JP2013197721A - Radio wave receiving system based on antenna control using camera video - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘリコプターから送信する伝送電波を受信するアンテナについて、ヘリコプターの位置を撮影するカメラを設置し、当該カメラの撮影映像からヘリコプターの位置を的確に把握し、連動してアンテナの向きを自動的にヘリコプターの位置に追従するようにした、カメラ映像を用いたアンテナ制御による受信システムに関する。 The present invention installs a camera that captures the position of the helicopter with respect to the antenna that receives the transmission radio wave transmitted from the helicopter, accurately grasps the position of the helicopter from the captured image of the camera, and automatically adjusts the direction of the antenna in conjunction with it. The present invention relates to a reception system based on antenna control using a camera image, which specifically follows the position of a helicopter.
現在、ビデオカメラ映像や、災害等の実況中継のため、ヘリコプターに搭載したテレビカメラが撮影した映像を、ヘリコプターから基地局のアンテナに向けて映像を伝送する方法が用いられている。基地局は、受信した前記映像をさらに本部や放送局に転送することで、前記映像を観る事が可能になる。この場合、前記映像を伝送する為には、アンテナをヘリコプターに向ける必要があるが、ヘリコプターは移動体であるため、飛行によって、アンテナの捕捉幅の範囲から逸脱したり、遮蔽物によって、伝送が不可能になる場合が発生する。そのため、常にアンテナを移動体の方向に向けて失尾を回避すること及び、失尾してしまった場合は、一刻も早い現状復帰、つまり、追尾の再開始をすることが重要である。 Currently, in order to broadcast video camera images and live events such as disasters, a method is used in which images taken by a television camera mounted on a helicopter are transmitted from the helicopter to the antenna of the base station. The base station can watch the video by further transferring the received video to the head office or the broadcasting station. In this case, in order to transmit the image, it is necessary to point the antenna toward the helicopter. However, since the helicopter is a moving body, the flight deviates from the range of the capture width of the antenna or is transmitted by a shield. Sometimes it becomes impossible. For this reason, it is important to always aim the antenna toward the moving body to avoid the loss of the head and to return to the current status as soon as possible, that is, to restart the tracking.
特許文献1は、移動体の送信装置10からのGPS(Global Positioning System)による位置情報を受信装置1へ送信し、受信装置1では、前記位置情報と、受信装置1の位置情報とに基いて、コンピュータが受信装置1から送信装置10への方向の俯角及び仰角の値を算出し、該算出されたそれらの値が角度方向制御装置5へ出力されて、角度方向制御装置5では入力された値に応じて回転装置7の駆動制御のための制御信号を出力することで、受信アンテナ8が送信装置10の位置情報と受信装置1の位置情報とに応じ、常に送信装置10の方向に向くよう方向調整する伝送システムが開示されている。
しかし、特許文献1に記載の方法では、移動体がヘリコプターの場合、ヘリコプターが山や森林、ビル等の遮蔽物に隠れてしまった場合や、特にアンテナとヘリコプターの距離が接近する場合において、ヘリコプターの移動速度が高速な場合、GPSによる位置情報の測位には時間を要するため、自動追尾装置がヘリコプターを失尾し、自動追尾が継続不可となり、伝送の中断によって中継が中断される事態が生じる場合がある。そのため、失尾を回避すること、及び、失尾を早急に回復することが問題となる。また、自動追尾中に失尾した場合は、伝送の電波状態を知ることは可能であるが、ヘリコプターの失尾後の位置、現状及び、ヘリコプターを失尾した原因を知ること不可能である。そのため、失尾中は、ヘリコプターの事故・故障等の不安を生じる要因となっていた。
However, in the method described in
また、移動体の初期補足にはGPSの位置情報を用い、その後、移動体から送信される受信電界強度の強い伝送電波を局部発信器で周波数変換し、伝送電波の上下左右の検波電圧を抽出して、自動追尾する方式が広く用いられる。しかし、受信アンテナが市街地などに設置され、移動体が前記市街地の近傍を飛行する場合、ビル等の遮蔽物が多く存在するため、乱反射した伝送電波から抽出された検波電圧では自動追尾装置が正確に自動追尾できなくなり、ヘリコプターを失尾することがある。そこで、本発明は、ヘリコプターのGPS位置情報及び検波電圧に基づくアンテナの自動追尾のみならず、カメラの撮像により、視覚的にヘリコプターの位置を確認し、自動追尾が不可能にならないようにし、また、失尾した原因を目視可能なので、事故・故障等の不安を生じる必要が無くなる、カメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムを提供することを目的とする。 In addition, GPS position information is used for initial supplementation of the mobile unit, and then the transmitted radio wave with strong received electric field strength transmitted from the mobile unit is frequency-converted by a local transmitter, and the detected voltages on the top, bottom, left and right of the transmitted radio wave are extracted. Thus, an automatic tracking method is widely used. However, when a receiving antenna is installed in an urban area, etc., and a moving object flies near the urban area, there are many shielding objects such as buildings. May not be able to track automatically and the helicopter may be lost. Therefore, the present invention not only makes automatic tracking of the antenna based on the GPS position information and detection voltage of the helicopter, but also visually confirms the position of the helicopter by imaging the camera so that automatic tracking is not impossible. An object of the present invention is to provide a radio wave reception system by antenna control using a camera image, since the cause of the loss can be visually checked, so that there is no need to cause anxiety such as an accident or failure.
