JP2020013465A

JP2020013465A - Wall trace type flight control system for multicopter

Info

Publication number: JP2020013465A
Application number: JP2018136804A
Authority: JP
Inventors: 史章竹田; Fumiaki Takeda; 尊俊向田; Takatoshi Mukoda
Original assignee: Technos Mihara Co Ltd
Current assignee: Technos Mihara Co Ltd
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: JP6628373B1

Abstract

To provide a wall-trace type flight control system like a multicopter capable of flying stably even in an environment surrounded by iron plates such as a hold.SOLUTION: This wall--trace type flight control system is designed for a multicopter 1 that allows the multicopter 1 to fly along the wall surface while keeping a constant distance from the wall surface. The multicopter 1 includes: a laser beam sensor 3A that measures a distance to a wall surface in a local area, an ultrasonic sensor 3B that detects a distance to a wall surface in a wide area, and a controller 11 that receives signals from the laser beam sensor 3A and the ultrasonic sensor 3B and controls the flight of the multicopter 1 so that the multicopter 1 does not collide against the wall surface. The controller 11 keeps a constant distance from the wall surface based on the signal from the laser beam sensor 3A, while avoiding collision due to the multicopter's approaching the wall surface, based on the signal from the ultrasonic sensor 3B.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、マルチコプターを壁面に衝突させることなく、前記壁面に沿って飛行させる、マルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムに関する。 The present invention relates to a wall tracing type flight control system for a multicopter, which allows a multicopter to fly along a wall without colliding with the wall.

近年、マルチコプター（ドローン）は個人の利用のみならず多くのビジネスに利用されている。一般に、既存のマルチコプターは、その飛行制御の容易さを実現するため、地磁気センサによる姿勢制御と、ＧＰＳによる位置確認とを行っている。 In recent years, multicopters (drones) have been used for many businesses as well as for personal use. In general, existing multicopters perform attitude control by a geomagnetic sensor and position confirmation by GPS in order to realize easy flight control.

ところで、船舶業界において、船倉の不具合箇所を確認する船倉点検作業は、船倉の壁面（鉄板）に沿ってやぐらを組み立て、その船倉内での仮設足場及び高所作業車上を点検する人が移動しながら、不具合のある箇所を直接に目視で確認し、その後に不具合箇所の修理を行うという方法が主流となっている。このような人手による点検作業では、船倉内での仮設足場及び高所作業車を組んで行う必要があるので、不具合のある箇所を確認するまでに多くの時間を要するし、点検作業は船倉内での仮設足場及び高所作業車上を移動しながら行うので、リスクが伴う。 By the way, in the marine industry, the cargo hold inspection work to check for trouble spots in the hold is performed by assembling a scaffold along the wall surface (iron plate) of the hold, and a person who inspects the temporary scaffolding and aerial work platform in the hold moves. Meanwhile, a method of directly confirming a defective portion by visual observation and then repairing the defective portion has become mainstream. In such a manual inspection, it is necessary to assemble a temporary scaffold and an aerial work platform in the hold, so it takes a lot of time to check for defective parts. This involves risks while moving on temporary scaffolds and aerial work vehicles.

そこで、このような不具合箇所の確認を、検査者が直接目視で行うのではなく、マルチコプターに搭載した撮像カメラにより取得した画像で行うようにすれば、時間やリスクを大幅に削減できることに着想し、マルチコプターに搭載した撮像カメラを用いて船倉の壁面を撮像し、その後、撮像画像による目視検査を行うことが試みられている。 Therefore, the idea is that if the inspector does not check such defective parts directly by visual inspection, but by using images acquired by the imaging camera mounted on the multicopter, time and risk can be significantly reduced. Attempts have been made to image the wall surface of the hold using an imaging camera mounted on a multicopter, and then to perform a visual inspection using the captured image.

また、マルチコプターに、飛行制御に必要な各種センサを設けることは知られている（例えば、特許文献１参照）。つまり、現在位置情報を取得する位置決めセンサとして、ＧＰＳ，ＩＭＵ（Inertial measurement Unit 慣性測定ユニット）及び高度計の少なくとも一種を含み、高度センサとして、気圧高度計、赤外線測距センサ、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザー測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも一種を含む。 It is also known to provide various sensors necessary for flight control in a multicopter (for example, see Patent Document 1). That is, the positioning sensor for acquiring the current position information includes at least one of a GPS, an IMU (Inertial measurement Unit) and an altimeter, and the altitude sensor includes a barometric altimeter, an infrared ranging sensor, an ultrasonic ranging sensor, and a visual sensor. It includes at least one of a ranging sensor, a laser ranging sensor, and a radar ranging sensor.

また、壁面の情報を取得する壁面識別センサとして、壁面距離センサ、壁面累型センサ、及び禁止標識識別センサの少なくとも１種を含み、壁面との距離を測定する壁面距離センサとして、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザー測距センサ、赤外線測距センサ及びレーダー測距センサの少なくとも一種を含み、壁面の類型を識別する壁面類型センサとして、超音波センサ、レーザービームセンサ、及び視覚センサの少なくとも１種を含む、とされている。 In addition, as a wall surface identification sensor for acquiring information on a wall surface, at least one of a wall surface distance sensor, a wall accumulation type sensor, and a prohibited sign identification sensor is included. Sensor, visual ranging sensor, laser ranging sensor, including at least one of infrared ranging sensor and radar ranging sensor, as a wall type sensor to identify the type of wall, ultrasonic sensor, laser beam sensor, and visual sensor It is said to contain at least one kind.

特表２０１７−５２９９０３号公報JP-T-2017-529903

しかしながら、従来のマルチコプターを用いて船倉の不具合箇所を確認する作業を行おうとしても、安定して飛行することは困難である。つまり、船倉などの鉄板で囲まれた環境下では、地磁気センサ（姿勢制御）やＧＰＳ（現在位置把握）を利用する従来のマルチコプターでは安定した飛行を行うことが困難である。 However, it is difficult to fly in a stable manner even if an attempt is made to confirm a trouble spot in the hold using a conventional multicopter. That is, in an environment surrounded by an iron plate such as a hold, it is difficult to perform a stable flight with a conventional multicopter using a geomagnetic sensor (attitude control) or GPS (current position grasp).

本発明は、レーザービームセンサと超音波センサとを組み合わせて用いることで、船倉などの鉄板による壁面で囲まれた環境下でも安定して飛行することができるマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムを提供することを目的とする。 The present invention uses a laser beam sensor and an ultrasonic sensor in combination to provide a multi-copter capable of flying stably even in an environment surrounded by a steel plate wall, such as a hold, and the like. It is intended to provide a control system.

