JP2019059325A - Unmanned flying body and control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無人飛行体及び制御システムに関する。 The present invention relates to unmanned air vehicles and control systems.
従来、小型無人飛行体（「ドローン」とも呼ばれる）の利用が提案されている。このようなドローンを利用して、画像撮影を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, the use of a small unmanned air vehicle (also called "drone") has been proposed. A technique for taking an image using such a drone has been proposed (for example, Patent Document 1).
ところで、ドローンの操縦者は、「プロポ」呼ばれる操縦装置からドローンに対して無線信号を送信することによって、ドローンを操縦する。無線信号に関して、免許及び登録を要しない無線局として、総務省によって種々の規定がなされており、例えば、２．４ＧＨｚ帯で、送信出力が１Ｗ以下である。この電界強度は、環境にもよるが、約１キロメートル（ｋｍ）という所定距離の範囲において、ドローンがプロポから送信された無線信号を受信可能な強度になっている。ドローンは、所定距離を離れた場合には、予め設定した飛行経路を自律飛行するようになっている。ドローンが所定距離を離れて自律飛行している間において、例えば、飛行禁止領域に入り込んでしまうなど、外部からの制御を要する事情が生じる場合がある。 By the way, the drone pilot steers the drone by transmitting a radio signal to the drone from a control device called "propo". Various provisions have been made by the Ministry of Internal Affairs and Communications as radio stations that do not require licensing and registration for radio signals. For example, in the 2.4 GHz band, the transmission power is 1 W or less. Depending on the environment, this electric field strength is such that the drone can receive the radio signal transmitted from the propo within a predetermined distance range of about 1 kilometer (km). When the drone leaves a predetermined distance, the drone autonomously flies a preset flight path. While the drone is autonomously flying away from the predetermined distance, for example, a situation may occur in which external control is required, such as entering a no-fly area.
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、操縦装置からの無線信号が到達する距離を離れた場合であっても、外部からの制御を受けることができる無人飛行体及び制御システムを提供することを目的とする。 The present invention is an attempt to solve such a problem, and provides an unmanned air vehicle and control system capable of receiving external control even when the wireless signal from the control device is far away. The purpose is to
第一の発明は、操縦装置からの無線信号を受信する第一無線受信手段と、前記無線信号の搬送波がよりも送信出力が大きい搬送波に乗せられた制御信号を送信する制御装置から、前記制御信号を受信する第二無線受信手段と、前記制御信号を解析する解析手段と、前記解析手段による解析結果に応じた動作を実施する制御動作実施手段と、を有する無人飛行体である。 According to a first aspect of the present invention, the control is performed from a first wireless receiving means for receiving a wireless signal from a steering device and a control device for transmitting a control signal carried on a carrier whose transmission output is larger than that of the carrier of the wireless signal. It is an unmanned aerial vehicle having a second wireless receiving means for receiving a signal, an analyzing means for analyzing the control signal, and a control operation performing means for performing an operation according to the analysis result by the analyzing means.
第一の発明の構成によれば、無人飛行体は、第二無線受信手段によって、制御装置から制御信号を受信し、解析手段によってその制御信号を解析し、解析結果に応じた動作を実施することができる。これにより、操縦装置からの無線信号が到達する距離を離れた場合であっても、外部からの制御を受けることができる。 According to the configuration of the first invention, the unmanned aerial vehicle receives the control signal from the control device by the second wireless receiving means, analyzes the control signal by the analyzing means, and carries out an operation according to the analysis result be able to. Thereby, even when the distance from which the radio signal from the steering apparatus reaches is distant, external control can be received.
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記制御信号には、制御の対象となる前記無人飛行体の種類を示す情報、前記無人飛行体の操縦者を示す情報、前記無人飛行体の製造者を示す情報、無人飛行体が属するグループを示す情報のうち、及び、前記無人飛行体の個別の識別情報のうち、少なくとも一つの情報を含み、さらに、前記無人飛行体の動作を指示する情報を含む、無人飛行体である。 According to a second invention, in the configuration of the first invention, the control signal includes information indicating a type of the unmanned air vehicle to be controlled, information indicating an operator of the unmanned air vehicle, the unmanned air vehicle And at least one of the information indicating the manufacturer of the UAV, the information indicating the group to which the UAV belongs, and the individual identification information of the UAV, and further indicating the operation of the UAV Are unmanned aerial vehicles that contain information to
第三の発明は、第一の発明の構成において、無線信号を送信する無線信号送信手段と、前記制御信号を受信した場合に、前記無人飛行体の個別の識別情報を含む応答情報を送信する応答情報送信手段と、を有する無人飛行体である。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, wireless signal transmitting means for transmitting a wireless signal, and response information including individual identification information of the unmanned aerial vehicle when the control signal is received. And a response information transmitting means.
第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの前記無人飛行体と、前記制御信号を送信する前記制御装置と、を有する制御システムである。 A fourth invention is a control system including the unmanned air vehicle according to any of the first invention to the third invention, and the control device for transmitting the control signal.
第五の発明は、第四の発明の構成において、前記制御装置に対して、前記制御信号の送信を要求する要求信号送信手段を有するクライアント装置を有する、制御システムである。 A fifth invention is the control system according to the fourth invention, including a client device having request signal transmitting means for requesting the control device to transmit the control signal.
