JP2013190167A - 情報収集システム - Google Patents
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Abstract
【課題】情報収集領域の上空が危険な状況であっても、当該領域の情報を精度よく収集することができるとともに、情報収集領域に投入された情報収集体への補給品を補給できるようにする。
【解決手段】本発明は、情報収集領域内の情報を遠隔操縦又は自律移動しながら収集する情報収集体Bと、この情報収集体Bを搭載するとともに、その情報収集体Bを情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、上記情報収集体Bに対する補給品Dを搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体B近傍に放出する第二のロケットC,Cと、これら第一,第二のロケットC,Cを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置A1と、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体B及び補給品Dとの間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置A2とを有している。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、情報収集領域内の情報を遠隔操縦又は自律移動しながら収集する情報収集体Bと、この情報収集体Bを搭載するとともに、その情報収集体Bを情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、上記情報収集体Bに対する補給品Dを搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体B近傍に放出する第二のロケットC,Cと、これら第一,第二のロケットC,Cを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置A1と、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体B及び補給品Dとの間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置A2とを有している。
【選択図】図1
Description
本発明は、情報収集領域内の情報を収集する情報収集システムに関する。
従来、この種の情報収集システムの一例として、非特許文献1〜3に開示されたものがある。
非特許文献1〜3のうち、非特許文献1に開示されているUAV(UnmannedAerialVehicle)は、人間が進入することができない地上の危険領域を偵察するものである。
また、非特許文献2,3に開示されているものは、ロケットからセンサ等を搭載して危険領域をセンシングする内容のものであり、米国において開発されている下記のSADARMやBATを例として挙げることができる。
非特許文献1〜3のうち、非特許文献1に開示されているUAV(UnmannedAerialVehicle)は、人間が進入することができない地上の危険領域を偵察するものである。
また、非特許文献2,3に開示されているものは、ロケットからセンサ等を搭載して危険領域をセンシングする内容のものであり、米国において開発されている下記のSADARMやBATを例として挙げることができる。
FY2009-2034UnmannedSystemsIntegratedRoadmap、[平成23年10月26日検索]、インターネット<http://www.acq.osd.mil/psa/docs/UMSIntegratedRoadmap2009.pdf>
XM898SADARM(SenseandDestroyArmor)、[平成23年10月26日検索]、<http://www.fas.org/man/dod-101/sys/land/sadarm.htm>
ATACMSBlockII/BrilliantAnti-armorTechnology(BAT)、[平成23年10月26日検索]、<http://www.fas.org/man/dod-101/sys/land/atacms-bat.htm>
しかしながら、上記したUAVでは、例えば戦闘区域や活火山等のように当該上空等が危険な状態である場合には、その上空に進入することができず、情報収集を行なうことができない。
また、情報収集を上空から行なう場合には、例えばカメラ解像度等の情報の分解能に制限があり、樹木,建物や煙等があるときには情報収集を行なうことができないという未解決の課題がある。
また、情報収集を上空から行なう場合には、例えばカメラ解像度等の情報の分解能に制限があり、樹木,建物や煙等があるときには情報収集を行なうことができないという未解決の課題がある。
そこで本発明は、情報収集領域の上空が危険な状況であっても、当該領域の情報を精度よく収集することができるとともに、情報収集領域に投入された情報収集体への補給品を補給できる情報収集システムの提供を目的としている。
上記課題を解決するための本発明は、次のとおりである。
本発明に係る情報収集システムは、情報収集領域内の情報を遠隔操縦又は自律移動しながら収集する情報収集体と、上記情報収集体を搭載するとともに、その情報収集体を情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、上記情報収集体に対する補給品を搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出する第二のロケットと、上記第一,第二のロケットを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置と、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置とを有している。
