JP2022521590A - 散布量調整方法、装置、ドローン及びプログラム - Google Patents

Abstract

【要約】散布量調整方法、装置、ドローン及び記憶媒体を提供し、モータにより取り出しホイールを駆動して散布を行うドローンに適用され、具体的には、校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信するステップと、校正時間長内に校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるようにモータを制御するステップと、飛行パラメータ及び校正時間長内に取り出しホイールにより被散布資材が排出される実際排出量を取得するステップと、飛行パラメータ及び実際排出量に応じて、飛行速度とモータの回転速度の調整係数を決定するステップと、調整係数に応じて、モータの回転速度を調整して散布量を調整するステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本願は、２０１９年２月２７日に中国特許庁に提出した、優先権番号が２０１９１０１４６４３６．４、発明名称が「散布量調整方法、装置、ドローン及び記憶媒体」の中国特許出願の優先権を主張し、その全内容が引用により本願に組み込まれている。

技術分野
本願はドローンの技術分野に関し、特に散布量調整方法、装置、ドローン及び記憶媒体に関する。

ドローン技術の発展に伴い、ドローンには垂直離着陸や地形の影響を受けないことなどの利点があるため、ドローンによる播種は可能となる。

資材を散布する植物保護ドローンでは、散布装置はドローンに搭載されており、モータにより取り出しホイールを駆動して資材を排出させ、それにより資材散布を実現する。ドローンは、単位面積当たりの使用量を設定した後、通常、モータの回転速度が固定されており、ドローンは設定した飛行速度、飛行高度及び所定の飛行経路に従って資材を散布する。

しかしながら、外部環境の影響により、ドローンの飛行速度を常に一定に保つことができず、たとえば、ドローンは旋回時、障害物回避時または散布開始時に、事前減速または加速段階があり、その結果、ドローンによる資材散布が不均一となり、資材の精密散布を実現できないという問題を引き起こしてしまう。

本願の実施形態は、少なくとも従来のドローンによる資材散布が不均一であり、資材の精密散布を実現できないという問題を解決するために、散布量調整方法、装置、ドローン及び記憶媒体を提供する。

本願の第１態様によれば、散布量調整方法を提供し、前記方法は、モータにより取り出しホイールを駆動して散布を行うドローンに適用され、
校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信するステップと、
前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御するステップと、
飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得するステップと、
前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定するステップと、
前記被散布資材の散布中、前記調整係数に応じて前記モータの回転速度を調整するステップと、を含む。

オプションとして、前記飛行パラメータは飛行速度、飛行高度及び前記被散布資材の単位面積当たりの使用量を含み、前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する前記ステップは、
前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定するステップと、
前記飛行高度及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定するステップと、
前記第１線形係数及び前記第２線形係数に基づいて、前記飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定するステップと、を含む。

オプションとして、前記校正回転速度は前記モータの最大回転速度の０．５倍であり、前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する前記ステップは、
前記校正時間長内に前記最大回転速度の０．５倍で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御するステップを含み、
前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する前記ステップは、
前記校正時間長と前記最大回転速度の０．５倍との積を計算するステップと、
前記実際排出量と前記積との比を第１線形係数とするステップと、を含む。

オプションとして、前記校正命令は複数の校正回転速度を含み、前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する前記ステップは、
順に各校正回転速度で前記校正時間長だけ動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御するステップを含み、
前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する前記ステップは、
各校正回転速度及び前記各校正回転速度に対応する実際排出量に応じて、排出速度とモータの回転速度の線形曲線を生成するステップと、
前記線形曲線に応じて前記排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定するステップと、を含む。

オプションとして、前記飛行高度及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定する前記ステップは、
前記飛行高度に応じて散布幅を決定するステップと、
前記散布幅と前記単位面積当たりの使用量との積を計算し、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を得るステップと、を含む。

オプションとして、前記調整係数に応じて前記モータの回転速度を調整する前記ステップは、
前記ドローンのリアルタイムな飛行速度を取得するステップと、
前記リアルタイムな飛行速度及び前記調整係数に応じて前記モータの目標回転速度を計算するステップと、
前記モータの回転速度を前記目標回転速度に調整して被散布資材の散布量を調整するステップと、を含む。

本願の第２態様によれば、散布量調整装置を提供し、前記装置は、モータにより取り出しホイールを駆動して散布を行うドローンに適用され、１つまたは複数のプロセッサ、及び前記プロセッサにより実行されるプログラムユニットを記憶する１つまたは複数のメモリを備え、前記プログラムユニットは、
校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信する校正命令受信モジュールと、
前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する校正制御モジュールと、
飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得するパラメータ取得モジュールと、
前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する調整係数決定モジュールと、
前記被散布資材の散布中、前記調整係数に応じて前記モータの回転速度を調整する散布量調整モジュールと、を備える。

