JP2004322836A

JP2004322836A - 無人ヘリコプタの散布データ収集方法

Info

Publication number: JP2004322836A
Application number: JP2003120269A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ozawa; 広起小澤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】無人ヘリコプタを用いて農薬等を散布する場合、飛行経路等の飛行データとともに散布量等の散布データを記憶してこれらを地上側のパソコン画面に表示することにより、散布領域を確認して重複した無駄な散布や、未散布領域をなくして高精度で効率のよい散布が実現可能な無人ヘリコプタの散布データ収集方法を提供する。
【解決手段】機体の位置情報を得るためのＧＰＳ装置５，６と、機体を駆動装置を介して制御する飛行制御装置２８と、散布物を散布する散布装置１５とを備えた無人ヘリコプタ１の散布データ収集方法において、
ＧＰＳ装置５，６の位置情報から得た飛行経路３５及び機体制御装置によって制御された飛行制御状態を含む飛行データと、散布区間及び散布量を含む散布データとを収集し、これらを集合したデータ群を地上側のパソコン２５に入力し、散布した領域３７をパソコン画面上３８で表示可能とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人ヘリコプタの散布データ収集方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農薬等を散布する場合、無人ヘリコプタが使用される（特許文献１参照）。この特許文献１は、農薬等の散布物を無人ヘリコプタを用いて所定の領域に散布する場合、位置情報を得るためのＧＰＳ装置を機体に搭載し、地上からのリモコン操作により、飛行制御を行うとともに機体の移動状態を監視して機体が視野から外れないようするための監視装置を記載している。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の無人ヘリコプタでは、リモコン操作で農薬を散布する場合、散布量の把握ができず、適正な領域に適正な量の農薬を散布するのに操縦者の熟練が必要になる。
【０００４】
また、従来は、飛行経路等の飛行データのみが記憶されるとともに地上側のパソコン画面に表示され、実際に散布した後の散布データは表示されないため、飛行が終えた後に散布領域や散布量を確認できず、飛行の途中で給油や散布物の補充を行った場合、次の飛行で重複して散布したり逆に散布残し領域が生じて適正な農薬散布ができなくなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１９８５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、無人ヘリコプタを用いて農薬等を散布する場合、飛行経路等の飛行データとともに散布量等の散布データを記憶してこれらを地上側のパソコン画面に表示することにより、散布領域を確認して重複した無駄な散布や、未散布領域をなくして高精度で効率のよい散布が実現可能な無人ヘリコプタの散布データ収集方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、機体の位置情報を得るためのＧＰＳ装置と、機体を駆動装置を介して制御する飛行制御装置と、散布物を散布する散布装置とを備えた無人ヘリコプタの散布データ収集方法において、ＧＰＳ装置の位置情報から得た飛行経路及び機体制御装置によって制御された飛行制御状態を含む飛行データと、散布区間及び散布量を含む散布データとを収集し、これらを集合したデータ群を地上側のパソコンに入力し、散布した領域をパソコン画面上で表示可能としたことを特徴とする無人ヘリコプタの散布データ収集方法を提供する。
【０００８】