本発明に係る情報収集システムは、情報収集領域内の情報を遠隔操縦又は自律移動しながら収集する情報収集体と、上記情報収集体を搭載するとともに、その情報収集体を情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、上記情報収集体に対する補給品を搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出する第二のロケットと、上記第一,第二のロケットを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置と、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置とを有している。
この構成においては、第一のロケットから情報収集領域又はこの近傍に放出された情報収集体は、その情報収集領域内を自律的に移動しつつ情報を収集する。
収集した情報は、情報収集体システム管理装置との間において送受信される。
また、情報収集体に補給する補給品が必要になったときには、その必要な補給品を第二のロケットにより情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出投入する。
収集した情報は、情報収集体システム管理装置との間において送受信される。
また、情報収集体に補給する補給品が必要になったときには、その必要な補給品を第二のロケットにより情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出投入する。
本発明によれば、情報収集領域の上空が危険な状況であっても、当該領域の情報を精度よく収集することができるとともに、情報収集領域に投入された情報収集体への補給品を補給することができる。
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る情報収集システムの概略構成を示すブロック図、図2は、その情報収集システムの一部をなす一例に係るロケットの概略構成を示すブロック図である。また、図3は、その一例に係るロケットの断面図、図4は、その一例に係るロケットのロケットモータを分離した後の断面図、図5は、情報収集領域の説明図である。
本発明の一実施形態に係る情報収集システムAは、図1に示すように、ロケット発射装置(自走発射機)A1、情報収集体システム管理装置A2、通信装置A3、通信中継体A4、情報収集体B及び補給品の一例である充電装置Dを有して構成されている。
なお、本実施形態においては、情報収集体Bを「ロボットB」として説明し、これに伴い、図1においては、情報収集体システム管理装置A2を、「ロボットシステム管理装置A2」と表記している。
なお、本実施形態においては、情報収集体Bを「ロボットB」として説明し、これに伴い、図1においては、情報収集体システム管理装置A2を、「ロボットシステム管理装置A2」と表記している。
ロケット発射装置A1は、ロケット搭載装置10、ロケット発射制御装置11、自走装置12、及び自己位置評定装置13を有している。
ロケット搭載装置10は、図3,4に示すロケットCを複数装填できるようにしたものである。
ロケット搭載装置10は、図3,4に示すロケットCを複数装填できるようにしたものである。
ロケット発射制御装置11は、図5に示す情報収集領域Sとの地理的関係等に基づいて、ロケットCの発射方位、発射角等の制御を行う機能を有している。
自己位置評定装置13は、自己位置を評定できる例えばGPS(GlobalPositioningSystem)である。
自己位置評定装置13は、自己位置を評定できる例えばGPS(GlobalPositioningSystem)である。
ロボットシステム管理装置A2は、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において情報を送受する機能を有するものであり、ロボット制御装置20、ロボット収集情報管理装置21及び自己位置評定装置22を有している。
ロボット収集情報管理装置21は、ロボットBが収集した情報収集領域S内の情報、そのロボットBのステータス等を管理する機能を有するものであり、本実施形態においては、以下の機能を有している。
「ロボットBのステータス」は、ロボットB自らの座標位置情報、搭載機器の動作状況、通信電波受信状況や、後記する電源部43にあるバッテリ43Aの充放電情報を含むものである。
「ロボットBのステータス」は、ロボットB自らの座標位置情報、搭載機器の動作状況、通信電波受信状況や、後記する電源部43にあるバッテリ43Aの充放電情報を含むものである。
(1)ロボットBのステータスに含まれる充放電情報に基づいて、ロボットBのバッテリ43Aに充電が必要か否かを判定する機能。この機能を「充電判定手段21A」という。
(2)投入した各ロボットBの座標位置情報に基づいて、投入する充電装置Dの個数と位置を決定する手段。この機能を「投入充電装置決定手段21B」という。
(2)投入した各ロボットBの座標位置情報に基づいて、投入する充電装置Dの個数と位置を決定する手段。この機能を「投入充電装置決定手段21B」という。
自己位置評定装置22は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置A2の自己位置を評定するものである。
ロボット制御装置20は、情報収集領域S又はこの情報収集領域S近傍に位置するロボットBを制御する機能を有するものである。
ロボット制御装置20は、情報収集領域S又はこの情報収集領域S近傍に位置するロボットBを制御する機能を有するものである。
通信装置A3は、上記したロボットシステム管理装置A2とロケットC又はロボットB若しくはそれら双方の間に介在して無線通信を行なうためのものである。
なお、ロケット発射装置A1、ロボットシステム管理装置A2及び通信装置A3は、この通信装置A3と無線又は有線によりネットワーク接続されている。
なお、ロケット発射装置A1、ロボットシステム管理装置A2及び通信装置A3は、この通信装置A3と無線又は有線によりネットワーク接続されている。
