよびコントローラ（パソコン使用）により駆
動、制御される。飛行船１後方の翼の前後にはＧＰＳ
（Ｆ）用アンテナ２と、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３がそ
れぞれ配置してある。飛行船１にはＧＰＳ機器、パソコ
ンおよびバッテリーが搭載されている。飛行船１にはＤ
Ｃサーボモータで駆動するラダー機構が設けてある。
【００２０】前後進用スラスター４、昇降用スラスター
５および方向変更用スラスター６の回転数を変化させて
飛行船１の速度を変化させると共にラダー機構を用いて
進行方向を制御し、これにより移動目標点Ｐを通過させ
るようにする。このような概念を備えた回転速度制御関
数が用意してある。この制御の応答性を良くするため
に、時々刻々測定した飛行船の速度により補正する。比
例要素と積分要素とを入力して定常偏差が零になるよう
な制御をする。その後、回転数を制御する。実際回転し
た速度を検出してフィードバックする。
５および方向変更用スラスター６の回転数を変化させて
飛行船１の速度を変化させると共にラダー機構を用いて
進行方向を制御し、これにより移動目標点Ｐを通過させ
るようにする。このような概念を備えた回転速度制御関
数が用意してある。この制御の応答性を良くするため
に、時々刻々測定した飛行船の速度により補正する。比
例要素と積分要素とを入力して定常偏差が零になるよう
な制御をする。その後、回転数を制御する。実際回転し
た速度を検出してフィードバックする。
【００２１】上記のように高度の制御と水平、偏角の制
御と水平速度の制御を行い、移動目標点Ｐを通過させや
すくする。ここで、高度制御関数や水平、偏角制御関数
や回転速度制御関数を入れたのは、空気流の強い所や、
横風を受ける場所でより精度の高い制御を行うためであ
り、具体的にはこれらの制御関数を複数個用意してお
き、ＧＰＳによる飛行船位置の情報をあらかじめ想定し
た場所ごとの空気流状況の組合わせで、その場所におけ
る最適な制御関数を適宜選択するように制御系を構成す
る点にある。
御と水平速度の制御を行い、移動目標点Ｐを通過させや
すくする。ここで、高度制御関数や水平、偏角制御関数
や回転速度制御関数を入れたのは、空気流の強い所や、
横風を受ける場所でより精度の高い制御を行うためであ
り、具体的にはこれらの制御関数を複数個用意してお
き、ＧＰＳによる飛行船位置の情報をあらかじめ想定し
た場所ごとの空気流状況の組合わせで、その場所におけ
る最適な制御関数を適宜選択するように制御系を構成す
る点にある。
【００２２】従来の飛行船の移動方向確認は、ジャイロ
や磁気コンパスによっていたのを、本発明では隔てて配
置した２個のＧＰＳ用アンテナで行わせる。本発明で
は、図５および図６に示すように、陸上を固定局とし、
飛行船上を移動局とする。図５に示すように、固定局、
例えば地上にＧＰＳ用アンテナを設けて、衛星からの信
号を受信し、無線機により移動局へ送信する。そのデー
タを図６に示す移動局側無線機で受信し、ＧＰＳ（Ｆ）
用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３でも衛星から
の信号を受信する。このＤ−ＧＰＳ方式により得られた
移動局側の２箇所のＧＰＳ測位データをパソコンに取り
入れる。
や磁気コンパスによっていたのを、本発明では隔てて配
置した２個のＧＰＳ用アンテナで行わせる。本発明で
は、図５および図６に示すように、陸上を固定局とし、
飛行船上を移動局とする。図５に示すように、固定局、
例えば地上にＧＰＳ用アンテナを設けて、衛星からの信
号を受信し、無線機により移動局へ送信する。そのデー
タを図６に示す移動局側無線機で受信し、ＧＰＳ（Ｆ）
用アンテナ２、ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ３でも衛星から
の信号を受信する。このＤ−ＧＰＳ方式により得られた
移動局側の２箇所のＧＰＳ測位データをパソコンに取り
入れる。
【００２３】次のパソコンでは高度差Ｈ、水平偏角θ、
水平距離Ｌを算出し、高度差や水平偏角や水平速度を制
御し航行指示を行う。さらに、無線機で固定局側に航行
データを送信し、固定局側のパソコンで飛行船の現在位
置が確認できる。固定局側のパソコンでは、移動局側の
航行指示も可能とする。なお、図７に自動気象観測飛行
船の航行イメージ図を、図８には本発明の概要の斜視図
をそれぞれ示す。
水平距離Ｌを算出し、高度差や水平偏角や水平速度を制
御し航行指示を行う。さらに、無線機で固定局側に航行
データを送信し、固定局側のパソコンで飛行船の現在位
置が確認できる。固定局側のパソコンでは、移動局側の
航行指示も可能とする。なお、図７に自動気象観測飛行
船の航行イメージ図を、図８には本発明の概要の斜視図
をそれぞれ示す。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、上述のように、移動体の２箇
所にＧＰＳ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位
置を所定時間間隔で測位し、事前に設定された目標点と
の高度差、目標点までの水平距離および現進行方向との
水平偏角を算出し、算出した高度差、水平距離および水
平偏角に従って移動体を移動させて、移動体を目標点に
到達させるようにした３次元自動移動体としたので、目
視を必要とせず、また、夜間、山間部および高高度での
コントロールを可能にし、さらに、設備を巨大化させず
高コストにならないようにした。
所にＧＰＳ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位
置を所定時間間隔で測位し、事前に設定された目標点と
の高度差、目標点までの水平距離および現進行方向との
水平偏角を算出し、算出した高度差、水平距離および水
平偏角に従って移動体を移動させて、移動体を目標点に
到達させるようにした３次元自動移動体としたので、目
視を必要とせず、また、夜間、山間部および高高度での
コントロールを可能にし、さらに、設備を巨大化させず
高コストにならないようにした。
【００２５】また、本発明は、飛行体の２箇所にＧＰＳ
用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時
間間隔で測位し、事前に設定された目標点との高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度
を制御する高度制御手段と、算出した高度差、水平距離
により飛行体の速度を制御する速度制御手段と、算出し
た水平偏角により飛行体の水平偏角を制御する偏角制御
手段とを設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標
の測定ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備え
た３次元自動運航飛行体としたので、目視を必要とせ
ず、また、夜間、山間部および高高度でのコントロール
を可能にし、さらに、設備を巨大化させず高コストにな
らないようにした。
用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時
間間隔で測位し、事前に設定された目標点との高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度
を制御する高度制御手段と、算出した高度差、水平距離
により飛行体の速度を制御する速度制御手段と、算出し
た水平偏角により飛行体の水平偏角を制御する偏角制御
手段とを設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標
の測定ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備え
た３次元自動運航飛行体としたので、目視を必要とせ
ず、また、夜間、山間部および高高度でのコントロール
を可能にし、さらに、設備を巨大化させず高コストにな
らないようにした。
【００２６】さらに、本発明は、飛行船の２箇所にＧＰ
Ｓ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定
時間間隔で測位し、事前に設定された目標点との高度
