JP6952228B2 - Mobile positioning system - Google Patents

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Description

この発明は、移動体の測位システムに関するものである。 The present invention relates to a mobile positioning system.

移動体の位置を検出する移動***置検出方式が、特開平２−１７００７６号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、地理的に一直線上に並ぶのを避けて設置され、既知の時間間隔で電波を送出する少なくとも３局の基地局送信装置と、基地局送信装置から送出された電波を受信し、受信された電波の受信時間間隔のずれより、基地局送信装置が設置されているそれぞれの基地までの距離差を算出する距離算出手段、算出された距離差より自らの現在位置を算出する位置算出手段、を有する移動局受信装置とを備えたことを特徴とする移動***置検出方式が開示されている。 A moving body position detecting method for detecting the position of a moving body is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-170076 (Patent Document 1). In Patent Document 1, at least three base station transmitters that are installed avoiding being geographically aligned and transmitting radio waves at known time intervals and radio waves transmitted from the base station transmitters are received. Then, from the deviation of the reception time interval of the received radio wave, the distance calculation means for calculating the distance difference to each base where the base station transmitter is installed, and the calculated distance difference is used to calculate the current position of the user. A mobile body position detection method including a mobile station receiving device including a position calculating means is disclosed.

特開平０２−１７００７６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-170076

橋梁の下側や建物の高所の老朽化を確認するために、大掛かりな設備や準備を行って点検が行われる。橋梁の下側や建物の高所を点検するためにドローン等の無人航空機が用いられる場合がある。これは、無人航空機が水平方向だけでなく鉛直方向にも移動が可能であり、大掛かりな設備や準備を必要とせずに、上記のような場所でも容易に飛行させることができるためである。 Large-scale equipment and preparations are carried out and inspected to confirm the deterioration of the underside of the bridge and the high places of the building. Unmanned aerial vehicles such as drones may be used to inspect the underside of bridges and high places in buildings. This is because the unmanned aerial vehicle can move not only horizontally but also vertically, and can be easily flown in the above-mentioned places without the need for large-scale equipment and preparation.

橋梁の下側や建物の高所の点検に無人航空機を用いる際に、撮影を行いながら点検を行う。このように撮影を行いながら点検を行う際には、鉛直方向における無人航空機の位置情報が必要となる場合があり、鉛直方向における無人航空機の位置を精度良く測位できることが求められる。なお、特許文献１に開示の技術では、上記した場合には対応できない。 When using an unmanned aerial vehicle to inspect the underside of a bridge or the height of a building, inspect it while taking pictures. When performing an inspection while taking a picture in this way, the position information of the unmanned aerial vehicle in the vertical direction may be required, and it is required that the position of the unmanned aerial vehicle in the vertical direction can be accurately positioned. The technique disclosed in Patent Document 1 cannot cope with the above case.

この発明の目的は、移動体の位置を精度良く測位することができる移動体の測位システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a moving body positioning system capable of accurately positioning the position of a moving body.

本発明に従った移動体の測位システムは、移動体の位置を計測する。移動体の測位システムは、移動体と、移動体を無線通信により操縦する操縦器と、第一の箇所に設置され、前記移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第一電波基地局と、第一の箇所の水平方向の位置と異なる位置であり、第一の箇所の鉛直方向の位置と同じ位置である第二の箇所に設置され、移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第二電波基地局と、第一の箇所および第二の箇所の水平方向の位置と異なる位置であり、第一の箇所の鉛直方向の位置と同じ位置である第三の箇所に設置され、移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第三電波基地局と、第四の箇所に設置され、移動体との距離を計測するレーザー光の発信または受信を行うレーザー光基地局と、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局による電波の発信状況または受信状況により、移動体の水平方向の位置を導出する水平方向位置導出部と、水平方向位置導出部により導出された位置に対して、レーザー光基地局によるレーザーの発信状況または受信状況により、移動体の鉛直方向の位置を導出する鉛直方向位置導出部と、を備える。 The moving body positioning system according to the present invention measures the position of the moving body. The moving body positioning system is a first radio wave that is installed at a first location and transmits or receives radio waves that measure the distance between the moving body, a controller that controls the moving body by wireless communication, and the moving body. Radio waves installed at the base station and the second location, which is different from the horizontal position of the first location and the same position as the vertical position of the first location, and measures the distance to the moving body. The position of the second radio base station that transmits or receives radio waves is different from the horizontal position of the first and second locations, and the position is the same as the vertical position of the first location. A third radio base station that is installed at a location and transmits or receives radio waves that measure the distance to a moving object, and a third radio base station that is installed at a fourth location that transmits or receives radio waves that measure the distance to a moving object. The laser optical base station to be performed, and the horizontal position derivation unit that derives the horizontal position of the moving object according to the transmission status or reception status of radio waves by the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station. A vertical position derivation unit for deriving a vertical position of a moving body according to a laser transmission status or a reception status of a laser by a laser optical base station is provided with respect to a position derived by the horizontal position derivation unit.

このような移動体の測位システムによれば、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局による電波の発信状況または受信状況により、移動体の水平方向の位置を導出する。このように、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局との電波通信によって位置を計測することで、移動体の水平方向における位置を容易に導出することができる。また、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）における衛星からの電波を受信できないような橋梁の下でも、移動体の水平方向における位置を導出することができる。また、移動体の水平方向の位置を導出した後に、レーザー光基地局とのレーザー光による通信によって移動体の鉛直方向の位置を導出することで、精度良く鉛直方向の位置を導出することができる。したがって、移動体の位置を精度良く測位することができる。 According to such a positioning system for a mobile body, the horizontal position of the mobile body is derived according to the transmission status or reception status of radio waves by the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station. In this way, by measuring the position by radio communication with the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station, the position of the moving body in the horizontal direction can be easily derived. Further, the position of the moving body in the horizontal direction can be derived even under a bridge in which radio waves from satellites in GPS (Global Positioning System) cannot be received. Further, by deriving the horizontal position of the moving body and then deriving the vertical position of the moving body by communication with the laser optical base station by laser light, the vertical position of the moving body can be derived with high accuracy. .. Therefore, the position of the moving body can be accurately positioned.

上記移動体の測位システムにおいて、操縦器は、水平方向位置導出部と、鉛直方向位置導出部と、を含むようにしてもよい。このような構成とすることで、移動体の水平方向における位置と、鉛直方向における位置を把握しながら、移動体を操縦することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, the controller may include a horizontal position derivation unit and a vertical position derivation unit. With such a configuration, the moving body can be steered while grasping the position of the moving body in the horizontal direction and the position in the vertical direction.

上記移動体の測位システムにおいて、水平方向位置導出部は、電波を発信した際の時刻情報、および電波を受信した際の時刻情報から、移動体と、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局それぞれとの距離を算出し、移動体の水平方向の位置を導出するようにしてもよい。このように電波の発信時間および受信時間により位置を導出することで、移動体の水平方向の位置をより容易に導出することができる。 In the positioning system for the mobile body, the horizontal position derivation unit uses the time information when the radio wave is transmitted and the time information when the radio wave is received, and the mobile body, the first radio wave base station, and the second radio wave base station. And the distance to each of the third radio base stations may be calculated to derive the horizontal position of the moving body. By deriving the position based on the transmission time and the reception time of the radio wave in this way, the horizontal position of the moving body can be derived more easily.

上記移動体の測位システムにおいて、水平方向位置導出部は、電波を受信した際の電波強度から、移動体と、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局それぞれとの距離を算出し、移動体の水平方向の位置を導出するようにしてもよい。このように電波強度により位置を導出することで、移動体の水平方向の位置をより精度よく導出することができる。 In the positioning system of the mobile body, the horizontal position derivation unit determines the distance between the mobile body and each of the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station based on the radio wave strength when the radio wave is received. May be calculated to derive the horizontal position of the moving body. By deriving the position based on the radio wave intensity in this way, the horizontal position of the moving body can be derived more accurately.