上記目標達成のため、本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムは、移動体から伝送電波を受信する受信システムであって、前記受信システムは、カメラと、受信アンテナと、カメラから送信される映像を表示する映像モニタと、駆動装置とを備え、前記カメラは、前記受信アンテナの近傍に設置され、前記カメラ及び前記受信アンテナは前記駆動装置よって、方位及び上下角を変更可能であり、前記カメラは、前記受信アンテナが前記移動体からの伝送電波が最も強くなる方向の撮影映像を前記映像モニタに出力可能なことを特徴とする。 In order to achieve the above goal, the radio wave reception system by antenna control using the camera image of the present invention is a reception system that receives a transmission radio wave from a mobile object, and the reception system includes a camera, a reception antenna, and a camera. A video monitor for displaying transmitted video; and a driving device, wherein the camera is installed in the vicinity of the receiving antenna, and the camera and the receiving antenna can be changed in azimuth and vertical angle by the driving device. In addition, the camera is characterized in that the reception antenna can output a captured image in a direction in which a transmission radio wave from the mobile body is strongest to the image monitor.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムは、前記移動体は飛行体であり、前記映像モニタに出力した前記撮影映像は、前記飛行体の映像を含むこと、を特徴とする。 In the radio wave reception system by antenna control using a camera image of the present invention, the moving body is a flying object, and the captured image output to the image monitor includes an image of the flying object.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムは、前記移動体が前記受信アンテナに接近した状態で、前記移動体からの伝送電波の受信が遮断された後、前記遮断された状態を回復する場合、前記撮影映像によって前記移動体の現在位置を確認し、前記移動体の現在位置に基づいて、前記受信アンテナ及び前記カメラの位置を前記移動体からの伝送電波が最も強くなる方向に前記駆動装置を駆動して変更し、前記遮断された状態を回復することを特徴とする。 In the radio wave reception system by antenna control using the camera image of the present invention, after the mobile object is close to the reception antenna, the reception of the transmission radio wave from the mobile object is blocked, and then the blocked state is displayed. When recovering, the current position of the moving body is confirmed from the captured image, and the position of the receiving antenna and the camera is set in the direction in which the transmission radio wave from the moving body becomes the strongest based on the current position of the moving body. The drive device is changed by driving to recover the blocked state.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムにおける、前記映像モニタに出力した前記撮影映像は、前記移動体から伝送される電界強度を表示することを特徴とする。 In the radio wave reception system by antenna control using a camera image of the present invention, the captured image output to the image monitor displays an electric field intensity transmitted from the moving body.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムにおける、前記カメラは、前記受信アンテナの縁部に接して設置され、前記カメラ及び前記受信アンテナは一の駆動装置よって、同一の方位及び上下角に変更されることを特徴とする。 In the radio wave reception system based on antenna control using a camera image of the present invention, the camera is installed in contact with an edge of the reception antenna, and the camera and the reception antenna have the same azimuth and upper direction by one driving device. It is changed to the lower corner.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムにおける、前記カメラは、前記受信アンテナに近接して設置され、前記カメラ及び前記受信アンテナは一の前記駆動装置よって、同一の方位及び上下角に変更されることを特徴とする。 In the radio wave receiving system by antenna control using the camera image of the present invention, the camera is installed in the vicinity of the receiving antenna, and the camera and the receiving antenna have the same azimuth and vertical angle by one driving device. It is changed to.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムにおける、前記カメラは、前記受信アンテナに近接して設置され、前記カメラ及び前記受信アンテナはそれぞれ異なる前記駆動装置に接続され、前記異なる駆動装置は連動して駆動し、前記カメラ及び前記受信アンテナは同一の方位及び上下角に変更されることを特徴とする。 In the radio wave receiving system by antenna control using the camera image of the present invention, the camera is installed close to the receiving antenna, and the camera and the receiving antenna are connected to the different driving devices, respectively, and the different driving devices Are driven in conjunction with each other, and the camera and the receiving antenna are changed to the same azimuth and vertical angle.
本発明のカメラ映像を用いたアンテナ制御による電波受信システムは、前記撮影映像によって、前記移動体からの伝送電波の受信が遮断される状態が発生すると予測される状態に於いて、前記撮影映像によって前記移動体の現在位置を確認し、前記移動体に対して、前記伝送電波の受信が遮断される状態の発生に対する発生回避策を指示することが可能であることを特徴とする。 In the radio wave receiving system by antenna control using the camera video of the present invention, in the state where it is predicted that the reception of the transmission radio wave from the mobile object will be blocked by the captured video, It is possible to confirm the current position of the mobile body and instruct the mobile body to prevent the occurrence of a state where reception of the transmission radio wave is blocked.
[発明の効果]
本発明によれば、ヘリコプターが遮蔽物に隠れたり、又は、受信アンテナとヘリコプターの距離が接近する場合において、自動追尾装置がヘリコプターを失尾しても、ヘリコプターの失尾の瞬間又は、失尾後の撮像を監視モニタに出力することにより、監視者の目視によって即座にヘリコプターの位置を確認し、早期に失尾の回復をすることができる。
[Effect of the invention]
According to the present invention, even when the helicopter is hidden behind a shield or when the distance between the receiving antenna and the helicopter is close, even if the automatic tracking device loses the helicopter, By outputting the subsequent imaging to the monitoring monitor, the position of the helicopter can be confirmed immediately by visual observation of the monitoring person, and the loss of the head can be recovered at an early stage.
