JP2019185433A - Unmanned flight apparatus, unmanned flight method and unmanned flight program - Google Patents
Unmanned flight apparatus, unmanned flight method and unmanned flight program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019185433A JP2019185433A JP2018076144A JP2018076144A JP2019185433A JP 2019185433 A JP2019185433 A JP 2019185433A JP 2018076144 A JP2018076144 A JP 2018076144A JP 2018076144 A JP2018076144 A JP 2018076144A JP 2019185433 A JP2019185433 A JP 2019185433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- high temperature
- unmanned flight
- unmanned
- fire
- drone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、無人飛行装置、無人飛行方法及び無人飛行プログラムに関する。 The present invention relates to an unmanned flight apparatus, an unmanned flight method, and an unmanned flight program.
従来、小型無人ヘリコプター(ドローンとも呼ばれる)の利用が提案されている。 Conventionally, the use of a small unmanned helicopter (also called a drone) has been proposed.
近年、火災に対応するために、小型無人ヘリコプターを消火用に利用する提案が行われている。ところで、火災現場の状況は時々刻々と変わり、大量の煙が発生して操縦者が小型無人ヘリコプターを目視できず、しかも、航法衛星からの測位用電波を受信して現在位置を測位することができない場合がある。 In recent years, proposals have been made to use a small unmanned helicopter for extinguishing fire in order to cope with a fire. By the way, the situation at the fire site changes from moment to moment, a large amount of smoke is generated, the pilot can not see the small unmanned helicopter, and it can receive the positioning radio wave from the navigation satellite and position the current position There are cases where it is not possible.
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる無人飛行装置、無人飛行方法及び無人飛行プログラムの提供を目的とする。 The present invention is an attempt to solve such a problem, and is an unmanned flying device capable of autonomous flight at a fire site even when it cannot be visually observed and cannot receive positioning radio waves from a navigation satellite, The purpose is to provide an unmanned flight method and an unmanned flight program.
第一の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置であって、前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段と、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段と、前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段と、を有する無人飛行装置である。 A first invention is an unmanned flying apparatus capable of autonomous flight, wherein the moving direction determining means for determining the moving direction of the unmanned flying apparatus, the high temperature direction determining means for determining the direction of the high temperature region of the fire, and the high temperature An unmanned flight apparatus comprising: a movement direction control unit that controls a movement direction of the unmanned flight apparatus based on a direction of the high temperature region recognized by a direction determination unit.
第一の発明の構成によれば、無人飛行装置は、無人飛行装置自体の移動方向を判断し、高温領域の方向に基づいて、移動方向を制御するから、目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる。 According to the configuration of the first invention, since the unmanned aerial vehicle determines the moving direction of the unmanned aerial vehicle itself and controls the moving direction based on the direction of the high temperature region, the unmanned aerial vehicle cannot be visually observed, and positioning from the navigation satellite. Even if the radio waves cannot be received, it is possible to fly autonomously at the fire site.
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記高温方向判断手段は、火災現場自体の温度を示す直接データ、及び/または、前記無人飛行装置の近傍の温度を示す間接データに基づいて、前記高温領域の方向を判断するように構成されている、無人飛行装置である。 According to a second invention, in the configuration of the first invention, the high temperature direction determining means is based on direct data indicating the temperature of the fire site itself and / or indirect data indicating a temperature in the vicinity of the unmanned flight apparatus. An unmanned aerial vehicle configured to determine the direction of the high temperature region.
第三の発明は、第二の発明の構成において、前記直接データは、赤外線カメラ(赤外線サーモグラフィー)によって取得した画像データであり、前記間接データは、温度センサーの出力であり、前記移動方向判断手段は、慣性センサーからの出力に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を判断するように構成されている、無人飛行装置である。 According to a third invention, in the configuration of the second invention, the direct data is image data acquired by an infrared camera (infrared thermography), the indirect data is an output of a temperature sensor, and the moving direction determination means Is an unmanned aerial vehicle configured to determine the direction of movement of the unmanned aerial vehicle based on the output from the inertial sensor.
第四の発明は、第一発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記移動方向制御手段は、所定の許容温度によって規定される作業温度範囲の位置まで、前記無人飛行装置を前記高温領域に接近させ、前記許容温度以上の温度を認識した場合には、前記無人飛行装置を前記高温領域と反対方向に移動させる、無人飛行装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, the movement direction control means moves the unmanned flight apparatus to the high temperature up to a working temperature range defined by a predetermined allowable temperature. The unmanned flying apparatus moves the unmanned flying apparatus in a direction opposite to the high temperature area when a temperature close to the allowable temperature is recognized.
第五の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、消火用の物質を噴射する消火用物質噴射手段と、前記物質の噴射による反動を算出する反動算出手段と、前記反動に基づいて、前記無人飛行装置の駆動手段を制御し、現在位置を維持する位置維持手段と、を有する無人飛行装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the invention, a fire-extinguishing substance injecting means for injecting a fire-extinguishing substance, a recoil calculating means for calculating a recoil due to the injection of the substance, The unmanned flying apparatus includes position maintaining means for controlling the driving means of the unmanned flying apparatus based on the reaction and maintaining a current position.
第六の発明は、第二の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記移動方向制御手段は、前記直接データと前記間接データの重み付けとして、前記高温領域の上空までは、前記直接データ重みを重くして移動し、前記高温領域の上空に到達すると、前記間接データの重みを重くして下降し、消火剤を格納した消火剤容器を投下する投下手段を有する、無人飛行装置である。 In a sixth aspect based on any one of the second aspect to the fourth aspect, the moving direction control means uses the direct data and the indirect data as a weighting until the sky is over the high temperature region. An unmanned aerial vehicle having a dropping means for moving a weight of data and moving down and reaching the high temperature region, dropping the weight of the indirect data and dropping a fire extinguisher container storing a fire extinguisher is there.
第七の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置が、前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断ステップと、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断ステップと、前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御ステップと、を実行する無人飛行方法である。 A seventh aspect of the present invention relates to an unmanned flying apparatus capable of autonomous flight, a moving direction determining step for determining a moving direction of the unmanned flying apparatus, a high temperature direction determining step for determining a direction of a high temperature area of a fire, And a movement direction control step for controlling a movement direction of the unmanned flight apparatus based on a direction.
第八の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置を制御するコンピュータを、前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段、及び、前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段、として機能させるための無人飛行プログラムである。 The eighth invention comprises a computer for controlling an unmanned flying device capable of autonomous flight, a moving direction judging means for judging the moving direction of the unmanned flying device, a high temperature direction judging means for judging the direction of a high temperature region of fire, and It is an unmanned flight program for functioning as a movement direction control unit that controls the movement direction of the unmanned flight apparatus based on the direction of the high temperature region recognized by the high temperature direction determination unit.
以上のように、本発明によれば、目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to make an autonomous flight at a fire site even when it is not possible to visually observe and a positioning radio wave from a navigation satellite cannot be received.
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。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。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that descriptions of configurations that can be appropriately implemented by those skilled in the art are omitted, and only the basic configuration of the present invention is described.
