JP3223500U - Remote control system - Google Patents
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Abstract
【課題】目視できない環境下でドローンを遠隔操縦する際、より正確なドローンの飛行状態を操縦者が知覚できる遠隔操縦システムを提供する。【解決手段】ドローン1は、操縦信号に従って駆動する駆動機構と、ドローンが所定方向から受ける空気流の風速をそれぞれ検出するセンサであってドローンの機体に等方的に配置された4つ以上の風力センサ151と、ドローンのロール軸・ピッチ軸・ヨー軸の各傾斜角を検出するジャイロセンサを有する。遠隔操縦席2は、高い通風性を有する椅子と、1対の操縦レバーと、各操縦レバーの物理的操作量に応じた操縦信号を生成して制御サーバ3に出力する操縦機構と、ドローンにおける風力センサの配置と同一の相対位置をなすように椅子の周囲に等方的に配置された風力センサと同数の送風機と、操縦者の左右方向・前後方向・上下方向において床面に対し椅子を傾ける座席傾斜装置とを有する。【選択図】図1Provided is a remote control system that enables a pilot to perceive a more accurate drone flight state when remotely controlling a drone in an invisible environment. A drone includes a drive mechanism that is driven in accordance with a steering signal and a sensor that detects a wind speed of an air flow that the drone receives from a predetermined direction, and is provided with four or more isotropically arranged on the drone body. It has a wind sensor 151 and a gyro sensor that detects the inclination angles of the roll axis, pitch axis, and yaw axis of the drone. The remote control seat 2 includes a chair having high ventilation, a pair of control levers, a control mechanism that generates a control signal corresponding to the physical operation amount of each control lever, and outputs the control signal to the control server 3. The same number of fans as is arranged around the chair so as to have the same relative position as the wind sensor, and the chair with respect to the floor in the left / right / front / back / up / down directions of the operator And a seat tilting device for tilting. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、ドローンを目視できない環境にいる操縦者が当該ドローンを遠隔操縦する際に、ドローンの飛行状態を操縦者が体感できる遠隔操縦システムに関する。 The present invention relates to a remote control system that allows a pilot who is in an environment where the drone cannot be seen to remotely control the drone to experience the flight state of the drone.
近年における乗物の自動運転技術の発展には、目ざましいものがある。
日本国内では早くから乗物に対する自動運転制御の導入がなされており、自動運転による乗物運行の一例として1995年11月から本番運行を開始した「ゆりかもめ」が挙げられる。
また昨今では、乗物の代表例に数えられる自動車について自動運転化を完全実現すべく、自動車メーカ各社が、自動ブレーキ技術をはじめ運転支援技術の開発に力を注いでいる。
In recent years, there has been a remarkable development in automatic vehicle driving technology.
In Japan, automatic driving control for vehicles has been introduced from early on, and “Yurikamome”, which started actual operation in November 1995, is an example of vehicle operation by automatic driving.
In recent years, automakers are focusing their efforts on the development of driving assistance technology including automatic braking technology in order to fully realize the automatic driving of automobiles that are counted as representative examples of vehicles.
一方、移動体そのものに目を向けてみると、ドローン開発技術の著しい進展により最近では廉価なドローン製品が市場流通し、ごく一般的な消費者でもドローンを気軽に入手できる時代になっている。
さらに、ドローンを自動車に取って代わる将来的な乗物へ発展させることを目標に、有人飛行が可能なドローンについての研究開発も盛んに行われている。
On the other hand, looking at the mobile body itself, due to remarkable progress in drone development technology, cheap drone products are now on the market, and it is now an era when even ordinary consumers can easily get drones.
In addition, research and development on drones capable of manned flight is being actively conducted with the goal of developing drones into future vehicles that replace cars.
このような2つの技術的潮流が同時期に存在するなか、ドローンの操縦についても運転支援技術・自動運転技術を適用しようとする考えが出てくるのはごく自然な流れである。
飛行中のドローンに対しリアルタイムに緊急時対応をとらせる運転制御技術の例としては、以下のようなものが公知である(例えば、特許文献1参照。)。
While these two technical trends exist at the same time, it seems natural that the idea of applying driving assistance technology and automatic driving technology to drone maneuvers comes out.
The following is known as an example of an operation control technique that allows an emergency response to a drone in flight in real time (see, for example, Patent Document 1).
また純粋なドローン運転技術については、本願考案者により、ドローンを直接目視できない場所から操縦者がドローンを遠隔操縦できる技術も提案されている(特許文献3参照)。 As for a pure drone driving technique, a technique by which the pilot can remotely control the drone from a place where the drone cannot be directly seen has been proposed by the inventor of the present application (see Patent Document 3).
ドローンの自動操縦技術が確立されれば単純に人手を省力化できるだけでなく、さらに、それに派生する形で様々なメリットが生まれることは想像に難くない。
なおドローンの操縦が完全自動化されるような時代が到来しても、上記特許文献1のように緊急時にドローンに対して様々な指示を与える技術が変わらず求められることは明らかである。
If drone autopilot technology is established, it is not only difficult to imagine that it is possible not only to save labor, but also to derive various benefits derived from it.
It should be noted that even when an era in which drone maneuvering is fully automated, a technique for giving various instructions to the drone in an emergency like the above-mentioned
その一方で、ドローンが人手により操縦されるものであり続ける限り、ドローンを直接目視できない場所から操縦者がドローンを遠隔操縦する際に、ドローンを安全かつ安定的に航行できる技術も自動操縦技術と比肩するほどに重要と考えられる。
上記のように操縦者が遠隔操縦によりドローンを安定航行させるような技術が確立されていれば、自動操縦により航行中のドローンに緊急事態が発生した場合でも、自動操縦モードから操縦者による手動操縦モードに切替えて重大事故に至るのを回避することが可能となる。
On the other hand, as long as the drone continues to be manually maneuvered, the technology that allows the drone to navigate safely and stably when the pilot remotely controls the drone from a place where the drone cannot be seen directly is also an autopilot technology. It is considered as important as it is.
As described above, if the technology that allows the pilot to stably navigate the drone by remote control is established, even if an emergency occurs in the drone that is navigating by automatic control, manual control by the pilot from the automatic control mode is possible. It is possible to avoid a serious accident by switching to the mode.
ところで、一般的なドローンの遠隔操縦は、操縦者がいわゆるプロポを用いてドローンを直接目視しながら行うことが多い。
飛行中のドローンは風の影響を受けやすく、目視だけではドローンが空中でどのような状況に置かれているか把握するのは難しい。
By the way, in general, remote control of a drone is often performed by an operator while directly viewing the drone using a so-called propo.
A drone in flight is easily affected by the wind, and it is difficult to grasp what the drone is in the air by visual observation alone.
本願考案者により発明された特許文献3の技術は、屋内や遠隔地のようにドローンを目視できない環境からの遠隔操縦を、操縦者がコクピットさながらの操縦席に着座して行う。
そのため、実際には操縦者が乗込むことのできないドローンにあたかも搭乗したような状況でドローンを遠隔操縦できる。
さらに同文献3の技術では、ドローンに風力センサ・加速度センサを搭載し、これらの実測値を基にドローンが受けている風圧やドローンの飛行姿勢(傾き)を操縦席において再現する。そのため、操縦者は、ドローンの飛行状態を遠隔地に居ながらにして体感することができる。
しかしながら、特許文献3においては、ドローンに搭載される風力センサの具体的配置までは明示されていなかった。同文献3は、風力センサによる風速の実測値を用い、実際のドローンが受ける風圧を遠隔操縦席において再現する技術であるため、測定に用いる風力センサの個数や配置により風圧再現の忠実性が大きく変わってくると考えられる。
さらに、特許文献3において採用している操作機構(据付型の操作ハンドル)についても、操作性を改良する余地があるものと考えられる。同文献3の構成においては、操縦者が座っている操縦席を傾けて実際のドローンの姿勢(傾き)を再現した場合、操縦者は体のバランスを保つために、操縦席から物理的に分離してなる据付型ハンドルにつかまりながら同ハンドルを操作する必要があるからである。
The technique of
Therefore, it is possible to remotely control the drone in a situation where the drone that the pilot cannot actually get on is as if boarding.