通信中継体A4は、トランスポンダ等を搭載した例えば航空機30やUGV(UnmannedGroundVehicle)31等であり、上記した通信装置A3と、ロケットCやロボットBとの通信の中継を行なうものである。
なお、この通信中継体A4は、通信装置A3とロケットCやロボットBとの距離を勘案して、適宜用いればよいものである。
なお、この通信中継体A4は、通信装置A3とロケットCやロボットBとの距離を勘案して、適宜用いればよいものである。
ロケットCは、図2に示すように、ロケットモータ40、ペイロード搭載部41、シーケンス制御部42、電源部43、ロケットモータ40を分離するためのロケットモータ分離装置44、自己位置評定装置46、弾道修正装置45、投下高度評定装置47及び開頭装置48を搭載している。
上記した構成のうち、ペイロード搭載部41とロケットモータ40は、これらを飛翔方向α(図3に示す)にほぼ一致する機軸Oに沿って互いに前後して配置されている。
上記ペイロード搭載部41の前部には、レドーム41aと頭部であるフェアリング41bとを配設している。
上記ペイロード搭載部41の前部には、レドーム41aと頭部であるフェアリング41bとを配設している。
開頭装置48は、火工品等によりフェアリング41bを分離除去することにより開頭するものであり、これにより、レドーム41aを露出させてロケットCの飛翔速度を減速させる機能を有している。
ロケットモータ40の外周壁には、機軸Oを中心とする互いに所要の角度間隔にして複数の後部尾翼40aが配設されているとともに、ペイロード搭載部41の外周壁にも、機軸Oを中心とする互いに所要の角度間隔にして、複数の前部尾翼41e(図4参照)が配設されている。
なお、前部尾翼41eは、ロケットモータ40を分離した後の所定のタイミングで突出するようになっている。
なお、前部尾翼41eは、ロケットモータ40を分離した後の所定のタイミングで突出するようになっている。
ペイロード搭載部41は、図2に示すように、ペイロード保持部41A、ペイロードP1,P1(P2,P2)、ペイロード着地装置41B及びペイロード投下装置41Cを有している。
本実施形態においては、ロボットBに減速用パラシュート41dと引き出し傘41cと組み合わせたペイロードP1と、充電装置Dに減速用パラシュート41dと引き出し傘41cと組み合わせた示すペイロードP2の二種類である。
2つのペイロードP1,P1(P2,P2)を機軸Oに沿い前後して搭載収容しているとともに、それらのペイロードP1,P1(P2,P2)を順次放出できるようにしている。
2つのペイロードP1,P1(P2,P2)を機軸Oに沿い前後して搭載収容しているとともに、それらのペイロードP1,P1(P2,P2)を順次放出できるようにしている。
ペイロード着地装置41Bは、ロボットBや充電装置Dを情報収集領域S又はこの近傍に着地させるためのものであり、例えばパラシュートである。
ペイロード投下装置41Cは、ロボットBや充電装置DをロケットCから放出して投下させるためのものである。
本実施形態においては、ロケットモータ分離後、引き出し傘41cが負圧により引き出されるようにしているが、ロケットモータ分離後、圧力をかけて封入されている引き出し傘41cが、蓋が火工品等で分離される飛び出すようにし、負圧により引き出されるようにしてもよい。
ペイロード投下装置41Cは、ロボットBや充電装置DをロケットCから放出して投下させるためのものである。
本実施形態においては、ロケットモータ分離後、引き出し傘41cが負圧により引き出されるようにしているが、ロケットモータ分離後、圧力をかけて封入されている引き出し傘41cが、蓋が火工品等で分離される飛び出すようにし、負圧により引き出されるようにしてもよい。
投下高度評定装置47は、処理部47Aと高度計測用レーザーセンサ47Bとを有している。
高度計測用レーザーセンサ47Bは、ロケットCと地表との距離をレーザ光の反射によって測定し、対地高度を計測するものである。
処理部47Aは、高度計測用レーザーセンサ47Bによって収集したデータに基づいて、投下高度を評定する機能を有するものである。
高度計測用レーザーセンサ47Bは、ロケットCと地表との距離をレーザ光の反射によって測定し、対地高度を計測するものである。
処理部47Aは、高度計測用レーザーセンサ47Bによって収集したデータに基づいて、投下高度を評定する機能を有するものである。
シーケンス制御部42は、本ロケットCの制御を行なうものであり、次の機能を有している。
(3)投下高度評定装置47によって評定した投下高度に基づき、ロケットモータ40を分離するのに足る高度(以下、「分離高度」という)となったか否かを判定する機能。この機能を「分離高度判定手段42a」という。なお、分離高度は予め設定しておく。
(3)投下高度評定装置47によって評定した投下高度に基づき、ロケットモータ40を分離するのに足る高度(以下、「分離高度」という)となったか否かを判定する機能。この機能を「分離高度判定手段42a」という。なお、分離高度は予め設定しておく。
(4)分離高度判定手段42aによって、当該分離高度になったと判定されたときには、ロケットモータ分離装置44によってロケットモータ40を分離する機能。この機能を「ロケットモータ分離手段42bという。
弾道修正装置45は、ロケットCに配設した後部尾翼40aと、この後部尾翼40aを駆動するための駆動部(図示しない)とを有して構成されており、予め設定した弾道となるように修正するようにしている。
自己位置評定装置46は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定するものである。
自己位置評定装置46は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定するものである。
図6は、一例に係るロボットの構成を示すブロック図、図7は、そのロボットの外観斜視図、図8(A)は、その正面図、(B)は、その平面図である。
ロボットBは、情報収集領域S内の情報を自律移動しながら収集するものであり、それは、横長円筒形のロボット本体50と、後記する移動機構59の一部をなすとともに、そのロボット本体50の両端部に配設した一対の展開車輪51,51を有する外観構成になっている。