図1の無人機1は、ドローン、あるいは、マルチコプターと呼ばれる無人飛行体であり、複数の回転翼によって推力を得て飛行する。無人機1は無人飛行装置の一例である。無人機1は、火災現場において、温度に基づいて自律飛行し、所定の位置において、消火剤を格納した消火剤容器200を投下する。以下、説明する。 The unmanned aerial vehicle 1 in FIG. 1 is an unmanned aerial vehicle called a drone or a multicopter, and obtains thrust by a plurality of rotor blades to fly. The drone 1 is an example of an unmanned flight device. The drone 1 autonomously flies based on temperature at a fire site, and drops a fire extinguisher container 200 containing a fire extinguisher at a predetermined position. This will be described below.
図1に示すように、家屋300において火事が発生している。家屋300の外部に炎F及び煙Sが出ている。屋根が焼け落ちた破壊部302から、大きな炎Fが出ている。 As shown in FIG. 1, a fire has occurred in the house 300. Flame F and smoke S are emitted outside the house 300. A large flame F comes out from the destroyed portion 302 where the roof burned down.
無人機1は、プロポと呼ばれる制御装置100からの送信電波によって制御される。ただし、矢印R0に示すように、位置P1まで上昇し、所定の高度に達すると、煙Sが障碍となって、下方から無人機1を目視することはできないから、無人機1は、外部からの信号によらず、自律飛行する。無人機1は、飛行経路R1に示すように、破壊部302の上空の位置P2に移動する。 The drone 1 is controlled by a transmission radio wave from a control device 100 called a propo. However, as shown by the arrow R0, when it rises to the position P1 and reaches a predetermined altitude, the smoke S becomes an obstacle and the drone 1 cannot be seen from below. Autonomous flight regardless of the signal. The drone 1 moves to a position P2 above the destruction unit 302 as shown in the flight path R1.
破壊部302の上空は、火災現場において温度が高い領域(以下「高温領域」という)の上空である。高温領域は、周囲の温度に比べて最も高温の領域であり、火災の中心領域であり、火元を含む領域である。火災の中心領域は一か所に限らない。本実施形態においては、無人機1が、高温領域のなかでも、最も温度が高い領域である最高温度領域に向かうものとして、以下、説明する。炎Fが位置する領域は、高温領域の一例であり、最高温度領域の一例でもある。無人機1は、温度に基づいて、高温領域の上空へ移動する。無人機1自体の移動方向は、無人機1に搭載している慣性センサーからの出力によって判断する。 The sky above the destruction portion 302 is above the area where the temperature is high (hereinafter referred to as “high temperature area”) at the fire site. The high temperature region is the highest temperature region compared to the ambient temperature, and is the central region of the fire and includes the fire source. The central area of the fire is not limited to one place. In the present embodiment, the following description will be given on the assumption that the drone 1 goes to the highest temperature region, which is the highest temperature region in the high temperature region. The region where the flame F is located is an example of a high temperature region, and is also an example of a maximum temperature region. The drone 1 moves over the high temperature region based on the temperature. The moving direction of the drone 1 itself is determined by the output from the inertial sensor mounted on the drone 1.
無人機1は、高温領域の上空の位置P2に到着すると、飛行経路R2に示すように、許容温度Tmaxとの関係で規定される温度範囲(作業温度範囲)の高度の位置P3まで下降する。本実施形態における作業温度範囲の位置は、高温領域の上空である。 When the drone 1 arrives at a position P2 above the high temperature region, the drone descends to a position P3 at an altitude in the temperature range (working temperature range) defined by the relationship with the allowable temperature Tmax, as shown in the flight path R2. The position of the working temperature range in this embodiment is above the high temperature region.
無人機1は、作業温度範囲の位置P3まで下降すると、矢印Y1に示すように、ワイヤー40を送り出す。ワイヤー40の下端部には、消火剤容器200が固定されている。 When the drone 1 is lowered to the position P3 in the working temperature range, the wire 40 is sent out as indicated by an arrow Y1. A fire extinguisher container 200 is fixed to the lower end of the wire 40.
消火剤容器200の内部には、消火剤が格納されている。消火剤容器200は、樹脂またはガラスで形成されており、他の物体に衝突し、所定以上の外力が加わると、破壊されるようになっている。消火剤容器200が破壊されると、その内部に格納した消火剤が周囲に拡散し、消火を実施する。消火剤容器200は消火剤容器の一例である。 A fire extinguisher is stored inside the fire extinguisher container 200. The fire extinguisher container 200 is made of resin or glass, and is destroyed when it collides with another object and an external force of a predetermined level or more is applied. When the extinguishing agent container 200 is destroyed, the extinguishing agent stored in the inside diffuses to the surroundings and extinguishes fire. The fire extinguisher container 200 is an example of a fire extinguisher container.
無人機1は、ワイヤー40を送り出して、消火剤容器200を確実に破壊部302から家屋300内に投下できる位置まで降下させると、図2に示すように、無人機1からワイヤー40を切り離し、ワイヤー40と共に消火剤容器200を破壊部302から家屋300内に投下する。これにより、確実に、家屋300内に消火剤容器200を投下することができる。 When the drone 1 sends out the wire 40 and lowers the fire extinguishing agent container 200 to a position where it can be surely dropped into the house 300 from the destruction part 302, the wire 40 is separated from the drone 1 as shown in FIG. The fire extinguishing agent container 200 is dropped into the house 300 from the destruction part 302 together with the wire 40. Thereby, the fire extinguisher container 200 can be reliably dropped into the house 300.
図3に示すように、無人機1は、筐体2を有する。筐体2には、丸棒状のアーム4が接続されている。各アーム4にはモーター6が接続されており、各モーター6にはプロペラ8が接続されている。各モーター6は、筐体2内のコンピュータによってそれぞれ独立して制御され、無人機1を上下水平方向の移動や回転、空中での停止(ホバリング)及び姿勢制御を自在に行うことができるようになっている。アーム4には保護枠10が接続され、プロペラ8が外部の物体に直接接触することを防止している。筐体2、アーム4及び保護枠10は、耐熱性を有する材料である、例えば、マグネシウム合金で形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。 As shown in FIG. 3, the drone 1 has a housing 2. A round bar-like arm 4 is connected to the housing 2. A motor 6 is connected to each arm 4, and a propeller 8 is connected to each motor 6. Each motor 6 is controlled independently by a computer in the housing 2 so that the drone 1 can freely move and rotate in the vertical and horizontal directions, stop in the air (hovering), and control the attitude. It has become. A protective frame 10 is connected to the arm 4 to prevent the propeller 8 from coming into direct contact with an external object. The housing 2, the arm 4, and the protective frame 10 are made of a heat-resistant material, for example, a magnesium alloy, and are lightweight while maintaining strength.