オプションとして、前記飛行パラメータは飛行速度、散布幅及び前記被散布資材の単位面積当たりの使用量を含み、前記調整係数決定モジュールは、
前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する第１線形係数決定サブモジュールと、
前記散布幅及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定する第２線形係数決定サブモジュールと、
前記第１線形係数及び前記第２線形係数に基づいて、前記飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する調整係数決定サブモジュールと、を備える。

オプションとして、前記校正回転速度は前記モータの最大回転速度の０．５倍であり、
前記校正制御モジュールは、
前記校正時間長内に前記最大回転速度の０．５倍で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する第１制御サブモジュールを備え、
前記第１線形係数決定サブモジュールは、
前記校正時間長と前記最大回転速度の０．５倍との積を計算する積計算ユニットと、
前記実際排出量と前記積との比を第１線形係数とする第１線形係数決定ユニットと、を備える。

オプションとして、前記校正命令は複数の校正回転速度を含み、
前記校正制御モジュールは、
順に各校正回転速度で前記校正時間長だけ動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する第２制御サブモジュールを備え、
前記第１線形係数決定サブモジュールは、
各校正回転速度及び前記各校正回転速度に対応する実際排出量に応じて、排出速度とモータの回転速度の線形曲線を生成する線形曲線フィッティングユニットと、
前記線形曲線に応じて前記排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する第２線形係数決定ユニットと、を備える。

オプションとして、前記第２線形係数決定サブモジュールは、
前記飛行高度に応じて散布幅を決定する散布幅決定ユニットと、
前記散布幅と前記単位面積当たりの使用量との積を計算し、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を得る第３線形係数決定ユニットと、を備える。

オプションとして、前記散布量調整モジュールは、
前記ドローンのリアルタイムな飛行速度を取得するリアルタイム飛行速度取得サブモジュールと、
前記リアルタイムな飛行速度及び前記調整係数に応じて前記モータの目標回転速度を計算する目標回転速度計算サブモジュールと、
前記モータの回転速度を前記目標回転速度に調整して被散布資材の散布量を調整する調整サブモジュールと、を備える。

本願の第３態様によれば、ドローンを提供し、前記ドローンは、
１つまたは複数のプロセッサと、
１つまたは複数のプログラムを記憶する記憶装置と、を備え、
前記１つまたは複数のプログラムが前記１つまたは複数のプロセッサにより実行されると、本願の実施形態のいずれかに記載の散布量調整方法を前記１つまたは複数のプロセッサに実現させる。

本願の第４態様によれば、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供し、コンピュータプログラムが記憶されており、該プログラムがプロセッサにより実行されると、本願の実施形態のいずれかに記載の散布量調整方法が実現される。

本願の実施形態では、校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信した後、校正時間長内に校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるようにモータを制御し、飛行パラメータ、及び校正時間長内に取り出しホイールにより被散布資材が排出される実際排出量に応じて、飛行速度とモータの回転速度の調整係数を決定し、被散布資材の散布中、調整係数に応じてモータの回転速度を調整し、それにより散布量調整を実現する。本願の実施形態は、校正段階では、異なる被散布資材に対して、校正回転速度で校正時間長だけ動作して排出を行うようにモータを制御し、それにより飛行速度とモータの回転速度の調整係数を取得でき、異なる被散布資材に対してドローンの異なる飛行速度で取り出しホイールを駆動するモータの回転速度を実現し、精密な可変散布を実現する。

本願の実施形態１に係る散布量調整方法のフローチャートである。 本願の実施形態における取り出しホイールの模式図である。 本願の実施形態２に係る散布量調整方法のフローチャートである。 本願の実施形態２における実際排出量とモータの回転速度の線形関係の模式図である。 本願の一例における散布量調整方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係る散布量調整装置の構成模式図である。

以下、図面及び実施形態を参照しながら本願をさらに詳しく説明する。なお、ここで説明される具体的な実施形態は単に本願を説明するものであり、本願を限定しない。またなお、説明の便宜上、図面はすべての構造ではなく、本願に関連する部分のみを示している。

図１は本願の実施形態１に係る散布量調整方法のフローチャートであり、本願の実施形態はドローンによる資材散布の場合に適用でき、該方法は散布量調整装置により実行でき、該装置はソフトウェア及び／またはハードウェアによって実現でき、本方法を実行する機器に集積されてよく、オプションとして、図１に示すように、該方法は以下のステップＳ１０１～１０５を含んでもよい。

Ｓ１０１、校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信する。

本願の実施形態では、ドローンには散布装置が搭載されており、該散布装置にはモータにより駆動される取り出しホイールが設けられ、モータは散布装置のコントローラに電気的に接続され、散布装置のコントローラはドローンの飛行制御モジュールに接続される。

図２は本願の実施形態における取り出しホイールの構造模式図であり、取り出しホイールはモータにより回転駆動され、取り出しホイールの回転中、被散布資材が取り出しホイールの取り出し室に落下し、回転の作用下で被散布資材が散布装置の出口から排出され、それにより資材の散布が実現される。