上記移動体の測位システムにおいて、水平方向位置導出部は、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局から発信される電波を移動体が受信して、移動体の水平方向の位置を導出し、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局から発信される電波は、パルス波であり、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局においてパルス波の波長が異なるように設定されているようにしてもよい。このような構成とすることで、第一電波発信部、第二電波発信部および第三電波発信部それぞれから発信される電波を区別しながら、移動体において受信することができる。 In the above-mentioned moving body positioning system, the horizontal position derivation unit receives radio waves transmitted from the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station, and the moving body receives radio waves in the horizontal direction of the moving body. The radio waves transmitted from the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station are pulse waves, and the first radio base station, the second radio base station, and the third radio wave are derived. The wavelength of the pulse wave may be set to be different in the base station. With such a configuration, it is possible to receive the radio waves in the moving body while distinguishing the radio waves transmitted from each of the first radio wave transmitting unit, the second radio wave transmitting unit, and the third radio wave transmitting unit.

上記移動体の測位システムにおいて、水平方向位置導出部は、移動体から発信される電波を第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局が受信して、移動体の水平方向の位置を導出するようにしてもよい。このような構成とすることで、移動体から発信される１つの電波を用いて、移動体の水平方向の位置を導出することができ、より効率的な測位を行うことができる。 In the positioning system of the mobile body, the horizontal position derivation unit receives radio waves transmitted from the mobile body by the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station, and the horizontal direction of the mobile body. The position of may be derived. With such a configuration, the horizontal position of the moving body can be derived by using one radio wave transmitted from the moving body, and more efficient positioning can be performed.

上記移動体の測位システムにおいて、移動体との距離を計測する電波は、パルス波であり、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局においてパルス波の波長が異なるように設定されていてもよい。このような構成とすることで、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局から移動体に電波を発信したとしても、移動体においてそれぞれの基地局から発信される電波を区別することができる。 In the above-mentioned moving body positioning system, the radio wave for measuring the distance to the moving body is a pulse wave, and the wavelength of the pulse wave is different between the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station. It may be set. With such a configuration, even if radio waves are transmitted from the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station to the mobile body, the radio waves transmitted from the respective base stations in the mobile body are transmitted. Can be distinguished.

上記移動体の測位システムにおいて、鉛直方向位置導出部は、水平方向位置導出部により導出された移動体の水平方向の位置に対し、鉛直方向に角度を変えながら発信されたレーザー光の発信した際の時刻情報、レーザー光を移動体が受信した際の時刻情報、および移動体がレーザー光を受信した際のレーザー光の水平方向に対する角度情報に基づいて、移動体の鉛直方向における位置を導出するようにしてもよい。このようにレーザー光の発信時間、受信時間および角度により位置を導出することで、移動体の鉛直方向の位置をより精度良く導出することができる。 In the above-mentioned moving body positioning system, when the vertical position deriving unit transmits the laser light transmitted while changing the angle in the vertical direction with respect to the horizontal position of the moving body derived by the horizontal position deriving unit. The position of the moving body in the vertical direction is derived based on the time information of the moving body, the time information when the moving body receives the laser light, and the angle information of the laser light when the moving body receives the laser light in the horizontal direction. You may do so. By deriving the position based on the transmission time, reception time, and angle of the laser beam in this way, the position in the vertical direction of the moving body can be derived more accurately.

上記移動体の測位システムにおいて、第一の箇所、第二の箇所および第三の箇所は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により位置が特定されるようにしてもよい。このようにＧＰＳにより位置が特定されることで、第一の箇所、第二の箇所および第三の箇所の正確な位置をより容易に特定することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, the positions of the first location, the second location, and the third location may be specified by GPS (Global Positioning System). By specifying the position by GPS in this way, it is possible to more easily specify the exact position of the first place, the second place, and the third place.

上記移動体の測位システムにおいて、第四の箇所は、第一の箇所、第二の箇所および第三の箇所のいずれか１つと同じ位置であるようにしてもよい。このような構成とすることで、システム全体の構成をより簡素化することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, the fourth location may be the same position as any one of the first location, the second location, and the third location. With such a configuration, the configuration of the entire system can be further simplified.

上記移動体の測位システムにおいて、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局のうちのいずれか１つは、レーザー光基地局を兼用するようにしてもよい。このように構成することでシステム全体を簡素化することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, any one of the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station may also serve as a laser light base station. With this configuration, the entire system can be simplified.

上記移動体の測位システムにおいて、第一の箇所、第二の箇所および第三の箇所の水平方向の位置と異なる位置であり、第一の箇所の鉛直方向の位置と同じ位置である第五の箇所に設置され、移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第四電波基地局をさらに備えるようにしてもよい。このような構成とすることで、移動体の水平方向のより正確な位置を導出することができる。また、第一電波基地局、第二電波基地局および第三電波基地局のうちのいずれか１つから発信される電波が障害物等によって遮蔽されたとしても、第四電波基地局があることで移動体の水平方向の位置を導出することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, the fifth position is different from the horizontal position of the first point, the second point, and the third point, and is the same position as the vertical position of the first point. A fourth radio base station that is installed at a location and transmits or receives radio waves for measuring the distance to a moving body may be further provided. With such a configuration, a more accurate position of the moving body in the horizontal direction can be derived. In addition, even if the radio waves transmitted from any one of the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station are blocked by an obstacle or the like, there is a fourth radio base station. The horizontal position of the moving body can be derived with.

上記移動体の測位システムにおいて、レーザー光基地局から発信されるレーザー光は、水平方向に所定の幅だけ往復しながら発信されるようにしてもよい。このような構成とすることで、移動体の鉛直方向の位置をより確実に導出することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, the laser light transmitted from the laser light base station may be transmitted while reciprocating in the horizontal direction by a predetermined width. With such a configuration, the vertical position of the moving body can be derived more reliably.

上記移動体の測位システムにおいて、第一電波基地局、第二電波基地局、第三電波基地局およびレーザー光基地局は、それぞれ第一の箇所、第二の箇所、第三の箇所および第四の箇所に着脱可能であるようにしてもよい。このような構成とすることで、移動体の位置を測位したい場所に第一の箇所、第二の箇所、第三の箇所および第四の箇所を設定し、第一電波基地局、第二電波基地局、第三電波基地局およびレーザー光基地局を設置し、移動体の位置を導出することができる。このため、より効率的に移動体の位置を導出することができる。 In the above-mentioned mobile positioning system, the first radio base station, the second radio base station, the third radio base station, and the laser optical base station are the first, second, third, and fourth locations, respectively. It may be made removable at the place of. With such a configuration, the first place, the second place, the third place and the fourth place are set in the place where the position of the moving body is to be determined, and the first radio base station and the second radio wave are set. A base station, a third radio wave base station, and a laser light base station can be installed to derive the position of the mobile body. Therefore, the position of the moving body can be derived more efficiently.

このような移動体の測位システムによると、移動体の位置を精度良く測位することができる。 According to such a moving body positioning system, the position of the moving body can be accurately positioned.

測位システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a positioning system. 無人航空機の水平方向の位置を導出する場合の概略図である。It is a schematic diagram in the case of deriving the horizontal position of an unmanned aerial vehicle. 無人航空機の鉛直方向の位置を導出する場合の概略図である。It is a schematic diagram in the case of deriving the vertical position of an unmanned aerial vehicle. 制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a control part. 実施の形態１における無人航空機の位置を計測する場合の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process at the time of measuring the position of the unmanned aerial vehicle in Embodiment 1. FIG. 実施の形態２における無人航空機の位置を計測する場合の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process at the time of measuring the position of the unmanned aerial vehicle in Embodiment 2.