筐体2には、無人機1の各部を制御するコンピュータ、無線通信装置、GPS(Global Positioning System)などの航法衛星システムからの測位用電波を利用する測位装置、自律飛行装置、慣性センサー20、磁気センサー、気圧センサー、温度センサー22、バッテリー等が配置されている。慣性センサー20は加速度センサー及びジャイロセンサーから構成されている。温度センサー22は、例えば、シース熱電対で構成されている。 The housing 2 includes a computer that controls each part of the drone 1, a wireless communication device, a positioning device that uses positioning radio waves from a navigation satellite system such as GPS (Global Positioning System), an autonomous flight device, an inertial sensor 20, A magnetic sensor, an atmospheric pressure sensor, a temperature sensor 22, a battery, and the like are arranged. The inertial sensor 20 includes an acceleration sensor and a gyro sensor. The temperature sensor 22 is configured by, for example, a sheath thermocouple.
また、筐体2には、固定装置(いわゆる、「ジンバル」)12を介してカメラ14が配置されている。カメラ14は、対象物から出ている赤外線放射エネルギーを検出及び可視化して、温度分布の画像表示を行なう赤外線カメラ(赤外線サーモグラフィ)である。 A camera 14 is disposed in the housing 2 via a fixing device (so-called “gimbal”) 12. The camera 14 is an infrared camera (infrared thermography) that detects and visualizes infrared radiation energy emitted from an object and displays an image of a temperature distribution.
筐体2には、アーム4を介して、格納部材30が接続されている。格納部材30は、消火剤容器200を格納するための構成である。 A storage member 30 is connected to the housing 2 via an arm 4. The storage member 30 is a structure for storing the extinguishing agent container 200.
図4に示すように、格納部材30は、箱部32を有する。箱部32の底面32bは開口部となっている。箱部32の天井部32aには、送り出し装置34及び送信装置36が配置されている。送り出し装置34は、送信装置36からの信号を受信すると、ワイヤー40を送り出すように構成されている。送信装置36は、例えば、ブルートゥース(Bluetooth、登録商標)などの近距離無線規格を使用して、制御信号を送り出し装置34に送信する。送り出し装置34は、ワイヤー40の巻き取り及び送り出しをする装置である。 As shown in FIG. 4, the storage member 30 has a box portion 32. The bottom surface 32b of the box part 32 is an opening. A delivery device 34 and a transmission device 36 are disposed on the ceiling portion 32 a of the box portion 32. The delivery device 34 is configured to deliver the wire 40 when receiving a signal from the transmission device 36. The transmission device 36 transmits a control signal to the transmission device 34 using a short-range wireless standard such as Bluetooth (registered trademark). The delivery device 34 is a device that winds and delivers the wire 40.
ワイヤー40の下端部には、保持部材40aが形成されている。ワイヤー40は、例えば、SUS304のステレンレススチール(Stainless Steel)などの、金属製のワイヤーロープである。ワイヤー40の直径は、例えば、1ミリメートル(mm)である。 A holding member 40 a is formed at the lower end of the wire 40. The wire 40 is, for example, a metal wire rope such as SUS304 stainless steel. The diameter of the wire 40 is 1 millimeter (mm), for example.
箱部32には、消火剤容器200が格納されている。消火剤容器200の外面には、環状突出部202が形成されている。環状突出部202がワイヤー40の下端に形成された保持部材40aと係合し、これにより、消火剤容器200がワイヤー40に固定されるようになっている。 A fire extinguishing agent container 200 is stored in the box part 32. An annular protrusion 202 is formed on the outer surface of the fire extinguisher container 200. The annular protrusion 202 is engaged with a holding member 40 a formed at the lower end of the wire 40, whereby the fire extinguisher container 200 is fixed to the wire 40.
図5に示すように、送り出し装置34の内部には、上側と下側が拡径した円柱状のワイヤー巻き付け部34aが配置されている。ワイヤー巻き付け部34aは、軸34bを中心にモーター(図示せず)によって回転し、ワイヤー40を巻き取り及び送り出すようになっている。 As shown in FIG. 5, a cylindrical wire winding portion 34 a whose upper and lower diameters are enlarged is disposed inside the delivery device 34. The wire winding portion 34a is rotated by a motor (not shown) around the shaft 34b to wind and send out the wire 40.
図6は、ワイヤー巻き付け部34aの縮径部34aaを示す。縮径部34aaの外周面にワイヤー40が巻き付けられて格納される。縮径部34aaは、中空に形成されており、切り欠き部34cを有する。縮径部34aaの内面には、ワイヤー40の上端部40bを着脱自在に保持する駆動保持部34dが形成されている。駆動保持部34dの開閉によって、ワイヤー40の保持及び解除を実施する。 FIG. 6 shows the reduced diameter portion 34aa of the wire winding portion 34a. The wire 40 is wound around the outer peripheral surface of the reduced diameter portion 34aa and stored. The reduced diameter portion 34aa is formed in a hollow shape and has a cutout portion 34c. On the inner surface of the reduced diameter portion 34aa, a drive holding portion 34d that removably holds the upper end portion 40b of the wire 40 is formed. The wire 40 is held and released by opening and closing the drive holding portion 34d.
ワイヤー40の上端部40bは切り欠き部34cを介して縮径部34aaの内部に入り、駆動保持部34dに着脱可能に保持されるようになっている。ワイヤー40の上端部40bは環状に形成されており、図6(a)に示すように、駆動保持部34dが閉鎖状態において、駆動保持部34dに保持される。駆動保持部34dは、送信装置36から信号を受信すると、図6(b)に示すように、開放状態になり、上端部40bの保持を解除するようになっている。上端部40bの保持が解除されると、ワイヤー40は送り出し装置34から離れ、消火剤容器200と共に落下する。 The upper end portion 40b of the wire 40 enters the inside of the reduced diameter portion 34aa via the notch portion 34c and is detachably held by the drive holding portion 34d. The upper end portion 40b of the wire 40 is formed in an annular shape, and as shown in FIG. 6A, the drive holding portion 34d is held by the drive holding portion 34d in the closed state. When the drive holding unit 34d receives a signal from the transmission device 36, as shown in FIG. 6B, the drive holding unit 34d is in an open state and releases the holding of the upper end portion 40b. When the holding of the upper end portion 40 b is released, the wire 40 leaves the delivery device 34 and falls together with the fire extinguisher container 200.
図7に示すように、無人機1は、CPU(Central Processing Unit)50、記憶部52、無線通信部54、衛星測位部56、慣性センサー部58、温度認識部60、駆動制御部62、消火制御部64、及び、電源部70を有する。 As shown in FIG. 7, the drone 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 50, a storage unit 52, a wireless communication unit 54, a satellite positioning unit 56, an inertial sensor unit 58, a temperature recognition unit 60, a drive control unit 62, and a fire extinguishing unit. A control unit 64 and a power supply unit 70 are included.
無線通信部54によって、無人機1はプロポ100と通信可能になっている。プロポ100は、無人機1に対して、適宜、飛行に関する指示を与えるようになっている。 The wireless communication unit 54 enables the drone 1 to communicate with the transmitter 100. The propo 100 is adapted to give instructions regarding flight to the drone 1 as appropriate.