Furthermore, in the technique of the
However, in
Furthermore, it is considered that there is room for improving the operability of the operation mechanism (installation type operation handle) employed in
本考案は上記の問題に鑑みてなされたものであり、ドローンを目視できない環境下で操縦者が同ドローンを遠隔操縦する際、より正確なドローンの飛行状態を操縦者が知覚できるとともに、その知覚に応じて操縦者がより直感的にドローンを操縦できる遠隔操縦システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when the pilot remotely controls the drone in an environment where the drone cannot be seen, the driver can perceive a more accurate drone flight state and the perception. It is an object of the present invention to provide a remote control system that allows a pilot to more intuitively control a drone according to the situation.
〔第1考案〕
そこで上記の課題を解決するために、本願の第1考案に係る遠隔操縦システムは、
ドローンを目視できないところにある遠隔操縦席から操縦者が当該ドローンを遠隔操縦するシステムであって、制御サーバと同ドローンが通信可能に接続されてなる遠隔操縦システムにおいて、
前記ドローンは、
操縦信号に従って駆動する駆動機構と、
ドローンが所定方向から受ける空気流の風速をそれぞれ検出するセンサであって、ドローンの機体に等方的に配置された4つ以上の風力センサと、
ドローンのロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりにおける各傾斜角を検出するジャイロセンサと、
各風力センサが検出した各方向における風速と、ジャイロセンサが検出したロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりにおけるドローンの傾斜角とを一定期間ごとに制御サーバに送信する情報送信手段と、
を有し、
前記制御サーバは、
ドローンから送信された風速と、ロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりのドローンの傾斜角とをドローンから受信する通信手段、
を有し、
前記遠隔操縦席は、
高い通風性を有してなる、操縦者が着座する椅子と、
椅子の左右に設けられた1対の操縦レバーと、
各操縦レバーの物理的操作量に応じた前記操縦信号を生成して制御サーバに出力する操縦機構と、
風力センサと同数だけ設けられた送風機であって、ドローンにおける風力センサの配置と同一の相対位置をなすように椅子の周囲に等方的に配置された送風機と、
操縦者の左右方向・前後方向・上下方向の3次元において、床面に対して椅子を傾ける座席傾斜装置と、
を有し、
制御サーバは、
各風力センサが測定した風速と同じ風速を各送風機に出力させる送風信号を、各風力センサと同じ相対位置にそれぞれ配置されている送風機ごとに区別して出力し、
ジャイロセンサが測定したロール軸まわりの傾斜角だけ椅子を操縦者の前後方向軸まわりに傾けるロール信号と、ピッチ軸まわりの傾斜角だけ椅子を操縦者の左右方向軸まわりに傾けるピッチ信号と、ヨー軸まわりの傾斜角だけ椅子を操縦者の上下方向軸まわりに傾けるヨー信号とを座席傾斜装置に出力し、
操縦機構から出力された操縦信号をドローンに送信し、
各送風機は、
送風信号に応じて、同一の相対位置に搭載されたドローンの風力センサの測定値と同じ風速で椅子に送風することで、各所定方向からドローンが受ける空気流を再現し、
座席傾斜装置は、
ロール信号とピッチ信号とヨー信号に従って椅子を床面に対して傾けることで、ドローンの実際の傾きを再現する構成とした。
[First Device]
Therefore, in order to solve the above problem, the remote control system according to the first device of the present application is:
In a remote control system in which a pilot remotely controls the drone from a remote control seat where the drone cannot be seen, and the control server and the drone are communicably connected,
The drone
A drive mechanism for driving in accordance with a steering signal;
Four or more wind sensors arranged isotropically on the drone body, each detecting a wind speed of the air flow received by the drone from a predetermined direction;
A gyro sensor that detects each tilt angle around the roll axis, pitch axis, and yaw axis of the drone;
Information transmitting means for transmitting the wind speed in each direction detected by each wind sensor and the tilt angle of the drone around the roll axis, the pitch axis, and the yaw axis detected by the gyro sensor to the control server at regular intervals;
Have
The control server
A communication means for receiving from the drone the wind speed transmitted from the drone and the inclination angle of the drone around the roll axis, the pitch axis, and the yaw axis,
Have
The remote pilot seat is
A chair on which the operator sits, having high ventilation;
A pair of control levers on the left and right of the chair;
A steering mechanism that generates the steering signal according to the physical operation amount of each steering lever and outputs it to the control server;
A blower provided in the same number as the wind sensor, and the blower isotropically arranged around the chair so as to have the same relative position as the arrangement of the wind sensor in the drone,
A seat tilting device that tilts the chair with respect to the floor surface in three dimensions of the left / right / front / rear / up / down direction of the operator;
Have
The control server
A wind signal that causes each blower to output the same wind speed as the wind speed measured by each wind sensor is output separately for each blower arranged at the same relative position as each wind sensor,
A roll signal that tilts the chair around the pilot's longitudinal axis by the tilt angle around the roll axis measured by the gyro sensor, a pitch signal that tilts the chair around the pilot's horizontal axis by the tilt angle around the pitch axis, and yaw A yaw signal that tilts the chair around the operator's vertical axis by the tilt angle around the axis is output to the seat tilt device,
Send the control signal output from the control mechanism to the drone,
Each blower
In response to the air blowing signal, the air flow received by the drone from each predetermined direction is reproduced by blowing air to the chair at the same wind speed as the measured value of the drone wind sensor mounted at the same relative position,
The seat tilting device
The chair is tilted with respect to the floor according to the roll signal, pitch signal, and yaw signal to reproduce the actual drone tilt.
第1考案の遠隔操縦システムによれば、ドローンを目視できないところから操縦者がドローンを遠隔操縦する際に、ドローンにおいて実際に測定した風速・ドローンの傾斜角に基づいて操縦者にドローンを取巻く状況を伝達し、操縦者がその状況に応じてドローンを遠隔操縦できる。
ここで本願の第1考案は、少なくとも4つ以上の風力センサを等方的にドローンに設置しているため、少なくともドローンが前後左右から受ける風速を測定でき、このように少なくとも4方向から到来する風を遠隔操縦席において再現できる。
また、本願の第1考案は、操縦者が座る椅子に対して、操縦レバーが物理的に一体不可分の状態で設けられている。そのため、実際のドローンの姿勢(傾き)を再現するため椅子を傾けた場合、椅子と一体的に設けられた操縦レバーも同じ角度だけ傾斜する。
このように椅子が操縦レバーごと傾くことで、操縦者は、自分自身とドローンの機体が一体となったような感覚を知覚できる。そのため、操縦者にとって、実際には搭乗することができないドローンにあたかも乗っているように感じられ、操縦しやすくなる。
According to the remote control system of the first device, when the pilot remotely controls the drone from the point where the drone cannot be seen, the situation surrounding the drone to the pilot based on the wind speed and the inclination angle of the drone actually measured in the drone The pilot can remotely control the drone according to the situation.
Here, in the first device of the present application, since at least four wind sensors are isotropically installed in the drone, at least the wind speed received by the drone from front, back, left and right can be measured, and thus arrives from at least four directions. Wind can be reproduced at the remote cockpit.
In the first device of the present application, the control lever is provided in a state that is physically integral with the chair on which the operator sits. Therefore, when the chair is tilted to reproduce the actual drone posture (tilt), the control lever provided integrally with the chair is also tilted by the same angle.