また、映像(監視映像)による監視によって、失尾した原因が確認可能であるため、失尾中に事故・故障等の不安を生じることが無くなる。また、後日の検証のため、飛行状態の映像記録を保存する事が可能である。 In addition, since the cause of the loss can be confirmed by monitoring with a video (monitoring video), anxiety such as an accident or a failure does not occur during the loss. In addition, it is possible to save a video record of the flight status for later verification.
また、監視モニタに表示される監視映像は、カメラで撮影した映像に付加して、照準、情報表示部、受信電界強度メータを合成映像として表示するため、ヘリコプターの飛行状態に関する情報を容易に理解することができる。 In addition, the surveillance video displayed on the surveillance monitor is added to the video captured by the camera, and the aiming, information display unit, and received electric field strength meter are displayed as a composite video, making it easy to understand information on the flight status of the helicopter can do.
また、監視者は、監視映像による監視によって、ヘリコプターの飛行位置及び状態を確認することができるので、これから発生する失尾の原因が予め判明する。これにより、ヘリコプターに失尾の原因を回避する対策を指示することが可能、又は、基地局で伝送が中断する準備をすることが可能である。 Moreover, since the supervisor can confirm the flight position and state of the helicopter by monitoring with the monitoring video, the cause of the loss that will occur from now on is known beforehand. As a result, it is possible to instruct the helicopter to take measures to avoid the cause of the failure, or it is possible to prepare the base station to interrupt the transmission.
監視者は、監視映像を観ることで、照準又は、受信電界強度メータの値によって、マイクロ波の伝送が良好な位置を容易に知ることができる。 By watching the monitoring video, the monitor can easily know the position where the transmission of the microwave is good by the aim or the value of the received electric field intensity meter.
また、監視者は、ヘリコプターの失尾の回避、失尾した場合に回復を容易に行うことができ、不具合・事故等の状況を知り、対応を行うことが可能である。 In addition, the observer can easily avoid helicopter loss and recover when he / she is lost, and can know the situation of malfunctions / accidents and take action.
[第1の実施形態]
以下、図1乃至図3を参照して、本発明によるカメラ映像を用いたアンテナ制御による受信システムの第1の実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a reception system based on antenna control using camera images according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
[受信システムの構成]
図1は、本発明に係る、カメラ映像を用いたアンテナ制御による受信システムの構成図、図2は本発明に係る、受信システムのブロック図、図3は本発明に係る、受信アンテナの斜視図である。図1及び図2に示すように、受信システムは、ヘリコプター5からの伝送電波を受信するための、基地局1と本部2を有する。基地局1は、カメラ11、監視モニタ12、受信アンテナ14、位置情報受信部15、自動追尾装置16、回転部(雲台)17、送信部18、及びシステム制御部19から構成される。
[Reception system configuration]
FIG. 1 is a configuration diagram of a receiving system based on antenna control using camera images according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a receiving system according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a receiving antenna according to the present invention. It is. As shown in FIGS. 1 and 2, the receiving system includes a
カメラ11は、受信アンテナ14に近接して、又は一体型として設置され、ヘリコプター5の飛行状態のリアルタイム映像を監視モニタ12に出力するために使用される。カメラ11の設置位置は、受信アンテナ14の受信を妨害しなければ、受信アンテナ14の縁部に接触するほど近接して設置しても良く、また、回転部17の回転軸上に近いほど、回転時の映が小さくなる。つまり、図3に示すように、受信アンテナ14の最頂上部かつ回転部17の回転軸上の位置に設置すると良好である。
The
カメラ11は、ヘリコプター5のリアルタイム動画を撮影するため、テレビカメラ又はビデオカメラが望ましい。カメラ11は、撮影の為のズームレンズを有しており、ヘリコプター5が基地局1に接近した場合は広角側で撮影を行い、ヘリコプター5が基地局1より遠方にある場合は、望遠側で撮影を行い、監視モニタ12に表示されるヘリコプター5の大きさを、一定の大きさで表示し続ける事が可能である。レンズの広角側と望遠側のズームアップ、ダウンの切替は、監視員が監視モニタ12を確認しながら、指示を行う方法、又は、システム制御部19が機影の大きさを判断して自動機能で行う方法の、何れの方法を用いても良い。また、カメラ11は、本実施例では広角側6.5mm〜望遠側104mmの16倍レンズを搭載し、2km先のヘリコプター5を撮影できる性能を有するカメラを使用するが、設置場所等の環境や目的によって、適切な性能のカメラを使用することが望ましい。