衛星測位部56と慣性センサー部58によって、無人機1は機体の位置を測定することができる。衛星測位部56は、基本的に、4つ以上の航法衛星からの測位用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58は、慣性センサー20からの出力を受信し、基準位置からの無人機1の移動を積算して、無人機1の位置を算出する。また、慣性センサー部58によって、無人機1の移動方向を及び姿勢の変化を検知することができる。 With the satellite positioning unit 56 and the inertial sensor unit 58, the drone 1 can measure the position of the aircraft. The satellite positioning unit 56 basically measures the position of the drone 1 by receiving positioning radio waves from four or more navigation satellites. The inertial sensor unit 58 receives the output from the inertial sensor 20, integrates the movement of the drone 1 from the reference position, and calculates the position of the drone 1. In addition, the inertial sensor unit 58 can detect the moving direction of the drone 1 and a change in posture.
温度認識部60は、カメラ14の画像データ、及び、温度センサー22の出力を受信する。画像データに示される温度分布は、無人機1から乖離した位置である火災現場自体における温度分布を示す。画像データは直接データの一例である。温度センサー22によって検知する温度は、無人機1の近傍の位置における温度を示す。温度センサー22によって検知する温度は間接データの一例である。 The temperature recognition unit 60 receives the image data of the camera 14 and the output of the temperature sensor 22. The temperature distribution shown in the image data indicates the temperature distribution at the fire site itself, which is a position deviated from the drone 1. Image data is an example of direct data. The temperature detected by the temperature sensor 22 indicates a temperature at a position near the drone 1. The temperature detected by the temperature sensor 22 is an example of indirect data.
無人機1は、駆動制御部62によって、各モーター6の回転を制御し、無人機1の移動方向や姿勢を制御することができる。 The drone 1 can control the rotation direction of each motor 6 and the movement direction and posture of the drone 1 by the drive control unit 62.
無人機1は、消火制御部64によって、送り出し装置34を制御して、消火剤容器200の投下を制御する。 The drone 1 controls the delivery device 34 by the fire extinguishing control unit 64 to control the dropping of the fire extinguishing agent container 200.
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飛行するための飛行計画を示すデータ等の無人飛行に必要な各種データ及びプログラムや、以下の各プログラムが格納されている。 The storage unit 52 stores various data and programs necessary for unmanned flight such as data indicating a flight plan for autonomous flight from the starting point to the target position, and the following programs.
記憶部52には、移動方向判断プログラム、高温方向判断プログラム、移動方向制御プログラム、及び、投下プログラムが格納されている。CPU50と移動方向判断プログラムは、移動方向判断手段の一例である。CPU50及び高温方向判断プログラムは、高温方向判断手段の一例である。CPU50と移動方向制御プログラムは、移動方向制御手段の一例である。CPU50と投下プログラムは、投下手段の一例である。 The storage unit 52 stores a movement direction determination program, a high temperature direction determination program, a movement direction control program, and a dropping program. The CPU 50 and the movement direction determination program are examples of movement direction determination means. The CPU 50 and the high temperature direction determination program are an example of a high temperature direction determination unit. The CPU 50 and the movement direction control program are examples of movement direction control means. The CPU 50 and the dropping program are examples of dropping means.
無人機1は、移動方向判断プログラムによって、慣性センサー20からの出力に基づいて、無人機1の移動方向を判断する。 The drone 1 determines the moving direction of the drone 1 based on the output from the inertial sensor 20 by the moving direction determination program.
無人機1は、高温方向判断プログラムによって、火災の高温領域の方向を判断する。火災の高温領域の方向は、無人機1の移動方向(あるいは、カメラ14の光軸の方向)との関係における相対的な方向である。 The drone 1 determines the direction of the high temperature region of the fire by the high temperature direction determination program. The direction of the high temperature region of the fire is a relative direction in relation to the moving direction of the drone 1 (or the direction of the optical axis of the camera 14).
無人機1は、カメラ14によって取得した画像データによって、外部の温度分布を認識する。カメラ14の光軸方向は無人機1において既知であるから、無人機1は、画像データによって、高温領域の方向を判断することができる。 The drone 1 recognizes the external temperature distribution based on the image data acquired by the camera 14. Since the direction of the optical axis of the camera 14 is known in the drone 1, the drone 1 can determine the direction of the high temperature region based on the image data.
無人機1は、また、慣性センサー20によって検知する無人機1の移動方向と温度センサー22によって検知する温度との対応関係(以下「移動方向温度関係」という。)によって、高温領域の方向を判断する。無人機1が、高温領域に近づくと温度センサー22によって検知する温度は高くなり、高温領域から遠ざかると温度センサー22によって検知する温度は低くなる。このため、無人機1は、移動方向温度関係によって、高温領域の方向を判断することができる。 The drone 1 also determines the direction of the high temperature region based on the correspondence between the movement direction of the drone 1 detected by the inertial sensor 20 and the temperature detected by the temperature sensor 22 (hereinafter referred to as “movement direction temperature relationship”). To do. When the drone 1 approaches the high temperature region, the temperature detected by the temperature sensor 22 increases, and when it moves away from the high temperature region, the temperature detected by the temperature sensor 22 decreases. For this reason, the drone 1 can determine the direction of the high temperature region based on the moving direction temperature relationship.
無人機1は、カメラ14によって取得した画像データと、移動方向温度関係の少なくとも一方を使用して、高温領域の方向を判断するようになっている。 The drone 1 uses the image data acquired by the camera 14 and at least one of the movement direction temperature relationships to determine the direction of the high temperature region.
無人機1は、画像データと移動方向温度関係の双方を使用して高温領域の方向を判断する場合には、画像データと移動方向温度関係において、所定の重み付けを行って高温領域の方向を判断する。例えば、無人機1は、高温領域との距離に応じて、重み付けを変動させる。高温領域からの距離は、温度センサー22によって検知する温度によって判断する。温度が高いほど、高温領域からの距離が短い。 When the drone 1 uses both the image data and the moving direction temperature relationship to determine the direction of the high temperature region, the unmanned aircraft 1 determines the direction of the high temperature region by performing predetermined weighting on the image data and the moving direction temperature relationship. To do. For example, the drone 1 varies the weighting according to the distance from the high temperature region. The distance from the high temperature region is determined by the temperature detected by the temperature sensor 22. The higher the temperature, the shorter the distance from the high temperature region.
無人機1は、高温領域から相対的に乖離した位置(例えば、図1の位置P1)に位置するときには、画像データを相対的に重視し、画像データと移動方向温度関係の重みの比を例えば、8対2とする。そして、無人機1は、高温領域に相対的に近接した位置である、例えば、後述の作業温度範囲の上空の位置P2に到達すると、移動方向温度関係を相対的に重視し、重みの比を例えば、2対8とする。無人機1は、位置P1から位置P2へ移動するに連れて、次第に移動方向温度関係を重視するように、重みの比を変更する。 When the drone 1 is positioned at a position relatively deviated from the high temperature region (for example, the position P1 in FIG. 1), the image data is relatively emphasized, and the weight ratio of the relationship between the image data and the moving direction temperature is, for example, , 8 to 2. The drone 1 is a position relatively close to the high temperature region, for example, when it reaches a position P2 above the working temperature range described later, the movement direction temperature relationship is relatively emphasized, and the weight ratio is set. For example, 2 to 8. As the drone 1 moves from the position P1 to the position P2, the weight ratio is changed so that the temperature relationship in the moving direction is gradually emphasized.