差、目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方
向との水平偏角を算出させ、算出した高度差より飛行体
の高度を制御する高度制御手段と、算出した高度差、水
平距離により飛行船の速度を制御する速度制御手段と、
算出した水平偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏
角制御手段とを設け、目標の測定ポイントに到達後、次
の目標の測定ポイントへ自動的に切替える自動切替手段
を備えた自動気象観測飛行船としたので、観測の精度を
向上させることができる。
Ｓ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定
時間間隔で測位し、事前に設定された目標点との高度
差、目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方
向との水平偏角を算出させ、算出した高度差より飛行体
の高度を制御する高度制御手段と、算出した高度差、水
平距離により飛行船の速度を制御する速度制御手段と、
算出した水平偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏
角制御手段とを設け、目標の測定ポイントに到達後、次
の目標の測定ポイントへ自動的に切替える自動切替手段
を備えた自動気象観測飛行船としたので、観測の精度を
向上させることができる。
【００２７】さらにその上に、本発明は、飛行船の２箇
所にＧＰＳ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位
置を所定時間間隔で測位し、事前に設定された目標点と
の高度差、目標の測定ポイントまでの水平距離および現
進行方向との水平偏角を算出させ、算出した高度差より
飛行体の高度を制御する高度制御手段と、算出した高度
差、水平距離により飛行船の速度を制御する速度制御手
段と、算出した水平偏角により飛行船の水平偏角を制御
する偏角制御手段とを設け、目標の測定ポイントに到達
後、次の目標の測定ポイントへ自動的に切替える自動切
替手段を備えた自動大気調査飛行船としたので、観測の
精度を向上させることができる。
所にＧＰＳ用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位
置を所定時間間隔で測位し、事前に設定された目標点と
の高度差、目標の測定ポイントまでの水平距離および現
進行方向との水平偏角を算出させ、算出した高度差より
飛行体の高度を制御する高度制御手段と、算出した高度
差、水平距離により飛行船の速度を制御する速度制御手
段と、算出した水平偏角により飛行船の水平偏角を制御
する偏角制御手段とを設け、目標の測定ポイントに到達
後、次の目標の測定ポイントへ自動的に切替える自動切
替手段を備えた自動大気調査飛行船としたので、観測の
精度を向上させることができる。
【００２８】また、本発明は、飛行船の２箇所にＧＰＳ
用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時
間間隔で測位し、事前に設定された目標点との高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出させ、算出した高度差より飛行体の高
度を制御する高度制御手段と、算出した高度差、水平距
離により飛行船の速度を制御する速度制御手段と、算出
した水平偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制
御手段とを設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目
標の測定ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備
えた猛禽類自動観察飛行船としたので、多大な労力を必
要としない。
用アンテナを配置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時
間間隔で測位し、事前に設定された目標点との高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出させ、算出した高度差より飛行体の高
度を制御する高度制御手段と、算出した高度差、水平距
離により飛行船の速度を制御する速度制御手段と、算出
した水平偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制
御手段とを設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目
標の測定ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備
えた猛禽類自動観察飛行船としたので、多大な労力を必
要としない。
【図１】本発明の測距、測角技術の原理を示す図であ
る。
る。
【図２】自動飛行船の自動航行システムを示す図であ
る。
る。
【図３】高度差、偏角、船速制御のブロック図である。
【図４】本発明に係るＧＰＳアンテナを搭載した飛行船
の底面図と側面図との二面図である。
の底面図と側面図との二面図である。
【図５】本発明に係る固定局側の機器を示す図である。
【図６】本発明に係る移動局側の機器を示す図である。
【図７】自動飛行船の航行イメージ図で、平面図と側面
図との二面図である。
図との二面図である。
【図８】本発明の概要の斜視図を示す。
１…飛行船 ２…ＧＰＳ（Ｆ）用アンテナ ３…ＧＰＳ（Ｒ）用アンテナ ４…前後進用スラスター ５…昇降用スラスター ６…方向変更用スラスター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 実 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 角田 恵 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 袋井 肇 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 岡崎 徹 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電 力株式会社内 Ｆターム(参考） 5J062 BB03 CC07 EE04
Claims (5)
- 【請求項１】 移動体の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標点との高度差、目標点までの
水平距離および現進行方向との水平偏角を算出させ、算
出した高度差、水平距離および水平偏角に従って移動体
を移動させて、移動体を目標点に到達させるようにした
３次元自動移動体。 - 【請求項２】 飛行体の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差により飛行体の高
度を制御する高度制御手段と、算出した水平距離により
飛行体の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平
偏角により飛行体の水平偏角を制御する偏角制御手段と
を設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定
ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた３次
元自動運航飛行体。 - 【請求項３】 飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差により飛行体の高
度を制御する高度制御手段と、算出した水平距離により
飛行船の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平
偏角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段と
を設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定
ポイントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた自動