本発明によれば、操縦装置からの無線信号が到達する距離を離れた場合であっても、外部からの制御を受けることができる。 According to the present invention, it is possible to receive external control even when the distance from which the wireless signal from the steering apparatus reaches is long.
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。 Hereinafter, modes (hereinafter, embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail. In the following description, the same reference numeral is given to the same configuration, and the description will be omitted or simplified. The description of the configurations that can be appropriately implemented by those skilled in the art will be omitted, and only the basic configuration of the present invention will be described.
＜第一の実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の制御システム５００は、無人飛行体（以下、「無人機」という。）１Ａ，１Ｂと、無人機１Ａ等に無線信号を送信して操縦する操縦装置１００Ａ及び１００Ｂ、無人機１Ａ等に無線信号を送信して制御する制御装置２００、及び、制御装置２００に対して制御信号の送信を要求する無線信号を送信するクライアント装置３００を有する。無人機１Ａ等は無人飛行体の一例である。無人機１Ａ等を総称として、「無人機１」という。操縦装置１００Ａ等は操縦装置の一例である。操縦装置１００Ａ等を総称して、「操縦装置１００」という。制御装置２００は制御装置の一例である。クライアント装置３００はクライアント装置の一例である。制御装置２００及びクライアント装置３００は、一つに限らず、複数であってもよい。
First Embodiment
As shown in FIG. 1, a control system 500 according to the present embodiment transmits a radio signal to an unmanned air vehicle (hereinafter referred to as "unmanned vehicle") 1A, 1B, an unmanned aircraft 1A, etc. And 100B, a control device 200 that transmits and controls a wireless signal to the unmanned vehicle 1A and the like, and a client device 300 that transmits a wireless signal that requests the control device 200 to transmit a control signal. The drone 1A etc. is an example of a drone. The drone 1A and the like are generically referred to as "the drone 1". The control device 100A or the like is an example of a control device. The control device 100A and the like are generically referred to as "control device 100". Control device 200 is an example of a control device. The client device 300 is an example of a client device. The control device 200 and the client device 300 are not limited to one, and may be plural.
操縦装置１００が無人機１に送信する無線信号を「操縦信号」と呼ぶ。制御装置２００が送信する無線信号を「制御信号」と呼ぶ。クライアント装置３００が送信する無線信号を「要求信号」と呼ぶ。無人機１が送信する無線信号を「応答信号」と呼ぶ。
A wireless signal transmitted by the control device 100 to the drone 1 is referred to as a “control signal”. The wireless signal transmitted by the control device 200 is referred to as a "control signal". The wireless signal transmitted by the client device 300 is called a "request signal". The wireless signal transmitted by the drone 1 is called a "response signal".
操縦信号の搬送波は、例えば、２．４ＧＨｚ（ギガヘルツ）であり、操縦装置１００からの送信出力が１Ｗ（ワット）である。この電界強度は、環境にもよるが、約１キロメートル（ｋｍ）という所定距離の範囲において、無人機１が操縦装置１００から送信された無線信号を受信可能な強度になっている。 The carrier wave of the steering signal is, for example, 2.4 GHz (gigahertz), and the transmission output from the steering device 100 is 1 W (watt). Although the electric field strength depends on the environment, the electric field strength is such that the drone 1 can receive the radio signal transmitted from the steering device 100 within a predetermined distance range of about 1 kilometer (km).
制御信号の搬送波の送信出力は、例えば、約１０００ｋＨｚ（キロヘルツ）であり、操縦信号の搬送波の送信出力よりも大きく、５ｋＷ（キロワット）である。この電界強度は、環境にもよるが、制御装置２００から約５０キロメートル（ｋｍ）以上離れた位置において、無人機１が受信可能な強度になっている。 The transmission power of the carrier wave of the control signal is, for example, about 1000 kHz (kilohertz), which is 5 kW (kilowatt) greater than the transmission power of the carrier wave of the steering signal. This electric field strength is a strength that can be received by the drone 1 at a position separated by about 50 kilometers (km) or more from the control device 200, depending on the environment.
要求信号の搬送波の送信出力は、上記の制御信号の送信出力と同様である。なお、本実施形態とは異なり、要求信号の搬送波の送信出力は、操縦装置１００と同様としてもよい。後述のように、制御装置２００の受信アンテナ２０２は高利得であり、微弱な電波でも受信可能だからである。 The transmission output of the carrier wave of the request signal is the same as the transmission output of the control signal described above. Note that, unlike the present embodiment, the transmission output of the carrier wave of the request signal may be the same as that of the control device 100. As described later, this is because the receiving antenna 202 of the control device 200 has high gain and can receive even weak radio waves.
図２に示すように、無人機１は、筐体８を有する。筐体８には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律飛行装置、無線通信装置、航法衛星からの測位用電波を利用した測位装置、慣性センサー、気圧センサー、バッテリー等が配置されている。また、筐体８には、操縦信号を受信するためのアンテナ、及び、制御信号を受信するためのアンテナが配置されている。操縦信号を受信するためのアンテナは、無人機１が無線信号を送信するアンテナを兼ねる。さらに、筐体８には、固定装置１０を介して、カメラ１２が接続されている。固定装置１０は、カメラ１２による撮影画像のぶれを最小化し、かつ、カメラ１２の光軸を任意の方向に制御することができる３軸の固定装置（いわゆる、ジンバル）である。 As shown in FIG. 2, the drone 1 has a housing 8. In the case 8, a computer for controlling each part of the unmanned aircraft 1, an autonomous flight device, a wireless communication device, a positioning device using positioning radio waves from a navigation satellite, an inertial sensor, an atmospheric pressure sensor, a battery, etc. . Further, in the housing 8, an antenna for receiving a steering signal and an antenna for receiving a control signal are disposed. The antenna for receiving the steering signal doubles as the antenna from which the drone 1 transmits a radio signal. Furthermore, the camera 12 is connected to the housing 8 via the fixing device 10. The fixing device 10 is a three-axis fixing device (so-called gimbal) that can minimize blurring of a captured image by the camera 12 and can control the optical axis of the camera 12 in any direction.