By tilting the chair together with the control lever in this way, the operator can perceive a feeling that the aircraft itself and the drone body are integrated. Therefore, it feels as if the driver is riding a drone that cannot be actually boarded, and it becomes easier for the pilot to operate.
〔第2考案〕
また上記課題を解決するために、本願の第2考案に係る遠隔操縦システムは、第1考案に係る遠隔操縦システムであって、
遠隔操縦席は、椅子を取囲むように配置され且つ制御サーバに接続された、任意の画像を表示する表示装置、をさらに備え、
ドローンは、ドローン周辺の風景画像を写すカメラ、を有し、
制御サーバは、ドローンから送信された風景画像を受信する前記通信手段、を有し、
表示装置は、制御サーバが受信したドローン周辺の風景画像を表示する構成とした。
[Second Device]
In order to solve the above problem, a remote control system according to the second device of the present application is the remote control system according to the first device,
The remote cockpit further comprises a display device for displaying any image, arranged to surround the chair and connected to the control server,
The drone has a camera that captures landscape images around the drone,
The control server has the communication means for receiving the landscape image transmitted from the drone,
The display device is configured to display a landscape image around the drone received by the control server.
第2考案の遠隔操縦システムにおいては、椅子を取囲むように表示装置が配置され、同表示装置の画面中にドローン周辺の風景画像が表示される(図5・図6・図7)。
なお表示装置の台数は任意でよい。
また有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイのように可撓性を有する表示装置を採用する場合、物理的に1枚の表示ディスプレイを曲げて操作席を取囲むように配置してもよい。
さらに本システムにおいては、表示装置として任意の画像を投影可能なプロジェクタを採用することも可能である。
In the remote control system of the second device, a display device is arranged so as to surround the chair, and a landscape image around the drone is displayed on the screen of the display device (FIGS. 5, 6, and 7).
The number of display devices may be arbitrary.
Further, when a flexible display device such as an organic EL (Electro-Luminescence) display is employed, one display display may be physically bent so as to surround the operation seat.
Furthermore, in this system, it is also possible to employ a projector capable of projecting an arbitrary image as the display device.
以下、本考案の遠隔操縦システムについて説明する。
[実施形態]
本考案の実施形態は「ドローンを目視できない環境下で操縦者がドローンを遠隔操縦する際、より正確なドローンの飛行状態を操縦者が知覚できる」ことを目的とした遠隔操縦システムである。
本例は、ドローンに搭載した風力センサ・ジャイロセンサにより測定した風速・ドローンの傾斜角を基に、ドローンを目視できないところに設置された遠隔操縦席にドローンを取巻く状況を伝達し、操縦者がその状況に応じてドローンを遠隔操縦するシステムの構成例である。
以下、この内容について詳しく説明する。
Hereinafter, the remote control system of the present invention will be described.
[Embodiment]
An embodiment of the present invention is a remote control system for the purpose of “when the pilot remotely controls the drone in an environment where the drone cannot be seen, the pilot can perceive a more accurate drone flight state”.
In this example, based on the wind speed and the inclination angle of the drone measured by the wind sensor / gyro sensor installed in the drone, the situation surrounding the drone is transmitted to the remote cockpit installed where the drone cannot be seen. This is a configuration example of a system for remotely controlling a drone according to the situation.
Hereinafter, this content will be described in detail.
図1は、実施形態に係る遠隔操縦システム100の構成を示すブロック図である。
本例の遠隔操縦システム100は同図1に示すように、インターネットや移動体通信網等の公衆通信回線200を介して、ドローン1を、制御サーバ3と通信可能な状態で接続したシステムである。
また本システム100は、ドローン1の現在位置の特定を実現するGPS(Global Positioning System)衛星(図示略)を含んでなる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
As shown in FIG. 1, the
The
ドローン1は、遠隔操縦席2にいる操縦者のレバー操作により遠隔操縦される。
本システム100では、ドローン1に搭載した風力センサで測った風速、ジャイロセンサで測ったロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりのドローン1の傾斜角、カメラ14で撮影した風景画像VPなどの各種情報を制御サーバ3あてに一定期間ごとに送信する。
なお本例のカメラ14は、垂直面内において上下に回動可能に構成されている。
The
In the
Note that the
上記公衆通信回線200としては、第5世代移動通信システム(いわゆる5G)に代表される「超高速無線通信網」を採用することが望ましい。
超高速無線通信網を利用することでデータサイズの大きい風景画像を滞りなく送ることができるため、ドローン1の現在位置から見た周囲の映像をリアルタイムに更新可能になる。
なお同回線200においては、VPN(Virtual Private Network)技術などを利用することによりセキュリティレベルを高く確保可能である。
As the
By using an ultra high-speed wireless communication network, a landscape image with a large data size can be sent without delay, so that the surrounding video viewed from the current position of the
The
図1のドローン1は、制御サーバ3から送信された操縦信号CSに従って動作(移動・停止)可能に構成されている。
本例においてドローン1は、駆動機構10により空中を移動する無人飛行機である。
ドローン1は、同ドローン1周辺の風速・傾斜角(姿勢)を一定の時間間隔で刻々と送信する(図4)。
The
In this example, the
The
制御サーバ3は、ドローン1が取得した風速・傾斜角に基づいて送風機41・座席傾斜装置42を駆動するための信号を生成したり、ドローン1において取得した風景画像VP・現在位置を表示装置43に表示することでドローン1を取巻く状況を操縦者に伝達する役割を担う(図7)。
また操縦者による操縦レバー42の操作に応じて操縦機構4が操縦信号CSを生成した場合、同サーバ3が操縦信号CSをドローン1に伝達する。
The
Further, when the
本例の遠隔操縦席2は、操縦者が着席する椅子20と、椅子20の近傍に配置された送風機21−1〜21−4・座席傾斜装置22・表示装置23−1〜23−4と、操縦機構4とを有する(図5)。
The
本例の椅子20は、高い通風性を有してなる。
送風機21−1〜21−4から送られた風(ドローン1周辺の風速を再現した風)をさえぎることなく、操縦者がドローン1の置かれた実際の飛行環境を極力忠実に体感できるようにするためである。
椅子20の通気性を高めるために、椅子20の背もたれ部分について、十分に粗い網目構造に形成したり、任意の多孔質材料(例えば、ポリエチレンなど)を採用すればよい。
なお上記「椅子」とは操縦者が座席に着座する形態に限定されず、操縦者が起立した状態で遠隔操縦を行える形態や、さらには操縦者が身体を横たえた状態で遠隔操縦を行える形態も採用可能である。
The
The pilot can experience the actual flight environment where the
In order to increase the breathability of the
The “chair” is not limited to the form in which the pilot is seated on the seat, but the form in which the pilot can perform remote control while standing, and the form in which the pilot can perform remote control with the body lying down. Can also be adopted.