以下、この発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings below, the same or corresponding parts are given the same reference number and the explanation is not repeated.

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る移動体の測位システムの構成を示すブロック図である。図１を参照して、測位システム１は、移動体としての無人航空機１１と、第一電波基地局２１と、第二電波基地局２２と、第三電波基地局２３と、レーザー光基地局２４と、無人航空機１１を無線通信により操縦する操縦器３１と、を備える。測位システム１は、無人航空機１１の位置を計測するシステムである。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mobile positioning system according to the first embodiment. With reference to FIG. 1, the positioning system 1 includes an unmanned aircraft 11 as a mobile body, a first radio base station 21, a second radio base station 22, a third radio base station 23, and a laser light base station 24. And a pilot 31 that controls the unmanned aircraft 11 by radio communication. The positioning system 1 is a system for measuring the position of the unmanned aerial vehicle 11.

図２は、無人航空機１１の水平方向の位置を導出する場合の概略図である。なお、図２における左右の方向はＸ軸方向であり、上下の方向はＹ軸方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、水平方向である。水平方向に垂直な方向である鉛直方向は、Ｚ軸方向である。なお、図２は、無人航空機１１が橋梁下を飛行している場合を示している。理解の容易の観点から、一点鎖線はＸ軸方向に延びる橋Ｓの端部を示す。なお、橋Ｓの橋梁下では、ＧＰＳにおける衛星からの電波を受信することができない。図３は、無人航空機の鉛直方向の位置を導出する場合の概略図である。なお、図３において、左右の方向はＸ軸方向であり、上下の方向はＺ軸方向である。なお、図３は、無人航空機１１が橋Ｓの橋梁下を飛行している場合を示している。 FIG. 2 is a schematic view in the case of deriving the horizontal position of the unmanned aerial vehicle 11. The left-right direction in FIG. 2 is the X-axis direction, and the up-down direction is the Y-axis direction. The X-axis direction and the Y-axis direction are horizontal directions. The vertical direction, which is the direction perpendicular to the horizontal direction, is the Z-axis direction. Note that FIG. 2 shows a case where the unmanned aerial vehicle 11 is flying under the bridge. From the viewpoint of easy understanding, the alternate long and short dash line indicates the end of the bridge S extending in the X-axis direction. It should be noted that under the bridge of the bridge S, radio waves from satellites in GPS cannot be received. FIG. 3 is a schematic view in the case of deriving the vertical position of the unmanned aerial vehicle. In FIG. 3, the left-right direction is the X-axis direction, and the up-down direction is the Z-axis direction. Note that FIG. 3 shows a case where the unmanned aerial vehicle 11 is flying under the bridge of the bridge S.

第一電波基地局２１は、第一電波発信部２１１と、第一通信部２１２と、を含む。第一電波発信部２１１は、無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離を計測するための電波を無人航空機１１に発信する。第一電波発信部２１１から発信される電波としては、例えば、パルス波等が用いられる。第一通信部２１２は、操縦器３１と無線通信により通信を行うことができる。同様に、第二電波基地局２２は、第二電波発信部２２１と、第二通信部２２２とを含む。第三電波基地局２３は、第三電波発信部２３１と、第三通信部２３２とを含む。なお、第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１それぞれから発信される電波は、同時に無人航空機１１に対して発信される。第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１それぞれから発信される電波は、区別できるようにするために、パルス波の周期を異なるように設定される。 The first radio wave base station 21 includes a first radio wave transmitting unit 211 and a first communication unit 212. The first radio wave transmitting unit 211 transmits a radio wave for measuring the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio wave base station 21 to the unmanned aerial vehicle 11. As the radio wave transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, for example, a pulse wave or the like is used. The first communication unit 212 can communicate with the pilot 31 by wireless communication. Similarly, the second radio base station 22 includes a second radio wave transmitting unit 221 and a second communication unit 222. The third radio wave base station 23 includes a third radio wave transmitting unit 231 and a third communication unit 232. The radio waves transmitted from each of the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 are simultaneously transmitted to the unmanned aerial vehicle 11. The radio waves transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 are set to have different pulse wave periods so that they can be distinguished from each other.

レーザー光基地局２４は、レーザー光発信部２４１と、第五通信部２４２と、を含む。レーザー光発信部２４１は、無人航空機１１の鉛直方向における位置を計測するレーザー光を発信する。レーザー光発信部２４１から発信されるレーザー光の波長としては、例えば、約６００ｎｍ〜約１６００ｎｍの波長を有するレーザー光が用いられる。レーザー光基地局２４から発信されるレーザー光は、水平方向に所定の幅だけ往復しながら発信される。第五通信部２４２は、操縦器３１と無線通信により通信を行うことができる。 The laser light base station 24 includes a laser light transmitting unit 241 and a fifth communication unit 242. The laser light transmitting unit 241 transmits a laser light for measuring the position of the unmanned aerial vehicle 11 in the vertical direction. As the wavelength of the laser light emitted from the laser light transmitting unit 241, for example, a laser light having a wavelength of about 600 nm to about 1600 nm is used. The laser light transmitted from the laser light base station 24 is transmitted while reciprocating in the horizontal direction by a predetermined width. The fifth communication unit 242 can communicate with the controller 31 by wireless communication.

図２および図３を参照して、第一電波基地局２１は、第一の箇所４１に設置される。第二電波基地局２２は、第二の箇所４２に設置される。第三電波基地局２３は、第三の箇所４３に設置される。レーザー光基地局２４は、第四の箇所４４に設置される。第一の箇所４１は、橋Ｓから見てＹ軸方向下方側に位置する。第二の箇所４２は、橋Ｓから見てＹ軸方向上方側に位置する。第二の箇所４２は、第一の箇所４１に対してＸ軸方向に異なる位置である。第三の箇所４３は、橋Ｓから見てＹ軸方向下方側に位置する。第三の箇所４３は、第一の箇所４１および第二の箇所４２に対してＸ軸方向に異なる位置である。第四の箇所４４は、橋Ｓから見てＹ軸方向下方側に位置する。第四の箇所４４は、第一の箇所４１に対してＸ軸方向に異なる位置である。第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置は、それぞれ異なるように配置される。なお、第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４のＺ軸方向の位置は、同一である。第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４を含む平面は、Ｘ−Ｙ平面に平行である。第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４は、Ｚ軸方向から平面的に見て、橋Ｓが配置される領域外に配置されている。第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４は、作業者による測量またはＧＰＳ等を用いて、位置が特定される場所である。 With reference to FIGS. 2 and 3, the first radio base station 21 is installed at the first location 41. The second radio base station 22 is installed at the second location 42. The third radio base station 23 is installed at the third location 43. The laser light base station 24 is installed at the fourth location 44. The first portion 41 is located on the lower side in the Y-axis direction when viewed from the bridge S. The second portion 42 is located on the upper side in the Y-axis direction when viewed from the bridge S. The second portion 42 is a position different from the first portion 41 in the X-axis direction. The third portion 43 is located on the lower side in the Y-axis direction when viewed from the bridge S. The third portion 43 is a position different from the first portion 41 and the second portion 42 in the X-axis direction. The fourth portion 44 is located on the lower side in the Y-axis direction when viewed from the bridge S. The fourth portion 44 is a position different from the first portion 41 in the X-axis direction. The positions of the first portion 41, the second portion 42, the third portion 43, and the fourth portion 44 in the X-axis direction and the Y-axis direction are arranged so as to be different from each other. The positions of the first portion 41, the second portion 42, the third portion 43, and the fourth portion 44 in the Z-axis direction are the same. The plane including the first place 41, the second place 42, the third place 43 and the fourth place 44 is parallel to the XY plane. The first portion 41, the second portion 42, the third portion 43, and the fourth portion 44 are arranged outside the region where the bridge S is arranged when viewed in a plane from the Z-axis direction. The first place 41, the second place 42, the third place 43, and the fourth place 44 are places where the positions are specified by surveying by an operator, GPS, or the like.