実際の応用では、地上局を介して校正命令をドローンの飛行制御モジュールに送信し、散布装置は飛行制御モジュールから校正命令を受信でき、該校正命令には、モータの校正回転速度及び校正回転速度で動作する校正時間長が含まれ、ここでは、校正回転速度はモータを校正する時に選択される回転速度であってもよく、モータを駆動して該校正回転速度で回転させることで被散布資材を排出し、校正時間長は校正時にモータが校正回転速度で動作する時間長であってもよい。

Ｓ１０２、前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する。

オプションとして、ドローンに搭載されている散布装置はビンが設けられ、ビンに被散布資材が予め収容され、散布装置は校正命令を受信した後、校正回転速度で動作するようにモータを制御して、校正時間長内にビン内の被散布資材を排出する。

Ｓ１０３、飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得する。

実際の応用では、散布装置の校正排出が終了するたびに、排出される被散布資材を秤量して毎回校正される実際排出量を取得でき、実際排出量及び飛行パラメータを地上局に入力し、地上局を介してドローンの飛行制御モジュールに伝送し、散布装置は飛行制御モジュールから飛行パラメータ及び実際排出量を取得できる。

Ｓ１０４、前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する。

本願の実施形態では、飛行パラメータはドローンの飛行速度、飛行高度及び被散布資材の単位面積当たりの使用量を含んでもよく、ここでは、飛行速度は資材散布時におけるドローンの飛行速度であってもよく、飛行高度は散布幅を一定に保つためのドローンの地上高であってもよく、単位面積当たりの使用量は１畝（ムー、約６６６．６６７平方メートル）あたりの被散布資材の使用量であってもよく、調整係数は外部要素による飛行速度の変化時に、飛行速度に応じてモータの回転速度を調整する調整係数であってもよく、該調整係数によって、飛行速度に対応するモータの回転速度を動的に調整できる。

該実施形態の調整係数は、飛行速度、飛行高度、被散布資材の単位面積当たりの使用量及び実際排出量によって決定でき、オプションとして、まず、実際排出量、校正時間長及び校正回転速度に応じて排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定し、排出速度は単位時間あたり取り出しホイールにより被散布資材が排出される重量であり、オプションとして、第１線形係数は実際排出量と、校正時間長と校正回転速度との積との比に等しく、該第１線形係数はモータの回転速度の変化時における取り出しホイールの排出速度、即ち、モータの回転時における１秒あたり排出可能な被散布資材の重量を動的に調整できる。次に、飛行高度及び単位面積当たりの使用量に応じて排出速度と飛行速度の第２線形係数を決定でき、オプションとして、第２線形係数は散布幅と単位面積当たりの使用量との積に等しい。最後に、第１線形係数及び第２線形係数を用いて調整係数を決定でき、オプションとして、排出速度は第１線形係数とモータの回転速度との積に等しいとともに、排出速度は第２線形係数と飛行速度との積にも等しく、第１線形係数及び第２線形係数の関連計算パラメータを組み合わせてモータの回転速度と飛行速度の調整係数を得ることができる。

Ｓ１０５、前記被散布資材の散布中、前記調整係数に応じて前記モータの回転速度を調整する。

オプションとして、散布装置は、散布中、飛行制御モジュールからドローンの飛行速度をリアルタイムに取得し、調整係数及びリアルタイムな飛行速度に応じてモータの目標回転速度を計算し、その後、目標回転速度で動作するようにモータを制御して排出ホイールを取り出し駆動し、それにより被散布資材の散布量の調整を実現する。

本願の実施形態は、校正段階では、異なる被散布資材に対して、校正回転速度で校正時間長だけ動作するようにモータを制御して排出を行い、それによりドローンが異なる被散布資材を散布する時の飛行速度とモータの回転速度の調整係数を取得でき、異なる被散布資材に対して異なる飛行速度で取り出しホイールを駆動するモータの回転速度を実現し、精密な可変散布を実現する。

図３は本願の実施形態２に係る散布量調整方法のフローチャートであり、本願の実施形態は上記実施形態１をもとに最適化されたものであり、オプションとして、図３に示すように、本願の実施形態における散布量調整方法は以下のステップＳ２０１～Ｓ２０９を含んでもよい。