The
監視モニタ12は、カメラ11で撮影したヘリコプター5の監視映像21を表示する機器である。監視モニタ12は、基地局1のみならず、本部2又はその他の場所に設置してもよく、1台又は複数台の監視モニタ12で同一の監視映像21を閲覧できるようにしても良い。
The monitoring monitor 12 is a device that displays the
受信アンテナ14はヘリコプター5からの伝送された、映像、音声を含むマイクロ波を受信する装置である。マイクロ波は、一般的に波長1m〜1cm、周波数300MHz〜30GHzの電波(電磁波)のものを言うが、本発明では、一般的なテレビ送信用の周波数帯である0.5〜15GHz帯が使用される。また、受信アンテナ14の形状は、マイクロ波を効果的に受信するために、一般的にテレビ放送で使用されるパラボラアンテナの形状が好ましい。本実施例では、直径約1.8m、周波数帯15GHzで3W,受信可能距離約70km、指向性±3度のものを使用するが、設置場所や受信電波の周波数帯等によって適切な形状、大きさのアンテナを使用することが望ましい。
The receiving
受信アンテナの直径が大きくなると、長距離からの伝送電波を受信することが可能になるが、反作用として、指向性のピーク方向の伝送電波を捕捉できる範囲(捕捉幅)が狭くなり、狭い範囲の電波しか受信できなくなる。例えば、直径約1.8mの受信アンテナで、指向性が±2度の場合、受信アンテナから20km先の地点の捕捉幅は、直径約1400mであり、受信アンテナから10km先の地点の捕捉幅は約700mである。よって、ヘリコプターがカメラ11で撮影可能な位置である受信アンテナから0〜2km地点まで接近した場合、捕捉幅は非常に狭くなる。よって、受信アンテナにヘリコプターが接近するほど、捕捉帯に捉え伝送電波を良好に受信することは困難になり、失尾が発生しやすくなる。
When the diameter of the receiving antenna increases, it becomes possible to receive transmission radio waves from long distances, but as a reaction, the range (capture width) that can capture transmission radio waves in the direction of peak directivity becomes narrower, Only radio waves can be received. For example, when the receiving antenna has a diameter of about 1.8 m and the directivity is ± 2 degrees, the capturing width at a
位置情報受信部15は、ヘリコプター5から無線で送信されてくる、ヘリコプター5の現在の位置情報(GPSデータ等)を受信する装置である。位置情報はヘリコプター5に搭載されているGPS機器で出力され、その情報には、年月日、時刻、緯度、経度、高度、等が含まれる。なお、移動速度、移動方向が含まれるのが、より好ましい。位置情報受信部15が受信した位置情報は、システム制御部19に送信される。
The position information receiving unit 15 is a device that receives current position information (such as GPS data) of the
図2及び図3に示すように、自動追尾装置16は、既知の装置を使用する。本発明では、受信アンテナ14と回転部(雲台)17から構成される。システム制御部19に接続され、監視者はシステム制御部19を操作することによって、自動追尾装置16の設定を行う。システム制御部19は、位置情報受信部15が受信したヘリコプター5の位置情報、及び/又は、ヘリコプター5からの受信電界強度の強い伝送電波を局部発信器(図示せず)で周波数変換し、伝送電波の上下左右の検波電圧を抽出する。前記検波電圧を基に、回転部(雲台)17を上下左右に駆動させる命令を送信し、回転部(雲台)17は、受信アンテナ14及びカメラ11を、命令されたヘリコプター5の方向に向かせる機能を有する装置である。自動追尾を開始した場合は、ヘリコプター5の動きを感知し、ヘリコプター5に常に捕捉するように自動的に受信アンテナ14の方向を変更し続ける。自動追尾は、追尾解除の操作をシステム制御部19にて行うか、又はヘリコプター5を失尾するまで継続される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
回転部(雲台)17は、システム制御部19の命令、若しくは監視者の手動操作によって、上下左右に駆動する。回転部(雲台)17上に設置された受信アンテナ14及びカメラ11を、命令された、又は操作された方向、高度に向ける機能を有する。
The rotating unit (head) 17 is driven up, down, left, and right by a command from the
送信部18は受信アンテナ14で受信した前記マイクロ波及びカメラ11で撮影した映像を、他の基地局、本部及び中継器等へ送信するための装置である。システム制御部19によって制御される。
The transmitting
システム制御部19は、カメラ11、監視モニタ12、受信アンテナ14、回転部17、位置情報受信部15、及び送信部18が接続されており、それぞれの各機器の操作、指示、及び各機器から送付されるデータ、情報等を総括する装置である。
The
次に、図4(A)乃至(D)及び図5(A)乃至(E)を参照して、ヘリコプター5と受信アンテナ14の位置関係、及び監視モニタ12に表示される監視画像の関係について説明する。図4は、本発明に係る、受信アンテナとヘリコプターの位置関係を示す図である。図5は、本発明に係る、カメラ映像を監視モニタに表示中の状態を示す図である。
Next, referring to FIGS. 4A to 4D and FIGS. 5A to 5E, the positional relationship between the
監視モニタ12に表示される監視映像21は、カメラ11で撮像したヘリコプター5の映像である。本実施例では、カメラ11の性能により、カメラ11とヘリコプター5の距離は2km以内である。監視映像21は付加情報として、照準22、情報表示部23、受信電界強度メータ24を合成映像として表示する。
A
照準22は、監視映像21上に表示される、受信アンテナ14の中心位置を示す印である。つまり、ヘリコプター5と照準22が重なっている場合は、受信アンテナ14の指向性のピーク方向(捕捉幅)の中心線上にヘリコプター5が存在し、受信アンテナ14は伝送電波を最も受信し易い状態にある。また、照準22に加えて、捕捉幅の範囲(図示せず)を表示するようにしても良い。
The
情報表示部23は、現在のヘリコプター5及び受信アンテナ14の状況に関する情報を表示する部分である。情報は、例えば、日時、ヘリコプター5の位置座標、方位、高度、速度、ヘリコプター5と受信アンテナ14間の距離、カメラのズーム倍率、天候、気温・湿度、風向き、等であり、特に限定される物ではない。