無人機1は、移動方向制御プログラムによって、無人機1の移動方向を高温領域の方向に基づいて制御する。無人機1は、上述の高温方向判断プログラムによって高温領域の方向を判断することができ、移動方向は移動方向判断プログラムによって慣性センサー20からの出力によって判断することができるから、駆動制御部62を介して各モーター6の回転を制御し、高温領域の方向へ向かう移動、あるいは、高温領域から離れる方向への移動を実施することができる。無人機1は、高温領域の上空へ向かって移動する。 The drone 1 controls the moving direction of the drone 1 based on the direction of the high temperature region by the moving direction control program. The drone 1 can determine the direction of the high temperature region by the above-described high temperature direction determination program, and the movement direction can be determined by the output from the inertial sensor 20 by the movement direction determination program. Thus, the rotation of each motor 6 can be controlled to move toward the direction of the high temperature region, or to move away from the high temperature region. The drone 1 moves toward the high temperature region.
無人機1のカメラ14の光軸の方向が鉛直下方に設定されている場合、図1の位置P1においては、高温領域はカメラ14で取得する画像の相対的に端部に投影される。無人機1は、画像の端部方向に向かうように、移動方向を制御する。位置P2においては、高温領域はカメラ14で取得する画像データの中央部に投影されるから、無人機1は、高温領域が画像データの中央部に投影されたときに、無人機1が位置P2に到達したと判断することができる。これとは異なり、常にカメラ14で取得した画像データの中央に高温領域が位置するようにジンバル12によってカメラ14の光軸を動的に制御し、光軸が鉛直下方になった場合に、無人機1が位置P2に到達したと判断するようにしてもよい。 When the direction of the optical axis of the camera 14 of the drone 1 is set vertically downward, the high temperature region is projected on the relatively end of the image acquired by the camera 14 at the position P1 in FIG. The drone 1 controls the moving direction so as to be directed toward the edge of the image. At the position P2, the high temperature region is projected onto the central portion of the image data acquired by the camera 14. Therefore, when the high temperature region is projected onto the central portion of the image data, the drone 1 is positioned at the position P2. Can be determined to have reached. Unlike this, when the optical axis of the camera 14 is dynamically controlled by the gimbal 12 so that the high temperature region is always located at the center of the image data acquired by the camera 14, and the optical axis is vertically below, It may be determined that the machine 1 has reached the position P2.
また、無人機1が位置P1から位置P2へ移動する場合、温度センサー22によって検知する温度は、位置P1から位置P2へ向かうに連れて上昇し、位置P2を通り過ぎると低下する。このため、無人機1は、温度が上昇から下降へ転じた位置に基づいて、位置P2を判断することができる。 Further, when the drone 1 moves from the position P1 to the position P2, the temperature detected by the temperature sensor 22 increases as it goes from the position P1 to the position P2, and decreases when it passes the position P2. For this reason, the drone 1 can determine the position P2 based on the position where the temperature has changed from rising to falling.
無人機1は、高温領域の上空の位置P2へ到達すると、温度センサー22が検知する温度に重みをおいて温度を判断しつつ、作業温度範囲内の位置P3まで下降する。無人機1は、作業温度範囲の下限より低い温度である場合には下降を継続し、作業温度範囲の上限以上の温度である場合には、上昇する。許容温度Tmaxは、所定時間において無人機1の機能が損なわれない最高の温度(限界温度)よりも低い温度として規定されており、例えば、所定時間は60秒(s)であり、許容温度Tmaxは摂氏400度(400℃)である。 When the drone 1 reaches a position P2 above the high temperature region, the drone descends to a position P3 within the working temperature range while determining the temperature with a weight on the temperature detected by the temperature sensor 22. The drone 1 continues to descend when the temperature is lower than the lower limit of the work temperature range, and rises when the temperature is equal to or higher than the upper limit of the work temperature range. The allowable temperature Tmax is defined as a temperature lower than the highest temperature (limit temperature) at which the function of the drone 1 is not impaired in a predetermined time. For example, the predetermined time is 60 seconds (s), and the allowable temperature Tmax is Is 400 degrees Celsius (400 ° C.).
作業温度範囲は、許容温度Tmaxから所定温度だけ低い温度である許容低温Tminと許容温度Tmaxとの間の温度領域である。許容低温Tminは、例えば、許容温度Tmaxよりも摂氏30度(30℃)低い温度である。作業温度範囲を温度Sで規定すると、式1:Tmin≦S<Tmaxである。 The working temperature range is a temperature region between an allowable low temperature Tmin that is lower than the allowable temperature Tmax by a predetermined temperature and the allowable temperature Tmax. The allowable low temperature Tmin is, for example, a temperature that is 30 degrees Celsius (30 ° C.) lower than the allowable temperature Tmax. When the working temperature range is defined by the temperature S, Formula 1: Tmin ≦ S <Tmax.
無人機1は、上述の所定時間内において作業温度範囲の位置P3に留まって後述の投下作業を実施し、所定時間を超えると高温領域から離れる方向に移動し、許容低温Tminよりも低い温度の位置に退避するように構成されている。無人機1は、許容低温Tminよりも低い温度の位置に退避して、所定時間(例えば、2分(min))経過すると、再び、作業温度範囲内の位置P3に移動し、投下作業を実施する。 The drone 1 stays at the position P3 of the working temperature range within the above-mentioned predetermined time and performs the below-described dropping operation, and moves beyond the high temperature region when the predetermined time is exceeded, and has a temperature lower than the allowable low temperature Tmin. It is configured to retreat to a position. The drone 1 retreats to a position where the temperature is lower than the allowable low temperature Tmin, and after a predetermined time (for example, 2 minutes (min)), moves to the position P3 within the working temperature range again and performs the dropping operation. To do.
無人機1は、投下プログラムによって、高温領域の上空の位置P3において、消火剤容器200を投下する。具体的には、無人機1は、ワイヤー40を送り出し、消火剤容器200を所定の高度まで降下させると、ワイヤー40の保持を解除し、ワイヤー40と消火剤容器200が接続した状態で消火剤容器200を投下する。 The drone 1 drops the fire extinguisher container 200 at a position P3 above the high temperature region by the dropping program. Specifically, when the drone 1 sends out the wire 40 and lowers the extinguishing agent container 200 to a predetermined altitude, the holding of the wire 40 is released, and the extinguishing agent is connected with the wire 40 and the extinguishing agent container 200 being connected. The container 200 is dropped.