操縦機構4は、図5に示す操縦装置41と、操縦レバー42−1・42−2とからなる。
また表示装置43は、ドローン1周辺の風景画像VPおよびドローン1の現在位置を表示する(図6・図9)。
同図6の構成例では、3台の表示装置43−1〜43−3が椅子20を取囲むように配設される。また、操縦者の手元ちかくにも小型の液晶パネル43−4が配置される。
The
The display device 43 displays the landscape image VP around the
In the configuration example of FIG. 6, three display devices 43-1 to 43-3 are arranged so as to surround the
図6に例示するような遠隔操縦席2の構成により操縦者はドローン1を遠隔操縦する際、ドローン1の現在位置と風景画像VPを視認した状態にある。
操縦機構4は、このような操縦者が操る操縦レバー42の物理的操作量に応じた操縦信号CSを生成して制御サーバ3に出力する(図5)。
With the configuration of the
The
以下、上述した遠隔操縦システム100の各構成要素の構成について説明する。
まずドローン1の内部構成について説明する。
ドローン1は、バッテリ駆動やエンジン駆動する無人飛行機(本例では、マルチコプタ)である。
同ドローン1は図2に示すように、駆動機構10と、制御部11と、記憶部12と、通信部13と、カメラ14と、風力センサ151と、ジャイロセンサ152と、地磁気センサ153と、高度計154と、GPSユニット155と、音声入力部16と、音声出力部17とを備える。
Hereinafter, the configuration of each component of the above-described
First, the internal configuration of the
The
As shown in FIG. 2, the
駆動機構10は、ドローン1の移動機能を実現するための機構である。本例の駆動機構10は、プロペラ(図3)・モータ(図示略)・バッテリ(図示略)をはじめとする飛行機能を実現するための一般的な機構である。
ドローン1は、同ドローン1から遠く離れた遠隔操縦席2にいる操縦者により操縦される。
そのために駆動機構10は、操縦者の操縦ハンドル操作に従って生成された操縦信号CSを制御サーバ3から受信し、操縦信号CSに従って動作(駆動出力の増減、旋回、ホバリングなど)するよう構成されている。
The
The
For this purpose, the
制御部11は演算処理を実行するCPUを含んでなり、時計手段111と、情報送信手段112と、を備える。
時計手段111は、現在の日付および時刻を計時する。
The
The clock means 111 measures the current date and time.
情報送信手段112は、各風力センサ151(図3(a)・図3(b))が検出した各方向における風速と、ジャイロセンサ152が検出したロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりにおけるドローンの傾斜角とを一定期間ごとに制御サーバ3に送信する。
また本例の情報送信手段112は、地磁気センサ153が検出した北の方向と、高度計154が計測した海抜高度と、GPSユニット155で特定したドローン1の現在位置と、音声入力部16が集音した周辺音声信号についても、制御サーバ3へ所定の時間間隔で定期的に送信する。
The information transmission means 112 includes the wind speed in each direction detected by each wind sensor 151 (FIGS. 3A and 3B) and the roll axis, pitch axis, and yaw axis detected by the
In addition, the
さらに情報送信手段112は、カメラ14が撮影した風景画像VPを、制御サーバ3へ所定の時間間隔で定期的に送信する。
なお本例の情報送信手段112は、上述した風速・傾斜角・北の方向・海抜高度・現在位置・風景画像VP・周辺音声信号に対して送信日時を付与した上で、これらの送信動作を実行する。
Further, the
The information transmission means 112 of this example assigns the transmission date and time to the above-described wind speed, inclination angle, north direction, altitude above sea level, current position, landscape image VP, and peripheral audio signal, and then performs these transmission operations. Execute.
通信部13は、公衆通信回線200に無線通信接続され、情報送信手段112の送信動作に伴い各種データ(風速・傾斜角・海抜高度・風景画像など)を制御サーバ3あてに送信する。
本実施例においては「風速」と「ドローン1の姿勢」(ロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりの傾斜角)とが制御サーバ3あてに送信される。
また通信部13は、制御サーバ3から送信された操縦信号CSを受信して駆動機構10に出力する。
通信部13としては、ネットワークインターフェース・モデムなどが使用される。通信部13としては、とりわけ第5世代移動通信システムなどに対応した超高速無線通信モジュールが望ましい。刻々と変化するドローン1が置かれた状況に追随して、遠隔操縦席2において風速・傾斜角などをリアルタイムに再現するためである。
The
In this embodiment, “wind speed” and “posture of the
Further, the
As the
カメラ14は、ドローン1の周辺に存在する任意の被写体を撮像する装置である。
カメラ14の画角を広角にすることにより、ドローン1の現在位置から見た広範囲の風景画像を撮影することが可能である。
なおカメラ14は、風景画像VPに写り込んだ任意の人物を判別できるよう顔認識機能を有することが望ましい。
The
By setting the angle of view of the
It is desirable that the
風力センサ151は、ドローン1が所定方向から受ける空気流の風速をそれぞれ検出するセンサである。同センサ151は、例えば、風上に位置する温度センサと風下に位置する温度センサの間に生じた温度差の変化量を検出することで風速や風向きを検出する。
風力センサ151はドローン1に「4つ以上」搭載され、かつ、ドローン1の機体に等方的に配置される。
本例において風力センサ151は、ドローン1の機体水平方向において正面・右側面・左側面・背面の4ヶ所に等方的に(本例では、360°÷4=90°間隔)設けられる。
The
The
In this example, the
ジャイロセンサ152は、前後方向のロール軸まわり・左右方向のピッチ軸まわり・上下方向のヨー軸まわりにおけるドローン1の各傾斜角を検出する(図3(a))。また、ジャイロセンサ152は、回転角速度も測定可能である。
The
なお本例のドローン1には、本発明固有の技術的特徴を実現するための必須構成要素151・152に加え、地磁気センサ153・高度計154・GPSユニット155も搭載されている。
The
地磁気センサ153は、2つの磁気センサを直角に組合わせ、前後方向および左右方向の地磁気を検出し、その強さから北の方向を算出する素子である。地磁気センサ153により、ドローン1の飛行姿勢や進行方向を検出したり、カメラ14の撮像方向が向いている方角を検出できる。
The
高度計154は、ドローン1の現在位置における海抜高度を検出する。高度計154としては、ドローン1から発射した電波が大地に反射して同ドローン1に戻るまでの往復時間を基に絶対高度を算出する電波高度計をはじめ任意の方式の高度計を採用できる。
The
GPS(Global Positioning System)ユニット155は、GPS衛星(図示略)から受信した測位信号に基づき、ドローン1の現在位置を特定する。
A GPS (Global Positioning System)
また本例のドローン1には、音声入力部16・音声出力部17がさらに搭載される。
音声入力部16は、集音マイクからなり、ドローン1の周辺から到来する音声(以下、「周辺音声」という。)を入力し、当該周辺音声のレベルに応じた周辺音声信号を生成する。音声入力部で集音した周辺音声信号は、制御サーバ3に宛てて送信される。
音声出力部17は、スピーカからなり、制御サーバ3から受信した指示音声信号を再生(音声出力)する。
The
The
The
つぎに、制御サーバ3の構成を説明する。
制御サーバ3は図10に示すように、各種の演算処理を実行する装置本体(図示略)と、入力部34と、出力部35と、音声入力部36と、音声出力部37とを備えている。
入力部34は、各種の情報入力を受付けるキーボード(図示略)・マウス(図示略)を含んでいる。
出力部35は、映像出力可能な液晶ディスプレイ(図示略)等と、プリンタ(図示略)を含んでいる。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 10, the
The
The
音声入力部36は、操縦者などによる音声入力を受付けるマイクからなり、遠隔操縦席において集音した音声のレベルに応じた指示音声信号を生成する。同音声信号はドローン1へ送信される。
音声出力部37は、音声出力可能なスピーカからなり、ドローン1から送信された周辺音声信号を再生することでドローン1周辺における音声を遠隔操縦席2において再現する。
The
The
また制御サーバ3の装置本体は図10に示すように、演算処理を実行するCPUを含む制御部31のほか、ハードディスクドライブ(HDD)・ROM・RAM等を含む記憶部32、および、各種信号あるいは情報の入出力経路をなす通信ポート(図示略)を含む通信部33を備えている。
As shown in FIG. 10, the apparatus body of the
通信部33は、公衆通信回線200に接続され、ドローン1との間で任意の情報を送受信する。通信部33としては、ネットワークインターフェース・モデムなどが使用される。
本例の通信部33は、「風速」・「ドローン1の傾斜角」と、海抜高度と、風景画像VPと、周辺音声信号と、ドローン1の現在位置を当該ドローン1から受信する。通信部33が受信した風景画像VPは記憶部32に記憶される。
また通信部33は、送風機21−1〜21−4・座席傾斜装置22・表示装置23−1〜23−4・操縦機構4に通信可能に接続されている。
通信部33は、制御部31が生成した各種信号を送風機21−1〜21−4・座席傾斜装置22に出力する。
また同通信部33は、操縦機構4から出力された操縦信号CSおよび音声入力部36が生成した指示音声信号をドローン1に送信する。
The
The
The
The
Further, the
制御部31は、CPU(Central Processing Unit)・ROM(Read Only Memory)・RAM(Random Access Memory)などを有し、ROM・記憶部32に記憶されているアプリケーションプログラムをRAMにロードして実行し、それにより各種の論理的手段を実現する。
制御サーバ3では図10に示すように、駆動信号生成手段311、画面構成手段312、操縦指示手段313が実現される。
The
As shown in FIG. 10, the
駆動信号生成手段311は、風速・ドローン1の姿勢(傾斜角)に基づいて信号を生成する。
本例において駆動信号生成手段311は、風速の値に対応するように送風機21の出力を増減させる送風信号を生成する。
また同手段311は、ジャイロセンサ152が測定したロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりのドローン1の傾斜角に基づいて座席傾斜装置42を駆動させる座席傾斜信号を生成する。
本例の駆動信号生成手段311は、ロール軸・ピッチ軸・ヨー軸それぞれの傾斜角に応じた3つの座席傾斜信号を生成する。
すなわち、(1)ロール軸まわりの傾斜角(ロール角)と同じ角度に椅子20を操縦者の前後方向軸まわりに傾けるロール信号、(2)ピッチ軸まわりの傾斜角(ピッチ角)と同じ角度に椅子20を操縦者の左右方向軸まわりに傾けるピッチ信号、(3)ヨー軸まわりの傾斜角(ヨー角)と同じ角度に椅子20を操縦者の上下方向軸まわりに傾けるヨー信号、が生成される。
The drive
In this example, the drive
The means 311 also generates a seat tilt signal for driving the seat tilt device 42 based on the tilt angles of the
The drive signal generation means 311 of this example generates three seat inclination signals corresponding to the inclination angles of the roll axis, pitch axis, and yaw axis.