The
受信電界強度メータ24は、ヘリコプター5から伝送されてくる、マイクロ波の電界強度(dBμV/m)を表示するメータである。表示形式はデジタル形式、アナログ形式、グラフ形式等であり、数値そのものやグラフなど、特に限定される物ではない。本発明では、視覚的に電界強度の強弱が分かり易い、棒グラフが伸縮する形式のメータを使用して説明する。
The reception electric
カメラ画像25は、ヘリコプター5から伝送されてくる、ビデオカメラ映像や、災害等の実況中継等の映像である。図5(E)に示すように、監視映像21に合成して、表示することができる。また、カメラ画像25は、監視映像21の任意の位置に合成表示しても良いし、監視映像21に代えて監視モニタ12の全画面に表示しても良い。また、カメラ画像25は表示/非表示を切り替え可能としてもよい。
The
[システム運用]
次に、図4乃至図6を参照して、本発明のシステム運用について説明する。
[System operation]
Next, the system operation of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、ビデオカメラ映像の実況中継や、自然災害の実況中継等を行う場合、ヘリコプター5が撮影を行った映像を、基地局1や本部2(テレビ局、災害対策本部、等)などで、閲覧することを可能にする必要がある。そのため、前記映像をヘリコプター5から前記基地局の受信アンテナに向けてマイクロ波として伝送する。この時、図4(A)及び図5(A)に示すように、ヘリコプター5の位置を、受信アンテナ14の捕捉幅の範囲及び、遮蔽物30が存在しない様に定める。又は、図5(A)に示すように、監視映像21の照準22にヘリコプター5が重なり、受信電界強度メータ24が最大値になる様に、受信アンテナ14の回転部17を駆動させ受信アンテナ14の向きを調整することが望ましい。
First, when performing live broadcast of video camera video, live broadcast of natural disasters, etc., the video taken by
ヘリコプター5が移動する場合、自動追尾装置16は、回転部17を駆動させることにより、回転部17上に設置された、カメラ11及び受信アンテナ14を左右及び上下動させ、ヘリコプター5の移動を追尾し、ヘリコプター5がカメラ11及び受信アンテナ14の指向性の範囲から失尾しないようにする。しかしながら、ヘリコプター5とカメラ11及び受信アンテナ14の間に遮蔽物30(高層建築物、山・丘陵、等)が存在する場合や、ヘリコプター5とカメラ11及び受信アンテナ14間の距離やヘリコプター5の速度の条件によっては、ヘリコプター5を失尾し、マイクロ波の受信が不可能となり、伝送が中断してしまう。
When the
特に、ヘリコプター5とカメラ11及び受信アンテナ14間の距離が接近し、及び/又はヘリコプター5が高速の場合は、受信アンテナ14に接近する程、捕捉幅が狭く、狭い捕捉幅にヘリコプター5が収まり難いため、失尾してしまう。また、接近する場合、伝送電波が乱反射(ビル反射、対地反射、海面反射、水面反射)を起こし、電波が強すぎて、ヘリコプター5の伝送電波が直接波か、又は反射波かの見分けが付かくなり、 正確に直接波を見つけることができなくなり、失尾してしまう。このような場合、カメラ11で撮影した監視画面21上で、視覚的にヘリコプター5を捕らえて補足することが、最も簡単な方法である。
In particular, when the distance between the
図4(B)、図4(C)、図5(B)、及び図5(C)は、ヘリコプター5を失尾し、マイクロ波の伝送が中断している状態を示ており、受信電界強度メータの表示値が無い状態になっている。
4 (B), 4 (C), 5 (B), and 5 (C) show a state in which the
伝送の中断は、当然、放送の中継が遮断される事態が生じる。アナログ放送時代には、映像が乱れた状態で伝送される場合や、音声だけ伝送された場合などでも受信可能であった。しかし、デジタル放送では、一部だけ伝送されると言う状態は発生しないため、中継が遮断されると、完全に無画面、無音声状態となる。そのため、失尾しないこと、又は、失尾した場合でも、早急な復旧が必要となる。 The interruption of transmission naturally causes a situation where the broadcast relay is interrupted. In the analog broadcasting era, it was possible to receive even when video was transmitted in a distorted state or when only audio was transmitted. However, in digital broadcasting, a state in which only a part is transmitted does not occur. Therefore, when the relay is interrupted, the screen is completely screen-free and sound-free. Therefore, even if it is not lost or it is lost, quick recovery is required.
従来の自動追尾装置では、図4(C)及び図5(C)の様に、完全に失尾した状態で自動追尾装置16による再追尾の状態に復旧させることが困難であった。本発明では、図3に示す受信アンテナ14の近傍及び回転部17の上に設置したカメラ11の撮影した映像を、図5(B)及び(C)の様に、監視モニタ12に監視映像21として表示する。監視映像21によって、失尾の状態でも目視又は機影の自動検出(カメラのオートフォーカス機能、赤外線による機影検出)によって、ヘリコプター5の位置を確認する事ができる。そのため、図5(C)に示すように、監視画面21上でヘリコプター5の位置を確認し、自動又は手動で監視者は照準22をヘリコプター5の映像に重ねて再セットするとことで、図4(D)及び図5(D)の状態の様にヘリコプター5から伝送されるマイクロ波を良好に受信することが可能な、追尾状態の位置関係に容易に戻すことができる。
In the conventional automatic tracking device, as shown in FIGS. 4 (C) and 5 (C), it is difficult to restore the retracking state by the
次に、図6を参照して、ヘリコプターの遮蔽物の回避方法を説明する。図6(A)乃至図6(D)はヘリコプターの回避指示の方法を示す図である。 Next, with reference to FIG. 6, a method of avoiding a helicopter shield will be described. FIG. 6A to FIG. 6D are diagrams illustrating a method for instructing a helicopter avoidance.