筐体８には、丸棒状のアーム２が接続されている。各アーム２にはモーター４が接続されており、各モーター４にはプロペラ６が接続されている。 A round bar-like arm 2 is connected to the housing 8. A motor 4 is connected to each arm 2 and a propeller 6 is connected to each motor 4.
アーム２は、例えば、炭素繊維強化プラスチックで形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。 The arm 2 is made of, for example, a carbon fiber reinforced plastic, and is configured to be lightweight while maintaining its strength.
図１において、無人機１Ａ及び１Ｂのみを示しているが、無人機１Ａ等は、例えば、１００機というように、多数存在してもよい。操縦装置１００Ａ等は、無人機１Ａ等ごとに存在する。操縦装置１００Ａは、無人機１Ａに対して操縦信号Ｅ１を送信し、無人機１Ａを制御する。同様に、操縦装置１００Ｂは、無人機１Ｂに対して操縦信号Ｅ２を送信し、無人機１Ｂを制御する。例えば、無人機１Ａは、操縦装置１００Ａから送信する操縦信号Ｅ１を、約１ｋｍ（キロメートル）以内という所定範囲内においてのみ、受信することができる。このため、無人機１Ａが領域Ａ１（操縦装置１００Ａから１ｋｍの範囲）に留まる場合には、操縦装置１００Ａによって無人機１Ａを制御できるが、領域Ａ１を出た場合には、無線信号Ｅ１は無人機１Ａに受信されないから、制御することができない。同様に、無人機１Ｂが領域Ａ２を出た場合には、操縦装置１００Ｂによって無人機１Ｂを制御することはできない。この場合、無人機１Ａ及び１Ｂは、例えば、矢印Ｘ１及びＸ２に示す予め規定された経路を自律飛行する。 Although only the unmanned vehicles 1A and 1B are shown in FIG. 1, there may be a large number of unmanned vehicles 1A and so on, such as 100 aircraft. The control device 100A and the like exist for each of the drone 1A and the like. The control device 100A transmits a control signal E1 to the drone 1A to control the drone 1A. Similarly, the control device 100B transmits a control signal E2 to the drone 1B to control the drone 1B. For example, the drone 1A can receive the control signal E1 transmitted from the control device 100A only within a predetermined range of about 1 km (kilometers) or less. For this reason, when the drone 1A stays in the area A1 (range of 1 km from the steering device 100A), the drone 1A can be controlled by the steering device 100A, but when leaving the area A1, the wireless signal E1 is unmanned Since it is not received by the machine 1A, it can not be controlled. Similarly, when the drone 1B leaves the area A2, the drone 1B can not be controlled by the control device 100B. In this case, the unmanned vehicles 1A and 1B autonomously fly, for example, predefined routes indicated by arrows X1 and X2.
無人機１Ａ等が自律飛行して領域Ｂ１に侵入するとする。領域Ｂ１は、建物や自動車が多い都市中心部であり、自由な飛行は認められない領域であるとする。制御装置２００は、高性能のコンピュータ（図示せず）を有し、無線信号の搬送波の電界強度が微弱であっても受信することができる高利得の受信アンテナ２０２と、ラジオ放送やテレビ放送用の電波のような強力な送信出力によって制御信号を送信するための送信アンテナ２０４を備える。制御装置２００が送信する制御信号ＥＲ１は、遠方まで到達することができ、領域Ｂ１にも到達する。このため、制御装置２００は、無人機１Ａ等が領域Ｂ１に侵入した場合に、例えば、進路変更や強制着陸などを指示する制御信号ＥＲ１を送信し、無人機１Ａ等に受信させることができる。制御信号ＥＲ１は制御信号の一例である。 It is assumed that the drone 1A etc. autonomously fly and invades the area B1. Region B1 is an urban center area with a large number of buildings and vehicles, and is a region where free flight is not permitted. The control device 200 has a high-performance computer (not shown) and is capable of receiving even if the electric field strength of the carrier wave of the wireless signal is weak. And a transmitting antenna 204 for transmitting the control signal with a strong transmitting power such as radio waves. The control signal ER1 transmitted by the control device 200 can reach far and also reaches the area B1. Therefore, when the drone 1A or the like intrudes into the area B1, the control device 200 can transmit, for example, the control signal ER1 instructing a course change, a forced landing, or the like, and can cause the drone 1A or the like to receive. The control signal ER1 is an example of a control signal.