That is, (1) a roll signal for tilting the
画面構成手段312は、表示装置23上に表示させるための画面を構成して同装置23へ出力する。
本例において同手段312は、海抜高度、ドローン1の現在位置および風景画像VPを表示装置23へ出力する。
なお図6・図7の構成例においては、風景画像VPは3つに分割して3台の表示装置23−1〜23−3に出力(表示)される。
The
In this example, the
6 and 7, the landscape image VP is divided into three and output (displayed) to the three display devices 23-1 to 23-3.
操縦指示手段313は、操縦機構4から出力された操縦信号CSをドローン1に送信する。
The steering instruction means 313 transmits a steering signal CS output from the
本例の遠隔操縦席2では、図7に示す4台の送風機21−1〜21−4が椅子20を中心とする四角形の各頂点(操縦者から見て正面・背面・右側面・左側面)に配置されている。
ここで送風機21は、ドローン1に搭載された「風力センサ151と同数」だけ設置される。図3(a)の例では、ドローン1に4つの風力センサ151−1〜151−4が搭載されるため、送風機21−1〜21−4の台数も「4」となっている。
In the
Here, as
また送風機21は、ドローン1における風力センサ151の配置と「同一の相対位置」をなすように椅子20の周囲に配置される。
図3(a)のように、ドローン1における風力センサ151は等方的に配置される(ドローン1の重心を中心として、円周方向に等角度間隔で設置する)。
そのため、送風機21の配置も図7に示すように、4台の送風機21−1〜21−4が椅子20を中心とする四角形の各頂点に配置されている。
Further, the
As shown in FIG. 3 (a), the
For this reason, as shown in FIG. 7, the four fans 21-1 to 21-4 are arranged at each vertex of a square centered on the
より具体的には、図7の送風機21−1は図3(a)の風力センサ151−1の配置に対応し設置される。同様に、他の送風機21−2・21−3・21−4もそれぞれ風力センサ151−2・151−3・151−4の配置に対応して設置される。
これら複数台の送風機21−1〜21−4により、ドローン1が受ける空気流を遠隔操縦席2において擬似的に再現できる。なお送風機41−1〜41−4は、制御サーバ3から受信した送風信号に応じて動作する。
More specifically, the blower 21-1 in FIG. 7 is installed corresponding to the arrangement of the wind sensor 151-1 in FIG. Similarly, the other blowers 21-2, 21-3, and 21-4 are also installed corresponding to the arrangement of the wind sensors 151-2, 151-3, and 151-4, respectively.
The air flow received by the
風力センサ151と同数の送風機21を設け、これらを等方的に配置することにより、たとえ首振り機能のない送風機21を使用する場合であっても、ドローン1に向かって各所定方向(それぞれ風力センサ151が設置された方向)から到来する風向きを精度良く再現することが可能である。
なお、本システムの遠隔操縦席2には、N台以上の送風機21−1〜21−N(N:4以上の自然数)を等方的に設置する。
そのため、送風機21の台数が5台であれば五角形状、台数が6台であれば六角形状、といった具合に等角度間隔で配置すればよい。
By providing the same number of
Note that N or more fans 21-1 to 21-N (N: a natural number of 4 or more) are isotropically installed in the
Therefore, it may be arranged at equiangular intervals such as a pentagonal shape when the number of
図5に示す座席傾斜装置22は椅子20を傾けることで、ドローン1の姿勢(傾斜)を遠隔操縦席2において擬似的に再現する。
座席傾斜装置22は、制御サーバ3から受信した座席傾斜信号(ロール信号・ピッチ信号・ヨー信号)に応じて動作する。
本例では図6に示す構成例のように、座席傾斜装置22は遠隔操縦席2の床面に設置されるとともに、当該装置22の上面に椅子20が載荷される。
座席傾斜装置22の内部にはモータ(図示略)が配設されており、同モータを座席傾斜信号(ロール信号・ピッチ信号・ヨー信号)に応じて駆動させることで椅子20を傾斜させる。
なお座席傾斜装置22は、(1)ロール信号に応じて、ドローン1のロール角と同じ角度に椅子20を操縦者の前後方向軸まわりに傾け、(2)ピッチ信号に応じて、ピッチ角と同じ角度に椅子20を操縦者の左右方向軸まわりに傾け、(3)ヨー信号に応じて、ヨー角と同じ角度に椅子20を操縦者の上下方向軸まわりに傾ける(図6)。
The
The
In this example, as in the configuration example shown in FIG. 6, the
A motor (not shown) is disposed inside the
The seat tilting device 22 (1) tilts the
つぎに操縦機構4の構成について説明する。
操縦機構4が有する操縦装置41には、図8に例示するように操縦者が把持する操縦レバー42−1・42−2が物理的に連結されている。
また操縦装置41は、各種信号あるいは情報の入出力経路をなす通信ポート(図示略)を含む通信部(図示略)を備えている。
操縦装置41は、操縦者が操る操縦レバー42−1・42−2の物理的操作量(中立位置からのレバーの移動量)に応じた操縦信号CSを生成して制御サーバ3に出力する。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 8, control levers 42-1 and 42-2 that are gripped by the driver are physically connected to the
The
The
操縦レバー42−1・42−2それぞれに対して割当てる動作指示内容は、任意に設計可能である。
動作指示内容の具体例としては、操縦者の左側に設けられた操縦レバー42−2(図8)の操作方向(前後左右など)に対応して、ドローン1を並進移動させるようにすることが考えられる。
この場合、操縦レバー42−2の中立位置(当該レバー42−2に外部から力が加わっていないときの同レバー42−2の位置)から前方向にむけて同レバー42−1を倒すと、ドローン1も前方に移動(並進)することになる。
The operation instruction content assigned to each of the control levers 42-1 and 42-2 can be arbitrarily designed.