Ｓ２０１、校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信する。

Ｓ２０２、前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する。

本願の選択可能な実施形態では、モータの回転速度と排出速度には線形関係があり、且つ異なる回転速度範囲内に異なる線形性が示される。たとえば、低回転速度の場合、モータの負荷トルクが大きく、モータの回転が遅く、取り出し室への被散布資材の充填速度が速く、モータの回転速度の増加が排出速度の急速な増加につながる一方、高回転速度の場合、モータの回転が速く、取り出し室への被散布資材の充填速度が遅く、モータの回転速度の増加が排出速度のゆっくりとした増加につながる。好ましくは、校正回転速度をモータの最大回転速度の０．５倍と設定でき、校正時間長内に最大回転速度の０．５倍で動作するようにモータを制御し、取り出しホイールを駆動して被散布資材を排出させ、それにより中間回転速度で校正することで散布精度を向上させることができ、このとき、モータの回転速度と被散布資材の排出速度には線形関係がある。たとえば、モータの最大回転速度を１７０回転／分とすると、校正回転速度を８５回転／分と設定できるが、勿論、本願の実施形態を実施する際に、当業者はモータの最大回転速度のほかの倍数を設定して動作させて校正を行うようにしてもよく、具体的には、被散布資材のサイズ及び種類に応じて決定でき、このとき、モータの回転速度と被散布資材の排出速度には線形関係があることを確保できればよく、本願の実施形態では、校正回転速度の数値を限定しない。

本願の別の実施形態では、地上局で複数の異なる校正回転速度を選択して校正を行うようにしてもよく、たとえば、校正命令が複数の校正回転速度を含む場合、順に各校正回転速度で校正時間長だけ動作して被散布資材を排出させるようにモータを制御して、複数の異なる校正回転速度で動作する時の実際排出量を取得することができる。

Ｓ２０３、飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得する。

オプションとして、該実施形態は飛行制御モジュールから地上局により入力された飛行パラメータ及び実際排出量を取得でき、飛行パラメータは飛行速度、飛行高度及び被散布資材の単位面積当たりの使用量を含んでもよく、実際排出量はモータが最大回転速度の０．５倍で動作する時の実際排出量、またはモータが複数の異なる校正回転速度で動作する時の実際排出量であってもよい。

Ｓ２０４、前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する。

本願の実施形態では、モータの最大回転速度の０．５倍で動作して校正を行う場合、実際排出量、校正回転速度及び校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定することができ、オプションとして、以下の式（１）に従って第１線形係数を決定する。

式中、Ｓ_midは校正回転速度、たとえばモータの最大回転速度の０．５倍であり、Ａはモータが校正回転速度Ｓ_midで校正時間長Ｔだけ動作する実際排出量であり、Ａｖは排出速度であり、Ｓはモータの回転速度であり、この場合、排出速度Ａｖとモータの回転速度Ｓの第１線形係数は

である。

複数の異なる校正回転速度で校正を行う場合、各校正回転速度及び各校正回転速度に対応する実際排出量に応じて、排出速度とモータの回転速度の線形曲線を生成し、その後、線形曲線に応じて排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定することができる。図４は本願の実施形態２における実際排出量とモータの回転速度の線形関係の模式図であり、図４に示すように、実際排出量Ａとモータの回転速度Ｓの二次元座標では、異なる校正回転速度及びそれに対応する実際排出量の座標点を追加し、その後、補間アルゴリズムを用いて所定数の補間座標点を追加し、各座標点をフィッティングして線形曲線を得て、それにより、線形曲線に応じて第１線形係数を決定でき、たとえば、回転速度に対応する点に対して、線形曲線における該点の勾配（傾斜）を求め、該勾配を上記第１線形係数として決定できる。

Ｓ２０５、前記飛行高度及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定する。

実際の応用では、被散布資材がブロワーによって散布装置から地面に風送され、ブロワーの風送気流の速度が一定であるとき、被散布資材が散布装置から落下する初速度が一定であり、また、ドローンの飛行高度が一定であるため、被散布資材が一定の初速度で一定の高度から落下する範囲も一定であり、即ち、被散布資材の散布幅が一定であり、この場合、単位面積当たりの使用量が単位時間あたりの散布量と単位時間あたりの散布面積との比に等しいので、以下の式（２）が得られる。

式中、Ａｖは排出速度、ｔは飛行時間、Ｗは散布幅、Ｖは飛行速度、Ｄは単位面積当たりの使用量、Ａｖ×ｔは飛行時間ｔにおける散布量、Ｗ×Ｖ×ｔは飛行時間ｔにおける散布面積である。

そうすると、式（２）から以下の式（３）が得られる。

即ち、排出速度Ａｖと飛行速度Ｖの第２線形係数はＷ×Ｄである。

Ｓ２０６、前記第１線形係数及び前記第２線形係数に基づいて、前記飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する。