クライアント装置３００は、例えば、警察署であり、コンピュータ（図示せず）を有し、制御装置２００に対して、要求信号ＥＺを送信することができる。クライアント装置３００は、要求信号ＥＺによって、例えば、特定の人が操縦する無人機１Ａに進路変更を指示する制御信号ＥＲ１や、特定の種類の無人機１Ｂに強制着陸を指示する制御信号ＥＲ１の送信を制御装置２００に要求する。クライント装置３００は、警察署に限らず、例えば、国の機関、地方自治体の機関、ドローンメーカー、航空管制機関であり、それぞれに、制御装置２００へアクセスするためのアクセス用ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が割り振られている。制御装置２００は、アクセス用ＩＤが付されたクライアント装置３００からの要求信号ＥＺの要求内容にのみ応じるようになっている。 The client device 300 is, for example, a police station, has a computer (not shown), and can transmit a request signal EZ to the control device 200. The client device 300 transmits, for example, a control signal ER1 instructing the drone 1A steered by a specific person to change course according to the request signal EZ, and a control signal ER1 instructing the drone 1B specific type to perform a forced landing. Are required of the control device 200. The client device 300 is not limited to the police station, but is, for example, a national agency, a local government agency, a drone maker, an air traffic control agency, and an access ID (Identification) for accessing the control device 200 is assigned to each. It is done. The control device 200 is configured to respond only to the request content of the request signal EZ from the client device 300 to which the access ID is attached.
図３乃至図６を参照して、制御装置２００による無人機１の制御の例を示す。図３に示すように、クライアント装置３００が、特定の人が操縦する無人機１Ａの位置確認を要求する要求信号ＥＺを制御装置２００に送信すると、制御装置２００は、無人機１Ａに位置情報の送信を指示する制御信号ＥＲ１を送信する。無人機１Ａは、航法衛星を使用して現在位置を測位し、現在位置を示す位置情報及び無人機１Ａの識別情報を応答信号ＥＤ１として送信する。応答信号ＥＤ１は相対的に微弱な送信出力による搬送波に乗せられた信号であるが、制御装置２００の受信アンテナ２０２は、微弱な電界強度の電波で十分に受信可能なように高利得の受信アンテナであり、応答信号ＥＤ１を受信することができる。制御装置２００は、受信した無人機１Ａの位置情報をクライアント装置３００に送信する。制御装置２００からクライアント装置３００への情報送信は、制御信号ＥＲ１に乗せてもよいし、別の搬送波を使用してもよい。 An example of control of the drone 1 by the control device 200 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. As shown in FIG. 3, when the client device 300 transmits to the control device 200 a request signal EZ requesting position confirmation of the drone 1A steered by a specific person, the control device 200 transmits the position information to the drone 1A. A control signal ER1 instructing transmission is transmitted. The drone 1A measures the current position using the navigation satellite, and transmits position information indicating the current position and identification information of the drone 1A as a response signal ED1. The response signal ED1 is a signal carried on a carrier wave by a relatively weak transmission output, but the receiving antenna 202 of the control device 200 is a high gain receiving antenna so that it can be sufficiently received by radio waves of weak electric field strength. And can receive the response signal ED1. The control device 200 transmits the received position information of the drone 1A to the client device 300. Information transmission from the control device 200 to the client device 300 may be carried on the control signal ER1, or another carrier wave may be used.
図４に示すように、クライアント装置３００が、無人機１の属性を問わず、領域Ｂ１への侵入の禁止を要求する要求信号ＥＺを制御装置２００に送信すると、制御装置２００は、領域Ｂ１への侵入禁止を指示する制御信号ＥＲ１を送信する。例えば、無人機１Ａが制御信号ＥＲ１を受信すると、領域Ｂ１へ侵入する経路Ｘ１（図１参照）を変更し、領域Ｂ１を回避する新経路Ｘ１Ｒとする。このとき、無人機１Ａに対して、現在位置を示す応答信号ＥＤ１を送信するように指示してもよい。 As shown in FIG. 4, when the client device 300 transmits to the control device 200 a request signal EZ requesting prohibition of intrusion into the area B1 regardless of the attribute of the drone 1, the control device 200 moves to the area B1. And transmits a control signal ER1 instructing no entry of the For example, when the drone 1A receives the control signal ER1, the route X1 (see FIG. 1) entering the area B1 is changed to be a new route X1R for avoiding the area B1. At this time, the unmanned vehicle 1A may be instructed to transmit a response signal ED1 indicating the current position.
図５に示すように、クライアント装置３００が、特定の人が操縦する無人機１Ａに出発位置への帰還を要求する要求信号ＥＺを制御装置２００に送信すると、制御装置２００は、無人機１Ａに出発位置への帰還を指示する制御信号ＥＲ１を送信する。無人機１Ａが制御信号ＥＲ１を受信すると、現在位置を示す位置情報を応答信号ＥＤ１として送信するとともに、矢印Ｘ１Ｂに示す帰還経路に変更し、出発位置へ帰還する。 As shown in FIG. 5, when the client device 300 transmits a request signal EZ requesting the drone 1A steered by a specific person to return to the departure position to the control device 200, the control device 200 transmits the request signal EZ to the drone 1A. A control signal ER1 instructing return to the departure position is transmitted. When the drone 1A receives the control signal ER1, the position information indicating the current position is transmitted as the response signal ED1, and is changed to the feedback path indicated by the arrow X1B, and is returned to the departure position.