本発明に係る一の態様のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムは、飛行手段を有するマルチコプターを壁面から一定距離を保持し、壁面に沿って飛行させるマルチコプターの飛行制御システムであって、前記マルチコプターは、局所域で前記壁面までの距離を測定するレーザービームセンサと、広域で前記壁面までの距離を測定する超音波センサと、前記レーザービームセンサ及び超音波センサからの信号を受けて、前記飛行手段を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記レーザービームセンサからの信号を受けて、前記壁面までの距離が第１の設定距離以上であるか否かを判定する第１判定手段と、前記超音波センサからの信号を受けて、前記壁面までの距離が前記第１の設定距離より小さい第２の設定距離以下であるか否かを判定する第２判定手段と、前記第１及び第２判定手段よりの信号を受けて、前記壁面までの距離が前記第１の設定距離以上である場合は前記マルチコプターが壁面に近づく方向に移動させ、前記壁面までの距離が前記第２の設置距離以下である場合は前記マルチコプターが前記壁面から離れる方向に移動させるように、前記飛行手段を制御する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。 A wall trace type flight control system for a multicopter according to one aspect of the present invention is a multicopter flight control system that holds a multicopter having a flight means at a fixed distance from a wall surface and flies along the wall surface. The multicopter includes a laser beam sensor that measures a distance to the wall surface in a local area, an ultrasonic sensor that measures a distance to the wall surface in a wide area, and signals from the laser beam sensor and the ultrasonic sensor. Receiving the signal from the laser beam sensor, the controller determines whether the distance to the wall is equal to or greater than a first set distance. Receiving a signal from the ultrasonic sensor, the distance to the wall surface being smaller than the first set distance A second determining means for determining whether or not the distance is equal to or less than a second set distance; and receiving a signal from the first and second determining means, wherein a distance to the wall surface is equal to or more than the first set distance. Controls the flying means so that the multicopter moves in a direction approaching a wall surface, and when the distance to the wall surface is equal to or less than the second installation distance, the multicopter moves in a direction away from the wall surface. And flight control means.

このようにすれば、レーザービームセンサと超音波センサとを組み合わせて用いることで、船倉などの鉄板で囲まれた環境下でも、周囲の壁面と衝突することなく、安定して飛行することができる。 With this configuration, by using the laser beam sensor and the ultrasonic sensor in combination, it is possible to fly stably without colliding with the surrounding wall surface even in an environment surrounded by an iron plate such as a hold. .

ここで、レーザービームセンサは、壁面や対地距離を局所的に計測可能である。このレーザービームセンサを壁面までの距離検知センサとして用いることで、マルチコプターが壁面から一定の距離を維持して飛行するよう制御することが可能となる。また、超音波センサは検知距離は短いが広域検知が可能であり、入り組んだ壁面から一定の距離を計測し、マルチコプターの壁面への衝突防止を担う。この２つを使うことで、地磁気による姿勢制御を行わなくても、安定飛行が可能となる。 Here, the laser beam sensor can locally measure a wall surface and a distance to the ground. By using this laser beam sensor as a distance detection sensor to the wall surface, it is possible to control the multicopter to fly while maintaining a certain distance from the wall surface. The ultrasonic sensor has a short detection distance but can detect a wide area, measures a certain distance from a complicated wall, and prevents collision with the wall of the multicopter. By using these two, stable flight is possible without performing attitude control by geomagnetism.

また、このマルチコプターの飛行制御システムは、前記飛行制御手段が、前記マルチコプターを前記壁面に近づく方向に、あるいは、前記壁面から離れる方向に移動させる場合、前記マルチコプターを一定距離ずつ移動させることが望ましい。 In addition, the flight control system of the multicopter, when the flight control means moves the multicopter in a direction approaching the wall surface or in a direction away from the wall surface, moves the multicopter by a predetermined distance. Is desirable.

このようにすれば、マルチコプターを一定距離ずつ、例えば小刻みに移動させることで、移動のための飛行が安定する。 In this way, by moving the multicopter by a fixed distance, for example, in small increments, the flight for the movement is stabilized.

また、このマルチコプターの飛行制御システムは、前記第２判定手段或いは操作者が、測定している前記壁面の隣の壁面に近づいたことも判定するものであり、前記飛行制御手段が、前記第２判定手段が前記隣の壁面に近づいたことを判定した場合或いは操作者が判定した場合、前記レーザービームセンサと前記超音波センサとが前記隣の壁面までの距離を測定するように、前記飛行手段を制御して、前記マルチコプターを旋回させるものである。 The multicopter flight control system also determines that the second determination unit or the operator has approached a wall next to the wall surface being measured. (2) When the determination unit determines that the vehicle is approaching the adjacent wall surface or when the operator determines, the flight is performed so that the laser beam sensor and the ultrasonic sensor measure a distance to the adjacent wall surface. Controlling the means to rotate the multicopter.

このようにすれば、現在測定している壁面から隣の壁面への切り替えがスムーズに行われる。 This makes it possible to smoothly switch from the wall surface currently being measured to the next wall surface.

また、このマルチコプターの飛行制御システムは、前記第２判定手段が、測定している前記壁面の隣の壁面に近づいたことも判定するものであり、前記マルチコプターが、前記レーザービームセンサと前記超音波センサとが２つ１組で複数組が搭載され、前記飛行制御手段が、前記第２判定手段が前記隣の壁面に近づいたことを判定した場合には、前記複数組のうち、前記隣の壁面に対向している組の前記レーザービームセンサと前記超音波センサとによる制御に切り替えるものである。 Further, in this multicopter flight control system, the second determination means also determines that the vehicle has approached a wall next to the wall being measured, and the multicopter has the laser beam sensor and the laser beam sensor. When a plurality of sets of ultrasonic sensors and two sets are mounted, and the flight control means determines that the second determination means has approached the adjacent wall surface, the plurality of sets are included in the plurality of sets. The control is switched to the control by the set of the laser beam sensor and the ultrasonic sensor facing the adjacent wall surface.

このようにすれば、レーザービームセンサと超音波センサとの切り替えがスムーズに行われ、壁面への衝突が回避される。 In this way, switching between the laser beam sensor and the ultrasonic sensor is performed smoothly, and collision with the wall surface is avoided.

また、このマルチコプターの飛行制御システムは、前記壁面が船倉の壁面であり、前記マルチコプターが、前記壁面を撮像し、撮像した前記壁面の画像を送信する送信部を有する撮像手段が搭載され、さらに、前記撮像手段の送信部からの信号を受信する受信部と、前記受信部に連係され前記撮像手段によって撮像した壁面の画像を表示する表示手段とを有する。 Further, the multicopter flight control system, the wall surface is the wall surface of the hold, the multicopter is mounted with imaging means having a transmission unit for imaging the wall surface, and transmitting the captured image of the wall surface, The image processing apparatus further includes a receiving unit that receives a signal from a transmitting unit of the imaging unit, and a display unit that is linked to the receiving unit and displays an image of a wall surface captured by the imaging unit.

このようにすれば、マルチコプターに搭載される撮像手段によって撮像された画像を、表示手段を通じて見ることで、船倉内での仮設足場を組んだり高所作業車を利用したりすることなく、船倉の壁面の点検を目視により行うことができる。 According to this configuration, the image captured by the imaging unit mounted on the multicopter is viewed through the display unit, so that the temporary holding scaffold in the hold and the use of the aerial work vehicle are not required. Inspection of the wall surface can be performed visually.