As a specific example of the operation instruction content, the
In this case, when the lever 42-1 is tilted forward from the neutral position of the control lever 42-2 (the position of the lever 42-2 when no external force is applied to the lever 42-2), The
また動作指示内容の例としては、操縦者の右側に設けられた操縦レバー42−1を右方向に倒した場合、ドローン1を右方向(真上からドローン1を見た場合の時計方向)に旋回させるようにすることが考えられる。
同様に、操縦レバー42−1を左方向に倒した場合、ドローン1を左方向(真上からドローン1を見た場合の反時計方向)に旋回させるようにすることが考えられる。
As an example of the operation instruction content, when the control lever 42-1 provided on the right side of the operator is tilted to the right, the
Similarly, when the control lever 42-1 is tilted leftward, the
なお、操縦レバーに割当てる動作指示内容は、ドローン1の飛行動作に関するものに限られない。
例えば、右側の操縦レバー42−1を前方にむけて倒す操作に応じてドローン1に搭載されたカメラ14を下向きに回動させる指示、操縦レバー42−1を後方に倒す操作に応じてカメラ14を上向きに回動させる指示なども考えられる。
The operation instruction content assigned to the control lever is not limited to the flight operation of the
For example, an instruction to rotate the
つぎに、実施形態に係る遠隔操縦システム100の各構成要素の動作について説明する。
図11・ステップS10において、ドローン1は、風力センサ151によりドローン1が受ける空気流の風速を検出するとともに、ジャイロセンサ152によりドローン1の姿勢(傾斜角)を特定する。
さらに本例のドローン1は、地磁気センサ153により地磁気を検出することで北の方向を算出する。加えて、ドローン1は、高度計154により海抜高度を検出するとともに、GPSユニット155により同機1の現在位置を特定する。
Next, the operation of each component of the
11, the
Furthermore, the
またステップS11において、ドローン1は、カメラ14により所定方向の風景画像VPを撮影する。
さらにドローン1は、その周辺から到来する周辺音声についても集音し、集音した音声の音声レベルに応じた周辺音声信号を生成する。
In step S <b> 11, the
Furthermore, the
続いてステップS12において、ドローン1は、制御サーバ3に対して風速・傾斜角・風景画像VPを定期的に送信する。
また本例のドローン1は、海抜高度・同機1の現在位置・周辺音声信号についても制御サーバ3あてに定期的に送信する。
Subsequently, in step S <b> 12, the
In addition, the
ステップS13において、制御サーバ3は、風速・傾斜角に基づいて各種の信号を生成する。
本例において制御サーバ3は、風速の値に対応するように送風機の出力を増減させる送風信号を生成し、送風機21へ出力する。
また同ステップS13において、制御サーバ3は、ドローン1の傾斜角に基づいて座席傾斜信号(ロール信号・ピッチ信号・ヨー信号)を生成し、座席傾斜装置42へ出力する。
In step S13, the
In this example, the
In step S <b> 13, the
ステップS14において送風機21−1〜21−4は、送風信号に応じて送風動作を実行することにより、ドローン1が受ける空気流を擬似的に再現する。
本例では、ドローン1上の風力センサ151−1〜151−4の配置に対応する(すなわち、同一の相対位置をなす)ように設けられた4台の送風機21−1〜21−4が、操縦者の前後左右から送風出力する(図7)。
これにより操縦者は、ドローン1に加わる風圧を体感できる。
In step S <b> 14, the blowers 21-1 to 21-4 artificially reproduce the air flow received by the
In this example, four fans 21-1 to 21-4 provided to correspond to the arrangement of the wind sensors 151-1 to 151-4 on the drone 1 (that is, to have the same relative position) Air is output from the front, rear, left and right of the operator (FIG. 7).
Thereby, the operator can experience the wind pressure applied to the
さらに図11・ステップS15において、座席傾斜装置22は、ロール信号・ピッチ信号・ヨー信号に応じて座席傾斜動作を実行することにより、ドローン1の姿勢(傾斜)を擬似的に再現する。
座席傾斜装置22は、ドローン1のロール角と同等に椅子20を操縦者の前後方向軸まわりに傾け、ピッチ角と同等に椅子20を操縦者の左右方向軸まわりに傾け、ヨー角と同等に椅子20を操縦者の上下方向軸まわりに傾ける。
Furthermore, in FIG. 11 and step S15, the
The
またステップS16において、制御サーバ3は、表示装置23に対し風景画像VPを出力する。
本例では、風景画像VPは3つに分割して3台の表示装置23−1〜23−3に表示される。なお同サーバ3は、風景画像VPとともに海抜高度・ドローン1の現在位置についても表示装置23へ出力する。
In step S <b> 16, the
In this example, the landscape image VP is divided into three and displayed on the three display devices 23-1 to 23-3. The
ステップS17において、表示装置23−1〜23−3は各々、制御サーバ3から出力された風景画像VPを表示する。さらに、表示装置43の画面上には海抜高度やドローン1の現在位置も表示される(図9)。
In step S <b> 17, the display devices 23-1 to 23-3 each display the landscape image VP output from the
また、制御サーバ3はスピーカ(音声出力部37)により周辺音声信号を再生し、ドローン1周辺における音声を遠隔操縦席2において再現する。
これにより、例えばドローン1が災害現場ないしは事故現場周辺を飛行している際に、現場で発生している状況(例えば、救助を求める人の肉声・爆発音など)を遠隔操縦席2内にいる人員が知覚でき、遠隔操縦席2にいながらにして正確な情報収集が可能となる。
In addition, the
As a result, for example, when the
図11・ステップS18において、操縦装置41は、操縦者が操る操縦レバー42−1・42−2の物理的操作量に応じた操縦信号CSを生成し、当該信号CSを制御サーバ3に出力する。
そしてステップS19において、制御サーバ3は、同操縦信号CSを公衆通信回線200を介してドローン1に送信する。
なお制御サーバ3は、操縦者などの発話によりマイク(音声入力部36)に対する音声入力がなされた場合、集音した音声に基づいて指示音声信号を生成する。この場合、同サーバ3は指示音声信号をドローン1へ送信する。
In FIG. 11 and step S18, the
In step S <b> 19, the
In addition, the
そしてステップS20において、ドローン1の駆動機構10は、操縦信号CSに応じた動作(出力の増減、停止など)を実行する。
またドローン1は、スピーカ(音声出力部17)により指示音声信号を音声出力する。これによりドローン1から遠く離れた遠隔操縦席2にいる人員(例えば操縦者)からの連絡事項を、同ドローン1の周辺にいる人々に認知してもらうことができる。
以上で、ドローン1を遠隔操縦席2から操縦者が遠隔操縦するときの一連の動作が終了する。
In step S20, the
Further, the
Thus, a series of operations when the pilot remotely controls the
以上説明したように、本考案によれば、ドローン1に搭載した風力センサ151・ジャイロセンサ152により、ドローン1周辺の風速・ドローン1の傾斜角を実際に測定する。そして、これら風速・傾斜角を基に、送風機21や座席傾斜装置22を駆使して、ドローン1が受ける風圧もしくはドローン1の姿勢(傾き)を遠隔操縦席2において再現する。
このようにすることで、操縦者は遠隔操縦席2に居ながらにして、ドローン1が現在位置において置かれている実際の状況を知覚できる。
そのため、操縦者がドローン1を遠隔操縦する上で、操縦者が知覚した状況に応じてドローンを遠隔操縦できる。
また、操縦者に対してドローン1の飛行状況を知覚させることで、より緊張感を以って操縦することを啓蒙でき、ひいては操縦者の心理的な気の緩みに起因する操縦事故を未然防止することができる。
As described above, according to the present invention, the wind speed around the
By doing so, the operator can perceive the actual situation where the