図６に示すように、クライアント装置３００が、無人機１の属性を問わず、領域Ｂ１へ侵入した無人機１の着陸位置Ｐ１への強制着陸を要求する要求信号ＥＺを制御装置２００に送信すると、制御装置２００は、領域Ｂ１へ侵入した無人機１の強制着陸を指示する制御信号ＥＲ１を送信する。例えば、無人機１Ａが制御信号ＥＲ１を受信すると、現在位置を示す位置情報を応答信号ＥＤ１として送信するとともに、矢印Ｘ１Ｃに示す経路に変更し、着陸位置Ｐ１へ向かい、着陸位置Ｐ１へ着陸する。 As shown in FIG. 6, when the client device 300 transmits to the control device 200 a request signal EZ requesting forcible landing on the landing position P1 of the drone 1 that has entered the area B1 regardless of the attribute of the drone 1 The controller 200 transmits a control signal ER1 instructing the forced landing of the drone 1 that has entered the area B1. For example, when the drone 1A receives the control signal ER1, the position information indicating the current position is transmitted as the response signal ED1, and the path is changed to the route indicated by the arrow X1C, and the landing position P1 is headed to land at the landing position P1.
図７は、クライアント装置３００の機能構成を示す図である。図７に示すように、クライアント装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３５０、記憶部３５２、信号受信部３５４、信号送信部３５６、及び、電源部３７０を有する。 FIG. 7 is a diagram showing a functional configuration of the client device 300. As shown in FIG. As illustrated in FIG. 7, the client device 300 includes a central processing unit (CPU) 350, a storage unit 352, a signal reception unit 354, a signal transmission unit 356, and a power supply unit 370.
クライアント装置３００は、信号受信部３５４によって、制御装置２００から無線信号を受信することができる。 The client device 300 can receive a wireless signal from the control device 200 by the signal reception unit 354.
クライアント装置３００は、信号送信部３５６によって、制御装置２００へ要求信号ＥＺを送信することができる。 The client device 300 can transmit the request signal EZ to the control device 200 by the signal transmission unit 356.
記憶部３５２には、要求信号送信プログラムが格納されている。要求信号送信プログラムは、クライント装置３００が、制御装置２００に対して、制御信号ＥＲ１の送信を要求するための無線信号を送信するためのプログラムである。ＣＰＵ３５０と要求信号送信プログラムは、要求信号送信手段の一例である。 The storage unit 352 stores a request signal transmission program. The request signal transmission program is a program for the client device 300 to transmit a radio signal for requesting transmission of the control signal ER1 to the control device 200. The CPU 350 and the request signal transmission program are an example of a request signal transmission unit.
図８は、制御装置２００の機能構成を示す図である。図８に示すように、制御装置２００は、ＣＰＵ２５０、記憶部２５２、信号受信部２５４、信号送信部２５６、及び、電源部２７０を有する。 FIG. 8 is a diagram showing a functional configuration of the control device 200. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, the control device 200 includes a CPU 250, a storage unit 252, a signal reception unit 254, a signal transmission unit 256, and a power supply unit 270.
制御装置２００は、信号受信部２５４によって、クライアント装置３００及び無人機１から無線信号（要求信号ＥＺ、応答信号ＥＤ１）を受信することができる。 The control device 200 can receive the wireless signals (the request signal EZ, the response signal ED1) from the client device 300 and the drone 1 by the signal reception unit 254.
制御装置２００は、信号送信部２５６によって、制御信号ＥＲ１を送信することができる。 The control device 200 can transmit the control signal ER1 by the signal transmission unit 256.
記憶部２５２には、制御信号生成プログラムが記憶されている。制御信号生成プログラムは、クライアント装置３００から受信した要求信号ＥＺの内容に応じて制御信号ＥＲ１を生成するためのプログラムである。制御信号生成プログラムは、図９の制御コードテーブルを含む。制御コードテーブルには、飛行体の種類を示す「区分コード」、操縦者を示す「操縦者コード」、飛行体の属性を示す「機体コード」制御内容を示す「制御コード」が格納されている。「機体コード」は、メーカー名を示すメーカーＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、グループを示すグループＩＤ、及び、個別の機体を識別するための個別ＩＤから構成される。「区分コード」は、制御の対象となる無人飛行体の種類を示す情報の一例である。「操縦者コード」は、無人飛行体の操縦者を示す情報の一例である。飛行体のメーカーＩＤは、無人飛行体の製造者を示す情報の一例である。グループＩＤは、無人飛行体が属するグループを示す情報の一例である。個別ＩＤは、無人飛行体の個別の識別情報の一例である。 The storage unit 252 stores a control signal generation program. The control signal generation program is a program for generating the control signal ER1 according to the contents of the request signal EZ received from the client device 300. The control signal generation program includes the control code table of FIG. The control code table stores a "classification code" indicating the type of aircraft, a "pilot code" indicating the pilot, and a "control code" indicating control details of the "aircraft code" indicating the attributes of the aircraft. . The “machine code” includes a maker ID (Identification) indicating a maker name, a group ID indicating a group, and an individual ID for identifying an individual machine. The “classification code” is an example of information indicating the type of unmanned air vehicle to be controlled. The “pilot code” is an example of information indicating the pilot of the unmanned air vehicle. The manufacturer ID of the flying object is an example of information indicating the manufacturer of the unmanned air vehicle. The group ID is an example of information indicating a group to which the unmanned air vehicle belongs. The individual ID is an example of individual identification information of the unmanned air vehicle.