この構成によれば、飛行中に、飛行経路や高度及びＧＰＳ制御状態等の飛行データとともに、散布した飛行区間や散布量等の散布データを集合し、この集合したデータ群を地上のパソコンに入力してパソコン画面上に散布した領域が表示されるため、散布領域が確認でき、その後に散布する場合に重複散布を避け、また未散布領域をなくして高精度で効率よく所定領域全体にむらなく散布することができる。特に枕地など飛行途中で散布を分割する場合及び散布物や燃料を補給する場合に、２回目の飛行に際し前回のデータにより前回の散布状態を確認してから次の散布ができ、高精度で適正な散布が達成できる。
【０００９】
好ましい構成例では、前記集合データ群を機体上で又は地上のパソコン内で記憶媒体に格納し、該記憶媒体からデータを読み出して画面上に表示することを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、集合データ群が一旦不揮発性メモリ等の記憶媒体に記憶され、この記憶媒体を飛行後に機体から取り出してパソコンに挿入して、あるいは飛行中に地上との通信により地上のパソコンに取り込んでパソコン内でメモリに記憶させてからその記憶データに基づいて散布領域が表示される。これにより、散布領域のデータがメモリ内に残り、以降必要時にデータの確認ができるとともに、このデータに基づいて２回目以降の散布を行う場合、あるいは別の人が散布する場合、前回のデータを利用して散布状態を事前に把握し、むらなく高精度で効率よく散布を行うことができる。
【００１１】
好ましい構成例では、前記飛行データは高度データを含み、該高度データに基づいて散布物の落下分散範囲を算出し、この落下分散範囲と飛行経路データに基づいて散布領域を表示することを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、記憶した飛行中の高度データに基づき散布物が分散する範囲が推定されるため、この推定分散範囲を予め計算プログラムとして設定し、これに基づいて散布領域を算出して画面上に表示できる。これにより、高精度で散布した領域を表示できる。
【００１３】
好ましい構成例では、散布面積に対する散布量が適正か否かを判別し、判別結果に基づいて散布を停止又は続行することを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、予め分っている又は散布飛行前の測定飛行で確認することにより識別した散布面積に対し、それまでの散布量が必要散布量に達したか否かを判別しながら飛行できるので、散布不足や過剰散布を防止できる。
【００１５】
好ましい構成例では、前記飛行データはＧＰＳデータを含み、該ＧＰＳデータに基づいて飛行速度を算出し、該飛行速度に基づいて前記散布装置を制御可能としたことを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、飛行速度を算出して、飛行速度に応じた適正な散布量が得られるように散布装置が制御されるため、高精度で適正な散布ができる。
【００１７】
好ましい構成例では、前記飛行データはリモコン操作用電波の周波数データを含み、該周波数データと異なる周波数の電波を用いて同時に飛行する別の機体により散布することを特徴としている。
【００１８】
この構成によれば、複数機で散布を行う場合、各機体がリモコン使用電波の周波数を表示するため、複数機がそれぞれ別の周波数を設定してリモコン操縦を行うことができ、混信することなく、それぞれ適正な散布を実行できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態の構成説明図である。
無人ヘリコプタ１は、メインロータ２及びラダーロータ３を有し、ラダーロータ３の近傍に受信アンテナ４が備わる。この無人ヘリコプタ１の機体の上側にＧＰＳアンテナ５が備わり、ＧＰＳ信号を受信する。機体後部のテール９の下側にＧＰＳセンサ６が備わり、ＧＰＳ信号から位置を測定する。ＧＰＳセンサ６の後端部に飛行中のＧＰＳを用いた制御の作動状態や受信状態を表示するＧＰＳ表示灯７及び機体の異常を表示する警告灯８が備わる。ＧＰＳ表示灯７及び警告灯８は実際には左右に並べて設けられる。
【００２０】
機体後部のテール９の上側に、飛行前の無人ヘリコプタ１の初期状態を表示するセルフモニタ１０が備わる。テール９の下側には、地磁気を検出する方位センサ１１が備わる。機体には農薬その他の薬剤等の散布物を充填したタンク１６、ポンプ１７及びノズル１８からなる散布装置１５が搭載される。
【００２１】