図6(A)乃至図6(D)に示すように、本発明は、監視映像21によってヘリコプター5の飛行位置及び状態を確認することができるので、図6(A)及び図6(B)に示すように、ヘリコプター5の進路上に遮蔽物30が存在する場合、遮蔽物30を避ける予防策を困じることができる。例えば、ヘリコプター5が数秒後に遮蔽物30に隠れる飛行経路を飛んでいる場合、監視映像21をチェックしている監視者は、無線等により、ヘリコプター5のパイロットに「高度を上げる」等の指示を与え、パイロットが指示に従えば、ヘリコプター5は高度を上げて、遮蔽物30の上空を飛行し、ヘリコプター5は遮蔽物30に隠れることがなく、また、自動追尾装置16は、図6(C)及び図6(D)に示すように、ヘリコプター5を照準22にセットしたままの状態で自動追尾し続けることができる。
As shown in FIGS. 6 (A) to 6 (D), according to the present invention, the flight position and state of the
このように、ヘリコプター5が失尾する状態を未然に防ぎ、又は失尾後の回復を早急に行うなうことで、撮影映像に係るマイクロ波の受信を継続して行い、映像供給の安定化を図ることができる。
In this way, the situation in which the
[自動追尾開始処理]
以下に図7を用いて、本発明に係る電波受信システムの処理を説明する。図7は本発明に係る、電波受信システムの処理を示すフローチャートである。
[Automatic tracking start processing]
Hereinafter, processing of the radio wave receiving system according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing processing of the radio wave receiving system according to the present invention.
最初に、基地局1は、ヘリコプター5から送信されてくる位置情報を位置情報受信部15で受信する(ステップS1)。位置情報はヘリコプター5に搭載したGPS機器(図示せず)によって決定し、ヘリコプター5は、無線等によって基地局1に位置情報を送信する。
First, the
位置情報受信部15が受信した前記位置情報は、システム制御部19に転送される(ステップS2)。システム制御部19は、基地局の位置と、ヘリコプター5の前記位置情報を基に、自動追尾装置16の回転部17に、駆動の指示を出す(ステップS3)。指示は、受信アンテナ14の捕捉幅の範囲にヘリコプター5を捕捉するために、左右方位、上下角を算出し、自動追尾装置16の回転部17に、算出値に基づいて、上下左右駆動を実施させるため内容からなる。
The position information received by the position information receiving unit 15 is transferred to the system control unit 19 (step S2). The
次に、前記指示に基づいて回転部17が、上下左右駆動を実施し(ステップS4)、受信アンテナ14及びカメラ11が駆動し、捕捉幅の範囲にヘリコプター5を捕捉する。
Next, based on the instruction, the rotating
監視者は、カメラ11によって撮影された監視モニタ12に表示される監視映像21中に、ヘリコプター5が表示されているか確認する(ステップS5)。この時、ヘリコプター5の表示位置が、照準22に重なっている(ロックオン)と好適である。確認は、監視者の目視、又は、システム制御部19に監視映像21中のヘリコプター5の映像から位置を自動検出する機能(カメラ11のオートフォーカス機能を利用した検出、映像による機影の検出、赤外線映像による機影の熱検出等)を搭載してもよい。
The monitoring person checks whether the
監視映像21にヘリコプター5が表示されている場合(ステップS5でYES)、監視者は受信電界強度メータ24の表示量によって、ヘリコプター5からマイクロ波を十分に受信しているかを確認する。例えば、図5(A)の受信電界強度メータ24によると、最大値のマイクロ波(約63dBμV/m)を受信しており、図5(C)はマイクロ波を受信しておらず(0dBμV/m)、図5(D)は最大値の75%程度(約47dBμV/m)のマイクロ波を受信している。
When the
監視映像21中にヘリコプター5が表示されていない場合、及び、ヘリコプター5と照準22が大きく乖離し前記自動検出が動作しない場合は(ステップS5でNO)、ステップS1及びステップS2に戻り、再びヘリコプター5から送信されてくる位置情報を位置情報受信部15で受信し直す。
If the
なお、ステップS1及びステップS2に戻った場合に、ヘリコプター5から送信されてくる位置情報に替えて、監視者が目視よってヘリコプター5の位置を確認し、手作業で、システム制御部に、回転部17が、上下左右駆動のための、操作情報を入力(ステップS2)し、照準22がヘリコプター5と重なる(ロックオン)ように監視者の手動によって調整を行う様にしても良い。
In addition, when returning to step S1 and step S2, it replaces with the positional information transmitted from the
そして、システム制御部19は、入力された前記操作情報を基に、再びステップS3とステップS4によって、自動追尾装置16の回転部17に、駆動の指示を出し(ステップS3)、前記指示に基づいて回転部17が、上下左右駆動を実施し(ステップS4)、カメラ11及び受信アンテナ14が、捕捉幅の範囲にヘリコプター5を捕捉する。
Then, the
マイクロ波の受信が十分でない場合(値が0dBμV/m以下)は(ステップS6でNO)、受信アンテナ14の位置を、ヘリコプター5からマイクロ波を十分に受信する位置に調整する。監視者は目視による手作業で、システム制御部に、回転部17が、上下左右駆動のための、操作情報を入力し、受信電界強度メータ24が良好(最大)となるように調整を行う(ステップS7)。この場合、照準22がヘリコプター5と重なるよりも、受信電界強度メータ24の確認によるマイクロ波受信の値が良好となる位置を優先させる。操作情報の入力は、キーボード、マウス、コントローラ等で良く、特に限定する物ではない。又は、システム制御部19に、受信電界強度が最も強くなるような位置を自動検出する機能を搭載し、自動的に受信アンテナ14の位置を調整する機能を搭載したシステム構成でもよい。
If the microwave is not sufficiently received (the value is 0 dBμV / m or less) (NO in step S6), the position of the receiving
そして、システム制御部19は、入力された操作情報を基に、再びS3とS4によって、自動追尾装置16の回転部17に、駆動の指示を出し(ステップS3)、前記指示に基づいて回転部17が、上下左右駆動を実施し(ステップS4)、受信アンテナ14が、マイクロ波受信の値が良好(最大)となる位置にヘリコプター5を捕捉する。
Then, the
電界強度が十分な場合(ステップS6でYES)の場合、自動追尾装置16は、ヘリコプター5の自動追尾を開始する(ステップS8)。自動追尾装置16は受信電界強度が最も強くなる方向(捕捉幅の範囲内)に受信アンテナ14及びカメラ11を調整するように、上下左右駆動を自動的に繰り返し、ヘリコプター5を失尾するまで、自動追尾を継続する。ここで自動追尾は、監視映像21による機影の検出、赤外線による熱検出等、及び一般的に使用されている、ヘリコプター5から送信されるGPS機器による位置情報を利用する等、の方法でよい。
If the electric field strength is sufficient (YES in step S6), the
[第2の実施形態]
次に、図8を参照して、本発明に係る受信アンテナの第2の実施形態を説明する。図8(A)及び図8(B)は、受信アンテナの第2の実施形態である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the receiving antenna according to the present invention will be described with reference to FIG. 8A and 8B show a second embodiment of the receiving antenna.