また、このマルチコプターの飛行制御システムは、前記第２判定手段は、測定している前記壁面の上下の壁面までの距離を判定するものであり、前記飛行制御手段は、前記第２判定手段からの信号に基づき、前記上の壁面或いは下の壁面から一定距離となるように前記飛行手段を制御するものである。 In the multicopter flight control system, the second determination means determines a distance to upper and lower wall surfaces of the wall surface being measured, and the flight control means The flight means is controlled so as to be at a fixed distance from the upper wall surface or the lower wall surface based on the above signal.

このようにすれば、上の壁面或いは下の壁面から一定距離を維持するように飛行制御することで、マルチコプターを、壁面との衝突を気にすることなく、壁面に沿って飛行させることができる。よって、闇中でも、壁面に沿ってある程度の自立飛行ができる。 In this way, by controlling the flight so as to maintain a certain distance from the upper wall or the lower wall, the multicopter can fly along the wall without worrying about collision with the wall. it can. Therefore, even in the dark, it is possible to fly to some extent along the wall surface.

本発明は、レーザービームセンサと超音波センサとを組み合わせて用いることで、船倉などの鉄板による壁面で囲まれた環境下でも、周囲の壁面と衝突することなく、マルチコプターを安定して飛行させることができる。 The present invention uses a combination of a laser beam sensor and an ultrasonic sensor to stably fly a multicopter without colliding with a surrounding wall, even in an environment surrounded by a steel plate wall such as a hold. be able to.

本発明に係るマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムの全体構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing the whole wall trace type flight control system for a multicopter according to the present invention. 壁面までの距離、下面までの距離を測定する原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of measuring the distance to a wall surface and the distance to a lower surface. 制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system. 制御の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of control. （ａ）（ｂ）はそれぞれマルチコプターの動きの説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of the movement of a multicopter, respectively. １つの壁面から隣の壁面に、壁面までの距離を測定するセンサの切り替えの説明図である。It is explanatory drawing of switching of the sensor which measures the distance from one wall surface to the adjacent wall surface. 自動旋回の場合における制御の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of control in the case of an automatic turning. マニュアル旋回の場合における制御の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of control in the case of a manual turning. 複数の測距ユニットを有する場合における、壁面までの距離を測定するセンサの切り替えの説明図である。It is explanatory drawing of switching of the sensor which measures the distance to a wall surface when it has several ranging units. センサユニット切り替えの制御の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of control of sensor unit switching.

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
図１は、本発明に係るマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムの全体構成を示す説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a wall trace type flight control system for a multicopter according to the present invention.

図１に示すように、マルチコプター１は、ブロック状の本体１Ａから四方にアーム部１Ｂが延び、これらアーム１Ｂ部の先端に、飛行するためにプロペラ１Ｃａを回転させる駆動部１Ｃ（飛行手段）が設けられている。また、着陸したときに、着地するための脚部１Ｄも備える。 As shown in FIG. 1, in the multicopter 1, an arm 1B extends in four directions from a block-shaped main body 1A, and a driving unit 1C (flight means) for rotating a propeller 1Ca for flying at the tip of these arms 1B. Is provided. In addition, a foot 1D for landing when landing is provided.

本体１Ａの下側には、センサユニット２が設けられ、センサユニット２は、局所域で壁面Ｓまでの距離を測定するレーザービームセンサ３Ａ及びレーザービームセンサ３Ａと検知方向が同一で広域で壁面Ｓまでの距離を測定する超音波センサ３Ｂを備える壁面トレースセンサユニット３、対地距離を測定する気圧センサ４とを備える。本体１Ａの上側には、壁面Ｓの性状を撮像するためのオートフォーカス式の撮像カメラ５も設けられている。 A sensor unit 2 is provided below the main body 1A. The sensor unit 2 has a laser beam sensor 3A that measures the distance to the wall surface S in a local area and a wall surface S in a wide area that has the same detection direction as the laser beam sensor 3A. A wall surface trace sensor unit 3 including an ultrasonic sensor 3B for measuring a distance to the ground, and a pressure sensor 4 for measuring a distance to the ground are provided. On the upper side of the main body 1A, an autofocus type imaging camera 5 for imaging the property of the wall surface S is also provided.

マルチコプター１（本体１Ａ）は、レーザービームセンサ３Ａ及び超音波センサ３Ｂからの信号に基づき、壁面に沿って飛行する壁面トレース飛行を行うために、対壁面方向の制御を行うコントローラ１１も備えている。 The multicopter 1 (main body 1A) also includes a controller 11 that controls the direction of the wall surface to perform a wall surface trace flight based on signals from the laser beam sensor 3A and the ultrasonic sensor 3B so as to fly along the wall surface. I have.

そして、図２に示すように、壁面トレースセンサユニット３は、レーザービームセンサ３Ａにて局所域で壁面までの距離(測定範囲：２ｍ〜４０ｍ）を検知するとともに、超音波センサ３Ｂにて広域で壁面までの距離(測定範囲：近距離５０ｃｍ程度）を検知するようになっている。これにより、超音波センサ３Ｂからの信号に基づき壁面Ｆに凹部Ｆａがないかどうかを検知することができるので、凹部Ｆａがあることによってマルチコプター１が壁面Ｆに接近しすぎるおそれがあると判断して、壁面Ｆとの衝突を事前に回避することができる。 Then, as shown in FIG. 2, the wall surface trace sensor unit 3 detects the distance (measurement range: 2 m to 40 m) to the wall surface in the local area with the laser beam sensor 3A, and also detects the distance with the ultrasonic sensor 3B in a wide area. The distance to the wall surface (measurement range: short distance of about 50 cm) is detected. Thus, it is possible to detect whether or not the wall surface F has the concave portion Fa based on the signal from the ultrasonic sensor 3B. Therefore, it is determined that the presence of the concave portion Fa may cause the multicopter 1 to approach the wall surface F too much. Thus, collision with the wall surface F can be avoided in advance.

対壁面方向以外の飛行は、送信部６Ａを備える操縦器６の手動操作にて実施される。操縦器６には、上下方向の移動（飛行）のための操作レバー６Ａと、左右方向の移動のための操作レバー６Ｂとを有し、これらレバー６Ａ，６Ｂの操作により、送信部６Ｃを通じて、マルチコプター１の受信器７に信号を送り、コントローラ１１を通じてマルチコプター１の上下方向及び左右方向についての飛行制御を行うようになっている。 The flight other than the direction to the wall surface is performed by manual operation of the pilot 6 provided with the transmission unit 6A. The controller 6 has an operation lever 6A for vertical movement (flight) and an operation lever 6B for left and right movement, and by operating these levers 6A and 6B, the transmission unit 6C A signal is sent to the receiver 7 of the multicopter 1, and flight control in the vertical and horizontal directions of the multicopter 1 is performed through the controller 11.