オプションとして、同一の被散布資材の場合、排出速度Ａｖは同じであり、式（１）及び式（３）からモータの回転速度と飛行速度の関係式である以下の式（４）が得られる。

とすると、定数Ｋはモータの回転速度Ｓと飛行速度Ｖの調整係数である。

Ｓ２０７、前記ドローンのリアルタイムな飛行速度を取得する。

ドローンが所定の飛行経路に従って資材を散布する過程では、散布装置は飛行制御モジュールからドローンのリアルタイムな飛行速度を取得できる。

Ｓ２０８、前記リアルタイムな飛行速度及び前記調整係数に応じて前記モータの目標回転速度を計算する。

オプションとして、飛行制御モジュールは設定された単位面積当たりの使用量Ｄ、校正回転速度Ｓ_mid、校正時間長Ｔ、実際排出量Ａ及び飛行高度を地上局から受信するため、予め構築された飛行高度と散布幅との対応関係の対応テーブルに応じて散布幅Ｗを決定できるとともに、散布装置のモータの最大回転速度を取得して校正回転速度Ｓ_midを決定でき、このようにして、式（４）に従ってモータの目標回転速度を計算できる。

Ｓ２０９、前記モータの回転速度を前記目標回転速度に調整して被散布資材の散布量を調整する。

モータの現在回転速度が目標回転速度に一致しないと、モータの現在回転速度を目標回転速度に調整し、それにより散布量のリアルタイム調整を実現でき、オプションとして、現在回転速度と目標回転速度との差分を計算し、該差分の絶対値が所定値よりも大きいと、モータの現在回転速度を目標回転速度に調整し、それにより飛行速度の頻繁な変動によるモータの回転速度の頻繁な調整という問題を回避できる。

当業者が本願の実施形態をよりよく理解できるために、以下、図５及び例を参照しながら本願の実施形態を説明する。

図５は本願の一例における散布量調整方法のフローチャートであり、図５に示すように、本例の散布量調整方法は以下のステップＳ１～Ｓ７を含む。

Ｓ１、地上局で校正命令を送信する。

オプションとして、地上局で校正回転速度及び校正時間長を入力すると、校正命令の生成をトリガーして、校正命令を飛行制御モジュールに送信する。

Ｓ２、散布装置は校正命令を受信し、校正モードに入る。

たとえば、散布装置はそれに接続された飛行制御モジュールから校正命令を受信し、校正モードを開始する。

Ｓ３、散布装置は校正回転速度で校正時間長だけ回転するようにモータを制御し、校正時間長における対応する実際排出量を取得する。

Ｓ４、地上局で実際排出量、単位面積当たりの使用量、飛行高度、最大回転速度及び飛行速度を設定する。

即ち、地上局で被散布資材の単位面積当たりの使用量、飛行高度（飛行高度に応じて散布幅を決定できる）、モータの最大回転速度、校正時の実際排出量及び飛行速度を入力する。

Ｓ５、ドローンは散布モードに入り、散布装置は飛行制御モジュールによってドローンのリアルタイムな飛行速度を取得する。

Ｓ６、ドローンは単位面積当たりの使用量、散布幅、校正時間長、モータの最大回転速度及び実際排出量に応じてモータの目標回転速度を計算する。

具体的には、実施形態２の式（４）に従ってリアルタイムな飛行速度に対応する目標回転速度を計算できる。

Ｓ７、モータの回転速度を目標回転速度に調整し、それにより可変散布を実現する。

本願の実施形態は、校正段階では、異なる被散布資材に対して、校正回転速度で校正時間長だけ動作するようにモータを制御して排出を行い、それにより異なる被散布資材を散布する時の飛行速度とモータの回転速度の調整係数を取得でき、異なる被散布資材に対して異なる飛行速度で取り出しホイールを駆動するモータの回転速度を実現し、精密な可変散布を実現する。

本発明の実施形態は散布量調整装置を提供し、該散布量調整装置は１つまたは複数のプロセッサ、及び前記プロセッサにより実行されるプログラムユニットを記憶する１つまたは複数のメモリを備え、プログラムユニットは、校正命令受信モジュール、校正制御モジュール、パラメータ取得モジュール、調整係数決定モジュール及び散布量調整モジュールを備える。

図６は本願の実施形態における散布量調整装置の構成模式図であり、図６に示すように、該散布量調整装置はモータにより取り出しホイールを駆動して散布を行うドローンに適用され、具体的には、校正命令受信モジュール３０１、校正制御モジュール３０２、パラメータ取得モジュール３０３、調整係数決定モジュール３０４及び散布量調整モジュール３０５を備えてもよい。

校正命令受信モジュール３０１は、校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信し、
校正制御モジュール３０２は、前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御し、
パラメータ取得モジュール３０３は、飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得し、
調整係数決定モジュール３０４は、前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定し、
散布量調整モジュール３０５は、前記被散布資材の散布中、前記調整係数に応じて前記モータの回転速度を調整する。

オプションとして、前記飛行パラメータは飛行速度、散布幅及び前記被散布資材の単位面積当たりの使用量を含み、前記調整係数決定モジュール３０４は、
前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する第１線形係数決定サブモジュールと、
前記散布幅及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定する第２線形係数決定サブモジュールと、
前記第１線形係数及び前記第２線形係数に基づいて、前記飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する調整係数決定サブモジュールと、を備える。