ロボットBは、情報収集領域S内の情報を自律移動しながら収集するものであり、それは、横長円筒形のロボット本体50と、後記する移動機構59の一部をなすとともに、そのロボット本体50の両端部に配設した一対の展開車輪51,51を有する外観構成になっている。
ロボット本体50内には、自律行動制御部52、移動機構制御部53、ミッション装置54、バッテリを含む電源部55、通信装置56、環境認識装置57、自己位置評定装置58及び移動機構59を収容している。
図8(A),(B)に示すように、ロボット本体50の外周壁面であって、走行方向正面には、環境認識装置57と、偵察用カメラ54とを並列させて配置している。
また、ロボット本体50の外周壁面であって、上方位置には、GPSアンテナ62と通信用アンテナ63とが配置されている。
なお、64で示すものは、ロボット本体50の回転を防止するために延出されたテール部材である。
また、ロボット本体50の外周壁面であって、上方位置には、GPSアンテナ62と通信用アンテナ63とが配置されている。
なお、64で示すものは、ロボット本体50の回転を防止するために延出されたテール部材である。
展開車輪51,51は、ロボット本体50の左右両端部において車軸に支持され、減速機構(いずれも図示しない)を介して各車軸に個別に連結された2個のモータ(図示しな
い)により回転駆動されるようになっている。
い)により回転駆動されるようになっている。
展開車輪51,51は、車軸に固定したハブを中心にした所要の角度間隔にした放射状に配列された複数のブレード51aを具備している。
ブレード51aは、捩じりコイルばね等の弾性体の弾性力によって、図7に示すロボット本体50の外周面に添う折畳み位置から、図8(A),(B)に示す走行位置まで展開するようになっている。
ブレード51aは、捩じりコイルばね等の弾性体の弾性力によって、図7に示すロボット本体50の外周面に添う折畳み位置から、図8(A),(B)に示す走行位置まで展開するようになっている。
展開車輪51,51のブレード51aを走行位置に移動させた状態において、ロボット本体50に搭載した2個のモータを作動させると、それらの展開車輪51,51を個別に回転駆動して走行することができる。
自律行動制御部52は、本ロボットBの動作を自律的に制御する機能を有するものであり、設定されたミッションに従い、また、後述する充電装置Dの座標位置情報に基づき、その充電装置Dに向けての自律移動を行なわせる機能を有している。
移動機構制御部53は、移動機構59のモータを互いに独立して回転制御することにより、上記した自律行動制御部52からの所定の移動経路に沿った移動を行なえるようにしている。
本実施形態において示すミッション装置54は、情報収集領域S内を撮像する偵察用カメラであるが、その他、例えば特定の物までの距離を測定するためのレーザーポインタ等を採用することができる。
本実施形態において示す環境認識装置57は、環境認識用3DLRF(レーザーレンジファインダー)であり、これにより、情報収集領域S内を走行するようにしている。
自己位置評定装置58は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定するものである。
自己位置評定装置58は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定するものである。
通信装置56は、上記したロボット収集情報管理装置21との間において、自らが収集した情報や自らの座標位置情報等を送受信する機能を有している。
次に、図9〜11を参照して、補給品をロボットBに補充する形態について説明する。図9は、充電装置の概略構成を示すブロック図、図10は、その充電装置を投下するときの状態を示す説明図、図11(A)は、充電装置を着地させた後の様子を示す概略側面図、(B)は、その充電装置によってロボットを充電している様子を示す概略側面図である。
充電装置Dは、上記した情報収集領域S内を移動するロボットBの電源部55に対して充電を行なうためのものであり、ロボット接合部70,70、電源部71、充電制御部72、自己位置評定装置73及び通信装置77を有して構成されている。
ロボット接合部70,70は、充電用電池(図示しない)を搭載した直方体形の装置本体76の両端部に配設されており、上記したロボットBのロボット本体50を、これの上下両側から挟持する間隔に突出された各2本の上下電極部74,74、75,75からなる。
なお、ロボット本体50の外周壁面には、上下電極部74,74、75,75に当接する位置に、充電用電極(図示しない)が形成されており、上下電極部74,74、75,75の所定の位置に移動したロボット本体50に対しての充電を行なえるようにしている。
充電制御部72は、ロボットBが上下電極部74,74、75,75間に位置したことを検知したときに充電を開始し、その後、充電の完了を検知したときに充電を終了するようにしている。
ロボットBの上下電極部74,74、75,75間への移動は、展開車輪51,51を回転駆動することによって、上下電極部74,74、75,75の開放端部側から基端部側に移動して電気的に結合する。
自己位置評定装置73は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定し、通信装置77を介して自らの座標位置情報を送信する。
ロボットBの上下電極部74,74、75,75間への移動は、展開車輪51,51を回転駆動することによって、上下電極部74,74、75,75の開放端部側から基端部側に移動して電気的に結合する。
自己位置評定装置73は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定し、通信装置77を介して自らの座標位置情報を送信する。
この充電装置Dは、図10に示すように、減速用パラシュート41dに連結された搬送筒78内に収容された状態で情報収集領域Sに投入される。換言すると、上記ロボットBと同様にして、ロケットCから情報収集領域Sに投入される。
