JP2012201176A - 衝突回避装置、ヘリコプタ、及び衝突回避プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘリコプタ10は、GPS受信部34によって、受信したGPS信号に基づいて自機の位置を検知し、距離センサ18によって、自機と周囲の障害物との距離を測定する。そして、ヘリコプタ10は、詳細情報生成部40によって、地図情報記憶装置52に記憶されている地図情報から距離センサ18で検知した自機の位置を含む自機周囲情報を読み出し、読み出した自機周囲情報と距離センサ18による測定結果とから、自機の周囲の形状を示す自機周囲詳細情報を生成し、飛行制御部32によって、自機周囲詳細情報と自機の大きさとに基づいて、自機が障害物へ衝突することを抑制するための制御を行う。
【選択図】図3
Description
このような衝突を回避するために、特許文献1には、ヘリコプタの対地衝突防止装置として、GPS(Global Positioning System)受信機および高度計によって自機高度及び自機位置を検出し、自機位置に基づいて周囲の地形情報を生成し、自機高度、自機位置及びこれらの時間変化並びに地形情報に基づいて、自機の対地衝突危険度を判定し、現在の自機高度および自機位置から定点ホバーに至るまでの飛行パスを生成して、地形情報及び対地衝突危険度に基づいて対地衝突を回避できる飛行パスを選定し、自動操縦装置が自機を制御する技術が開示されている。
地図情報は、一般的に、等高線による土地の高低差、海、湖、及び河川等の水域が記されているものの、ヘリコプタの飛行の障害になる崖及び木等の障害物の大きさや範囲の詳細については記されていない。そのため、ヘリコプタが例えばホバリングにより空中に留まる場合等に、パイロットは、自機が障害物へ衝突しないように、自機と障害物との距離を把握しながらヘリコプタの操縦を行わなければならず、ヘリコプタの操縦が困難な場合がある。
そして、制御手段によって、生成手段で生成された自機周囲詳細情報と自機の大きさとに基づいて、自機が障害物へ衝突することを抑制するための制御が行われる。
本実施形態に係るヘリコプタ10は、フック12(吊具)を目標へ昇降させるホイスト14を備え、例えば、山岳等で遭難した要救助者の救助、荷物の昇降を行うヘリコプタである。
ヘリコプタ10は、主制御装置30を備える。主制御装置30は、飛行制御部32、GPS受信部34、距離センサ信号受信部36、自機情報生成部38、詳細情報生成部40、及び画像処理部42を備える。
ブレード位置検出装置46は、検知した各ブレード16が向いている方位を障害物情報として詳細情報生成部40へ出力する。
ブレード16は、メインロータ20と共に回転しているため、ブレード16に備えられた距離センサ18H〜18Kによって障害物までの距離を測定しても、該障害物がどの方位に存在するかが距離センサ18H〜18Kだけでは分からない。そのため、本実施形態にかかるヘリコプタ10では、ブレード位置検出装置46によって各ブレード16の方位を検出することによって、距離センサ18H〜18Kで測定した障害物の方位を明確にする。
本実施形態に係るヘリコプタ10は、上記読み出した自機周囲情報を用いて飛行が制御される。しかし、自機周囲情報である地図情報は、一般的に、等高線による土地の高低差、海、湖、及び河川等の水域が記されているものの、ヘリコプタ10の飛行の障害になる崖及び木等の障害物の大きさや範囲の詳細については記されていない。
そこで、詳細情報生成部40が、上記読み出した自機周囲情報と距離センサ18による測定結果とから、自機の周囲の形状を示す自機周囲詳細情報を生成する。ヘリコプタ10の周囲の形状とは、すなわち崖等の地形や木々を含む障害物の形状である。
ホイスト昇降装置60は、飛行制御部32から入力されるホイスト位置制御コマンドに基づいて、ホイスト14を昇降させると共に、ホイスト14の位置を示すホイスト位置情報を飛行制御部32へ出力する。なお、ホイスト位置情報とは、具体的には、自機の下面からフック12の先端までの距離(長さ)である。