無人航空機１１は、人が搭乗して操縦せず、離隔した位置で人が無線により操縦するものである。本実施の形態においては、ドローン等のマルチコプターである。無人航空機１１は、電波受信部１１１と、レーザー光受信部１１２と、移動体通信部１１３とを含む。電波受信部１１１は、第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１から発信される電波を受信する。レーザー光受信部１１２は、レーザー光発信部２４１から発信されるレーザー光を受信する。移動体通信部１１３は、操縦器３１と無線通信により通信を行うことができる。 The unmanned aerial vehicle 11 is not operated by a person on board, but is operated by a person wirelessly at a remote position. In the present embodiment, it is a multicopter such as a drone. The unmanned aerial vehicle 11 includes a radio wave receiving unit 111, a laser light receiving unit 112, and a mobile communication unit 113. The radio wave receiving unit 111 receives radio waves transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231. The laser light receiving unit 112 receives the laser light transmitted from the laser light transmitting unit 241. The mobile communication unit 113 can communicate with the controller 31 by wireless communication.

操縦器３１は、操縦器通信部３１１と、制御部３１２と、を含む。操縦器通信部３１１は、第一通信部２１２、第二通信部２２２、第三通信部２３２、第五通信部２４２および移動体通信部１１３それぞれと無線通信により通信を行うことができる。制御部３１２は、操縦器３１全体の制御を行う。制御部３１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成されており、一時的にデータを記憶する記憶部としての主記憶メモリ（図示せず）を含む。 The controller 31 includes a controller communication unit 311 and a control unit 312. The pilot communication unit 311 can communicate with each of the first communication unit 212, the second communication unit 222, the third communication unit 232, the fifth communication unit 242, and the mobile communication unit 113 by wireless communication. The control unit 312 controls the entire controller 31. The control unit 312 is composed of a CPU (Central Processing Unit) and the like, and includes a main storage memory (not shown) as a storage unit for temporarily storing data.

次に、制御部３１２の構成について説明する。図４は、制御部３１２の構成を示すブロック図である。図４を参照して、制御部３１２は、水平方向位置導出部３１３と、鉛直方向位置導出部３１４と、を含む。水平方向位置導出部３１３は、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３による電波の発信状況または受信状況により、無人航空機１１の水平方向の位置を導出する。より具体的には、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３から発信される電波を無人航空機１１にて受信する。例えば、第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１それぞれから発信される電波は、区別できるようにするために、パルス波の周期を異なるように設定される。なお、無人航空機１１から発信される電波を第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３が受信するようにしてもよい。このようにすることで、１つの電波を用いて無人航空機１１の水平方向の位置を導出することができる。鉛直方向位置導出部３１４は、水平方向位置導出部３１３により導出された位置に対して、レーザー光基地局２４によるレーザーの発信状況または受信状況により、無人航空機１１の鉛直方向の位置を導出する。より具体的には、レーザー光基地局２４から発信されるレーザー光を無人航空機１１にて受信する。これらの構成の詳細については、後に詳述する。 Next, the configuration of the control unit 312 will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control unit 312. With reference to FIG. 4, the control unit 312 includes a horizontal position derivation unit 313 and a vertical position derivation unit 314. The horizontal position derivation unit 313 derives the horizontal position of the unmanned aircraft 11 according to the transmission status or reception status of radio waves by the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23. More specifically, the unmanned aerial vehicle 11 receives radio waves transmitted from the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23. For example, the radio waves transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 are set to have different pulse wave periods so that they can be distinguished from each other. The radio waves transmitted from the unmanned aerial vehicle 11 may be received by the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23. By doing so, the horizontal position of the unmanned aerial vehicle 11 can be derived using one radio wave. The vertical position derivation unit 314 derives the vertical position of the unmanned aerial vehicle 11 with respect to the position derived by the horizontal position derivation unit 313, depending on the transmission status or reception status of the laser by the laser optical base station 24. More specifically, the unmanned aerial vehicle 11 receives the laser light transmitted from the laser light base station 24. Details of these configurations will be described in detail later.

次に、無人航空機１１の位置を測位する場合について説明する。図５は、無人航空機１１の位置を計測する場合の処理の流れを示すフローチャートである。 Next, a case where the position of the unmanned aerial vehicle 11 is determined will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow when measuring the position of the unmanned aerial vehicle 11.

まず、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２、第三電波基地局２３およびレーザー光基地局２４が設置される。次に、第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３、および第四の箇所４４の位置が特定される。より具体的には、ＧＰＳを用いて、第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３、および第四の箇所４４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の位置が特定される。なお、作業者による測量を行い、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の位置を特定するようにしてもよい。なお、第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３、および第四の箇所の位置は、世界測地系に対応する三次元直交ＸＹＺ座標系による位置が特定される。 First, a first radio base station 21, a second radio base station 22, a third radio base station 23, and a laser light base station 24 are installed. Next, the positions of the first portion 41, the second portion 42, the third portion 43, and the fourth portion 44 are specified. More specifically, using GPS, the positions of the first location 41, the second location 42, the third location 43, and the fourth location 44 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are determined. Be identified. It should be noted that the operator may perform a survey to specify the positions in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The positions of the first location 41, the second location 42, the third location 43, and the fourth location are specified by the three-dimensional orthogonal XYZ coordinate system corresponding to the world geodetic system.

最初に、第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１から無人航空機１１に電波を発信する（Ｓ１１）。第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１から電波を発信した際の時間をＴ１とする。電波を発信した際の時間情報は、第一通信部２１２、第二通信部２２２および第三通信部２３２を介して、操縦器通信部３１１に送信される。そして、無人航空機１１の電波受信部１１１において電波を受信する（Ｓ１２）。第一電波発信部２１１から発信された電波を電波受信部１１１において受信した際の時間を、Ｘ１とする。同様に、第二電波発信部２２１から発信された電波を電波受信部１１１において受信した際の時間を、Ｘ２とする。第三電波発信部２３１から発信された電波を電波受信部１１１において受信した際の時間を、Ｘ３とする。電波を受信した際の時間情報は、移動体通信部１１３を介して、操縦器通信部３１１に送信される。First, radio waves are transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 to the unmanned aerial vehicle 11 (S11). Let T 1 be the time when radio waves are transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231. The time information when the radio wave is transmitted is transmitted to the pilot communication unit 311 via the first communication unit 212, the second communication unit 222, and the third communication unit 232. Then, the radio wave receiving unit 111 of the unmanned aerial vehicle 11 receives the radio wave (S12). Let X 1 be the time when the radio wave receiving unit 111 receives the radio wave transmitted from the first radio wave transmitting unit 211. Similarly, let X 2 be the time when the radio wave receiving unit 111 receives the radio wave transmitted from the second radio wave transmitting unit 221. Let X 3 be the time when the radio wave receiving unit 111 receives the radio wave transmitted from the third radio wave transmitting unit 231. The time information when the radio wave is received is transmitted to the pilot communication unit 311 via the mobile communication unit 113.