火災現場において、例えば、家屋300の高さH300(図1参照)が10メートル(m)であるとことが無人機1に入力されると、無人機1は、消火剤容器200が高度10メートル(m)まで降下したときに、消火剤容器200を投下する。無人機1は、位置P2の高度、位置P3の高度及び送り出したワイヤー40の長さによって、消火剤容器200が位置する高度を判断することができる。 At the fire site, for example, when the drone 1 is input that the height H300 of the house 300 (see FIG. 1) is 10 meters (m), the drone 1 has an extinguishing agent container 200 at an altitude of 10 meters. When descending to (m), the fire extinguisher container 200 is dropped. The drone 1 can determine the altitude at which the extinguishing agent container 200 is located based on the altitude at the position P2, the altitude at the position P3, and the length of the wire 40 that has been sent out.
以下、無人機1の動作を図8及び図9のフローチャートで説明する。無人機1は、発進すると(図8のステップST1)、無人機1自体の位置を測位し(ステップST2)、目標位置の近傍に到達したと判断すると(ステップST3)、温度を検知し(ステップST4)、高温領域の方向へ移動する(ステップST5)。無人機1は、高温領域の上空に到達すると、所定の高度まで下降し、ワイヤー40を所定の長さまで送り出すと、消火剤容器200を投下し(ステップST6)、所定の位置へ帰還する(ステップST7)。上述の測位は、4つ以上の航法衛星から測位用電波を受信できない場合には、慣性センサー部58が受信する慣性センサー20の出力を利用して行う。ステップST3の目標位置の近傍は、例えば、図1の位置P1である。 Hereinafter, the operation of the drone 1 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 and 9. When the drone 1 starts (step ST1 in FIG. 8), the position of the drone 1 itself is measured (step ST2), and when it is determined that it has reached the vicinity of the target position (step ST3), the temperature is detected (step ST3). ST4), moving in the direction of the high temperature region (step ST5). When the drone 1 reaches above the high temperature region, the drone descends to a predetermined altitude, and when the wire 40 is sent out to a predetermined length, the fire extinguisher container 200 is dropped (step ST6) and returned to a predetermined position (step ST6). ST7). The above positioning is performed using the output of the inertial sensor 20 received by the inertial sensor unit 58 when positioning radio waves cannot be received from four or more navigation satellites. The vicinity of the target position in step ST3 is, for example, the position P1 in FIG.
ステップST5においては、無人機1は、高温領域(最高温度領域)の方向を確認すると(図9のステップST51)、高温領域(最高温度領域)へ向かって移動し(ステップST52)、温度が上昇していれば(ステップST53)、高温領域(最高温度領域)へ接近しているはずであるから、そのまま移動を継続し、高温領域(最高温度領域)の上空に到達したと判断すると(ステップST54)、消火剤容器200の投下作業を実施する。上述のステップST53において、温度が上昇していなければ、高温領域へ接近していないはずであるから、再度、高温領域の方向を確認し(ステップST51)、ステップST52〜ST53を繰り返す。火災現場においては、炎の状況は時々刻々と変化するが、このような制御によって、変化する炎の状況に対応して、高温領域へ接近することができる。 In step ST5, when the direction of the high temperature region (maximum temperature region) is confirmed (step ST51 in FIG. 9), the drone 1 moves toward the high temperature region (maximum temperature region) (step ST52), and the temperature rises. If so (step ST53), it should be approaching the high temperature region (maximum temperature region), so it is determined that it has continued to move and has reached the high temperature region (maximum temperature region) (step ST54). ), The operation of dropping the fire extinguisher container 200 is carried out. In step ST53 described above, if the temperature has not risen, it should not have approached the high temperature region, so the direction of the high temperature region is confirmed again (step ST51), and steps ST52 to ST53 are repeated. At the fire site, the flame situation changes from moment to moment, but by such control, it is possible to approach the high temperature region in response to the changing flame situation.
なお、本実実施形態とは異なり、無人機1は、複数の送り出し装置34、ワイヤー40及び消火剤容器200を備え、複数の高温領域の上空において、消火剤容器200を投下するようにしてもよい。これにより、例えば、図1において、炎Fの火元が複数存在する場合、無人機1は、それぞれの火元に対して、消火剤容器200を投下することができる。 Unlike the present embodiment, the drone 1 includes a plurality of delivery devices 34, wires 40, and a fire extinguisher container 200, and drops the fire extinguisher container 200 over a plurality of high temperature regions. Good. Thereby, for example, in FIG. 1, when there are a plurality of fire sources of the flame F, the drone 1 can drop the fire extinguisher container 200 on each fire source.
<第二の実施形態>
第二実施形態について、第一の実施形態と異なる部分を中心に説明する。第一の実施形態と共通する部分は、説明の一部または全部を省略する。第二の実施形態の無人機1Aは、高層ビルにおける火災の消火作業を行うものとして、以下、説明する。
<Second Embodiment>
The second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. A part or all of the description common to the first embodiment is omitted. The unmanned aerial vehicle 1A of the second embodiment will be described below as performing fire extinguishing work in a high-rise building.
図10において、高層ビル400の中層階において火事が起きている。高層ビル400の外部に炎F及び煙Sが出ている。無人機1Aは、火災現場における高温領域に接近する。無人機1Aは、許容温度Tmaxとの関係で規定される温度範囲(作業温度範囲)の位置まで炎Fに接近し、消火剤Eを火元FCに噴射して、消火作業を実施する。無人機1Aは、高層ビル400にその側面から接近して消火作業を実施する。 In FIG. 10, a fire has occurred on the middle floor of the high-rise building 400. Flame F and smoke S are emitted outside the high-rise building 400. The drone 1A approaches a high temperature area at the fire site. The drone 1A approaches the flame F to a position in a temperature range (working temperature range) defined by the relationship with the allowable temperature Tmax, injects a fire extinguishing agent E into the fire source FC, and performs a fire fighting operation. The drone 1A approaches the high-rise building 400 from its side and performs a fire extinguishing work.
本明細書において、消火作業を実施するときの位置を「作業位置」と呼ぶ。作業位置は、作業温度範囲内の位置である。無人機1Aは、消火剤の噴射による反動X1を算出し、反動X1を相殺するための推力X2(以下、「相殺推力X2」と呼ぶ)を発生させる。これにより、無人機1は、火元と所定距離を維持しつつ、消火作業を実施することができる。 In the present specification, a position when performing a fire extinguishing work is referred to as a “working position”. The work position is a position within the work temperature range. The drone 1A calculates the reaction X1 due to the injection of the fire extinguishing agent, and generates a thrust X2 (hereinafter referred to as “cancellation thrust X2”) for canceling the reaction X1. Thereby, the drone 1 can carry out a fire extinguishing operation while maintaining a predetermined distance from the fire source.