マルチコプター１に搭載されるコントローラ１１は、図３に示すように、レーザービームセンサ３Ａからの信号を受け、対向する壁面Ｆ（検査対象となっている壁面）までの距離が第１設定距離Ｌ１（例えば２．５ｍ）以上であるか否かを判定する第１判定手段１１Ａと、超音波センサ３Ｂからの信号を受け壁面Ｆまでの距離が前記第１設定距離Ｌ１より小さい第２設定距離Ｌ２（例えば５０ｃｍ）以下であるか否かを判定する第２判定手段１１Ｂとを備える。 As shown in FIG. 3, the controller 11 mounted on the multicopter 1 receives a signal from the laser beam sensor 3A, and sets a distance to a facing wall F (a wall to be inspected) as a first set distance L1. (For example, 2.5 m) or more, and a second set distance L2 that receives a signal from the ultrasonic sensor 3B and determines that the distance to the wall F is smaller than the first set distance L1. (For example, 50 cm) or less.

さらに、コントローラ１１は、第１及び第２判定手段１１Ａ，１１Ｂよりの信号を受け、第１判定手段１１Ａによって壁面Ｆまでの距離が第１設定距離Ｌ１以上であると判定された場合にはマルチコプター１が壁面Ｆに近づく方向に、また、第２判定手段１１Ｂによって壁面Ｆまでの距離が第２設置距離Ｌ２以下であると判定された場合にはマルチコプター１が壁面Ｆから離れる方向に、マルチコプター１が移動するように４つの駆動部１Ｃ（飛行手段）を駆動制御する飛行制御手段１１Ｃを備える。なお、飛行制御手段１１Ｃは、回転速度制御回路１２を介して各駆動部１Ｃのプロペラ１Ｃａの回転速度や回転方向を制御する。 Further, the controller 11 receives signals from the first and second determining means 11A and 11B, and when the first determining means 11A determines that the distance to the wall surface F is equal to or more than the first set distance L1, the controller 11 determines whether or not the controller 11 has a multi-function. In the direction in which the copter 1 approaches the wall surface F, and in the direction in which the multicopter 1 separates from the wall surface F when the distance to the wall surface F is determined by the second determination means 11B to be equal to or less than the second installation distance L2, A flight control unit 11C is provided to drive and control the four driving units 1C (flying units) so that the multicopter 1 moves. The flight control unit 11C controls the rotation speed and the rotation direction of the propeller 1Ca of each drive unit 1C via the rotation speed control circuit 12.

第１判定手段１１Ａによって、マルチコプター１が壁面から第１設定距離Ｌ１以上離れていると判定される場合には、飛行制御手段１１Ｃは、例えば、第１設定距離Ｌ１と現在の壁面までの距離との差分を線形補間して、壁面までの距離が徐々に２．５ｍに近づくようにマルチコプター１を、壁面Ｆに近づく方向に小刻みに移動（飛行）させ、壁面までの距離が第１設定距離Ｌ１以下になるように制御する。つまり、マルチコプター１が、第１設定距離Ｌ１以上壁面から離れないように監視する。 When the first determination unit 11A determines that the multicopter 1 is separated from the wall surface by the first set distance L1 or more, the flight control unit 11C determines, for example, the distance between the first set distance L1 and the current wall surface. Is linearly interpolated, and the multicopter 1 is gradually moved (flighted) in a direction approaching the wall F so that the distance to the wall gradually approaches 2.5 m, and the distance to the wall is set to the first setting. Control is performed so as to be less than or equal to the distance L1. That is, monitoring is performed so that the multicopter 1 does not separate from the wall surface by the first set distance L1 or more.

ここで、第１設定距離Ｌ１は、撮像カメラ５の撮像距離に対応する距離で、撮像できるようにするためにマルチコプター１が壁面から離れないように監視する。レーザ−ビームセンサ３Ａは、測定距離は最大で４０ｍで、センチ単位での計測が可能である。 Here, the first set distance L1 is a distance corresponding to the imaging distance of the imaging camera 5, and the multicopter 1 is monitored so as not to be separated from the wall surface so that imaging can be performed. The laser-beam sensor 3A has a maximum measurement distance of 40 m and can measure in centimeters.

一方、第２判定手段１１Ｂは、壁面までの距離が第２設定距離Ｌ２以下になるまで接近していると判定される場合には、飛行制御手段１１Ｃは、壁面までの距離が第２設定距離Ｌ２以上になるように制御する。これにより、壁面との衝突が回避される。超音波センサ４は、広域で壁面Ｆの凹部Ｆａを検知することができるので、凹部Ｆａの存在でマルチコプター１が壁面Ｆに接近して、壁面Ｆに衝突するのを防止することができる。測定距離は最大で５０ｃｍで、センチ単位での計測可能である。 On the other hand, when the second determination unit 11B determines that the distance to the wall surface is close to the second set distance L2 or less, the flight control unit 11C determines that the distance to the wall surface is the second set distance. Control is performed so as to be L2 or more. Thereby, collision with a wall surface is avoided. Since the ultrasonic sensor 4 can detect the concave portion Fa of the wall surface F in a wide area, the presence of the concave portion Fa can prevent the multicopter 1 from approaching the wall surface F and colliding with the wall surface F. The measurement distance is a maximum of 50 cm, and can be measured in centimeters.

また、対地距離を測定する気圧センサ４を備えるので、図２に示すように、目標高さを維持して飛行する気圧モードで飛行することで、マルチコプター１が目標高さを維持するように安定飛行させながら、壁面トレース飛行を実現することができる。 In addition, since the air conditioner includes the pressure sensor 4 for measuring the distance to the ground, as shown in FIG. 2, the multicopter 1 maintains the target height by flying in the pressure mode of flying while maintaining the target height. The wall trace flight can be realized while making the flight stable.

また、撮像カメラ５によって撮像された壁面Ｆの画像は、送信部５ａを通じて、表示手段１３の受信器１４に送信され、表示手段１３の表示部にリアルタイムで表示される。この表示される壁面Ｆの画像を観察することで、壁面Ｆの性状を検査することができる。 Further, the image of the wall surface F captured by the imaging camera 5 is transmitted to the receiver 14 of the display unit 13 through the transmission unit 5a, and displayed on the display unit of the display unit 13 in real time. By observing the displayed image of the wall surface F, the properties of the wall surface F can be inspected.

対象となる壁面Ｆがある前方（Ｘ軸方向）には、レーザービームセンサ３Ａからの信号に基づき壁面Ｆからの第１設定距離Ｌ１を維持するように、離れないように、壁面トレースセンサユニット３のセンサ３Ａ，３Ｂからの信号に基づき、４つの駆動部１Ｃが駆動制御される（自動制御）。 In front of the target wall surface F (in the X-axis direction), based on a signal from the laser beam sensor 3A, the wall trace sensor unit 3 is maintained at a first set distance L1 from the wall F so as not to be separated. Based on signals from the sensors 3A and 3B, the driving of the four driving units 1C is controlled (automatic control).