機体内には、機体の前後左右方向及び上下方向の移動や回転方向及びスロットル駆動のための複数のサーボモータ１２が備わり、これらはコントローラ１３により駆動制御される。コントローラ１３は、さらにＧＰＳ信号に基づくＧＰＳ制御を行う。散布装置１５のポンプ１７は散布制御装置１４が駆動制御する。
【００２２】
機体内には、各種飛行データ及び散布データを収集する基板からなるデータコレクタ１９が備わる。このデータコレクタ１９にコントローラ１３から飛行経路や飛行高度及びＧＰＳ制御状態等の各種飛行データ及び飛行中の散布区間や散布装置の駆動状態等の散布データが送られ、同じ基板上のメモリ２０に書き込まれ記憶される。基板上のメモリ２０はデータ媒体２６として着脱可能としてもよい。
【００２３】
地上側のリモコン送信機２１は、送信アンテナ２２及び前記各サーボモータを駆動して機体を操縦するための２本のスティック操作子２３を備える。この送信機２１に散布装置１５を駆動してノズル１８から薬剤を散布するための散布スイッチ２４が備わる。散布スイッチ２４のオン／オフにより、薬剤が散布され、あるいは散布が停止される。
【００２４】
飛行終了後に機体からメモリ２０を取り出してこれをパソコン２５に差込み、メモリ２０内の飛行データや散布データ等のデータ群を入力する。このデータ入力は、飛行中に通信装置を介して機体から直接パソコン２５に入力してもよい。入力された飛行データ及び散布データに基づき、これらのデータとともにパソコン画面上に散布した領域が表示される。図では、画面３８の地図上に機体３６の飛行経路３５及び散布領域３７が表示されている。
【００２５】
図２は、散布領域の説明図である。
（Ａ）に示すように、機体の高さにより、散布物の落下分散範囲がほぼ推定できる。したがって、この分散範囲と機体の飛行経路及び散布スイッチ２４のオン／オフ情報により、（Ｂ）に示すように、画面の地図３９上に斜線で示した散布領域３７を飛行経路３５とともに表示することができる。
【００２６】
図３は、本発明に係る散布データ収集方法を実施するためのシステムのブロック図である。
【００２７】
コントローラ１３は、ＣＰＵ２７の制御プログラムにより制御される飛行制御装置２８及びＧＰＳ制御装置２９を備える。ＣＰＵ２７には、受信アンテナ４からの受信信号が受信機３９を介して入力される。受信機３９は、回路基板としてコントローラ１３内に組み込んでもよい。
【００２８】
ＧＰＳ制御装置２９には、方位センサ１１及びＧＰＳユニット３０内に組み込まれたＧＰＳセンサ６が接続される。ＧＰＳユニット３０内には、ＧＰＳ表示灯７の点灯制御を行う表示制御回路３１が備わり、ＧＰＳ制御装置２９の作動状態や受信状態をＧＰＳ表示灯７で表示する。
【００２９】
飛行制御装置２８には、エンジンの回転数を検出する回転センサ３２及びジャイロにより機体の姿勢を検出する姿勢センサ３３が接続される。警告灯８はこの飛行制御装置２８に接続される。
【００３０】
データコレクタ１９は、ＣＰＵ２７に接続され、ＣＰＵ２７から情報を収集する。ＣＰＵ２７はさらに、各サーボモータを駆動するためのサーボ駆動装置３４に接続される。
【００３１】
図４は、本発明の実施形態のフローチャートである。各ステップの動作は以下の通りである。
【００３２】
ステップＳ１：
散布飛行を行う前に測定飛行を行う。これは散布場所の面積を測定するための飛行（ステップＳ５）である。
【００３３】
ステップＳ２：
測定飛行の後、散布を開始する（ステップＳ６）。これはリモコン送信機２１の散布スイッチ２４（図１）をオンにすることにより行われる。
【００３４】
ステップＳ３：
状況を確認しながら散布を行う。これは、飛行中に一旦着陸してデータ媒体を取り出して記録データの確認等を行い再び離陸して散布飛行を行うものである。飛行中に通信により地上側のパソコンにデータを送信する場合には着陸する必要はない。
【００３５】
ステップＳ４：
所定量の薬剤を散布したら散布を止める。これは、リモコン送信機２１の散布スイッチ２４（図１）をオフにすることにより行われる。散布が終了したら着陸して次の散布飛行に備える。
【００３６】
ステップＳ５：
前記ステップＳ１での散布面積の測定ステップである。この面積測定結果に基づき、必要な散布総量を演算し、また後述のステップＳ８における散布量が適正かどうかの判断を行う。
【００３７】
ステップＳ６：