Therefore, when the pilot remotely controls the
In addition, by letting the pilot perceive the flight status of the
なお、本実施形態においては、図3(a)・図3(b)に例示するように、少なくとも4つ以上の風力センサ151を等方的にドローン1に設置している。
そのため、少なくともドローン1が前後左右から受ける風速を測定でき、少なくとも4方向から到来する風を遠隔操縦席2においてより忠実に且つ精度よく再現できる。
In the present embodiment, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, at least four or
Therefore, at least the wind speed received by the
また、本実施形態によれば、操縦者が座る椅子20に対して、操縦レバー42−1・42−2が物理的に一体不可分の状態で設けられている。
そのため、実際のドローン1の傾斜角を再現するために椅子20を傾けた場合、椅子20と一体的に設けられた操縦レバー42−1・42−2も同じ角度だけ傾斜する。
このように椅子20が同レバー42−1・42−2ごと傾くことで、操縦者は、自分自身とドローン1の機体が一体となったような感覚を知覚できる。
そのため、操縦者にとって、実際には搭乗することができないドローン1にあたかも乗っているように感じられ、操縦しやすくなる。
Further, according to the present embodiment, the control levers 42-1 and 42-2 are physically provided in an inseparable state with respect to the
Therefore, when the
In this way, the
Therefore, it feels as if the driver is riding the
また本考案によれば、椅子20の周囲を取囲むよう配置された表示装置23にドローン1周辺の風景画像が映し出される(図9)。
そのため、実際には搭乗できないドローン1の遠隔操縦をおこなっている操縦者に、あたかもドローン1に本当に乗込んで操縦しているかのような感覚を知覚させうる。
なお本システム100において、操縦者は、ドローン1を目視できない位置(例えば、屋内)に設けられた遠隔操縦席2から操縦を行う。
Further, according to the present invention, the landscape image around the
Therefore, it is possible to make the operator who is remotely controlling the
In the
さらに、公衆通信回線200として第5世代移動通信システムなどの超高速無線通信網を採用することにより、ドローン1の周囲における画像情報や測定値(風速・傾斜角など)を豊富に提供することができる。
これにより操縦者が遠隔操縦を行う際、ドローン1に迫りくる危険(ドローン1に向かってくる飛来物、ドローン周辺で生じた突風など)をリアルタイムに知覚でき、飛行状況に応じて対応することができる。
Furthermore, by adopting an ultra high-speed wireless communication network such as a fifth generation mobile communication system as the
As a result, when the pilot performs remote control, the danger of approaching the drone 1 (a flying object approaching the
[変形例:複数台のドローンおよび複数の遠隔操縦席からなる遠隔操縦システム]
上記説明例では「1台のドローン1と1つの遠隔操縦席2」が1対1に対応してなる遠隔操縦システム100(図1)を例示した。
しかしながら本発明の遠隔操縦システム100Aでは、図12に示すように、複数台のドローン1−1〜1−N(N:2以上の自然数)と複数の遠隔操縦席2−1〜2−Nを有するように構成してもよい。
同図12においては、個々のドローン1と個々の遠隔操縦席2が1対1で対応付けされている。すなわちドローン1−1の遠隔操縦は同ドローン1−1に対応付けられた遠隔操縦席2−1の操縦者により行われ、同様にドローン1−Nの遠隔操縦は同対象1−Nに対応付けられた遠隔操縦席2−Nの操縦者により行われる。
さらに図12においては、1つの遠隔操縦席2から2台以上のドローン1を遠隔操縦できるよう構成することも可能である。
[Modification: Remote control system consisting of multiple drones and multiple remote control seats]
In the above explanation example, the remote control system 100 (FIG. 1) in which “one
However, in the
In FIG. 12, each
Furthermore, in FIG. 12, it is also possible to configure so that two or
なお図12の例では、各ドローン1−1〜1−Nからそれぞれ送信された風速・傾斜角や風景画像VPを1台の制御サーバ3が集約的に受信処理するよう構成されている。
このように構成することで複数の遠隔操縦席2−1〜2−Nの1つ1つに対して逐次、制御サーバ3を設ける場合に比べ、遠隔操縦システム100Aに設置するサーバ台数が大幅に削減されシステムの全体的構成が非常に簡素化されるとともに、遠隔操縦システム100Aの設置コストを著しく低減することができる。
In the example of FIG. 12, one
With this configuration, the number of servers installed in the
[変形例:カメラのズーム機能]
カメラ14は、操縦者の操作により倍率の拡大・縮小が可能に構成してもよい。
倍率の拡大・縮小操作を行う手段としては任意のものを選択できるが、一具体例としては、倍率拡大用ボタン・倍率縮小用ボタンを操縦レバー42上に設けることが考えられる。そして、倍率拡大用ボタン・倍率縮小用ボタンを適宜押下したときに、倍率の拡大もしくは縮小を指示するズーム変更信号を制御サーバ3経由でドローン1のカメラ14に入力すればよい。
[Modification: Camera zoom function]
The
Any means can be selected as means for performing the magnification enlargement / reduction operation. As a specific example, a magnification enlargement button / magnification reduction button may be provided on the control lever 42. Then, when the magnification enlargement button / magnification reduction button is appropriately pressed, a zoom change signal for instructing magnification enlargement or reduction may be input to the
さらに、本遠隔操縦システム100の応用分野について詳述する。
ドローンは飛空できるという性質上、地上に設置された数々の障害物(例えば、丘陵や河川、建物や塀、災害により寸断された道路・車が頻繁に行き交う道路など)に一切遮られることなく、それらの上空を超えて円滑な移動が可能である。
さらに無人飛行用のドローンの場合、操縦者が乗込んだときの荷重を考慮する必要がなく、機体を著しく小型化・軽量化することが可能である。
そのため災害発生時には被災地の現場の被害状況を知るべく、カメラを搭載したドローンをいわゆるプロポ(送信機)を使用して操縦し、被災現場の写真を撮影するという対応が行われている。
また特許文献2に看取されるように、カメラを搭載したドローンを使用して不審者を追跡するなどドローンを犯罪防止のために導入する動きも盛んである。
Further, application fields of the
Due to the nature of drones that can fly, they are not obstructed by numerous obstacles installed on the ground (for example, hills and rivers, buildings and fences, roads that have been severely cut by disasters, and roads where cars frequently come and go). Smooth movement over the sky is possible.
Furthermore, in the case of a drone for unmanned flight, it is not necessary to consider the load when the operator gets in, and the aircraft can be significantly reduced in size and weight.
Therefore, when a disaster occurs, in order to know the damage situation at the site of the stricken area, a drone equipped with a camera is operated using a so-called transmitter (transmitter) to take a picture of the stricken site.