次に、図12〜16を参照して、上記の構成からなる情報収集システムの動作について説明する。図12は、本発明の一実施形態に係る情報収集システムにおいて、ロボットを投下してから偵察までの運用シーケンスを示すフローチャート、図13は、ロボットBを投下するときの風の影響を示す説明図、図14は、ロボットBを投下するときの風の影響を軽減させた場合の説明図である。
なお、図12においては、「ロボットシステム管理装置」を「管理システム」と表記している。
なお、図12においては、「ロボットシステム管理装置」を「管理システム」と表記している。
<ロボットシステム管理装置A2のシーケンス>
ステップ1(図12中、「S1」と表記する。以下同様):衛星、航空機等により例えば図5に示す森Fを調査領域として決定すると、その周囲が情報収集領域Sである。なお、図5において「×」で示すものが着地位置、この着地位置を中心とする所要半径の円が、一つのロケットCで投下された二つのロボットB,Bによる捜索範囲を示している。
ステップ1(図12中、「S1」と表記する。以下同様):衛星、航空機等により例えば図5に示す森Fを調査領域として決定すると、その周囲が情報収集領域Sである。なお、図5において「×」で示すものが着地位置、この着地位置を中心とする所要半径の円が、一つのロケットCで投下された二つのロボットB,Bによる捜索範囲を示している。
ステップ2:情報収集領域Sにおける捜索範囲を決め、投下するロボットBの数と座標位置を決定する。
ステップ3:必要に応じて、中継用の航空機30やUGV(中継体)31を配置する。
ステップ3:必要に応じて、中継用の航空機30やUGV(中継体)31を配置する。
ステップ4:ステップ1〜3において得られた情報をロボットBにセットする。
ステップ5:ロケットシーケンス(投下開始高度等)を設定する。
具体的には、手作業によってシーケンス情報の入力を行なうことにより、ロボットシステム管理装置A2においてロケットシーケンスの設定を行なう。
すなわち、順次放出・投下しようとするペイロードP1,P1の各投下開始高度等を設定する。
ステップ5:ロケットシーケンス(投下開始高度等)を設定する。
具体的には、手作業によってシーケンス情報の入力を行なうことにより、ロボットシステム管理装置A2においてロケットシーケンスの設定を行なう。
すなわち、順次放出・投下しようとするペイロードP1,P1の各投下開始高度等を設定する。
ステップ6:ロケットCを発射する。この場合、必要に応じ、複数のロケットCを発射する。
ステップ7:ロボットステータスを監視する。
「ロボットステータス」は、搭載機器の動作状況、通信電波受信状態、バッテリ45Aの充放電情報を含むものである。
ステップ7:ロボットステータスを監視する。
「ロボットステータス」は、搭載機器の動作状況、通信電波受信状態、バッテリ45Aの充放電情報を含むものである。
<ロケットCのシーケンス>
ステップ8:ロケットCを飛翔させる。
ステップ9:自己位置評定装置46によって自己の座標位置を評定する。
ステップ8:ロケットCを飛翔させる。
ステップ9:自己位置評定装置46によって自己の座標位置を評定する。
ステップ10:ロケットモータ40を分離する。
上記した投下高度評定装置47によって評定した投下高度に基づき、ロケットモータ40を分離するのに足る高度(以下、「分離高度」という)となったか否かを判定する。
そして、分離高度判定手段42aによって、分離高度になったと判定されたときには、ロケットモータ分離装置44によってロケットモータ40を分離する。
上記した投下高度評定装置47によって評定した投下高度に基づき、ロケットモータ40を分離するのに足る高度(以下、「分離高度」という)となったか否かを判定する。
そして、分離高度判定手段42aによって、分離高度になったと判定されたときには、ロケットモータ分離装置44によってロケットモータ40を分離する。
ステップ11:ロケットCのフェアリング41bを開頭装置48によって分離して開頭する。これにより、ロケットCを減速させることができる。
ステップ12:二つのロボットB1,B2のうち、最初のロボットB1のみの投下を開始する。
ステップ13:その後のさらなるロケットCの減速とともに、高度計測用レーザーセンサ47Bによって対地高度計測を開始する。
ステップ12:二つのロボットB1,B2のうち、最初のロボットB1のみの投下を開始する。
ステップ13:その後のさらなるロケットCの減速とともに、高度計測用レーザーセンサ47Bによって対地高度計測を開始する。
ステップ14:最後の二つ目のロボットB2の投下を開始する。
ステップ15:減速用パラシュート41dを開傘させるとともに、降下,着地させる。
ところで、減速用パラシュート41dを開傘させるときに風に流されると、目標着地位置から大きくズレることになり、このズレを低減させたいという課題がある。
ステップ15:減速用パラシュート41dを開傘させるとともに、降下,着地させる。
ところで、減速用パラシュート41dを開傘させるときに風に流されると、目標着地位置から大きくズレることになり、このズレを低減させたいという課題がある。
すなわち、高い高度で開傘すると、流される時間が長くなるにつれ、流される量が大きくなるので、できるだけ低い高度でロボットBを投下したい。
また、投下高度に誤差があるために、これを考慮して高めに設定する必要がある。
そこで本実施形態においては、次のような構成としている。
また、投下高度に誤差があるために、これを考慮して高めに設定する必要がある。
そこで本実施形態においては、次のような構成としている。
・GPS高度計誤差:ΔH_gps
・着地位置標高ばらつき(地面の起伏):ΔH_land
・シーケンス動作時間ばらつき
(投下開始からロボットBがロケットCから離れるまでの時間、ロボットBがパラシュートを開くまでの時間、減速用パラシュート41dを開傘してから減速するまでの時間等×降下速度):ΔH_sq
・着地位置標高ばらつき(地面の起伏):ΔH_land
・シーケンス動作時間ばらつき
(投下開始からロボットBがロケットCから離れるまでの時間、ロボットBがパラシュートを開くまでの時間、減速用パラシュート41dを開傘してから減速するまでの時間等×降下速度):ΔH_sq