制御装置２００は、例えば、クライント装置３００から、ドローン、操縦者Ｕ１、メーカー名：Ｘ１、グループ名：Ｙ１、機体の製造番号：Ｚ１、帰還命令という内容の制御信号の送信を要求する要求信号を受信した場合には、区分コード、操縦者コード、機体コード、制御コードに変換し、「０１．００００００００００１．０１０１．００６」という制御信号を生成する。 For example, the control device 200 requests the client device 300 to transmit a control signal having the contents of drone, pilot U1, manufacturer name: X1, group name: Y1, machine serial number: Z1, and feedback instruction. If it is received, it is converted into a classification code, a pilot code, an airframe code, and a control code, and a control signal "01.00000000001.0101.006" is generated.
図１０は、無人機１の機能構成を示す図である。図１０に示すように、無人機１は、ＣＰＵ５０、記憶部５２、第一無線受信部５４、第二無線受信部５６、無線送信部５８、衛星測位部６０、慣性センサー部６２、駆動制御部６４、画像処理部６６、及び、電源部７０を有する。 FIG. 10 is a diagram showing a functional configuration of the drone 1. As shown in FIG. 10, the drone 1 includes a CPU 50, a storage unit 52, a first wireless reception unit 54, a second wireless reception unit 56, a wireless transmission unit 58, a satellite positioning unit 60, an inertia sensor unit 62, and a drive control unit. An image processing unit 66 and a power supply unit 70 are provided.
無人機１は、第一無線受信部５４によって、操縦装置１００から操縦信号を受信することができるようになっている。第一無線受信部５４は第一無線受信手段の一例である。 The drone 1 is configured to be able to receive a control signal from the control device 100 by the first wireless receiving unit 54. The first wireless receiving unit 54 is an example of a first wireless receiving unit.
無人機１は、第二無線受信部５６によって、制御装置２００から制御信号ＥＲ１を受信することができるようになっている。第二無線受信部５６は第二無線受信手段の一例である。 The drone 1 can receive the control signal ER1 from the control device 200 by the second wireless receiving unit 56. The second wireless receiving unit 56 is an example of a second wireless receiving unit.
無人機１は、無線送信部５８によって、応答信号ＥＤ１を送信することができるようになっている。無線送信部５８は、無線信号送信手段の一例である。 The drone 1 can transmit the response signal ED1 by the wireless transmission unit 58. The wireless transmission unit 58 is an example of a wireless signal transmission unit.
無人機１は、衛星測位部６０と慣性センサー部６２によって、無人機１自体の位置を測定することができる。衛星測位部６０は、基本的に、４つ以上の航法衛星（ＧＰＳ衛星や準天頂衛星等）からの電波を受信して無人機１の位置を計測する。慣性センサー部６２は、例えば、加速度センサー及びジャイロセンサーによって、出発点からの無人機１の移動を積算して、無人機１の位置を計測する。無人機１自体の位置情報は、無人機１の移動経路の決定及び自律移動のために使用するほか、画像処理部６６によって撮影した画像データと座標（位置）とを紐づけするために使用する。 The unmanned aircraft 1 can measure the position of the unmanned vehicle 1 itself by the satellite positioning unit 60 and the inertial sensor unit 62. The satellite positioning unit 60 basically receives radio waves from four or more navigation satellites (GPS satellites, quasi-zenith satellites, etc.) and measures the position of the drone 1. The inertial sensor unit 62 measures the position of the drone 1 by integrating the movement of the drone 1 from the departure point using, for example, an acceleration sensor and a gyro sensor. The position information of the drone 1 itself is used for determination of the movement path of the drone 1 and for autonomous movement, and for linking image data taken by the image processing unit 66 with coordinates (position) .
無人機１は、駆動制御部６４によって、各プロペラ６に接続された各モーター４の回転を制御し、上下水平移動や空中停止、傾きなどの姿勢を制御するようになっている。 The drone 1 controls the rotation of each motor 4 connected to each propeller 6 by a drive control unit 64, and controls attitude such as vertical movement, stop in the air, and inclination.
無人機１は、画像処理部６６によって、無人機１はカメラ１２を作動させて、外部の画像を取得することができる。 The drone 1 can operate the camera 12 by the image processing unit 66 to obtain an external image.
電源部７０は、例えば、交換可能な可充電電池であり、無人機１の各部に電力を供給するようになっている。 The power supply unit 70 is, for example, a replaceable rechargeable battery, and supplies power to each unit of the drone 1.
記憶部５２には、出発点から目的位置まで自律移動するための移動計画を示すデータ等の自律移動に必要な各種データ及びプログラム、作業予定領域の地形、形状や構造物の位置を示す情報のほか、以下の各プログラムが格納されている。 The storage unit 52 includes various data and programs necessary for autonomous movement such as data indicating a movement plan for autonomously moving from a departure point to a target position, and information indicating the topography of the planned work area, the shape, and the position of a structure. In addition, the following programs are stored.
記憶部５２には、制御信号解析プログラム、及び、要求動作実施プログラムが格納されている。ＣＰＵ５０と制御信号解析プログラムは、解析手段の一例である。ＣＰＵ５０と要求動作実施プログラムは制御動作実施手段の一例であり、応答情報送信手段の一例でもある。 The storage unit 52 stores a control signal analysis program and a request operation execution program. The CPU 50 and the control signal analysis program are an example of analysis means. The CPU 50 and the request operation execution program are an example of a control operation execution unit, and also an example of a response information transmission unit.
無人機１は、制御信号解析プログラムによって、制御装置２００から受信した制御信号ＥＲ１を解析する。制御信号解析プログラムによって、解析した要求動作を解析結果と呼ぶ。 The drone 1 analyzes the control signal ER1 received from the control device 200 by the control signal analysis program. The requested operation analyzed by the control signal analysis program is called an analysis result.