次に、無人航空機１１において、電波を発信した際の時間情報、および電波を受信した際の時間情報を取得したか否かが判断される（Ｓ１３）。電波を発信した際の時間情報、および電波を受信した際の時間情報を取得したと判断されれば（Ｓ１３においてＹＥＳ）、無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離と、無人航空機１１と第二電波基地局２２との距離と、無人航空機１１と第三電波基地局２３との距離が算出される。より具体的には、無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離は、時間差（Ｘ１−Ｔ１）に光速を掛けて算出する。そして、無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離を半径とする球面５１と、無人航空機１１と第二電波基地局２２との距離を半径とする球面５２と、無人航空機１１と第三電波基地局２３との距離を半径とする球面５３との交点Ｔを算出する。その結果、第一電波基地局２１と交点Ｔとの距離Ｍ１、第二電波基地局２２と交点Ｔとの距離Ｍ２、第三電波基地局２３と交点Ｔとの距離Ｍ３が導出される（Ｓ１４）。そして、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３の位置から交点のＸ軸方向の位置およびＹ軸方向の位置が導出される（Ｓ１５）。導出された無人航空機１１のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置情報は、操縦器通信部３１１を介して第五通信部２４２に送信される。なお、この時点で電波による無人航空機１１のＺ軸方向の位置は、一旦導出される。Next, it is determined whether or not the unmanned aerial vehicle 11 has acquired the time information when the radio wave is transmitted and the time information when the radio wave is received (S13). If it is determined that the time information when the radio wave is transmitted and the time information when the radio wave is received (YES in S13), the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio wave base station 21 and the unmanned aerial vehicle 11 And the distance between the second radio base station 22 and the unmanned aerial vehicle 11 and the third radio base station 23 are calculated. More specifically, the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio base station 21 is calculated by multiplying the speed of light to a time difference (X 1 -T 1). Then, a spherical surface 51 having a radius of the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio base station 21, a spherical surface 52 having a radius of the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the second radio base station 22, and the unmanned aerial vehicle 11 and the third The intersection T with the spherical surface 53 whose radius is the distance from the radio base station 23 is calculated. As a result, the distance M 1 between the first radio base station 21 and the intersection point T, the distance M 2 between the second radio base station 22 and the intersection point T, the distance M 3 between the third radio base station 23 and the intersection T is derived (S14). Then, the position of the intersection in the X-axis direction and the position in the Y-axis direction are derived from the positions of the first portion 41, the second portion 42, and the third portion 43 (S15). The derived position information of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction is transmitted to the fifth communication unit 242 via the pilot communication unit 311. At this point, the position of the unmanned aerial vehicle 11 in the Z-axis direction by radio waves is once derived.

導出された無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置に対して、レーザー光発信部２４１からレーザー光を発信する（Ｓ１６）。より具体的には、レーザー光発信部２４１からＺ軸方向に角度を変えながらレーザー光を発信する。併せて、発信されるレーザー光のＸ軸方向に対する角度情報を随時取得しておく。そして、無人航空機１１のレーザー光受信部１１２がレーザー光を受信するまで、レーザー光発信部２４１はレーザー光を発信する（Ｓ１７）。なお、レーザー光を最初に発信した際の時間を、Ｔ２とする。レーザー光受信部１１２においてレーザー光を受信した際の時間を、Ｘ４とする。レーザー光受信部１１２においてレーザー光を受信した際のレーザー光のＸ軸方向に対する角度をαとする。レーザー光を発信した際の時間情報およびレーザー光の角度情報は、第五通信部２４２を介して、操縦器通信部３１１に送信される。レーザー光を受信した際の時間情報は、移動体通信部１１３を介して、操縦器通信部３１１に送信される。Laser light is emitted from the laser light emitting unit 241 with respect to the positions of the derived unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction (S16). More specifically, the laser light is transmitted from the laser light transmitting unit 241 while changing the angle in the Z-axis direction. At the same time, the angle information of the transmitted laser beam with respect to the X-axis direction is acquired at any time. Then, the laser light transmitting unit 241 transmits the laser light until the laser light receiving unit 112 of the unmanned aerial vehicle 11 receives the laser light (S17). The time when the laser beam is first transmitted is T 2 . Let X 4 be the time when the laser light is received by the laser light receiving unit 112. Let α be the angle of the laser light with respect to the X-axis direction when the laser light is received by the laser light receiving unit 112. The time information when the laser light is transmitted and the angle information of the laser light are transmitted to the pilot communication unit 311 via the fifth communication unit 242. The time information when the laser beam is received is transmitted to the pilot communication unit 311 via the mobile communication unit 113.

次に、無人航空機１１において、レーザー光を発信した際の時間情報、レーザー光を受信した際の時間情報、およびレーザー光の角度情報を取得したか否かが判断される（Ｓ１８）。レーザー光を発信した際の時間情報、レーザー光を受信した際の時間情報、およびレーザー光の角度情報を取得したと判断されれば（Ｓ１８においてＹＥＳ）、無人航空機１１とレーザー光基地局２４との距離Ｌ１を算出する（Ｓ１９）。より具体的には、レーザー光を受信した際の時間と、レーザー光を発信した際の時間との時間差に光速を掛けることで算出される。例えば、距離Ｌ１は、時間差（Ｘ４−Ｔ２）に光速を掛けて算出する。そして、無人航空機１１とレーザー光基地局２４とのＺ軸方向における距離Ｌ２を算出する。例えば、距離Ｌ２は、角度αの正弦値に距離Ｌ１を掛けて算出する。そして、鉛直方向位置導出部３１４により、無人航空機１１のＺ軸方向の位置が導出される（Ｓ２０）。例えば、第四の箇所４４の位置および算出された距離Ｌ２から無人航空機１１のＺ軸方向の位置が導出される。Next, it is determined whether or not the unmanned aerial vehicle 11 has acquired the time information when the laser beam is transmitted, the time information when the laser beam is received, and the angle information of the laser beam (S18). If it is determined that the time information when the laser light is transmitted, the time information when the laser light is received, and the angle information of the laser light are acquired (YES in S18), the unmanned aircraft 11 and the laser light base station 24 The distance L 1 of is calculated (S19). More specifically, it is calculated by multiplying the time difference between the time when the laser beam is received and the time when the laser beam is transmitted by the speed of light. For example, the distance L 1 is calculated by multiplying the time difference (X 4- T 2 ) by the speed of light. Then, the distance L 2 between the unmanned aerial vehicle 11 and the laser light base station 24 in the Z-axis direction is calculated. For example, the distance L 2 is calculated by multiplying the sine value of the angle α by the distance L 1. Then, the position of the unmanned aerial vehicle 11 in the Z-axis direction is derived by the vertical position derivation unit 314 (S20). For example, Z-axis direction position of the position and the calculated distance L 2 from the unmanned aircraft 11 of the fourth portion 44 is derived.

ここで、このような無人航空機１１の測位システム１によれば、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３による電波の発信状況または受信状況により、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を導出する。このように、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３との電波通信によって位置を計測することで、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向における位置を容易に導出することができる。また、ＧＰＳにおける衛星からの電波を受信できないような橋梁の下でも、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向における位置を導出することができる。また、レーザー光基地局２４とのレーザー光による通信によって無人航空機１１のＺ軸方向の位置を導出することで、精度良くＺ軸方向の位置を導出することができる。したがって、無人航空機１１の位置を精度良く測位することができる。 Here, according to the positioning system 1 of such an unmanned aerial vehicle 11, the unmanned aerial vehicle 11 depends on the transmission status or reception status of radio waves by the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23. The positions of the above in the X-axis direction and the Y-axis direction are derived. In this way, by measuring the position by radio communication with the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23, the position of the unmanned aircraft 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be determined. It can be easily derived. In addition, the positions of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be derived even under a bridge that cannot receive radio waves from satellites in GPS. Further, by deriving the position of the unmanned aerial vehicle 11 in the Z-axis direction by communicating with the laser light base station 24 by laser light, the position in the Z-axis direction can be derived with high accuracy. Therefore, the position of the unmanned aerial vehicle 11 can be accurately positioned.