本実施形態では操舵抑制制御として、操縦桿70の反力を増加させる反力制御信号を飛行制御部32から操縦桿70へ出力し、パイロットが上記操舵方向へ操縦桿70を操作しようとしても、操縦桿70が該操舵方向へ傾くことを抑制する制御を行う。しかし、操舵抑制制御としては、これに限らず、例えば、操縦桿70に対する上記操舵方向への操作量の感度を低下させる制御や、操縦桿70に対する上記操舵方向への操作を受け付けない制御等、他の制御が行われてもよい。
従って、本実施形態に係るヘリコプタ10は、障害物に近接した状態でも障害物への衝突を回避する飛行を可能とする。
本発明によれば、測定手段によって自機と障害物との距離を測定しながら、飛行を行うことになるので、より確実に障害物への衝突を回避することができる。
16 ブレード
18 距離センサ
32 飛行制御部
34 GPS受信部
40 詳細情報生成部
52 地図情報記憶装置
70 操縦桿
Claims (9)
- ヘリコプタに搭載されるヘリコプタと障害物との衝突を回避するための衝突回避装置であって、
受信したGPS(Global Positioning System)信号に基づいて自機の位置を検知する検知手段と、
自機と周囲の障害物との距離を測定する測定手段と、
記憶手段に記憶されている地図情報から前記検知手段によって検知された自機の位置を含む所定領域の情報を読み出し、該読み出した情報と前記測定手段による測定結果とから、自機の周囲の形状を示す自機周囲詳細情報を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記自機周囲詳細情報と自機の大きさとに基づいて、自機が障害物へ衝突することを抑制するための制御を行う制御手段と、
を備えた衝突回避装置。 - 前記制御手段は、操縦桿の操舵による自機の障害物の方向への移動を抑制する請求項1記載の衝突回避装置。
- 前記制御手段は、前記自機の大きさとして、前記測定手段によって測定された前記距離を用い、該距離が予め定められた距離未満となった場合に、自機が障害物へ衝突することを抑制するための制御を行う請求項1又は請求項2記載の衝突回避装置。
- 吊具を昇降させる巻き上げ手段と、
前記吊具及び前記吊具を降下させる目標を、該吊具及び該目標の上方から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記吊具の位置と前記目標の位置とが、所定範囲内となるように自機を制御する制御手段と、
を備えた請求項1から請求項3の何れか1項記載の衝突回避装置。 - 前記測定手段は、自機の正面、上面、下面、両側面、及び背面に備えられる請求項1から請求項4の何れか1項記載の衝突回避装置。
- 前記測定手段は、回転翼の先端に備えられる請求項1から請求項5の何れか1項記載の衝突回避装置。
- 請求項1から請求項6の何れか1項記載の衝突回避装置を備えたヘリコプタ。
- ヘリコプタに搭載されるヘリコプタと障害物との衝突を回避するための衝突回避プログラムであって、
受信したGPS信号に基づいて自機の位置を検知する第1工程と、
自機と周囲の障害物との距離を測定する第2工程と、
記憶手段に記憶されている地図情報から前記第1工程によって検知された自機の位置を含む所定領域の情報を読み出し、該読み出した情報と前記第2工程による測定結果とから、自機の周囲の形状を示す自機周囲詳細情報を生成する第3工程と、
前記第3工程によって生成した前記自機周囲詳細情報と自機の大きさとに基づいて、自機が障害物へ衝突することを抑制するための制御を行う第4工程と、
を含む衝突回避プログラム。 - ヘリコプタに搭載されるヘリコプタと障害物との衝突を回避するための衝突回避プログラムであって、
受信したGPS信号に基づいてヘリコプタの位置を検知し、該ヘリコプタと周囲の障害物との距離を測定し、予め定められた地図情報から前記検知したヘリコプタの位置を含む所定領域の情報を読み出し、該読み出した情報と前記測定による測定結果とから生成された、ヘリコプタの周囲の形状を示す自機周囲詳細情報が予め記憶された記憶手段から、受信したGPS信号に基づいた自機の位置に応じた自機周囲詳細情報を読み出す第1工程と、
前記第1工程によって読み出した前記自機周囲詳細情報と自機の大きさとに基づいて、自機が障害物へ衝突することを抑制するための制御を行う第2工程と、
を含む衝突回避プログラム。
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