図8(A)は、受信アンテナ44とカメラ41が同一の回転部47に設置されているが、それぞれ別の固定具で設置されている構造を示す。受信アンテナ44とカメラ41は受信アンテナ44とカメラ41が別体で構成されているので、メンテナンスが容易になる。また、カメラ41の位置は図(A)に示すだけでなく、受信アンテナ44の電波受信を妨げない縁部周辺で有れば、何れの位置でも良い。システム制御部は、照準22がヘリコプター5とロックオンする、又は受信電界強度メータ24が良好となるように調整を行う内容の命令を、回転部47が駆動し、前記カメラ及び前記受信アンテナは同一の方位及び上下角に変更を行う。
FIG. 8A shows a structure in which the receiving
図8(B)は、受信アンテナ54とカメラ51がそれぞれ別の回転部57及び回転部59に設置されている構造を示す。回転部57及び回転部59はシステム制御部(図示せず)に接続されており、システム制御部は、照準22がヘリコプター5とロックオンする、又は受信電界強度メータ24が良好となるように調整を行う内容の命令を、回転部57及び回転部59に行うことで、回転部57及び回転部59は連動して駆動し、前記カメラ及び前記受信アンテナは同一の方位及び上下角に変更を行う。
FIG. 8B shows a structure in which the receiving
以上のように、本発明に係るカメラ映像を用いたアンテナ制御による受信システムによれば、ヘリコプターが遮蔽物に隠れたり、又は、受信アンテナとヘリコプターの距離が接近する場合において、自動追尾装置がヘリコプターを失尾しても、ヘリコプターの失尾の瞬間又は、失尾後の撮像を監視モニタに出力することにより、監視者の目視によって即座にヘリコプターの位置を確認し、早期に失尾の回復をすることができる。 As described above, according to the reception system based on antenna control using camera images according to the present invention, when the helicopter is hidden behind a shield or the distance between the reception antenna and the helicopter approaches, the automatic tracking device is Even if the head is lost, the position of the helicopter can be immediately confirmed by visual observation by the observer by outputting the image of the helicopter at the moment of the head loss or after the head loss to the monitoring monitor. can do.
また、映像(監視映像)による監視によって、失尾した原因が確認可能であるため、失尾中に事故・故障等の不安を生じることが無くなる。また、後日の検証のため、飛行状態の映像記録を保存する事が可能である。 In addition, since the cause of the loss can be confirmed by monitoring with a video (monitoring video), anxiety such as an accident or a failure does not occur during the loss. In addition, it is possible to save a video record of the flight status for later verification.
また、監視モニタに表示される監視映像は、カメラで撮影した映像に付加して、照準、情報表示部、受信電界強度メータ24を合成映像として表示するため、ヘリコプターの飛行状態に関する情報を容易に理解することができる。
In addition, the monitoring video displayed on the monitoring monitor is added to the video captured by the camera, and the aiming, information display unit, and received electric
また、監視者は、監視映像による監視によって、ヘリコプターの飛行位置及び状態を確認することができるので、これから発生する失尾の原因が予め判明する。ヘリコプターに失尾の原因を回避する対策を指示することが可能、又は、基地局で伝送が中断する準備をすることが可能である。 Moreover, since the supervisor can confirm the flight position and state of the helicopter by monitoring with the monitoring video, the cause of the loss that will occur from now on is known beforehand. It is possible to instruct the helicopter to take measures to avoid the cause of the failure, or it is possible to prepare the base station to interrupt the transmission.
監視者は、監視映像を観ることで、照準又は、受信電界強度メータの値によって、マイクロ波の伝送が良好な位置を容易に知ることができる。 By watching the monitoring video, the monitor can easily know the position where the transmission of the microwave is good by the aim or the value of the received electric field intensity meter.
また、監視モニタに表示される監視映像は、カメラで撮影した映像に付加して、照準、情報表示部、受信電界強度メータを合成映像として表示するため、ヘリコプターの飛行状態に関する情報を容易に理解することができる。 In addition, the surveillance video displayed on the surveillance monitor is added to the video captured by the camera, and the aiming, information display unit, and received electric field strength meter are displayed as a composite video, making it easy to understand information on the flight status of the helicopter can do.