なお、上記実施の形態においては、移動体は無人航空機である構成としたが、これに限られるものではなく、移動体は車等の車両であってもよい。 In the above embodiment, the moving body is an unmanned aerial vehicle, but the present invention is not limited to this, and the moving body may be a vehicle such as a car.

なお、上記実施の形態においては、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３は、ＧＰＳにより位置が特定される。このようにＧＰＳにより位置が特定されることで、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３の位置をより容易に特定することができる。 In the above embodiment, the positions of the first portion 41, the second portion 42, and the third portion 43 are specified by GPS. By specifying the position by GPS in this way, the positions of the first place 41, the second place 42, and the third place 43 can be more easily specified.

なお、上記実施の形態においては、第四の箇所４４のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置は、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３と異なるようにしたが、これに限られるものではなく、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３のいずれか１つと同じ位置であるようにしてもよい。このような構成とすることで、システム全体の構成をより簡素化することができる。 In the above embodiment, the positions of the fourth portion 44 in the X-axis direction and the Y-axis direction are different from those of the first portion 41, the second portion 42, and the third portion 43. The position is not limited to this, and may be the same position as any one of the first portion 41, the second portion 42, and the third portion 43. With such a configuration, the configuration of the entire system can be further simplified.

なお、上記実施の形態においては、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３とは別にレーザー光基地局２４を設ける構成としたが、これに限られるものではなく、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３のうちのいずれか１つは、レーザー光基地局２４を兼用するようにしてもよい。このように構成することでシステム全体を簡素化することができる。 In the above embodiment, the laser optical base station 24 is provided separately from the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23, but the present invention is not limited to this. Instead, any one of the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23 may also serve as the laser light base station 24. With this configuration, the entire system can be simplified.

なお、上記実施の形態においては、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３から発信される電波を無人航空機１１において受信する構成としたが、これに限られるものではなく、無人航空機１１から発信される電波を第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３が受信するようにしてもよい。このような構成とすることで、無人航空機１１から発信される１つの電波を用いて、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を導出することができ、より効率的な測位を行うことができる。 In the above embodiment, the unmanned aircraft 11 receives the radio waves transmitted from the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23, but the present invention is limited to this. Instead, the radio waves transmitted from the unmanned aircraft 11 may be received by the first radio wave base station 21, the second radio wave base station 22, and the third radio wave base station 23. With such a configuration, it is possible to derive the positions of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction using one radio wave transmitted from the unmanned aerial vehicle 11, and more efficient positioning is performed. be able to.

なお、上記実施の形態においては、無人航空機１１との距離を計測する電波は、パルス波であり、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３においてパルス波の波長が異なるように設定されている。このような構成とすることで、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３から無人航空機１１に電波を発信したとしても、無人航空機１１においてそれぞれの基地局から発信される電波を区別することができる。 In the above embodiment, the radio wave for measuring the distance to the unmanned aircraft 11 is a pulse wave, and the pulse wave is generated in the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23. The wavelengths are set to be different. With such a configuration, even if radio waves are transmitted from the first radio wave base station 21, the second radio wave base station 22, and the third radio wave base station 23 to the unmanned aerial vehicle 11, the unmanned aerial vehicle 11 has each base station. It is possible to distinguish the transmitted radio waves.

なお、上記実施の形態においては、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３による構成としたが、これに限られるものではなく、無人航空機１１との距離を計測する電波の発信または受信を行う第四電波基地局２５をさらに備える構成としてもよい。なお、第四電波基地局２５は、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置と異なる位置であり、第一の箇所４１のＺ軸方向の位置と同じ位置である第五の箇所に設置される。このような構成とすることで、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３のうちのいずれか１つから発信される電波が障害物等によって遮蔽されたとしても、第四電波基地局２５があることで無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を導出することができる。 In the above embodiment, the configuration is composed of the first radio wave base station 21, the second radio wave base station 22, and the third radio wave base station 23, but the present invention is not limited to this, and the distance to the unmanned aircraft 11 is increased. A fourth radio wave base station 25 that transmits or receives radio waves to be measured may be further provided. The fourth radio base station 25 is located at a position different from the positions of the first location 41, the second location 42, and the third location 43 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and is the Z of the first location 41. It is installed at the fifth location, which is the same position as the axial position. With such a configuration, it is assumed that the radio waves transmitted from any one of the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23 are blocked by an obstacle or the like. Also, the presence of the fourth radio base station 25 makes it possible to derive the positions of the unmanned aircraft 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction.

なお、上記実施の形態においては、レーザー光基地局２４から発信されるレーザー光は、Ｘ軸方向に所定の幅だけ往復しながら発信される。このような構成とすることで、移動体の鉛直方向の位置をより精度良く導出することができる。 In the above embodiment, the laser light transmitted from the laser light base station 24 is transmitted while reciprocating in the X-axis direction by a predetermined width. With such a configuration, the vertical position of the moving body can be derived more accurately.

なお、上記実施の形態においては、レーザー光基地局２４からレーザー光を発信し、無人航空機１１にて受信する構成としたが、これに限られるものではなく、無人航空機１１からレーザー光を発信し、レーザー光基地局２４で受信する構成としてもよい。 In the above embodiment, the laser light is transmitted from the laser light base station 24 and received by the unmanned aerial vehicle 11, but the present invention is not limited to this, and the laser light is transmitted from the unmanned aerial vehicle 11. , The laser light base station 24 may be configured to receive the light.

なお、上記実施の形態においては、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２、第三電波基地局２３およびレーザー光基地局２４は、それぞれ第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４に着脱可能である。このような構成とすることで、無人航空機１１の位置を測位したい場所に第一の箇所４１、第二の箇所４２、第三の箇所４３および第四の箇所４４を設定し、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２、第三電波基地局２３およびレーザー光基地局２４を設置し、無人航空機１１の位置を導出することができる。このため、より効率的に無人航空機１１の位置を導出することができる。 In the above embodiment, the first radio base station 21, the second radio base station 22, the third radio base station 23, and the laser light base station 24 are the first location 41 and the second location 42, respectively. It can be attached to and detached from the third portion 43 and the fourth portion 44. With such a configuration, the first location 41, the second location 42, the third location 43, and the fourth location 44 are set at the locations where the position of the unmanned aerial vehicle 11 is desired to be determined, and the first radio base. A station 21, a second radio base station 22, a third radio base station 23, and a laser light base station 24 can be installed to derive the position of the unmanned aerial vehicle 11. Therefore, the position of the unmanned aerial vehicle 11 can be derived more efficiently.

なお、上記実施の形態においては、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３の構成としたが、これに限られるものではなく、無人航空機１１との距離を計測する電波の発信または受信を行う第四電波基地局２５をさらに備えるようにしてもよい。第四電波基地局２５は、第一の箇所４１、第二の箇所４２および第三の箇所４３のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置と異なる位置であり、第一の箇所４１のＺ軸方向の位置と同じ位置である第五の箇所に設置される。第四電波基地局２５は、第四電波発信部２５１と、第四通信部２５２とを含む。このような構成とすることで、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向のより正確な位置を導出することができる。また、第一電波基地局２１、第二電波基地局２２および第三電波基地局２３のうちのいずれか１つから発信される電波が障害物等によって遮蔽されたとしても、第四電波基地局２５があることで無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を導出することができる。 In the above embodiment, the first radio wave base station 21, the second radio wave base station 22, and the third radio wave base station 23 are configured, but the present invention is not limited to this, and the distance to the unmanned aircraft 11 is increased. A fourth radio base station 25 that transmits or receives radio waves to be measured may be further provided. The fourth radio base station 25 is located at a position different from the positions of the first location 41, the second location 42, and the third location 43 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and is in the Z-axis direction of the first location 41. It is installed in the fifth place, which is the same position as the position of. The fourth radio wave base station 25 includes a fourth radio wave transmitting unit 251 and a fourth communication unit 252. With such a configuration, more accurate positions of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be derived. Further, even if the radio waves transmitted from any one of the first radio base station 21, the second radio base station 22, and the third radio base station 23 are blocked by an obstacle or the like, the fourth radio base station With 25, the positions of the unmanned aircraft 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be derived.