無人機１は、要求動作実施プログラムによって、解析結果を実施する。解析結果として、無人機１の現在位置の送信が含まれている場合には、無人機１は、現在位置を示す情報及び無人機１の識別情報を含む応答信号ＥＤ１を送信する。 The drone 1 executes the analysis result by the required operation execution program. As a result of analysis, when transmission of the current position of the drone 1 is included, the drone 1 transmits a response signal ED1 including information indicating the current position and identification information of the drone 1.
以下、図１１を参照して、無人機１の動作を概括する。無人機１は、操縦装置１００から発進指示を受信すると発進する（図１０のステップＳＴ１）。続いて、無人機１は、航法衛星からの測位用電波を受信して測位を開始する（ステップＳＴ２）。続いて、無人機１は、制御信号ＥＲ１を受信したか否かを判断し（ステップＳＴ３）、制御信号ＥＲ１を受信したと判断すると、制御信号ＥＲ１を解析し（ステップＳＴ４）、解析結果に応じた動作を実施する（ステップＳＴ５）。 The operation of the drone 1 will be outlined below with reference to FIG. The unmanned vehicle 1 starts moving when receiving the start instruction from the control device 100 (step ST1 in FIG. 10). Subsequently, the drone 1 receives a positioning radio wave from the navigation satellite and starts positioning (step ST2). Subsequently, the drone 1 determines whether or not the control signal ER1 has been received (step ST3). If it is determined that the control signal ER1 has been received, the control signal ER1 is analyzed (step ST4). The operation is carried out (step ST5).
上述の制御信号ＥＲ１によって、飛行中の特定の無人機１や、特定のグループに属する無人機１に対して制御信号ＥＲ１を送信することができ、無人機１の属性を問わず、すべての無人機１に対して制御信号ＥＲ１を送信することもできる。あるいは、災害地で飛行する無人機１に対して、制御信号ＥＲ１を送信することによって、飛行制限や飛行禁止領域を設定することもできる。制御装置２００は、無人機１が応答信号ＥＤ１を送信するか否かに関わらず、制御信号ＥＲ１によって、制御することができる。 The control signal ER1 described above can transmit the control signal ER1 to a specific drone 1 in flight or to the drone 1 belonging to a specific group, and all the drone 1 regardless of the attribute of the drone 1 can be transmitted. A control signal ER1 can also be sent to the device 1. Alternatively, the flight restriction and the no-fly area can be set by transmitting the control signal ER1 to the unmanned aircraft 1 flying at the disaster site. The control device 200 can be controlled by the control signal ER1 regardless of whether the drone 1 transmits the response signal ED1.
無人機１が、操縦装置１００から操縦信号Ｅ１等を受信可能な場合において、無人機１が制御信号ＥＲ１を受信した場合には、制御信号ＥＲ１の指示内容を優先するように構成されている。なお、本実施形態とは異なり、このような場合に、無人機１は、操縦信号Ｅ１等を優先するようにしてもよい。 When the drone 1 can receive the control signal E1 and the like from the control device 100, when the drone 1 receives the control signal ER1, the instruction content of the control signal ER1 is prioritized. Note that, unlike this embodiment, in such a case, the drone 1 may give priority to the steering signal E1 and the like.
＜第二の実施形態＞
無人機１は、通常時には侵入可能である領域内への侵入を一時的に制限する制御信号ＥＲ１を受信することによって、その領域内への侵入を回避することもできる。そのような領域は、例えば、お祭りやイベントによる一時的な侵入禁止エリア、災害による侵入禁止エリア、気象情報による侵入禁止エリア等である。通常は行政機関による制限を受ける必要がない領域であっても、お祭りやイベントの際には、人口密集地域となり、無人機１の侵入を制限すべき領域となる。災害発生時には、上空は救助のための航空機が飛行し、地上も救助のための人員や避難者が集まり、人口密集地域となる。また、天候の急変によって、局地的に豪雨や雷が発生する場合には、無人機１が墜落する危険があるから、やはり、侵入を制限すべき領域となる。以下、図１２を参照して、このような一時的な侵入制限の一例を示す。
Second Embodiment
The drone 1 can also avoid the intrusion into the area by receiving a control signal ER1 that temporarily limits the intrusion into the area that is normally intrusible. Such an area is, for example, a temporary intrusion prohibited area due to a festival or event, an intrusion prohibited area due to a disaster, an intrusion prohibited area due to weather information or the like. Even in the area which is not usually restricted by the administrative organization, it becomes a densely populated area at the time of a festival or event and becomes an area where intrusion of the drone 1 should be restricted. In the event of a disaster, a rescue aircraft will fly above, and rescue personnel and evacuees will gather on the ground, making it a densely populated area. In addition, when there is a risk that the unmanned aircraft 1 will fall if there is a heavy rainfall or lightning locally due to a sudden change in the weather, it is also an area where intrusion should be limited. An example of such temporary intrusion restriction is shown below with reference to FIG.
図１２の領域Ｂ２は、山５００などの山が存在し、川５０２が流れる人里離れた地域であり、通常は、無人機１は自由に飛行することができる。しかし、例えば、花火大会が開かれる場合には、一時的に、見物客６００Ａ，６００Ｂ及び６００Ｃなど、多くの人が集まる人口密集地域となる。 Area B2 of FIG. 12 is a remote area where there are mountains such as the mountain 500 and the river 502 flows, and the drone 1 can usually fly freely. However, for example, when a fireworks display is held, it temporarily becomes a densely populated area where many people gather, such as the spectators 600A, 600B and 600C.