オプションとして、前記校正回転速度は前記モータの最大回転速度の０．５倍であり、
前記校正制御モジュール３０２は、
前記校正時間長内に前記最大回転速度の０．５倍で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する第１制御サブモジュールを備え、
前記第１線形係数決定サブモジュールは、
前記校正時間長と前記最大回転速度の０．５倍との積を計算する積計算ユニットと、
前記実際排出量と前記積との比を第１線形係数とする第１線形係数決定ユニットと、を備える。

オプションとして、前記校正命令は複数の校正回転速度を含み、
前記校正制御モジュール３０２は、
順に各校正回転速度で前記校正時間長だけ動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する第２制御サブモジュールを備え、
前記第１線形係数決定サブモジュールは、
各校正回転速度及び前記各校正回転速度に対応する実際排出量に応じて、排出速度とモータの回転速度の線形曲線を生成する線形曲線フィッティングユニットと、
前記線形曲線に応じて前記排出速度とモータの回転速度の第１線形係数を決定する第２線形係数決定ユニットと、を備える。

オプションとして、前記第２線形係数決定サブモジュールは、
前記飛行高度に応じて散布幅を決定する散布幅決定ユニットと、
前記散布幅と前記単位面積当たりの使用量との積を計算し、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を得る第３線形係数決定ユニットと、を備える。

オプションとして、前記散布量調整モジュール３０５は、
前記ドローンのリアルタイムな飛行速度を取得するリアルタイム飛行速度取得サブモジュールと、
前記リアルタイムな飛行速度及び前記調整係数に応じて前記モータの目標回転速度を計算する目標回転速度計算サブモジュールと、
前記モータの回転速度を前記目標回転速度に調整して被散布資材の散布量を調整する調整サブモジュールと、を備える。

本願の実施形態に係る散布量調整装置は、本願の実施形態のいずれかに係る散布量調整方法を実行でき、方法の実行に対応する機能モジュール及び有益な効果を持つ。

本願の実施形態はドローンをさらに提供し、前記ドローンは、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプログラムを記憶するように構成される記憶装置と、を備え、前記１つまたは複数のプログラムが前記１つまたは複数のプロセッサにより実行されると、本願の実施形態のいずれかに記載の散布量調整方法を前記１つまたは複数のプロセッサに実現させる。

本願の実施形態はコンピュータ読み取り可能な記憶媒体をさらに提供し、前記記憶媒体における命令が機器のプロセッサにより実行されると、上記方法の実施形態に記載の散布量調整方法を機器に実行させる。

本開示の実施形態に係る各機能モジュールは散布量調整装置または類似する演算装置において実行されてもよいし、記憶媒体の一部として記憶されてもよい。

当業者であれば、上記実施形態の様々な方法のすべてまたは一部のステップを、プログラムによって散布量調整装置の関連ハードウェアに指示を出すことにより完了できることを理解でき、該プログラムは散布量調整装置のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶できる。

なお、装置、ドローン、記憶媒体の実施形態については、方法の実施形態と略同様であるため、説明は簡単であり、関連部分は方法の実施形態についての説明を参照すればよい。

以上の実施形態についての説明から当業者にとって明らかなように、本願はソフトウェア及び必要な汎用ハードウェアによって実現されてもよいし、勿論、ハードウェアによって実現されてもよいが、多くの場合、前者は好ましい実施形態である。このような理解に基づいて、本願の技術案は本質的に、または関連技術に貢献する部分はソフトウェア製品の形態で具現化でき、該コンピュータソフトウェア製品は、たとえば、コンピュータのフロッピーディスク、読み取り専用メモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭと略称）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭと略称）、フラッシュ（ＦＬＡＳＨ）、ハードディスクまたは光ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶でき、本願の実施形態のいずれかに記載の散布量調整方法を１台のコンピュータ機器（ロボット、パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワーク機器等）に実行させるための複数の命令を含む。

なお、上記散布量調整装置では、備えられる各ユニット及びモジュールは単に機能論理に応じて区画されたものであり、上記区画に限定されず、対応する機能を実現できればよい。また、各機能ユニットの具体的な名称は単に互いに区別するためのものであり、本願の保護範囲を限定しない。

理解できるように、本願の各部分はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせにより実現できる。上記実施形態では、複数のステップまたは方法は、メモリに記憶され適切な命令実行装置により実行されるソフトウェアまたはファームウェアによって実現できる。たとえば、ハードウェアによって実現される場合、別の実施形態と同様に、データ信号に対して論理機能を実現するための論理ゲート回路を有する離散論理回路、適切な組合せ論理ゲート回路を有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の本分野で周知する技術のいずれかまたはそれらの組合せによって実現できる。