そして、壁面Ｆに凹部Ｆａがあると、レーザービームセンサ３Ａからの信号に基づく制御であれば、レーザービームセンサ３Ａは局所域での測定であるので、マルチコプター１が壁面Ｆに近づき、衝突するおそれがある。超音波センサ３Ｂは広域での測定であるので、壁面Ｆの凹部Ｆａを検知する。 When the concave portion Fa is present on the wall surface F, if the control is based on the signal from the laser beam sensor 3A, the laser beam sensor 3A performs measurement in a local area, so that the multicopter 1 approaches the wall surface F and collides. There is a risk. Since the ultrasonic sensor 3B performs measurement in a wide area, the ultrasonic sensor 3B detects the concave portion Fa of the wall surface F.

壁面Ｆの凹部Ｆａまでの距離が第２設定距離Ｌ２以下となる場合には、レーザービームセンサ３Ａからの信号に基づく制御ではなく、超音波センサ３Ｂからの信号に基づく制御に移行し、それ以上マルチコプター１が壁面Ｆに近づかないように、壁面Ｆまでの距離が第２設定距離Ｌ２を超えるように駆動部１Ｃを自動制御する。つまり、レーザービームセンサ３Ａだけでなく、超音波センサ３Ｂを利用することで、壁面との衝突が回避される。 When the distance to the concave portion Fa of the wall surface F is equal to or less than the second set distance L2, the control is shifted to the control based on the signal from the ultrasonic sensor 3B instead of the control based on the signal from the laser beam sensor 3A. The drive unit 1C is automatically controlled such that the distance to the wall F exceeds the second set distance L2 so that the multicopter 1 does not approach the wall F. That is, the collision with the wall surface is avoided by using the ultrasonic sensor 3B as well as the laser beam sensor 3A.

続いて、図４及び図５に基づいて、マルチコプター１の壁面トレース飛行制御について説明する。 Subsequently, a description will be given of the wall trace flight control of the multicopter 1 based on FIGS. 4 and 5.

図４に示すように、スタートすると、まず、壁面トレースセンサユニット３の超音波センサ３Ｂの信号から壁面Ｆまでの距離Ｃ２が取得される（ステップＳ１）。 As shown in FIG. 4, when starting, first, a distance C2 to the wall surface F is obtained from a signal of the ultrasonic sensor 3B of the wall surface trace sensor unit 3 (step S1).

それから、その壁面Ｆまでの距離Ｃ１が、第２設定距離Ｌ２（例えば５０ｃｍ）以下であるか否かが、第２判定手段１１Ｂにおいて判定される（ステップＳ２）。 Then, it is determined by the second determination means 11B whether or not the distance C1 to the wall F is equal to or less than a second set distance L2 (for example, 50 cm) (step S2).

第２設定距離Ｌ２以下である場合には、衝突の可能性があるので、それを回避するために、壁面までの距離が第２設定距離Ｌ２を超えるまで、壁面から離れる方向に小刻み移動するように飛行制御手段１１Ｃから駆動部１Ｃに駆動信号を送る（ステップＳ３）。 If the distance is equal to or less than the second set distance L2, there is a possibility of collision. To avoid the collision, move in small increments away from the wall until the distance to the wall exceeds the second set distance L2. Then, a drive signal is sent from the flight control means 11C to the drive section 1C (step S3).

一方、第２設定距離Ｌ２以下でない場合には、衝突のおそれがないので、そのままステップＳ１に戻り、ステップＳ１，Ｓ２の処理が繰り返される。つまり、図５（ａ）に示すように、マルチコプター１と壁面Ｆとの距離が、第２設定距離Ｌ２以下のＡ１（例えば３０ｃｍ）になると、衝突するおそれがあるので、マルチコプター１は壁面Ｆから離れる方向に小刻みに移動するように制御され、その制御が、マルチコプター１と壁面Ｆとの距離が第２設定距離Ｌ２を超えるまで継続される。 On the other hand, if the distance is not shorter than the second set distance L2, there is no risk of collision, so the flow returns to step S1 and the processing of steps S1 and S2 is repeated. That is, as shown in FIG. 5A, when the distance between the multicopter 1 and the wall surface F becomes A1 (for example, 30 cm) which is equal to or less than the second set distance L2, there is a risk of collision. It is controlled to move in small increments in the direction away from F, and the control is continued until the distance between the multicopter 1 and the wall surface F exceeds the second set distance L2.

ステップＳ３の処理で第２設定距離Ｌ２を超えると、続いて、レーザービームセンサ３Ａの信号から壁面Ｆまでの距離Ｃ１が取得される（ステップＳ４）。 When the distance exceeds the second set distance L2 in the processing of step S3, subsequently, the distance C1 to the wall F is obtained from the signal of the laser beam sensor 3A (step S4).

それから、その壁面Ｆまでの距離Ｃ１が、第１設定距離Ｌ１（例えば２．５ｍ）以上であるか否かが第１判定手段１１Ａにおいて判定される（ステップＳ５）。 Then, the first determining means 11A determines whether or not the distance C1 to the wall F is equal to or longer than the first set distance L1 (for example, 2.5 m) (step S5).

第１設定距離Ｌ１以上である場合には、第１設定距離Ｌ１以下とするために、第１設定距離Ｌ１と現在の壁面Ｆまでの距離Ｌとの差分を線形補間し、小刻みに移動するように、飛行制御手段１１Ｃから駆動部１Ｃに駆動信号を送り（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻る。 When the distance is equal to or longer than the first set distance L1, the difference between the first set distance L1 and the distance L to the current wall surface F is linearly interpolated so as to move in small increments in order to make the distance equal to or shorter than the first set distance L1. Then, a drive signal is sent from the flight control means 11C to the drive section 1C (step S6), and the process returns to step S1.

つまり、図５（ｂ）に示すように、マルチコプター１と壁面Ｆとの距離Ａ１が、例えば４ｍになると、第１設定距離Ｌ１よりも離れているので、マルチコプター１は壁面Ｆに近づく方向に移動するように制御され、その制御が、マルチコプター１と壁面Ｆとの距離が第１設定距離Ｌ１となるまで継続される。 That is, as shown in FIG. 5B, when the distance A1 between the multicopter 1 and the wall surface F is, for example, 4 m, the distance is larger than the first set distance L1. , And the control is continued until the distance between the multicopter 1 and the wall surface F becomes the first set distance L1.

一方、第１設定距離Ｌ１以上でない場合には、そのままステップＳ４に戻り、第１設定距離Ｌ１となるまでこれらの処理が繰り返される。 On the other hand, if the distance is not equal to or longer than the first set distance L1, the process returns to step S4, and these processes are repeated until the distance reaches the first set distance L1.

このようにして、壁面との衝突を回避しつつ、壁面までの距離が、第１設定距離Ｌ１が維持されるように壁面に沿って飛行するように飛行制御される。 In this way, while avoiding collision with the wall surface, flight control is performed such that the distance to the wall surface flies along the wall surface so that the first set distance L1 is maintained.