クライアント装置３００は、警察署であり、管轄地域における花火大会の情報を取得している。クライアント装置３００は、花火大会が行われる時間帯、花火大会において花火を打ち上げる地上及び空間領域の情報、見物客が集まる地上領域の情報に基づいて、無人機の侵入を禁止する侵入禁止領域を設定し、その侵入禁止領域の情報と、侵入禁止領域を維持する所定時間帯の情報を要求信号ＥＺとして制御装置２００に送信する。 The client device 300 is a police station, and acquires information on a fireworks display in a jurisdiction area. The client device 300 sets an intrusion prohibited area in which the intrusion of the drone is prohibited based on the time zone in which the fireworks display is held, the information on the ground and space area where the fireworks are launched in the fireworks display, and the information on the ground area where the tourists gather Then, the information on the intrusion prevention area and the information on the predetermined time zone for maintaining the intrusion prevention area are transmitted to the control device 200 as the request signal EZ.
制御装置２００は、要求信号ＥＺに示される所定時間帯を参照し、領域Ｂ２への侵入を禁止すべき時刻になったと判断すると、制御信号ＥＲ１を送信する。制御の対象は、区分コード「００」の「すべての飛行体」（図９参照）であり、制御の内容は、例えば、制御コード「００３」の「飛行禁止」及び「００１」の「応答確認」である。無人機１Ａは、領域Ｂ２へ侵入する経路で飛行している場合に、制御信号ＥＲ１を受信すると、飛行経路を矢印Ｘ１Ｄに示すように、領域Ｂ２に入らない経路へ変更し、現在位置を信号ＥＤ１に乗せて送信する。制御装置２００は、領域Ｂ２への侵入禁止を解除すべき時刻になったと判断すると、制御信号２００の送信を停止する。無人機１Ａは、その後は、領域Ｂ２への侵入に制限を受けない。 The control device 200 refers to the predetermined time zone indicated by the request signal EZ, and transmits the control signal ER1 when judging that it is the time to prohibit the entry into the area B2. The target of control is "all flying objects" (see FIG. 9) of classification code "00", and the content of control is, for example, "prohibit flight" of control code "003" and "response confirmation" of "001". ". When the drone 1A is flying on a route entering the area B2, when the control signal ER1 is received, the flight path is changed to a path not entering the area B2 as shown by arrow X1D, and the current position is signaled. Put on ED1 and send. When the control device 200 determines that it is time to release the entry prohibition to the area B2, the control device 200 stops transmission of the control signal 200. After that, the drone 1A is not restricted by the intrusion into the area B2.
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like as long as the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
１Ａ，１Ｂ 無人飛行体（無人機）
２００ 制御装置
３００ クライアント装置
1A, 1B Unmanned Aerial Vehicle (Drone)
200 control device 300 client device
Claims (5)
前記無線信号の搬送波がよりも送信出力が大きい搬送波に乗せられた制御信号を送信する制御装置から、前記制御信号を受信する第二無線受信手段と、
前記制御信号を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に応じた動作を実施する制御動作実施手段と、
を有する無人飛行体。 First wireless receiving means for receiving a wireless signal from the steering device;
Second wireless receiving means for receiving the control signal from a control device that transmits a control signal carried on a carrier wave having a larger transmission power than the carrier wave of the wireless signal;
Analysis means for analyzing the control signal;
Control operation implementing means for performing an operation according to the analysis result by the analysis means;
Unmanned air vehicle with.
制御の対象となる前記無人飛行体の種類を示す情報、前記無人飛行体の操縦者を示す情報、前記無人飛行体の製造者を示す情報、無人飛行体が属するグループを示す情報のうち、及び、前記無人飛行体の個別の識別情報のうち、少なくとも一つの情報を含み、さらに、
前記無人飛行体の動作を指示する情報を含む、
請求項１に記載の無人飛行体。 The control signal is
Information indicating the type of the unmanned air vehicle to be controlled, information indicating the pilot of the unmanned air vehicle, information indicating the manufacturer of the unmanned air vehicle, information indicating the group to which the unmanned air vehicle belongs, And at least one of the identification information of the unmanned air vehicle,
Including information indicating the operation of the unmanned air vehicle,
The unmanned air vehicle according to claim 1.
前記制御信号を受信した場合に、前記無人飛行体の個別の識別情報を含む応答情報を送信する応答情報送信手段と、
を有する請求項１に記載の無人飛行体。 Radio signal transmission means for transmitting a radio signal;
Response information transmitting means for transmitting response information including individual identification information of the unmanned aerial vehicle when the control signal is received;
The unmanned air vehicle according to claim 1, comprising
を有する制御システム。 The unmanned air vehicle according to any one of claims 1 to 3, and the control device for transmitting the control signal.
Control system.
請求項４に記載の制御システム。
And a client device having request signal transmitting means for requesting the control device to transmit the control signal.
The control system according to claim 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017184946A JP2019059325A (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Unmanned flying body and control system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP (1) | JP2019059325A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020196375A (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | コネクシオ株式会社 | Autonomous unmanned aircraft for data collection, control method and control program therefor |
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2017
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