また、監視者は、ヘリコプターの失尾の回避、失尾した場合に回復を容易に行うことができ、不具合・事故等の状況を知り、対応を行うことが可能である。 In addition, the observer can easily avoid helicopter loss and recover when he / she is lost, and can know the situation of malfunctions / accidents and take action.
なお、本発明は、移動体としてヘリコプターの実施例を説明したが、移動体として、自動車、船舶、飛行機等の移動方向が任意に決められる移動手段であれば、実施することが可能である。 In the present invention, the helicopter has been described as the moving body. However, the moving body can be implemented as long as the moving body can arbitrarily determine the moving direction of an automobile, a ship, an airplane, or the like.
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。 The present invention can be embodied in many forms without departing from its essential characteristics. Therefore, it is needless to say that the above-described embodiment is exclusively for description and does not limit the present invention.
1 基地局
2 本部
5 ヘリコプター
11 カメラ
12 監視モニタ
14 受信アンテナ
15 位置情報受信部
16 自動追尾装置
17 回転部(雲台)
18 送信部
19 システム制御部
21 監視映像
22 照準
23 情報表示部
24 受信電界強度メータ
25 カメラ映像
30 遮蔽物
DESCRIPTION OF
18
Claims (8)
前記受信システムは、カメラと、受信アンテナと、カメラから送信される映像を表示する映像モニタと、駆動装置とを備え、
前記カメラは、前記受信アンテナの近傍に設置され、
前記カメラ及び前記受信アンテナは前記駆動装置よって、方位及び上下角を変更可能であり、
前記カメラは、前記受信アンテナが前記移動体からの伝送電波が最も強くなる方向の撮影映像を前記映像モニタに出力可能なこと
を特徴とする電波受信システム。 A receiving system for receiving transmission radio waves from a mobile object,
The receiving system includes a camera, a receiving antenna, a video monitor that displays video transmitted from the camera, and a driving device.
The camera is installed in the vicinity of the receiving antenna,
The camera and the receiving antenna can be changed in azimuth and vertical angle by the driving device,
The radio wave receiving system according to claim 1, wherein the camera is capable of outputting, to the video monitor, a photographed image in a direction in which the receiving antenna has the strongest transmission radio wave from the moving body.
前記映像モニタに出力した前記撮影映像は、前記飛行体の映像を含むこと、
を特徴とする請求項1に記載の電波受信システム。 The moving body is a flying body;
The captured video output to the video monitor includes a video of the flying object;
The radio wave receiving system according to claim 1.
前記撮影映像によって前記移動体の現在位置を確認し、
前記移動体の現在位置に基づいて、前記受信アンテナ及び前記カメラの位置を前記移動体からの伝送電波が最も強くなる方向に前記駆動装置を駆動して変更し、
前記遮断された状態を回復すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電波受信システム。 When the mobile object is close to the receiving antenna, and after the reception of the transmission radio wave from the mobile object is interrupted, to recover the interrupted state,
Check the current position of the moving body by the captured video,
Based on the current position of the moving body, the position of the receiving antenna and the camera is changed by driving the driving device in the direction in which the transmission radio wave from the moving body is strongest,
The radio wave receiving system according to claim 1 or 2, wherein the blocked state is recovered.
前記移動体から伝送される電界強度を表示すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のうち、いずれか1に記載の電波受信システム。 The captured video output to the video monitor is
The radio wave receiving system according to any one of claims 1 to 3, wherein an electric field intensity transmitted from the mobile body is displayed.
前記カメラ及び前記受信アンテナは一の駆動装置よって、同一の方位及び上下角に変更されること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のうち、いずれか1に記載の電波受信システム。 The camera is installed in contact with an edge of the receiving antenna,
The radio wave receiving system according to any one of claims 1 to 4, wherein the camera and the receiving antenna are changed to the same azimuth and vertical angle by a single driving device.
前記カメラ及び前記受信アンテナは一の前記駆動装置よって、同一の方位及び上下角に変更されること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のうち、いずれか1に記載の電波受信システム。 The camera is installed close to the receiving antenna;
5. The radio wave receiving system according to claim 1, wherein the camera and the receiving antenna are changed to have the same azimuth and vertical angle by one driving device. 6.
前記カメラ及び前記受信アンテナはそれぞれ異なる前記駆動装置に接続され、
前記異なる駆動装置は連動して駆動し、
前記カメラ及び前記受信アンテナは同一の方位及び上下角に変更されること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のうち、いずれか1に記載の電波受信システム。 The camera is installed close to the receiving antenna;
The camera and the receiving antenna are connected to different driving devices, respectively.
The different driving devices are driven in conjunction,
The radio wave receiving system according to any one of claims 1 to 4, wherein the camera and the receiving antenna are changed to have the same azimuth and vertical angle.
前記撮影映像によって前記移動体の現在位置を確認し、
前記移動体に対して、前記伝送電波の受信が遮断される状態の発生に対する発生回避策を指示することが可能であること
を特徴とする請求項1乃至請求項7のうち、いずれか1に記載の電波受信システム。 In a state where it is predicted that a state in which reception of transmission radio waves from the moving body is blocked by the captured image will occur,
Check the current position of the moving body by the captured video,
8. The method according to claim 1, wherein the mobile unit can be instructed to avoid occurrence of a state in which reception of the transmission radio wave is blocked. 9. The radio wave receiving system described.
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