気象観測飛行船。 - 【請求項４】 飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度
を制御する高度制御手段と、算出した水平距離により飛
行船の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏
角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段とを
設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポ
イントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた自動大
気調査飛行船。 - 【請求項５】 飛行船の２箇所にＧＰＳ用アンテナを配
置し、各ＧＰＳ用アンテナ位置を所定時間間隔で測位
し、事前に設定された目標の測定ポイントとの高度差、
目標の測定ポイントまでの水平距離および現進行方向と
の水平偏角を算出し、算出した高度差より飛行体の高度
を制御する高度制御手段と、算出した水平距離により飛
行船の速度を制御する速度制御手段と、算出した水平偏
角により飛行船の水平偏角を制御する偏角制御手段とを
設け、目標の測定ポイントに到達後、次の目標の測定ポ
イントへ自動的に切替える自動切替手段を備えた猛禽類
自動観察飛行船。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32048798A JP2000147085A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | ３次元自動移動体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32048798A JP2000147085A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | ３次元自動移動体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147085A true JP2000147085A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18122000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32048798A Pending JP2000147085A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | ３次元自動移動体、３次元自動運航飛行体、自動気象観測飛行船、自動大気調査飛行船および猛禽類自動観察飛行船 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000147085A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100348996C (zh) * | 2004-07-26 | 2007-11-14 | 中国测绘科学研究院 | 平流层定位导航的方法和*** |
| KR100995362B1 (ko) * | 2010-06-18 | 2010-11-19 | 주식회사 네스앤텍 | 무인 비행체의 비행고도 제어장치 |
| EP2515147A3 (en) * | 2011-04-20 | 2013-04-17 | Accenture Global Services Limited | Capturing environmental information |
| WO2016041110A1 (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-24 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种飞行器的飞行控制方法及相关装置 |
| WO2017197556A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for coordinating device actions |
| CN107843775A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-03-27 | 中国科学院大气物理研究所 | 姿态可感知雷暴云三维电场探空仪 |
-
1998
- 1998-11-11 JP JP32048798A patent/JP2000147085A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100348996C (zh) * | 2004-07-26 | 2007-11-14 | 中国测绘科学研究院 | 平流层定位导航的方法和*** |
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| CN102289230A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | Nes&Tec有限公司 | 一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置 |
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| US8818705B2 (en) | 2011-04-20 | 2014-08-26 | Accenture Global Services Limited | Capturing environmental information |
| CN105556408A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-05-04 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种飞行器的飞行控制方法及相关装置 |
| WO2016041110A1 (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-24 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种飞行器的飞行控制方法及相关装置 |
| US10325505B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-06-18 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| US10943495B2 (en) | 2014-09-15 | 2021-03-09 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| US11776413B2 (en) | 2014-09-15 | 2023-10-03 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| WO2017197556A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for coordinating device actions |
| CN109196441A (zh) * | 2016-05-16 | 2019-01-11 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 用于协调设备动作的***和方法 |
| US11137776B2 (en) | 2016-05-16 | 2021-10-05 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for coordinating device actions |
| US12019458B2 (en) | 2016-05-16 | 2024-06-25 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for coordinating device actions |
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