また、上方の面に対しては超音波センサ３Ｂからの信号に基づき、衝突防止が図られ、下方の面に対しては気圧センサ４からの信号に基づき、対地距離が所定距離となるように制御される。下方の面に対してはマルチコプター１の上下方向の移動履歴（飛行経歴）からも制御は可能である。 The upper surface is prevented from collision based on a signal from the ultrasonic sensor 3B, and the lower surface is controlled to a predetermined distance based on a signal from the pressure sensor 4 on the lower surface. Controlled. For the lower surface, control can be performed based on the vertical movement history (flight history) of the multicopter 1.

また、超音波センサ３Ｂは、広域で前記壁面までの距離を測定するので、超音波センサ３Ｂからの信号に基づき、第２判定手段１１Ｂによって、測定している壁面Ｆ１に直交する方向に広がる隣の壁面Ｆ２（壁面トレース飛行を妨げる障害物）に接近したことも検知される。もちろん、隣の壁面Ｆ２（壁面トレース飛行を妨げる障害物）に接近したことを、操作者も視覚にて検知できるので、それを利用してもよいのはもちろんである。 Also, since the ultrasonic sensor 3B measures the distance to the wall surface in a wide area, the second judging means 11B, based on a signal from the ultrasonic sensor 3B, causes the second judging means 11B to expand the adjacent region in the direction orthogonal to the wall surface F1 being measured. Approaching the wall surface F2 (an obstacle that hinders the wall trace flight) is also detected. Of course, the operator can also visually detect that the vehicle is approaching the adjacent wall surface F2 (an obstacle that hinders the wall trace flight).

そして、それが検知された場合には、例えば図６に示すように、壁面トレースセンサユニット３（センサ３Ａ，３Ｂ）による距離検知方向Ｕ（斜線が施された矢印で示す）を、隣の壁面Ｆ２に垂直になるようにするため、駆動部１Ｃを制御して、マルチコプター１を、（図６においては、右方向に）旋回させ、測定対象となる壁面が隣の壁面Ｆ２とされる。 Then, when this is detected, as shown in FIG. 6, for example, the distance detection direction U (indicated by the hatched arrow) by the wall surface trace sensor unit 3 (sensors 3A and 3B) is set to the adjacent wall surface. In order to be perpendicular to F2, the controller 1C is controlled to rotate the multicopter 1 (to the right in FIG. 6), and the wall surface to be measured is set to the adjacent wall surface F2.

また、上方の壁面に接近したことが検知された場合には、壁面トレースセンサユニット３により距離検知方向Ｕを上方の壁面に垂直になるようにするため、駆動部１Ｃを制御して、マルチコプター１を上方向に旋回させる。下方の壁面（床面）の場合も同様である。
その場合には、例えば図７に示すように、スタートすると、まず、壁面トレースセンサユニット３のレーザービームセンサ３Ａと超音波センサ３Ｂのどちらかが壁面を検知している状態となる（ステップＳ１１）。それから、超音波センサ３Ｂが左端或いは右端の障害物（壁面）を検知したか否かを判定し（ステップＳ１２）は、検知しなければ、ステップＳ１１に戻る一方、検知すれば、検知した方向にマルチコプター１の正面を９０°旋回させるトリム情報をマルチコプター１の飛行制御手段１１Ｃ（コントローラ１１）に与える（ステップＳ１３）。ここで、障害物との距離Ｌは、５０ｃｍ未満である（Ｌ＜５０ｃｍ）。
それから、マルチコプターは、障害物となる壁面の方向に自動で９０°旋回し（ステップＳ１４）、レーザービームセンサ３Ａと超音波センサ３Ｂは新たな壁面を検知したか否かを判定し（ステップＳ１５）、検知していれば、そのまま終了する一方、検知しなければ、ステップＳ１４に戻り、そのまま旋回を継続する。
また、隣の壁面（壁面トレース飛行を妨げる障害物）に接近したことは、操作者が判定するようにしてもよい。その場合には、図８に示すように、自動旋回によらず、マニュアル旋回となるので、操作者が目視で別の壁面を確認し（ステップＳ１６）、操作者が操縦器６にてトリム操作により、マルチコプター１を旋回させて（ステップＳ１７）、終了する。 Further, when it is detected that the upper wall is approached, the drive unit 1C is controlled by the wall trace sensor unit 3 so that the distance detection direction U is perpendicular to the upper wall, and the multicopter is controlled. 1 is turned upward. The same applies to the lower wall surface (floor surface).
In that case, for example, as shown in FIG. 7, when the process is started, first, one of the laser beam sensor 3A and the ultrasonic sensor 3B of the wall surface trace sensor unit 3 is in a state of detecting the wall surface (step S11). . Then, it is determined whether or not the ultrasonic sensor 3B has detected a left end or right end obstacle (wall surface) (step S12). If not detected, the process returns to step S11. Trim information for turning the front of the multicopter 1 by 90 ° is provided to the flight control means 11C (controller 11) of the multicopter 1 (step S13). Here, the distance L to the obstacle is less than 50 cm (L <50 cm).
Then, the multicopter automatically turns 90 ° in the direction of the wall surface serving as an obstacle (step S14), and determines whether the laser beam sensor 3A and the ultrasonic sensor 3B have detected a new wall surface (step S15). If it is detected, the process is terminated as it is, while if it is not detected, the process returns to step S14 to continue turning.
The operator may determine that the vehicle has approached the next wall surface (an obstacle that hinders the wall trace flight). In this case, as shown in FIG. 8, since the manual turning is performed instead of the automatic turning, the operator visually checks another wall surface (step S16), and the operator performs the trim operation using the controller 6. With this, the multicopter 1 is turned (step S17), and the processing ends.

前記実施の形態では、壁面トレースセンサユニット３（センサ３Ａ，３Ｂ）が１つで、一方向についてのみ壁面Ｆまでの距離を測定可能であるが、複数個設け、それぞれが特定の方向（左右前後方向や左右前後上下方向）について測距可能であるようにすることもできる。例えば図９に示すように、４つの壁面トレースセンサユニット３（センサ３Ａ，３Ｂ）が、それぞれ、互いに直交する４つの距離検知方向Ｕ１〜Ｕ４（左右前後方向）について測距可能になるマルチコプター１’とすることも可能である。 In the above embodiment, the number of the wall trace sensor units 3 (sensors 3A and 3B) is one, and the distance to the wall F can be measured only in one direction. It is also possible to measure distances in directions (left and right, front and rear, up and down directions). For example, as shown in FIG. 9, a multicopter 1 in which four wall surface trace sensor units 3 (sensors 3A and 3B) can perform distance measurement in four mutually orthogonal distance detection directions U1 to U4 (left, right, front and rear directions). 'Is also possible.