（実施の形態２）
次に、本願の測位システム１の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構成を有する。しかし、実施の形態２においては、水平方向位置導出部３１３による無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置の導出方法が、実施の形態１の場合と異なっている。以下、主に実施の形態１の場合と異なる点について説明する。(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the positioning system 1 of the present application will be described. The second embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment. However, in the second embodiment, the method of deriving the positions of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction by the horizontal position deriving unit 313 is different from that of the first embodiment. Hereinafter, the points different from the case of the first embodiment will be mainly described.

図６は、実施の形態２における無人航空機１１の位置を計測する場合の処理の流れを示すフローチャートである。第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１から無人航空機１１に電波を発信する（Ｓ２１）。なお、第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１、または第三電波発信部２３１から発信される電波に関する伝搬距離と、電波強度との関係を示す減衰特性が予め測定されているものとする。第一電波発信部２１１、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１それぞれから発信される電波を区別できるようにするために、パルス波の周期を異なるように設定する。電波を発信した際の電強強度に関する情報は、第一通信部２１２、第二通信部２２２および第三通信部２３２を介して、操縦器通信部３１１に送信される。そして、無人航空機１１の電波受信部１１１において電波を受信する（Ｓ２２）。この時に、第一電波発信部２１１から発信された電波の電波強度Ｕ１を計測する。同様に、第二電波発信部２２１および第三電波発信部２３１それぞれから発信された電波の電波強度Ｕ２、Ｕ３を計測する。計測された電波強度Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に関する情報は、移動体通信部１１３を介して、操縦器通信部３１１に送信される。FIG. 6 is a flowchart showing a processing flow when measuring the position of the unmanned aerial vehicle 11 in the second embodiment. The first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 transmit radio waves to the unmanned aerial vehicle 11 (S21). It should be noted that the attenuation characteristic indicating the relationship between the propagation distance of the radio wave transmitted from the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 or the third radio wave transmitting unit 231 and the radio wave intensity is measured in advance. do. The period of the pulse wave is set to be different so that the radio waves transmitted from each of the first radio wave transmitting unit 211, the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 can be distinguished. Information on the strength of the electric wave when the radio wave is transmitted is transmitted to the pilot communication unit 311 via the first communication unit 212, the second communication unit 222, and the third communication unit 232. Then, the radio wave receiving unit 111 of the unmanned aerial vehicle 11 receives the radio wave (S22). At this time, the radio wave intensity U 1 of the radio wave transmitted from the first radio wave transmitting unit 211 is measured. Similarly, the radio wave intensities U 2 and U 3 of the radio waves transmitted from the second radio wave transmitting unit 221 and the third radio wave transmitting unit 231 are measured. The measured radio field strengths U 1 , U 2 , and U 3 are transmitted to the pilot communication unit 311 via the mobile communication unit 113.

次に、無人航空機１１において、電波強度に関する情報を取得したか否かが判断される（Ｓ２３）。電波強度に関する情報を取得したと判断されれば（Ｓ２３においてＹＥＳ）、無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離が算出される。同様に、無人航空機１１と第二電波基地局２２との距離が算出される。無人航空機１１と第三電波基地局２３との距離が算出される。例えば、第一電波発信部２１１から発信された電波が受信された時の電波強度Ｕ１と、予め測定された減衰特性とから無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離が算出される。無人航空機１１と第一電波基地局２１との距離を半径とする球面５１と、無人航空機１１と第二電波基地局２２との距離を半径とする球面５２と、無人航空機１１と第三電波基地局２３との距離を半径とする球面５３との交点Ｔを算出する。その結果、第一電波基地局２１と交点Ｔとの距離Ｍ１、第二電波基地局２２と交点Ｔとの距離Ｍ２、第三電波基地局２３と交点Ｔとの距離Ｍ３が導出される（Ｓ２４）。そして、水平方向位置導出部３１３により、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が導出される（Ｓ２５）。その後のＳ２６〜Ｓ３０は、Ｓ１６〜Ｓ２０と同様の処理が行われる。このように電波強度により無人航空機１１の位置を導出することで、無人航空機１１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置をより精度よく導出することができる。Next, it is determined whether or not the unmanned aerial vehicle 11 has acquired information on the radio field strength (S23). If it is determined that the information on the radio field strength has been acquired (YES in S23), the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio wave base station 21 is calculated. Similarly, the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the second radio base station 22 is calculated. The distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the third radio base station 23 is calculated. For example, the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio base station 21 is calculated from the radio wave strength U 1 when the radio wave transmitted from the first radio wave transmitting unit 211 is received and the attenuation characteristics measured in advance. .. A spherical surface 51 having a radius of the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the first radio base station 21, a spherical surface 52 having a radius of the distance between the unmanned aerial vehicle 11 and the second radio base station 22, an unmanned aerial vehicle 11 and a third radio base. The intersection T with the spherical surface 53 whose radius is the distance from the station 23 is calculated. As a result, the distance M 1 between the first radio base station 21 and the intersection point T, the distance M 2 between the second radio base station 22 and the intersection point T, the distance M 3 between the third radio base station 23 and the intersection T is derived (S24). Then, the positions of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction are derived by the horizontal position derivation unit 313 (S25). Subsequent processes in S26 to S30 are the same as those in S16 to S20. By deriving the position of the unmanned aerial vehicle 11 from the radio wave strength in this way, the positions of the unmanned aerial vehicle 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be derived more accurately.

上記実施の形態２の測位システム１によっても、実施の形態１と同様に、移動体の位置を精度良く測位することができる。 Similarly to the first embodiment, the positioning system 1 of the second embodiment can accurately position the position of the moving body.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed here are exemplary in all respects and are not restrictive in any way. The scope of the present invention is defined by the scope of claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

この発明に係る移動体の測位システムは、移動体の位置を精度良く測位することが要求される場合に、特に有効に利用される。 The moving body positioning system according to the present invention is particularly effectively used when it is required to accurately position the position of the moving body.

１ 測位システム、１１ 無人航空機、２１ 第一電波基地局、２２ 第二電波基地局、２３ 第三電波基地局、２４ レーザー光基地局、２５ 第四電波基地局、３１ 操縦器、４１ 第一の箇所、４２ 第二の箇所、４３ 第三の箇所、４４ 第四の箇所、５１，５２，５３ 球面、１１１ 電波受信部、１１２ レーザー光受信部、１１３ 移動体通信部、２１１ 第一電波発信部、２１２ 第一通信部、２２１ 第二電波発信部、２２２ 第二通信部、２３１ 第三電波発信部、２３２ 第三通信部、２４１ レーザー光発信部、２４２ 第五通信部、２５１ 第四電波発信部、２５２ 第四通信部、３１１ 操縦器通信部、３１２ 制御部、３１３ 水平方向位置導出部、３１４ 鉛直方向位置導出部。 1 Positioning system, 11 Unmanned aircraft, 21 1st radio base station, 22 2nd radio base station, 23 3rd radio base station, 24 Laser optical base station, 25 4th radio base station, 31 Maneuver, 41 1st Location, 42 Second location, 43 Third location, 44 Fourth location, 51, 52, 53 Spherical, 111 Radio wave receiver, 112 Laser light receiver, 113 Mobile communication unit, 211 First radio wave transmitter , 212 1st communication unit, 221 2nd radio wave transmission unit, 222 2nd communication unit, 231 3rd radio wave transmission unit, 232 3rd communication unit, 241 laser light transmission unit, 242 5th communication unit, 251 4th radio wave transmission unit Unit, 252 Fourth communication unit, 311 Steer communication unit, 312 Control unit, 313 Horizontal position derivation unit, 314 Vertical position derivation unit.