前記ステップＳ２の散布開始指令に伴い、コントローラ１３（図１、図３）が散布制御装置１４を介して散布装置１５を駆動し薬剤を散布する。この散布飛行において、散布装置が作動しノズルから薬剤が噴射している区間、すなわち散布スイッチがオン状態又は離陸から着陸までの区間あるいは時間を含めた状態データがデータコレクタ１９（図１、図３）を介してメモリ２０に記録される（ステップＲ１）。また、散布物の落下分散範囲が同様にメモリ２０に記録される（ステップＲ２）。
【００３８】
ステップＳ７：
散布量をノズルの噴射時間等から計算する。計算した散布量は散布総量としてメモリ２０に記録される（ステップＲ３）。
【００３９】
ステップＳ８：
散布量が適正かどうかが判別される。これは、上記ステップＳ７で算出した散布量が散布面積に対し適正かどうかを判別するものである。散布量が適正かどうかの判断結果はデータコレクタを介してメモリに記録される（ステップＲ４）。適正散布量以下であれば、ステップＳ５に戻り散布を続行する。適正散布量に達したらあるいはそれを超えたら、ステップＳ９に進む。
【００４０】
ステップＳ９：
散布装置の動作を停止する。これは、地上側でリモコン送信機の散布スイッチをオフにすることにより散布動作を止めてもよいし、あるいは機体側でコントローラにより自動的に散布動作を止めるようにしてもよい。
【００４１】
ステップＳ１０：
ＧＰＳ信号に基づき、位置を測定するとともに位置の変化から飛行速度を計算する。
【００４２】
ステップＳ１１：
飛行速度に基づき、ＣＰＵ２７が適正な散布量を算出し、適正な散布量が得られるように、散布装置の電圧を制御する。電圧値はデータコレクタを介してメモリ２０に記録される（ステップＲ５）。
【００４３】
ステップＳ１２：
飛行速度に基づき、ＣＰＵ２７が適正な散布量を算出し、適正な散布量が得られるように、散布装置の電流を制御する。電流値はデータコレクタを介してメモリ２０に記録される（ステップＲ６）。
【００４４】
飛行中における位置情報に基づく飛行経路は常時データコレクタを介してメモリ２０に記録される（ステップＲ７）。また、リモコン通信の使用周波数は、データコレクタを介してメモリ２０に記録される（ステップＲ８）。これにより、複数機で散布を行う場合、各機体がリモコン使用電波の周波数を表示するため、複数機がそれぞれ別の周波数を設定してリモコン操縦を行うことができ、混信することなく、それぞれ適正な散布を実行できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、飛行中に、飛行経路や高度及びＧＰＳ制御状態等の飛行データとともに、散布した飛行区間や散布量等の散布データを集合し、この集合したデータ群を地上のパソコンに入力してパソコン画面上に散布した領域が表示されるため、散布領域が確認でき、その後に散布する場合に重複散布を避け、また未散布領域をなくして高精度で効率よく所定領域全体にむらなく散布することができる。特に枕地など飛行途中で散布を分割する場合及び散布物や燃料を補給する場合に、２回目の飛行に際し前回のデータにより前回の散布状態を確認してから次の散布ができ、高精度で適正な散布が達成できる。
【００４６】
また、前記集合データ群を機体上で又は地上のパソコン内で記憶媒体に格納し、該記憶媒体からデータを読み出して画面上に表示する構成によれば、集合データ群が一旦不揮発性メモリ等の記憶媒体に記憶され、この記憶媒体を飛行後に機体から取り出してパソコンに挿入して、あるいは飛行中に地上との通信により地上のパソコンに取り込んでパソコン内でメモリに記憶させてからその記憶データに基づいて散布領域が表示される。これにより、散布領域のデータがメモリ内に残り、以降必要時にデータの確認ができるとともに、このデータに基づいて２回目以降の散布を行う場合、あるいは別の人が散布する場合、前回のデータを利用して散布状態を事前に把握し、むらなく高精度で効率よく散布を行うことができる。
【００４７】
また、前記飛行データは高度データを含み、該高度データに基づいて散布物の落下分散範囲を算出し、この落下分散範囲と飛行経路データに基づいて散布領域を表示する構成によれば、記憶した飛行中の高度データに基づき散布物が分散する範囲が推定されるため、この推定分散範囲を予め計算プログラムとして設定し、これに基づいて散布領域を算出して画面上に表示できる。これにより、高精度で散布した領域を表示できる。