この場合、周囲の４壁面Ｆ１〜Ｆ４に対し４つの壁面トレースセンサユニットによる距離検知方向Ｕ１〜Ｕ４がそれぞれ対応し、壁面Ｆ１に対して壁面までの距離を測定しているときに隣の壁面Ｆ２に接近したことが検知されると、その壁面Ｆ２に対して距離検知方向Ｕ２が直交している壁面トレースセンサユニットを利用する飛行に即時切替え、その壁面Ｆ２を測定の対象とし、撮像カメラ５が回転して、撮像カメラ５の撮像方向が変更され、撮影が継続して行われることになる。なお、図９において、起動することになる壁面トレースセンサユニット３の距離検知方向Ｕ１〜Ｕ４は、斜線を施した矢印で示している。
その場合の制御は、例えば図１０に示すように、スタートすると、まず、現在の壁面トレースセンサユニット３のレーザービームセンサ３Ａと超音波センサ３Ｂのどちらかが壁面を検知している状態となる（ステップＳ２１）。
それから、他の方向に向けた壁面トレースセンサユニット３のレーザービームセンサＡと超音波センサ３Ｂのどちらかが壁面を検知したか否かが判定される（ステップＳ２２）。検知すれば、現在の壁面トレースセンサユニット３のレーザービームセンサ３Ａと超音波センサ３Ｂのセンサ情報の使用を停止する（ステップＳ２３）一方、検知しなければ、ステップＳ２１，Ｓ２２の処理を繰り返す。
それから、新たに検知した他の方向の壁面トレースセンサユニット３の、最初に検知した情報を新たに壁面トレース情報として、飛行制御手段１１Ｃ（コントローラ１１）に与える（ステップＳ２４）。
また、前記実施の形態では、気圧センサ４を利用して対地距離が一定になるように飛行制御しているが、第２判定手段１１Ｂが、測定している壁面の上下の壁面までの距離を判定するようにし、コントローラ１１の飛行制御手段１１Ｃが、第２判定手段１１Ｂからの信号に基づき、上の壁面或いは下の壁面から一定距離となるように駆動部１Ｃ（飛行手段）を制御するようにすることも可能である。これにより、マルチコプター１を、壁面との衝突を気にすることなく、壁面に沿って飛行させることができ、闇中でも、壁面に沿ってある程度の自立飛行ができる。 In this case, the distance detection directions U1 to U4 by the four wall surface trace sensor units respectively correspond to the four surrounding wall surfaces F1 to F4, and when measuring the distance from the wall surface F1 to the wall surface, the adjacent wall surface F2 Is detected, it is immediately switched to a flight using a wall surface trace sensor unit in which the distance detection direction U2 is orthogonal to the wall surface F2, the wall surface F2 is set as a measurement target, and the imaging camera 5 By rotating, the imaging direction of the imaging camera 5 is changed, and the imaging is continuously performed. In FIG. 9, the distance detection directions U1 to U4 of the wall surface trace sensor unit 3 to be activated are indicated by hatched arrows.
When the control in that case is started, for example, as shown in FIG. 10, first, either the laser beam sensor 3A or the ultrasonic sensor 3B of the current wall surface trace sensor unit 3 is in a state of detecting the wall surface ( Step S21).
Then, it is determined whether one of the laser beam sensor A and the ultrasonic sensor 3B of the wall surface trace sensor unit 3 directed in another direction has detected the wall surface (step S22). If detected, the current use of the sensor information of the laser beam sensor 3A and the ultrasonic sensor 3B of the wall surface trace sensor unit 3 is stopped (step S23), while if not detected, the processing of steps S21 and S22 is repeated.
Then, the first detected information of the newly detected wall trace sensor unit 3 in the other direction is given to the flight control means 11C (controller 11) as new wall trace information (step S24).
Further, in the above-described embodiment, the flight control is performed using the air pressure sensor 4 so that the distance to the ground is constant. However, the second determination unit 11B determines the distance to the upper and lower wall surfaces of the measured wall surface. The flight control means 11C of the controller 11 controls the driving unit 1C (flying means) based on the signal from the second determination means 11B so as to be at a fixed distance from the upper wall surface or the lower wall surface. It is also possible to Thereby, the multicopter 1 can be made to fly along the wall without worrying about collision with the wall, and a certain degree of independent flight along the wall can be performed even in darkness.

１マルチコプター
１Ａ本体
１Ｂアーム部
１Ｃ駆動部
１Ｃａプロペラ
１Ｄ脚部
２センサユニット
３壁面トレースセンサユニット
３Ａレーザービームセンサ
３Ｂ超音波センサ
４気圧センサ
５撮像カメラ
５ａ送信部
６操縦器
６Ａ，６Ｂ操作レバー
６Ｃ送信部
７受信器
１１コントローラ
１１Ａ第１判定手段
１１Ｂ第２判定手段
１１Ｃ飛行制御手段
１２回転速度制御回路
１３ディスプレイ
１４受信器
Ｆ，Ｆ１〜Ｆ４壁面
Ｆａ凹部
Ｕ，Ｕ１〜Ｕ４距離検知方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multicopter 1A Main body 1B Arm part 1C Drive part 1Ca Propeller 1D Leg part 2 Sensor unit 3 Wall trace sensor unit 3A Laser beam sensor 3B Ultrasonic sensor 4 Atmospheric pressure sensor 5 Imaging camera 5a Transmission part 6 Pilot control 6A, 6B Operation lever 6C Transmitter 7 Receiver 11 Controller 11A First judging means 11B Second judging means 11C Flight control means 12 Rotation speed control circuit 13 Display 14 Receivers F, F1 to F4 Wall Fa Recesses U, U1 to U4 Distance detection direction

本発明に係る一の態様のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムは、船倉などの鉄板による壁面で囲まれた環境下で、飛行手段を有するマルチコプターを壁面から一定距離を保持し、前記壁面に沿って飛行させる、マルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムであって、前記マルチコプターは、局所域で前記壁面までの距離を測定するレーザービームセンサと、広域で前記壁面までの距離を測定する超音波センサと、前記レーザービームセンサ及び超音波センサからの信号を受けて、前記飛行手段を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記レーザービームセンサからの信号を受けて、前記壁面までの距離が第１の設定距離以上であるか否かを判定する第１判定手段と、前記超音波センサからの信号を受けて、前記壁面までの距離が前記第１の設定距離より小さい第２の設定距離以下であるか否かを判定する第２判定手段と、前記第１及び第２判定手段よりの信号を受けて、前記壁面までの距離が前記第１の設定距離以上である場合は前記マルチコプターが壁面に近づく方向に移動させ、前記壁面までの距離が前記第２の設定距離以下である場合は前記マルチコプターが前記壁面から離れる方向に移動させるように、前記飛行手段を制御する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。 The wall trace type flight control system for a multicopter according to one embodiment of the present invention is a multi-copter having a flight means at a constant distance from a wall in an environment surrounded by a wall of an iron plate such as a hold. , to fly along the wall surface, a wall surface trace type flight control systems intended for the multirotor, the multirotor includes a laser beam sensor for measuring a distance to the wall surface in the local area, the wall surface in a wide area An ultrasonic sensor that measures a distance to the controller, and a controller that receives signals from the laser beam sensor and the ultrasonic sensor and controls the flying means, and the controller outputs a signal from the laser beam sensor. Receiving means for determining whether a distance to the wall surface is equal to or greater than a first set distance; Receiving a signal from the capacitors, and a second determination means for determining whether the distance to the wall is less than the first predetermined distance is less than the second predetermined distance, said first and second determination means When the distance to the wall is greater than or equal to the first set distance, the multicopter is moved in a direction approaching the wall, and the distance to the wall is less than or equal to the second set distance. In some cases, the multicopter includes a flight control unit that controls the flying unit so as to move the multicopter away from the wall surface.