本明細書、特許請求の範囲及び上記図面における「第１」、「第２」等の用語は類似する対象を区別するためのものであり、特定の順序や順番を示すことに用いられない。このように使用されるデータは、ここで説明される本開示の実施形態をここで図示または説明されるもの以外の順序で実施できるように、適宜交換されてもよいことを理解すべきである。また、「含む」及び「有する」の用語及びそれらの任意の変形は、非排他的包含を網羅することが意図され、たとえば、一連のステップまたはコンポーネントを含むプロセス、方法、システム、製品または機器は明確にリストされているこれらのステップまたはコンポーネントに限定されず、明確にリストされていないあるいはこれらのプロセス、方法、製品または機器に固有のほかのステップまたはコンポーネントを含んでもよい。「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例」、「具体例」、または「いくつかの例」等の用語を参照する説明とは、該実施形態または例を参照しながら説明される具体的な特徴、構造、材料または特性が本願の少なくとも１つの実施形態または例に含まれることを意味する。本明細書では、上記用語の例示的な表現は必ずしも同じ実施形態または例を指すとは限らない。且つ、説明される具体的な特徴、構造、材料または特性はいずれか１つまたは複数の実施形態または例において適宜組み合わせることができる。

なお、図面のフローチャートに示されるステップは、たとえば１組のコンピュータ実行可能命令のコンピュータシステムにおいて実行でき、また、フローチャートには論理的な順序が示されているが、場合によっては、ここと異なる順序で、図示または説明されたステップを実行してもよい。

ただし、以上は単なる本願の好適実施形態及び使用される技術的原理である。当業者であれば、本願はここに記載された特定実施形態に限定されるものではなく、本願の保護範囲を逸脱せずに種々の明らかな変更、再調整及び置換を行うことができると理解できる。したがって、上記実施形態を参照しながら本願を詳しく説明したが、本願は上記実施形態に限定されるものではなく、本願の思想を逸脱せずにより、多くのほかの同等実施形態を含んでもよく、本願の範囲は添付の特許請求の範囲により定められる。

本願の実施形態に係る技術案は、散布量調整プロセスに適用でき、校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信した後、校正時間長内に校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるようにモータを制御し、飛行パラメータ、及び校正時間長内に取り出しホイールにより被散布資材が排出される実際排出量に応じて、飛行速度とモータの回転速度の調整係数を決定し、被散布資材の散布中、調整係数に応じてモータの回転速度を調整し、それにより散布量調整を実現する。本願の実施形態は、校正段階では、異なる被散布資材に対して、校正回転速度で校正時間長だけ動作して排出を行うようにモータを制御し、それにより飛行速度とモータの回転速度の調整係数を取得でき、異なる被散布資材に対してドローンの異なる飛行速度で取り出しホイールを駆動するモータの回転速度を実現し、精密な可変散布を実現する。

Claims (14)