<着地位置標高ばらつきΔH_landの低減>
着地位置標高ばらつきΔH_landを低減するために、GPSによって対地高度を計測するためには、ロケットCの投下位置における地面との標高を知っておく必要がある。
これを知りえない場合には、地面の標高ばらつきが誤差として発生するため、投下高度を高めに設定する必要がある。
着地位置標高ばらつきΔH_landを低減するために、GPSによって対地高度を計測するためには、ロケットCの投下位置における地面との標高を知っておく必要がある。
これを知りえない場合には、地面の標高ばらつきが誤差として発生するため、投下高度を高めに設定する必要がある。
そこで、本実施形態においては、測距センサとして上記したレーザーセンサ47Bを搭載して地面との距離を計測している。なお、測距センサとしては、ミリ波センサ等であってもよい。これにより、着地位置標高ばらつきΔH_landを低減させることができる。
<シーケンス動作時間ばらつきΔH_sqの低減>
ロケットCからのロボットBの投下を開始してから、減速用パラシュート41dを開傘してロボットBが減速するまでの時間は、各種の要因によってばらつきが生じ、これにより、ロボットBが減速を完了する高度がばらつく。
ロケットCからのロボットBの投下を開始してから、減速用パラシュート41dを開傘してロボットBが減速するまでの時間は、各種の要因によってばらつきが生じ、これにより、ロボットBが減速を完了する高度がばらつく。
減速が完了する前に着地すると、ロボットが損傷する虞があり、これを考慮して、投下高度を高めにして減速させる必要がある。
このばらつきの時間は、ロボットを投下したときのロケットCの降下速度が高いほど、高度の誤差として影響してくる。
このばらつきの時間は、ロボットを投下したときのロケットCの降下速度が高いほど、高度の誤差として影響してくる。
ロケットCを減速する従来技術としては、バリュートや超音速パラシュート等がある。しかしながら、これらを使用するためには、別途搭載スペースが必要となる。また、ロケットCの設計にも風洞試験等の多大なコストがかかる。
また、本システムでは、ロボットBを情報収集等のために目標位置に投入することを目的としているために、たとえ一つでもロボットBを目標位置に精度よく投入できればよい。
そこで本実施形態においては、図14に示すように、頭部を開頭して鈍体化することに加え、ロボットBを順次投下することにより、最終的に最後のロボットBを投下する際のロケットCの速度を低減させている。
そこで本実施形態においては、図14に示すように、頭部を開頭して鈍体化することに加え、ロボットBを順次投下することにより、最終的に最後のロボットBを投下する際のロケットCの速度を低減させている。
以上により、次の効果を得ることができる。
・ロボットBの投入位置の精度を低コストで向上させることができる。
レーザーセンサ47Bを用いた対地高度計測により、高度計測の誤差を低減できる。
具体的には、順次投下されるロボットBのうち、最後のロボットBの投下誤差(ΔH_gps、ΔH_land、ΔH_sq)を低減させることができる。また、最後に投下される前に投下されたロボットBはばらついた位置に投下され、広範囲をカバーさせた情報収集を行なうことができる。
・ロケットCを減速させることにより、高度を計測するためのセンサをより低い出力,計測レートのもので実現することができ、これらによってもコストの低減を図ることができる。
・ロボットBの投入位置の精度を低コストで向上させることができる。
レーザーセンサ47Bを用いた対地高度計測により、高度計測の誤差を低減できる。
具体的には、順次投下されるロボットBのうち、最後のロボットBの投下誤差(ΔH_gps、ΔH_land、ΔH_sq)を低減させることができる。また、最後に投下される前に投下されたロボットBはばらついた位置に投下され、広範囲をカバーさせた情報収集を行なうことができる。
・ロケットCを減速させることにより、高度を計測するためのセンサをより低い出力,計測レートのもので実現することができ、これらによってもコストの低減を図ることができる。
ステップ16:ロボットシステム管理装置A2との通信を確立する。
ステップ17:自己位置評定装置58によって自己の座標位置を測定する。
ステップ18:捜索に関する情報を情報収集体システム管理装置A2から受信する。
「捜索に関する情報」は、捜索の開始と停止、目標位置がある場合には、捜索位置のGPSデータ又は着地位置からの距離である。また、範囲で捜索する場合には、捜索範囲のGPSデータや着地位置からの距離である。
ステップ17:自己位置評定装置58によって自己の座標位置を測定する。
ステップ18:捜索に関する情報を情報収集体システム管理装置A2から受信する。
「捜索に関する情報」は、捜索の開始と停止、目標位置がある場合には、捜索位置のGPSデータ又は着地位置からの距離である。また、範囲で捜索する場合には、捜索範囲のGPSデータや着地位置からの距離である。
ステップ19:自律的な捜索を開始する。
ステップ20:収集情報(捜索情報)・ロボットステータスを情報収集体システム管理装置A2に向けて送信する。
ステップ20:収集情報(捜索情報)・ロボットステータスを情報収集体システム管理装置A2に向けて送信する。
<<充電装置Dの投入を含むシーケンス>>
<ロボットシステム管理装置A2のシーケンス>
図15は、ロボットを情報収集領域に投入した後、補給品を投入してロボットに補充する動作を示すフローチャートである。図16は、補給品を投入する情報収集領域の説明図である。
なお、図15においては、「補給品」として充電装置Dを例として示し、また、図16において示す「×」は、充電装置Dの投入位置を示している。
<ロボットシステム管理装置A2のシーケンス>
図15は、ロボットを情報収集領域に投入した後、補給品を投入してロボットに補充する動作を示すフローチャートである。図16は、補給品を投入する情報収集領域の説明図である。
なお、図15においては、「補給品」として充電装置Dを例として示し、また、図16において示す「×」は、充電装置Dの投入位置を示している。