このようにすれば、レーザービームセンサと超音波センサとを組み合わせて用いることで、地磁気センサ（姿勢制御）やＧＰＳ（現在位置把握）を利用する従来のマルチコプターでは自律的に安定した姿勢制御ができず飛行を行うことが困難である船倉などの鉄板による壁面で囲まれた環境下（地磁気の利用ができない）でも、周囲の壁面と衝突することなく、安定して飛行することができる。 In this way, by using the laser beam sensor and the ultrasonic sensor in combination, a conventional multicopter using a geomagnetic sensor (attitude control) or a GPS (current position grasp) can achieve autonomously stable attitude control. Even in an environment surrounded by a wall made of iron plates, such as a ship hold , which is difficult to fly because it cannot be used (the use of geomagnetism is not possible) , it is possible to fly stably without colliding with surrounding walls.

Claims

飛行手段を有するマルチコプターを壁面から一定距離を保持し、壁面に沿って飛行させる、マルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システムであって、
前記マルチコプターは、
局所域で前記壁面までの距離を測定するレーザービームセンサと、
広域で前記壁面までの距離を測定する超音波センサと、
前記レーザービームセンサ及び超音波センサからの信号を受けて、前記飛行手段を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記レーザービームセンサからの信号を受けて、前記壁面までの距離が第１の設定距離以上であるか否かを判定する第１判定手段と、
前記超音波センサからの信号を受けて、前記壁面までの距離が前記第１の設定距離より小さい第２の設定距離以下であるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第１及び第２判定手段よりの信号を受けて、前記壁面までの距離が前記第１の設定距離以上である場合は前記マルチコプターが壁面に近づく方向に移動させ、前記壁面までの距離が前記第２の設置距離以下である場合は前記マルチコプターが前記壁面から離れる方向に移動させるように、前記飛行手段を制御する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする、マルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システム。 A wall trace type flight control system for a multicopter, wherein a multicopter having a flight means is kept at a fixed distance from the wall surface and is made to fly along the wall surface,
The multicopter is
A laser beam sensor that measures the distance to the wall in a local area,
An ultrasonic sensor that measures the distance to the wall in a wide area,
A controller that receives signals from the laser beam sensor and the ultrasonic sensor and controls the flying means,
The controller is
A first determination unit that receives a signal from the laser beam sensor and determines whether a distance to the wall surface is equal to or longer than a first set distance;
A second determination unit that receives a signal from the ultrasonic sensor and determines whether a distance to the wall surface is equal to or less than a second set distance smaller than the first set distance;
In response to the signal from the first and second determination means, if the distance to the wall is equal to or longer than the first set distance, the multicopter is moved in a direction approaching the wall, and the distance to the wall is reduced. When the distance is equal to or less than the second installation distance, the multicopter is moved in a direction away from the wall surface, so that flight control means for controlling the flight means, characterized in that it comprises a multicopter Wall trace type flight control system.

前記飛行制御手段は、
前記マルチコプターを前記壁面に近づく方向に、あるいは、前記壁面から離れる方向に移動させる場合、前記マルチコプターを一定距離ずつ移動させる、
請求項１記載のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システム。 The flight control means includes:
When moving the multicopter in a direction approaching the wall surface or in a direction away from the wall surface, move the multicopter by a fixed distance.
A wall trace type flight control system for a multicopter according to claim 1.

前記第２判定手段或いは操作者が、
測定している前記壁面の隣の壁面に近づいたことも判定するものであり、
前記飛行制御手段は、
前記第２判定手段が前記隣の壁面に近づいたことを判定した場合あるいは操作者が判定した場合、前記レーザービームセンサと前記超音波センサとが前記隣の壁面までの距離を測定するように、前記飛行手段を制御して、前記マルチコプターを旋回させるものである、
請求項１又は２記載のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システム。 The second determination means or the operator
It is also to determine that it has approached the wall next to the wall being measured,
The flight control means includes:
When the second determination unit determines that the approach to the adjacent wall surface or when the operator determines, the laser beam sensor and the ultrasonic sensor to measure the distance to the adjacent wall surface, Controlling the flying means to turn the multicopter,
A wall trace type flight control system for a multicopter according to claim 1 or 2.

前記第２判定手段は、
測定している前記壁面の隣の壁面に近づいたことも判定するものであり、
前記マルチコプターは、
前記レーザービームセンサと前記超音波センサとが２つ１組で複数組が搭載され、
前記飛行制御手段は、
前記第２判定手段が前記隣の壁面に近づいたことを判定した場合には、前記複数組のうち、前記隣の壁面に対向している組の前記レーザービームセンサと前記超音波センサとによる制御に切り替えるものである、
請求項１又は２に記載のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システム。 The second determining means includes:
It is also to determine that it has approached the wall next to the wall being measured,
The multicopter is
A plurality of sets of the laser beam sensor and the ultrasonic sensor are mounted in pairs,
The flight control means includes:
When the second determination unit determines that the vehicle has approached the adjacent wall surface, the control by the laser beam sensor and the ultrasonic sensor of the group facing the adjacent wall surface among the plurality of groups is performed. Is to switch to
A wall trace type flight control system for a multicopter according to claim 1 or 2.

前記壁面は、船倉の壁面であり、
前記マルチコプターは、前記壁面を撮像し、撮像した前記壁面の画像を送信する送信部を有する撮像手段が搭載され、
さらに、前記撮像手段の送信部からの信号を受信する受信部と、前記受信部に連係され前記撮像手段によって撮像した壁面の画像を表示する表示手段とを有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システム。 The wall surface is a wall surface of a hold,
The multicopter is mounted with imaging means having a transmission unit for imaging the wall surface and transmitting the captured image of the wall surface,
Further, a receiving unit that receives a signal from a transmitting unit of the imaging unit, and a display unit that displays an image of a wall surface captured by the imaging unit in association with the receiving unit,
A wall trace type flight control system for a multicopter according to any one of claims 1 to 4.

前記第２判定手段は、測定している前記壁面の上下の壁面までの距離を判定するものであり、
前記飛行制御手段は、前記第２判定手段からの信号に基づき、前記上の壁面或いは下の壁面から一定距離となるように前記飛行手段を制御するものである、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチコプターを対象とする壁面トレース型飛行制御システム。 The second determining means is for determining a distance to upper and lower wall surfaces of the wall surface being measured,
The flight control means controls the flight means based on a signal from the second determination means so as to be at a fixed distance from the upper wall surface or the lower wall surface.
A wall trace type flight control system for a multicopter according to any one of claims 1 to 5.