図11に示すように、無人機1Aの筐体2には、アーム4を介して、消火装置16が接続されている。消火装置16は、消火剤を格納する容器部16a、消火剤の噴射のための構成である噴射部16b、及び、噴射口16cを有する。噴射部16bには、ポンプが配置されており、所定範囲の噴射圧力で、消火剤を噴射口16cから噴射することができるようになっている。 As shown in FIG. 11, a fire extinguishing device 16 is connected to the housing 2 of the drone 1 </ b> A via an arm 4. The fire extinguishing device 16 includes a container portion 16a for storing a fire extinguishing agent, an injection portion 16b that is a configuration for injecting the fire extinguishing agent, and an injection port 16c. The injection unit 16b is provided with a pump so that a fire extinguisher can be injected from the injection port 16c with an injection pressure within a predetermined range.
無人機1Aは、消火制御部64(図7参照)によって、消火装置16を制御して、消火剤を所定の噴射圧力で噴射することができる。 The drone 1 </ b> A can control the fire extinguishing device 16 by the fire extinguishing control unit 64 (see FIG. 7) and inject a fire extinguishing agent at a predetermined injection pressure.
無人機1Aの記憶部52(図7参照)には、第一の実施形態とは異なり、投下プログラムは記憶されず、反動算出プログラム、及び、位置維持プログラム、及び、作業実施プログラムが格納されている。CPU50と反動算出プログラムは反動算出手段の一例である。CPU50と位置維持プログラムは位置維持手段の一例である。CPU50と作業実施プログラムは作業実施手段の一例である。 Unlike the first embodiment, the storage unit 52 (see FIG. 7) of the drone 1A does not store the drop program, but stores the reaction calculation program, the position maintenance program, and the work execution program. Yes. The CPU 50 and the reaction calculation program are examples of reaction calculation means. The CPU 50 and the position maintenance program are examples of position maintenance means. The CPU 50 and the work execution program are examples of work execution means.
無人機1Aは、反動算出プログラムによって、消火装置16からの消火剤の噴射による反動X1(図10参照)の大きさを算出する。記憶部52には、消火剤の噴射圧力と反動の大きさとの関連を示す反動関連データが格納されており、無人機1は、反動関連データを参照して、反動を算出する。 The drone 1 </ b> A calculates the magnitude of the reaction X <b> 1 (see FIG. 10) due to the injection of the fire extinguishing agent from the fire extinguishing device 16 by the reaction calculation program. The storage unit 52 stores reaction-related data indicating the relationship between the injection pressure of the extinguishing agent and the magnitude of the reaction, and the drone 1 calculates the reaction with reference to the reaction-related data.
無人機1Aは、位置維持プログラムによって、消火剤の噴射による反動を相殺するための推力を発生させる。具体的には、各モーター6の回転数を調整し、反動と反対方向、すなわち、火元に近接する方向の推力(相殺推力X2)を発生させる。相殺推力X2は、反動と逆方向で、かつ、大きさが実質的に等しい。相殺推力X2によって、消火剤の吐出による反動X1は相殺され、無人機1は位置を維持することができる。 The drone 1A generates a thrust for canceling the reaction caused by the injection of the extinguishing agent by the position maintenance program. Specifically, the number of rotations of each motor 6 is adjusted to generate a thrust (cancelling thrust X2) in the direction opposite to the reaction, that is, the direction close to the fire source. The canceling thrust X2 is in the opposite direction to the reaction and is substantially equal in magnitude. By the canceling thrust X2, the reaction X1 due to the discharge of the fire extinguishing agent is canceled, and the drone 1 can maintain the position.
無人機1Aは、作業実施プログラムによって、作業位置において、消火作業を実施する。無人機1Aは、作業位置において、火元に向けて、消火剤を噴射する。高温領域が炎F(図10参照)であるとすれば、火元FCは、炎Fの下部である。カメラ14の画像データによって、炎Fの下部を認識することができる。 The drone 1A performs fire extinguishing work at the work position according to the work execution program. The drone 1A injects a fire extinguishing agent toward the fire source at the work position. If the high temperature region is the flame F (see FIG. 10), the fire source FC is the lower part of the flame F. The lower part of the flame F can be recognized by the image data of the camera 14.
以下、無人機1Aの動作を図12及び図13のフローチャートで説明する。
図12のステップST1〜ST5は、第一の実施形態と同様であるから、説明を省略する。無人機1Aは、高温領域(最高温度領域)の方向へ移動すると(ステップST5)。無人機1Aは、消火作業を実施し(ステップST8)、目標を達成したと判断すると(ステップST9)、消火作業を停止し(ステップST10)、所定の位置へ帰還する(ステップST11)。無人機1Aは、例えば、カメラ14の画像データによって認識する温度が低下した場合、または、温度センサー22によって検知する温度が低下した場合に、消火という目的が達成したと判断する。
Hereinafter, the operation of the drone 1A will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
Steps ST1 to ST5 in FIG. 12 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. When the drone 1A moves in the direction of the high temperature region (maximum temperature region) (step ST5). The drone 1A performs the fire extinguishing work (step ST8), determines that the target has been achieved (step ST9), stops the fire extinguishing work (step ST10), and returns to a predetermined position (step ST11). The drone 1A determines that the purpose of fire extinguishing has been achieved, for example, when the temperature recognized by the image data of the camera 14 decreases or when the temperature detected by the temperature sensor 22 decreases.
ステップST8においては、無人機1Aは、消火剤の噴射による反動を算出し(図13のステップST81)、消火剤を噴射すると同時に火元に向かう推力(図10の相殺推力X2)を発生させて、反動X1(図10参照)を相殺する(ステップST82)。無人機1Aは、許容温度Tmax以上であると判断すると(ステップST83)、高温領域とは反対方向へ移動する(ステップST84、ステップST85)。炎の状況は時々刻々と変化するが、このような制御によって、変化する炎の状況に対応して、高温領域と所定の距離を維持しつつ、消火作業を実施することができる。 In step ST8, the drone 1A calculates a reaction caused by the injection of the extinguishing agent (step ST81 in FIG. 13), and at the same time as injecting the extinguishing agent, generates a thrust (cancelling thrust X2 in FIG. 10) toward the fire source. The reaction X1 (see FIG. 10) is canceled (step ST82). If it is determined that the drone 1A is equal to or higher than the allowable temperature Tmax (step ST83), the drone 1A moves in the direction opposite to the high temperature region (step ST84, step ST85). Although the flame condition changes from moment to moment, such control makes it possible to perform a fire extinguishing operation while maintaining a predetermined distance from the high temperature region in accordance with the changing flame situation.
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1,1A 無人飛行装置(無人機)
14 カメラ(赤外線カメラ)
20 慣性センサー
22 温度センサー
50 CPU
52 記憶部
54 無線通信部
56 衛星測位部
58 慣性センサー部
60 温度認識部
62 駆動制御部
64 消火制御部
70 電源部
1,1A Unmanned Flight Equipment (Drone)
14 Camera (Infrared camera)
20 Inertial sensor 22 Temperature sensor 50 CPU
52 storage unit 54 wireless communication unit 56 satellite positioning unit 58 inertial sensor unit 60 temperature recognition unit 62 drive control unit 64 fire extinguishing control unit 70 power supply unit
Claims (8)
前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段と、
火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段と、
前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段と、
を有する無人飛行装置。 An unmanned flying device capable of autonomous flight,
A moving direction determining means for determining a moving direction of the unmanned flight apparatus;
High temperature direction judging means for judging the direction of the high temperature area of the fire,
A moving direction control means for controlling the moving direction of the unmanned flight apparatus based on the direction of the high temperature region recognized by the high temperature direction determining means;
Unmanned flight equipment with.