In addition, as can be seen in
本実施形態の遠隔操縦システム100についてもドローン1に搭載したカメラ14が地上にいる不審者を捉えた場合、カメラ14の風景画像VPに当該不審者が常時写り込むように操縦者がドローン1を操って追跡をすることは可能である。
しかしながら人員1名だけの操縦者がドローン1を遠隔操縦する傍ら、逃走する不審者がカメラ14の視界から外れないよう気を配るのは難易度の高い操作であるとも思われる。特にドローン1により不審者を追跡する場所が、大小様々な建物や人々が密集し多くの電線が張り巡らされたような市街地である場合、操縦者は不審者のみに重きを置くことはできず、ドローン1が人や器物に衝突しないよう安全な航行に配慮して操縦せざるを得ない。
そこで本考案の遠隔操縦システムでは、不審者などの追跡目標をカメラ14が顔認識した場合、逃走する追跡目標をドローン1により追跡する間、ドローン1に搭載したカメラ14が追跡目標を撮影し続けるように自動でズーム調節を行うようにしてもよい。
Also in the
However, it seems that it is a highly difficult operation for a pilot with only one person to remotely control the
Therefore, in the remote control system of the present invention, when the
本実施形態の遠隔操縦システムを警察・消防・自衛隊などにおいて導入した場合、隊員が椅子20に着席してドローン1に仮想搭乗したのち、ドローン1を遠隔操縦して迅速に現場へ急行させることで、災害現場・事故現場などにおける状況(情報)を映像や音声により鮮明かつリアルタイムに把握したり、現場の状況をすみやかに指示本部に報告することが可能となる。
これにより災害ないしは事故の発生時においても正確な初期対応や状況判断が容易になり、従来にもまして人命救助活動に大きく貢献することが可能となる。
さらには付随的な効果として、災害・事故に対応する人手不足の解消、隊員の安全確保などにも寄与するものと考えられる。
なおドローン1を各自治体などに多数設置しておくことで、最短の飛行距離で災害現場・事故現場に到達できるドローン1を現場へ急行させることができ、災害や事故の発生時から遅延することなく迅速な情報収集が可能となる。
When the remote control system of the present embodiment is introduced in the police, the fire department, the Self-Defense Force, etc., after the crew member sits on the
This facilitates accurate initial response and situation determination even in the event of a disaster or accident, making it possible to make a greater contribution to lifesaving activities than before.
Furthermore, it is considered that the incidental effects will contribute to the elimination of labor shortages in response to disasters and accidents and to ensuring the safety of members.
By installing a large number of
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る各種の変形が可能である。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention without departing from the gist of the present invention.
1 ドローン
2 遠隔操縦席
20 椅子
21 送風機
22 座席傾斜装置
23 表示装置
3 制御サーバ
4 操縦機構
100 遠隔操縦システム
200 公衆通信回線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ドローンは、
操縦信号に従って駆動する駆動機構と、
ドローンが所定方向から受ける空気流の風速をそれぞれ検出するセンサであって、ドローンの機体に等方的に配置された4つ以上の風力センサと、
ドローンのロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりにおける各傾斜角を検出するジャイロセンサと、
各風力センサが検出した各方向における風速と、ジャイロセンサが検出したロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりにおけるドローンの傾斜角とを一定期間ごとに制御サーバに送信する情報送信手段と、
を有し、
前記制御サーバは、
ドローンから送信された風速と、ロール軸まわり・ピッチ軸まわり・ヨー軸まわりのドローンの傾斜角とをドローンから受信する通信手段、
を有し、
前記遠隔操縦席は、
高い通風性を有してなる、操縦者が着座する椅子と、
椅子の左右に設けられた1対の操縦レバーと、
各操縦レバーの物理的操作量に応じた前記操縦信号を生成して制御サーバに出力する操縦機構と、
風力センサと同数だけ設けられた送風機であって、ドローンにおける風力センサの配置と同一の相対位置をなすように椅子の周囲に等方的に配置された送風機と、
操縦者の左右方向・前後方向・上下方向の3次元において、床面に対して椅子を傾ける座席傾斜装置と、
を有し、
制御サーバは、
各風力センサが測定した風速と同じ風速を各送風機に出力させる送風信号を、各風力センサと同じ相対位置にそれぞれ配置されている送風機ごとに区別して出力し、
ジャイロセンサが測定したロール軸まわりの傾斜角だけ椅子を操縦者の前後方向軸まわりに傾けるロール信号と、ピッチ軸まわりの傾斜角だけ椅子を操縦者の左右方向軸まわりに傾けるピッチ信号と、ヨー軸まわりの傾斜角だけ椅子を操縦者の上下方向軸まわりに傾けるヨー信号とを座席傾斜装置に出力し、
操縦機構から出力された操縦信号をドローンに送信し、
各送風機は、
送風信号に応じて、同一の相対位置に搭載されたドローンの風力センサの測定値と同じ風速で椅子に送風することで、各所定方向からドローンが受ける空気流を再現し、
座席傾斜装置は、
ロール信号とピッチ信号とヨー信号に従って椅子を床面に対して傾けることで、ドローンの実際の傾きを再現する
ように構成されたことを特徴とする、遠隔操縦システム。 In a remote control system in which a pilot remotely controls the drone from a remote control seat where the drone cannot be seen, and the control server and the drone are communicably connected,
The drone
A drive mechanism for driving in accordance with a steering signal;
Four or more wind sensors arranged isotropically on the drone body, each detecting a wind speed of the air flow received by the drone from a predetermined direction;
A gyro sensor that detects each tilt angle around the roll axis, pitch axis, and yaw axis of the drone;
Information transmitting means for transmitting the wind speed in each direction detected by each wind sensor and the tilt angle of the drone around the roll axis, the pitch axis, and the yaw axis detected by the gyro sensor to the control server at regular intervals;
Have
The control server
A communication means for receiving from the drone the wind speed transmitted from the drone and the inclination angle of the drone around the roll axis, the pitch axis, and the yaw axis,
Have
The remote pilot seat is
A chair on which the operator sits, having high ventilation;
A pair of control levers on the left and right of the chair;
A steering mechanism that generates the steering signal according to the physical operation amount of each steering lever and outputs it to the control server;
A blower provided in the same number as the wind sensor, and the blower isotropically arranged around the chair so as to have the same relative position as the arrangement of the wind sensor in the drone,
A seat tilting device that tilts the chair with respect to the floor surface in three dimensions of the left / right / front / rear / up / down direction of the operator;
Have
The control server
A wind signal that causes each blower to output the same wind speed as the wind speed measured by each wind sensor is output separately for each blower arranged at the same relative position as each wind sensor,
A roll signal that tilts the chair around the pilot's longitudinal axis by the tilt angle around the roll axis measured by the gyro sensor, a pitch signal that tilts the chair around the pilot's horizontal axis by the tilt angle around the pitch axis, and yaw A yaw signal that tilts the chair around the operator's vertical axis by the tilt angle around the axis is output to the seat tilt device,
Send the control signal output from the control mechanism to the drone,
Each blower
In response to the air blowing signal, the air flow received by the drone from each predetermined direction is reproduced by blowing air to the chair at the same wind speed as the measured value of the drone wind sensor mounted at the same relative position,
The seat tilting device
A remote control system configured to reproduce the actual tilt of the drone by tilting the chair with respect to the floor according to the roll signal, the pitch signal, and the yaw signal.
前記遠隔操縦席は、
椅子を取囲むように配置され且つ制御サーバに接続された、任意の画像を表示する表示装置、をさらに備え、
前記ドローンは、
ドローン周辺の風景画像を写すカメラ、を有し、
前記制御サーバは、
ドローンから送信された風景画像を受信する前記通信手段、を有し、
前記表示装置は、制御サーバが受信したドローン周辺の風景画像を表示する
ように構成されたことを特徴とする、遠隔操縦システム。 The remote control system according to claim 1,
The remote pilot seat is
A display device arranged to surround the chair and connected to the control server for displaying an arbitrary image;
The drone
A camera that captures landscape images around the drone,
The control server
The communication means for receiving a landscape image transmitted from a drone,
The remote control system, wherein the display device is configured to display a landscape image around the drone received by the control server.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019002881U JP3223500U (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Remote control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019002881U JP3223500U (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Remote control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP3223500U true JP3223500U (en) | 2019-10-10 |
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ID=68159565
Family Applications (1)
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JP2019002881U Active JP3223500U (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Remote control system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3223500U (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102399884B1 (en) * | 2020-12-04 | 2022-05-20 | 한국해양과학기술원 | Multi Degree-of-Freedom Motion Platform Apparatus for Operating Marine Robot |
JP7366472B1 (en) | 2022-07-05 | 2023-10-23 | 吉谷土木株式会社 | Planting support methods and field work support systems, etc. |
-
2019
- 2019-08-01 JP JP2019002881U patent/JP3223500U/en active Active
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