【００４８】
また、散布面積に対する散布量が適正か否かを判別し、判別結果に基づいて散布を停止又は続行する構成によれば、予め分っている又は散布飛行前の測定飛行で確認することにより識別した散布面積に対し、それまでの散布量が必要散布量に達したか否かを判別しながら飛行できるので、散布不足や過剰散布を防止できる。
【００４９】
また、前記飛行データはＧＰＳデータを含み、該ＧＰＳデータに基づいて飛行速度を算出し、該飛行速度に基づいて前記散布装置を制御可能とした構成によれば、飛行速度を算出して、飛行速度に応じた適正な散布量が得られるように散布装置が制御されるため、高精度で適正な散布ができる。
【００５０】
また、飛行データはリモコン操作用電波の周波数データを含み、該周波数データと異なる周波数の電波を用いて同時に飛行する別の機体により散布する構成によれば、複数機で散布を行う場合、各機体がリモコン使用電波の周波数を表示するため、複数機がそれぞれ別の周波数を設定してリモコン操縦を行うことができ、混信することなく、それぞれ適正な散布を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成説明図。
【図２】散布領域の説明図。
【図３】本発明の実施形態のブロック図。
【図４】本発明の実施形態のフローチャート。
【符号の説明】
１：無人ヘリコプタ、２：メインロータ、３：ラダーロータ、
４：受信アンテナ、５：ＧＰＳアンテナ、６：ＧＰＳセンサ、
７：ＧＰＳ表示灯、８：警告灯、９：テール、１０：セルフモニタ、
１１：方位センサ、１２：サーボモータ、１３：コントローラ、
１４：散布制御装置、１５：散布装置、１６：タンク、１７：ポンプ、
１８：ノズル、１９：データコレクタ、２０：記憶媒体、２１：送信機、
２２：送信アンテナ、２３：スティック操作子、２４：散布スイッチ、
２５：パソコン、２６：データ媒体、２８：飛行制御装置、
２９：ＧＰＳ制御装置、３０：ＧＰＳユニット、３１：表示制御回路、
３２：回転センサ、３３：姿勢センサ、３４：サーボ駆動装置、
３５：飛行経路、３６：機体、３７：散布領域、３８：画面、
３９：受信機。

Claims

機体の位置情報を得るためのＧＰＳ装置と、機体を駆動装置を介して制御する飛行制御装置と、散布物を散布する散布装置とを備えた無人ヘリコプタの散布データ収集方法において、
ＧＰＳ装置の位置情報から得た飛行経路及び機体制御装置によって制御された飛行制御状態を含む飛行データと、散布区間及び散布量を含む散布データとを収集し、これらを集合したデータ群を地上側のパソコンに入力し、散布した領域をパソコン画面上で表示可能としたことを特徴とする無人ヘリコプタの散布データ収集方法。
前記集合データ群を機体上で又は地上のパソコン内で記憶媒体に格納し、該記憶媒体からデータを読み出して画面上に表示することを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプタの散布データ収集方法。
前記飛行データは高度データを含み、該高度データに基づいて散布物の落下分散範囲を算出し、この落下分散範囲と飛行経路データに基づいて散布領域を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の無人ヘリコプタの散布データ収集方法。
散布面積に対する散布量が適正か否かを判別し、判別結果に基づいて散布を停止又は続行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無人ヘリコプタの散布データ収集方法。
前記飛行データはＧＰＳデータを含み、該ＧＰＳデータに基づいて飛行速度を算出し、該飛行速度に基づいて前記散布装置を制御可能としたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無人ヘリコプタの散布データ収集方法。
前記飛行データはリモコン操作用電波の周波数データを含み、該周波数データと異なる周波数の電波を用いて同時に飛行する別の機体により散布することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無人ヘリコプタの散布データ収集方法。