請求項1に記載の無人飛行装置。 The high temperature direction determining means is configured to determine the direction of the high temperature region based on direct data indicating the temperature of the fire site itself and / or indirect data indicating the temperature in the vicinity of the unmanned flight apparatus. Yes,
The unmanned flight apparatus according to claim 1.
前記間接データは、温度センサーの出力であり、
前記移動方向判断手段は、慣性センサーからの出力に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を判断するように構成されている、
請求項2に記載の無人飛行装置。 The direct data is image data acquired by an infrared camera (infrared thermography),
The indirect data is an output of a temperature sensor;
The moving direction determining means is configured to determine a moving direction of the unmanned flight device based on an output from an inertial sensor.
The unmanned flight apparatus according to claim 2.
前記許容温度以上の温度を認識した場合には、前記無人飛行装置を前記高温領域と反対方向に移動させる、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の無人飛行装置。 The moving direction control means brings the unmanned flying device closer to the high temperature region up to a position of a working temperature range defined by a predetermined allowable temperature,
When recognizing a temperature equal to or higher than the allowable temperature, the unmanned flight device is moved in a direction opposite to the high temperature region,
The unmanned flight apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記物質の噴射による反動を算出する反動算出手段と、
前記反動に基づいて、前記無人飛行装置の駆動手段を制御し、現在位置を維持する位置維持手段と、
を有する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の無人飛行装置。 A fire-extinguishing substance injection means for injecting a fire-extinguishing substance;
Reaction calculation means for calculating reaction caused by the injection of the substance;
Based on the reaction, the position maintaining means for controlling the driving means of the unmanned flight apparatus and maintaining the current position;
The unmanned flight apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
消火剤を格納した消火剤容器を投下する投下手段を有する、
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の無人飛行装置。 The movement direction control means moves as the weight of the direct data and the indirect data up to the high temperature area by increasing the direct data weight, and when reaching the high temperature area, Descend with a heavy weight,
Having a dropping means for dropping a fire extinguisher container containing a fire extinguisher;
The unmanned flight apparatus according to any one of claims 2 to 4.
前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断ステップと、
火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断ステップと、
前記高温領域に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御ステップと、
を実行する無人飛行方法。 An unmanned aerial vehicle capable of autonomous flight
A moving direction determining step for determining a moving direction of the unmanned flight apparatus;
A high temperature direction determining step for determining the direction of the high temperature area of the fire;
A moving direction control step for controlling the moving direction of the unmanned flight apparatus based on the high temperature region;
Perform unmanned flight way.
前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段、
火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段、及び、
前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段、
として機能させるための無人飛行プログラム。
A computer that controls an unmanned aerial vehicle capable of autonomous flight,
A moving direction determining means for determining a moving direction of the unmanned flight apparatus;
High temperature direction judging means for judging the direction of the high temperature area of the fire, and
A movement direction control means for controlling the movement direction of the unmanned flight apparatus based on the direction of the high temperature region recognized by the high temperature direction determination means;
Unmanned flight program to function as.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018076144A JP2019185433A (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Unmanned flight apparatus, unmanned flight method and unmanned flight program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018076144A JP2019185433A (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Unmanned flight apparatus, unmanned flight method and unmanned flight program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019185433A true JP2019185433A (en) | 2019-10-24 |
Family
ID=68341347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018076144A Pending JP2019185433A (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Unmanned flight apparatus, unmanned flight method and unmanned flight program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019185433A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111483595A (en) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 西安羚控电子科技有限公司 | Modular autorotation rotor high-precision air-drop system and air-drop method thereof |
WO2022000525A1 (en) * | 2020-06-28 | 2022-01-06 | 深圳高度创新技术有限公司 | Fire-fighting unmanned aerial vehicle cable traction device |
CN115191422A (en) * | 2022-07-07 | 2022-10-18 | 徐爱春 | Portable equipment for expelling wild brown bears in spraying mode in field environment |
-
2018
- 2018-04-11 JP JP2018076144A patent/JP2019185433A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111483595A (en) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 西安羚控电子科技有限公司 | Modular autorotation rotor high-precision air-drop system and air-drop method thereof |
WO2022000525A1 (en) * | 2020-06-28 | 2022-01-06 | 深圳高度创新技术有限公司 | Fire-fighting unmanned aerial vehicle cable traction device |
CN115191422A (en) * | 2022-07-07 | 2022-10-18 | 徐爱春 | Portable equipment for expelling wild brown bears in spraying mode in field environment |
CN115191422B (en) * | 2022-07-07 | 2023-09-01 | 徐爱春 | Portable equipment for adopting spray type driving off of wild brown bear in field environment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7478474B2 (en) | System and method for stabilizing suspended load | |
US11294397B2 (en) | Control systems for unmanned aerial vehicles | |
US11209836B1 (en) | Long line loiter apparatus, system, and method | |
EP3999463B1 (en) | Hoist and deployable equipment apparatus, system, and method | |
JP6802036B2 (en) | Retention device for unmanned floats, unmanned floats, fire extinguisher replacement / loading devices and automatic fire extinguishing systems | |
EP3544895B1 (en) | Landing and payload loading structures | |
CN106054903B (en) | A kind of adaptive landing method of multi-rotor unmanned aerial vehicle and system | |
JP2019185433A (en) | Unmanned flight apparatus, unmanned flight method and unmanned flight program | |
JP6835871B2 (en) | Flight control methods, unmanned aerial vehicles, flight systems, programs, and recording media | |
US20220135378A1 (en) | Hoist and deployable equipment apparatus, system, and method | |
EP3586212A1 (en) | Control systems for unmanned aerial vehicles | |
US12014641B2 (en) | Agricultural drone having improved foolproof | |
US20220080237A1 (en) | An Apparatus and Method for Firefighting | |
JP6749693B2 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
JP2019131068A (en) | Unmanned delivery device, method and program therefor | |
CN212332970U (en) | Unmanned aerial vehicle machine carries fire extinguishing bomb device, fire control unmanned aerial vehicle | |
KR20240011797A (en) | Long line loiter apparatus, system and method | |
JP2018090096A (en) | Unmanned jetting device, jetting method and jetting program | |
JP2022165434A (en) | Fire extinguishing method using flying body | |
GB2559185A (en) | Surveillance apparatus | |
US20230367335A1 (en) | Autonomous mobile apparatus, flying system, control method, and program | |
WO2022243603A1 (en) | Target acquisition system for an unmanned air vehicle | |
JPWO2019235585A1 (en) | Drug discharge control system, its control method, and control program | |
WO2022243604A2 (en) | Target acquisition system for an unmanned air vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20200702 |