ステップ1(図15中、「Sa1」と表記する。以下同様):ロボットステータスを監視する。
ステップ2:各ロボットBへの充電が必要か否かを判定し、必要があると判定されれば、ステップ3に進む。
ステップ3:投入した各ロボットBの座標位置情報に基づいて、投入する充電装置Dの個数と位置を決定する。
ステップ2:各ロボットBへの充電が必要か否かを判定し、必要があると判定されれば、ステップ3に進む。
ステップ3:投入した各ロボットBの座標位置情報に基づいて、投入する充電装置Dの個数と位置を決定する。
ステップ4:充電装置Dを搭載したロケットCを発射する。
ステップ5:後記するステップ12における充電装置Dの投下開始時の座標位置を受信する。
ステップ6:充電装置Dが着地する座標位置を予測する。
ステップ7:ロケットCに搭載しているGPSによって計測した充電装置Dの着地位置を受信する。
ステップ8:充電装置Dが着地した座標位置をロボットBに送信する。
ステップ5:後記するステップ12における充電装置Dの投下開始時の座標位置を受信する。
ステップ6:充電装置Dが着地する座標位置を予測する。
ステップ7:ロケットCに搭載しているGPSによって計測した充電装置Dの着地位置を受信する。
ステップ8:充電装置Dが着地した座標位置をロボットBに送信する。
<ロケットCのシーケンス>
ステップ9:飛翔する。
ステップ10:GPSによってロケットCの座標位置を計測する。
ステップ11:ロケットモータ40を分離する。
ステップ12:充電装置Dの投下を開始する。
ステップ13:引き出し傘41cによって充電装置Dを引き出して降下させる。
ステップ14:パラシュート41dを展開,降下させて着地させる。
ステップ15:搭載しているGPSによって充電装置Dの着地位置を計測するとともに、計測した着地位置をロボット収集情報管理装置21に送信する。
<ロボットのシーケンス>
ステップ16:ロボットシステム管理装置A2から充電装置Dの着地(予想)位置を受信する。
ステップ17:充電装置Dの着地(予想)位置に向けて自律移動する。
ステップ18:充電装置Dと自律的に接続して充電を行なう。
ステップ19:捜索(情報収集)を継続する。なお、再度の充電が必要な場合には、ステップ17に戻る。
ステップ9:飛翔する。
ステップ10:GPSによってロケットCの座標位置を計測する。
ステップ11:ロケットモータ40を分離する。
ステップ12:充電装置Dの投下を開始する。
ステップ13:引き出し傘41cによって充電装置Dを引き出して降下させる。
ステップ14:パラシュート41dを展開,降下させて着地させる。
ステップ15:搭載しているGPSによって充電装置Dの着地位置を計測するとともに、計測した着地位置をロボット収集情報管理装置21に送信する。
<ロボットのシーケンス>
ステップ16:ロボットシステム管理装置A2から充電装置Dの着地(予想)位置を受信する。
ステップ17:充電装置Dの着地(予想)位置に向けて自律移動する。
ステップ18:充電装置Dと自律的に接続して充電を行なう。
ステップ19:捜索(情報収集)を継続する。なお、再度の充電が必要な場合には、ステップ17に戻る。
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上記した実施形態においては、ロボットに対する補給品として、充電装置を一例として説明しているが、これに限るものではなく、例えばロボットに追加する機能部品等が考えられる。
・上記した実施形態においては、ロボットに対する補給品として、充電装置を一例として説明しているが、これに限るものではなく、例えばロボットに追加する機能部品等が考えられる。
・上記した実施形態においては、同一種類のペイロードP1,P1又はP2、P2を同時に搭載して、それらを順次放出・投下する例について説明したが、異なる種類のペイロードP1,P2を同時に搭載して、それらを順次放出・投下するようにしてもよい。また、一つのロケットに搭載するペイロードの数は、上記した二つに限るものではなく、三つ以上にしてもよいことは勿論である。
・上記した実施形態においては、情報収集領域として陸上を例として説明したが、海上であってもよい。
・上記した実施形態においては、情報収集領域として陸上を例として説明したが、海上であってもよい。
・上記実施形態においては、充電装置の自己位置評定装置を搭載した例について説明したが、自己位置評定装置を搭載しないときには、次のようにする。
ロケットCから充電装置Dの投下を開始する。
次に、ロケットステータス(位置、高度、速度)をロボットシステム管理装置A2に送信する。
ロボットシステム管理装置A2では、充電装置Dの着地位置を予測する。
ロボットBでは、着地位置をロボットシステム管理装置A2から受信し、充電装置Dの近傍まで自律移動する。
ロボットシステム管理装置A2のオペレータが偵察用カメラ54によって充電装置Dを索出し、その画像上で充電装置Dの位置を指示して移動させる。
ロケットCから充電装置Dの投下を開始する。
次に、ロケットステータス(位置、高度、速度)をロボットシステム管理装置A2に送信する。
ロボットシステム管理装置A2では、充電装置Dの着地位置を予測する。
ロボットBでは、着地位置をロボットシステム管理装置A2から受信し、充電装置Dの近傍まで自律移動する。
ロボットシステム管理装置A2のオペレータが偵察用カメラ54によって充電装置Dを索出し、その画像上で充電装置Dの位置を指示して移動させる。
30,31 中継体(航空機等)
A1 ロケット発射装置
A2 情報収集体システム管理装置(ロボットシステム管理装置)
B 情報収集体(ロボット)
C ロケット(第一,第二のロケット)
D 補給品(充電装置)
S 情報収集領域
A1 ロケット発射装置
A2 情報収集体システム管理装置(ロボットシステム管理装置)
B 情報収集体(ロボット)
C ロケット(第一,第二のロケット)
D 補給品(充電装置)
S 情報収集領域
Claims (5)
- 情報収集領域内の情報を遠隔操縦又は自律移動しながら収集する情報収集体と、
上記情報収集体を搭載するとともに、その情報収集体を情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、