1. モータにより取り出しホイールを駆動して散布を行うドローンに適用される散布量調整方法であって、
   校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信するステップと、
   前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御するステップと、
   飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得するステップと、
   前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定するステップと、
   前記被散布資材の散布中、前記調整係数に応じて、前記モータの回転速度を調整するステップと、を含む散布量調整方法。
2. 前記飛行パラメータは、飛行速度、飛行高度及び前記被散布資材の単位面積当たりの使用量を含み、
   前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定する前記ステップは、
   前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度と前記モータの回転速度の第１線形係数を決定するステップと、
   前記飛行高度及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定するステップと、
   前記第１線形係数及び前記第２線形係数に基づいて、前記飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定するステップと、を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記校正回転速度は、前記モータの最大回転速度の０．５倍であり、
   前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する前記ステップは、
   前記校正時間長内に前記最大回転速度の０．５倍で動作して前記被散布資材を排出させるように前記モータを制御するステップを含み、
   前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度と前記モータの回転速度の第１線形係数を決定する前記ステップは、
   前記校正時間長と前記最大回転速度の０．５倍との積を計算するステップと、
   前記実際排出量と前記積との比を前記第１線形係数とするステップと、を含む請求項２に記載の方法。
4. 前記校正命令は、複数の校正回転速度を含み、
   前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御する前記ステップは、
   順に各校正回転速度で前記校正時間長だけ動作して前記被散布資材を排出させるように前記モータを制御するステップを含み、
   前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度と前記モータの回転速度の第１線形係数を決定する前記ステップは、
   前記各校正回転速度及び前記各校正回転速度に対応する実際排出量に応じて、前記排出速度と前記モータの回転速度の線形曲線を生成するステップと、
   前記線形曲線に応じて、前記排出速度と前記モータの回転速度の第１線形係数を決定するステップと、を含む請求項２に記載の方法。
5. 前記飛行高度及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定する前記ステップは、
   前記飛行高度に応じて、散布幅を決定するステップと、
   前記散布幅と前記単位面積当たりの使用量との積を計算し、前記排出速度と前記飛行速度の前記第２線形係数を得るステップと、を含む請求項２に記載の方法。
6. 前記調整係数に応じて、前記モータの回転速度を調整する前記ステップは、
   前記ドローンのリアルタイムな飛行速度を取得するステップと、
   前記リアルタイムな飛行速度及び前記調整係数に応じて、前記モータの目標回転速度を計算するステップと、
   前記モータの回転速度を前記目標回転速度に調整して前記被散布資材の散布量を調整するステップと、を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
7. モータにより取り出しホイールを駆動して散布を行うドローンに適用される散布量調整装置であって、
   １つまたは複数のプロセッサ、及び前記プロセッサにより実行されるプログラムユニットを記憶する１つまたは複数のメモリを備え、
   前記プログラムユニットは、
   校正回転速度及び校正時間長が含まれる校正命令を受信するように構成される校正命令受信モジュールと、
   前記校正時間長内に前記校正回転速度で動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御するように構成される校正制御モジュールと、
   飛行パラメータ、及び前記校正時間長内に前記取り出しホイールにより前記被散布資材が排出される実際排出量を取得するように構成されるパラメータ取得モジュールと、
   前記飛行パラメータ及び前記実際排出量に応じて、飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定するように構成される調整係数決定モジュールと、
   前記被散布資材の散布中、前記調整係数に応じて、前記モータの回転速度を調整するように構成される散布量調整モジュールと、を備える散布量調整装置。
8. 前記飛行パラメータは、飛行速度、散布幅及び前記被散布資材の単位面積当たりの使用量を含み、
   前記調整係数決定モジュールは、
   前記実際排出量、前記校正回転速度及び前記校正時間長に応じて、排出速度と前記モータの回転速度の第１線形係数を決定するように構成される第１線形係数決定サブモジュールと、
   前記散布幅及び前記単位面積当たりの使用量に応じて、前記排出速度と前記飛行速度の第２線形係数を決定するように構成される第２線形係数決定サブモジュールと、
   前記第１線形係数及び前記第２線形係数に基づいて、前記飛行速度と前記モータの回転速度の調整係数を決定するように構成される調整係数決定サブモジュールと、を備える請求項７に記載の装置。
9. 前記校正回転速度は、前記モータの最大回転速度の０．５倍であり、
   前記校正制御モジュールは、
   前記校正時間長内に前記最大回転速度の０．５倍で動作して前記被散布資材を排出させるように前記モータを制御するように構成される第１制御サブモジュールを備え、
   前記第１線形係数決定サブモジュールは、
   前記校正時間長と前記最大回転速度の０．５倍との積を計算するように構成される積計算ユニットと、
   前記実際排出量と前記積との比を第１線形係数とするように構成される第１線形係数決定ユニットと、を備える請求項８に記載の装置。
10. 前記校正命令は、複数の校正回転速度を含み、
    前記校正制御モジュールは、
    順に各前記校正回転速度で前記校正時間長だけ動作して被散布資材を排出させるように前記モータを制御するように構成される第２制御サブモジュールを備え、
    前記第１線形係数決定サブモジュールは、
    前記各校正回転速度及び前記各校正回転速度に対応する実際排出量に応じて、前記排出速度と前記モータの回転速度の線形曲線を生成するように構成される線形曲線フィッティングユニットと、
    前記線形曲線に応じて、前記排出速度と前記モータの回転速度の第１線形係数を決定するように構成される第２線形係数決定ユニットと、を備える請求項８に記載の装置。
11. 前記第２線形係数決定サブモジュールは、
    前記飛行高度に応じて、散布幅を決定するように構成される散布幅決定ユニットと、
    前記散布幅と前記単位面積当たりの使用量との積を計算し、前記排出速度と前記飛行速度の前記第２線形係数を得るように構成される第３線形係数決定ユニットと、を備える請求項８に記載の装置。
12. 前記散布量調整モジュールは、
    前記ドローンのリアルタイムな飛行速度を取得するように構成されるリアルタイム飛行速度取得サブモジュールと、
    前記リアルタイムな飛行速度及び前記調整係数に応じて、前記モータの目標回転速度を計算するように構成される目標回転速度計算サブモジュールと、
    前記モータの回転速度を前記目標回転速度に調整して前記被散布資材の散布量を調整するように構成される調整サブモジュールと、を備える請求項７～１１のいずれか１項に記載の装置。
13. ドローンであって、
    １つまたは複数のプロセッサと、
    １つまたは複数のプログラムを記憶するように構成される記憶装置と、を備え、
    前記１つまたは複数のプログラムが前記１つまたは複数のプロセッサにより実行されると、請求項１～６のいずれか１項に記載の散布量調整方法を前記１つまたは複数のプロセッサに実現させるドローン。
14. コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
    コンピュータプログラムが記憶されており、該プログラムがプロセッサにより実行されると、請求項１～６のいずれか１項に記載の散布量調整方法を実現するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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