Claims (12)

移動体の位置を計測する移動体の測位システムであって、
移動体と、
前記移動体を無線通信により操縦する操縦器と、
第一の箇所に設置され、前記移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第一電波基地局と、
前記第一の箇所の水平方向の位置と異なる位置であり、前記第一の箇所の鉛直方向の位置と同じ位置である第二の箇所に設置され、前記移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第二電波基地局と、
前記第一の箇所および前記第二の箇所の水平方向の位置と異なる位置であり、前記第一の箇所の鉛直方向の位置と同じ位置である第三の箇所に設置され、前記移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第三電波基地局と、
第四の箇所に設置され、前記移動体との距離を計測するレーザー光の発信または受信を行うレーザー光基地局と、
前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局による電波の発信状況または受信状況により、前記移動体の水平方向の位置を導出する水平方向位置導出部と、
前記水平方向位置導出部により導出された位置に対して、前記レーザー光基地局によるレーザーの発信状況または受信状況により、前記移動体の鉛直方向の位置を導出する鉛直方向位置導出部と、を備え、
前記第一の箇所、前記第二の箇所、前記第三の箇所および第四の箇所は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）または測量により位置が特定される、
移動体の測位システム。 A mobile positioning system that measures the position of a moving object.
With a mobile body
A pilot that controls the mobile body by wireless communication,
The first radio base station, which is installed in the first place and transmits or receives radio waves that measure the distance to the moving body,
A radio wave that is installed at a second location that is different from the horizontal position of the first location and is the same position as the vertical position of the first location, and measures the distance to the moving body. A second radio base station that transmits or receives,
It is installed at a third location that is different from the horizontal position of the first location and the second location and is the same position as the vertical position of the first location, and is attached to the moving body. A third radio base station that transmits or receives radio waves that measure distance,
A laser light base station installed at a fourth location and transmitting or receiving laser light for measuring the distance to the moving body,
A horizontal position deriving unit that derives the horizontal position of the moving body according to the transmission status or reception status of radio waves by the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station.
A vertical position derivation unit for deriving the vertical position of the moving body according to the laser transmission status or reception status of the laser optical base station with respect to the position derived by the horizontal position derivation unit is provided. ,
The first location, the second location, the third location and the fourth location are located by GPS (Global Positioning System) or surveying.
Mobile positioning system. 前記操縦器は、前記水平方向位置導出部と、前記鉛直方向位置導出部と、を含む、請求項１に記載の移動体の測位システム。 The positioning system for a mobile body according to claim 1, wherein the controller includes the horizontal position derivation unit and the vertical position derivation unit. 前記水平方向位置導出部は、
前記電波を発信した際の時刻情報、および前記電波を受信した際の時刻情報から、前記移動体と、前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局それぞれとの距離を算出し、前記移動体の水平方向の位置を導出する、請求項１または請求項２に記載の移動体の測位システム。 The horizontal position derivation unit is
From the time information when the radio wave was transmitted and the time information when the radio wave was received, the mobile body, the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station, respectively. The positioning system for a moving body according to claim 1 or 2, wherein the distance is calculated and the position of the moving body in the horizontal direction is derived. 前記水平方向位置導出部は、
前記電波を受信した際の電波強度から、前記移動体と、前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局それぞれとの距離を算出し、前記移動体の水平方向の位置を導出する、請求項１または請求項２に記載の移動体の測位システム。 The horizontal position derivation unit is
From the radio wave intensity when the radio wave is received, the distance between the moving body and each of the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station is calculated, and the horizontal direction of the moving body is calculated. The moving body positioning system according to claim 1 or 2, wherein the position of the mobile body is derived. 前記水平方向位置導出部は、前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局から発信される電波を前記移動体が受信して、前記移動体の水平方向の位置を導出し、
前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局から発信される電波は、パルス波であり、前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局において前記パルス波の波長が異なるように設定されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 In the horizontal position derivation unit, the mobile body receives radio waves transmitted from the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station, and the horizontal position of the mobile body. Derived,
The radio waves transmitted from the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station are pulse waves, and the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave The moving body positioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the wavelength of the pulse wave is set to be different in the base station. 前記水平方向位置導出部は、前記移動体から発信される電波を前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局が受信して、前記移動体の水平方向の位置を導出する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 The horizontal position derivation unit receives radio waves transmitted from the mobile body by the first radio wave base station, the second radio wave base station, and the third radio wave base station, and positions the mobile body in the horizontal direction. The mobile positioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the mobile body positioning system is derived. 前記鉛直方向位置導出部は、
前記水平方向位置導出部により導出された前記移動体の水平方向の位置に対し、鉛直方向に角度を変えながら前記レーザー光基地局から発信された前記レーザー光の発信した際の時刻情報、前記レーザー光を前記移動体が受信した際の時刻情報、および前記移動体が前記レーザー光を受信した際の前記レーザー光の水平方向に対する角度情報に基づいて、前記移動体の鉛直方向における位置を導出する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 The vertical position derivation unit is
Time information when the laser light transmitted from the laser light base station while changing the angle in the vertical direction with respect to the horizontal position of the moving body derived by the horizontal position derivation unit, the laser The position of the moving body in the vertical direction is derived based on the time information when the moving body receives the light and the angle information of the laser light with respect to the horizontal direction when the moving body receives the laser light. The moving body positioning system according to any one of claims 1 to 6. 前記第四の箇所は、前記第一の箇所、前記第二の箇所および前記第三の箇所のいずれか１つと同じ位置である、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 The movement according to any one of claims 1 to 7 , wherein the fourth place is the same position as any one of the first place, the second place and the third place. Body positioning system. 前記第一電波基地局、前記第二電波基地局および前記第三電波基地局のうちのいずれか１つは、前記レーザー光基地局を兼用する、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 One of claims 1 to 8 , wherein any one of the first radio base station, the second radio base station, and the third radio base station also serves as the laser optical base station. The mobile positioning system described in. 前記第一の箇所、前記第二の箇所および前記第三の箇所の水平方向の位置と異なる位置であり、前記第一の箇所の鉛直方向の位置と同じ位置である第五の箇所に設置され、前記移動体との距離を計測する電波の発信または受信を行う第四電波基地局をさらに備える、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 It is installed at a fifth location that is different from the horizontal position of the first location, the second location, and the third location, and is the same position as the vertical position of the first location. The positioning system for a mobile body according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a fourth radio wave base station that transmits or receives radio waves for measuring the distance to the moving body. 前記レーザー光基地局から発信される前記レーザー光は、水平方向に所定の幅だけ往復しながら発信される、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 The positioning system for a mobile body according to any one of claims 1 to 10 , wherein the laser light transmitted from the laser light base station is transmitted while reciprocating in a predetermined width in the horizontal direction. 前記第一電波基地局、前記第二電波基地局、前記第三電波基地局および前記レーザー光基地局は、それぞれ前記第一の箇所、前記第二の箇所、前記第三の箇所および前記第四の箇所に着脱可能である、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の移動体の測位システム。 The first radio base station, the second radio base station, the third radio base station, and the laser optical base station are the first location, the second location, the third location, and the fourth location, respectively. The moving body positioning system according to any one of claims 1 to 11 , which is removable from the above-mentioned location.
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