上記情報収集体に対する補給品を搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出する第二のロケットと、
上記第一,第二のロケットを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置と、
情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置とを有していることを特徴とする情報収集システム。 - 情報収集体と補給品には、自らの座標位置を評定するための自己位置評定装置がそれぞれ搭載されており、
情報収集体は、評定した自らの座標位置と、補給品の座標位置とに基づいて、移動機構を介し、補給品に向けて自律的に移動する自律移動手段を有している請求項1に記載の情報収集システム。 - 情報収集体と情報収集体システム管理装置との間における情報の送受信を中継する中継体を有し、
情報収集体システム管理装置は、情報収集体により収集した情報及びこれのステータスに関連する関連情報を上記中継体を介して送受信する請求項1又は2に記載の情報収集システム。 - ロケットは、予め設定した高度になったか否かを判定する高度判定手段を有し、
上記高度判定手段により予め設定した高度になったと判定したときに、頭部を開頭する開頭装置を設けた請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報収集システム。 - ロケットは、複数個の情報収集体又は補給品を搭載するとともに、それらを順次投下する投下装置を有している請求項1〜4のいずれか1項に記載の情報収集システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012057513A JP2013190167A (ja) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 情報収集システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012057513A JP2013190167A (ja) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 情報収集システム |
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ID=49390616
Family Applications (1)
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JP2012057513A Pending JP2013190167A (ja) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 情報収集システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013190167A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015124938A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社Ihiエアロスペース | トップアタック装置とその制御方法 |
CN104992467A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-10-21 | 四川隧唐科技股份有限公司 | 无人机辅助车载道路采集三维建模***及其实现方法 |
JP2016045059A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社Ihiエアロスペース | 捜索システムと方法 |
CN109032177A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-18 | 江苏苏宁物流有限公司 | 一种优化无人机路径方法及装置 |
CN114935887A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-08-23 | 星河动力(北京)空间科技有限公司 | 分布式信号采集装置和运载火箭 |
-
2012
- 2012-03-14 JP JP2012057513A patent/JP2013190167A/ja active Pending
Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
JP2015124938A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社Ihiエアロスペース | トップアタック装置とその制御方法 |
JP2016045059A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社Ihiエアロスペース | 捜索システムと方法 |
CN104992467A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-10-21 | 四川隧唐科技股份有限公司 | 无人机辅助车载道路采集三维建模***及其实现方法 |
CN104992467B (zh) * | 2015-07-20 | 2018-08-21 | 四川隧唐科技股份有限公司 | 无人机辅助车载道路采集三维建模***及其实现方法 |
CN109032177A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-18 | 江苏苏宁物流有限公司 | 一种优化无人机路径方法及装置 |
CN109032177B (zh) * | 2018-07-28 | 2021-12-31 | 江苏苏宁物流有限公司 | 一种优化无人机路径方法及装置 |
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