JP7064229B2 - 自動追尾システム、自動追尾方法、プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る自動追尾システムの基本構成を概略的に示す図である。図1に示すように、この自動追尾システムは、所定の空間(例えば屋外だけでなく、屋内や暗所等を含む)において、マルチコプター10を用いて端末装置30の自動追尾を行うシステムであって、マルチコプター10に設けられた通信装置20、及び、端末装置30のうち何れか一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)に基づいてマルチコプター10と端末装置30との距離を推定し、推定した距離に基づいて、マルチコプター10と端末装置30との距離が所定範囲内になるようにマルチコプター10の移動を制御するようになっている。
図2を参照して端末装置30について説明する。図2は、端末装置30の内部構成を示すブロック図である。図2に示すように、端末装置30は、CPU(Central Processing Unit)31と、ROM(Read Only Memory)32と、RAM(Random Access Memory)33と、不揮発性メモリ34と、表示処理部35と、表示部36と、入力部37と、通信インタフェース部38とを備えており、各部間の制御信号又はデータ信号を伝送するためのバス39が設けられている。
本実施形態の自動追尾システムで実現される機能について、図3を参照して説明する。図3は、本実施形態の自動追尾システムで主要な役割を果たす機能を説明するための機能ブロック図である。図3の機能ブロック図では、取得手段41、距離推定手段42及び制御手段44が本発明の主要な構成に対応している。他の手段(方向推定手段43)は必ずしも必須の構成ではないが、本発明をさらに好ましくするための構成要素である。
次に、本実施形態の自動追尾システムにより行われる主要な処理のフローの一例について、図7のフローチャートを参照して説明する。
(変形例1)
上記実施形態では、取得手段41が、マルチコプター10に設けられた通信装置20から送信された無線信号を端末装置30が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、取得手段41は、端末装置30から送信された無線信号を通信装置20が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得してもよい。この場合、通信装置20には、端末装置30から送信された無線信号を受信したときの受信信号強度の値を検出するRSSI回路が設けられていてもよい。
上記実施形態では、第1通信装置21が複数(4つ)設けられている場合を一例として説明したが、第1通信装置21の数は1つであってもよい。この場合においても、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮することが可能である。
上記実施形態では、通信装置20として、第1通信装置21及び第2通信装置22の各々が設けられている場合を一例として説明したが、第1通信装置21及び第2通信装置22の何れか一方のみを用いてマルチコプター10と端末装置30との距離が推定されるとともに、マルチコプター10の方向が推定されてもよい。この場合においても、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮することが可能である。
上記実施形態では、方向推定手段43が、第2通信装置22から取得した無線信号の受信信号強度に関する情報に基づいてマルチコプター10の方向を推定する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、方向推定手段43は、第1通信装置21から取得した無線信号の受信信号強度に関する情報に基づいてマルチコプター10の方向を推定しててもよい。この場合、通信装置20又は端末装置30が受信した無線信号の受信信号強度に関する情報に基づいてマルチコプター10の方向が推定され、推定された方向に基づいてマルチコプター10の移動方向が制御されるので、通信装置20又は端末装置30が受信した無線信号の受信信号強度に基づいてマルチコプター10の移動方向を設定することが可能になる。これにより、例えば、マルチコプター10が端末装置30側を向くようにマルチコプター10の移動方向を設定した場合には、マルチコプター10を前後方向に移動させるという簡単な操作によって、マルチコプター10と端末装置30との距離を調整することができる。
上記実施形態では、方向推定手段43を用いてマルチコプター10の方向を推定し、推定した方向に基づいてマルチコプター10の移動方向を制御する場合を一例として説明したが、例えば、図9に示すように、端末装置30が直線状に移動(前進又は後退)する場合には、マルチコプター10の方向を推定することなく、マルチコプター10と端末装置30との距離に基づいてマルチコプター10の移動を制御してもよい。
20…通信装置
21,21a,21b,21c…第1通信装置
22…第2通信装置
30…端末装置
41…取得手段
42…距離推定手段
43…方向推定手段
44…制御手段
Claims (9)
- 移動体を用いて端末装置の自動追尾を行う自動追尾システムであって、
前記移動体に設けられた少なくとも1つの通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得する取得手段と、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定する距離推定手段と、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御する制御手段と、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記無線信号の放射方向を計算し、該放射方向を前記移動体の方向として推定する方向推定手段と、を備え、
前記少なくとも1つの通信装置は、90°ハイブリッド回路と、180°ハイブリッド回路と、これらの何れか又は両方のハイブリッド回路に接続された3つの分配器と、3つの素子を有するアレーアンテナと、を備えており、
前記3つの分配器の各々は、前記アレーアンテナの前記3つの素子のうち何れかの素子に接続されており、
前記少なくとも1つの通信装置から、前記90°ハイブリッド回路及び前記180°ハイブリッド回路の何れか、前記3つの分配器、及び、前記3つの素子のうち何れかの素子を介して4つの無線信号が前記端末装置に送信され、
前記方向推定手段は、前記少なくとも1つの通信装置から送信された4つの無線信号の各々の受信信号強度と、前記アレーアンテナの前記3つの素子から送信された3つの無線信号の各々の受信信号強度とから伝搬チャネルの相関行列を求め、該相関行列に対してMUSIC(Multiple Signal Classification)法を適用することによって、前記無線信号の放射方向を計算し、
前記制御手段は、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御する自動追尾システム。 - 移動体を用いて端末装置の自動追尾を行う自動追尾システムであって、
前記移動体に設けられた2つ以上の通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得する取得手段と、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定する距離推定手段と、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御する制御手段と、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離を推定するとともに、推定された前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離と、前記移動体における前記2つ以上の通信装置の各々の位置とに基づいて、前記移動体の方向を推定する方向推定手段と、を備え、
前記制御手段は、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御する自動追尾システム。 - 前記制御手段は、推定された方向に基づいて設定された回転角度に従って前記移動体を回転させることによって、前記移動体の移動方向を制御する、請求項1又は2に記載の自動追尾システム。
- 前記距離推定手段は、前記通信装置が2つ以上存在する場合に、前記2つ以上の通信装置のうち第1グループの通信装置が送信又は受信した無線信号の受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定し、
前記方向推定手段は、前記2つ以上の通信装置のうち第2グループの通信装置が送信又は受信した無線信号の受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体の方向を推定する、請求項1~3の何れか1項に記載の自動追尾システム。 - 前記距離推定手段は、前記移動体及び前記端末装置が存在する環境における受信信号強度と距離との関係に基づいて得られた情報を用いて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定する、請求項1~4の何れかに記載の自動追尾システム。
- 移動体を用いた端末装置の自動追尾をコンピュータに行わせる自動追尾方法であって、
前記コンピュータは、
前記移動体に設けられた少なくとも1つの通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得するステップと、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定するステップと、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御するステップと、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記無線信号の放射方向を計算し、該放射方向を前記移動体の方向として推定するステップと、の各ステップを実行し、
前記少なくとも1つの通信装置は、90°ハイブリッド回路と、180°ハイブリッド回路と、これらの何れか又は両方のハイブリッド回路に接続された3つの分配器と、3つの素子を有するアレーアンテナと、を備えており、
前記3つの分配器の各々は、前記アレーアンテナの前記3つの素子のうち何れかの素子に接続されており、
前記少なくとも1つの通信装置から、前記90°ハイブリッド回路及び前記180°ハイブリッド回路の何れか、前記3つの分配器、及び、前記3つの素子のうち何れかの素子を介して4つの無線信号が前記端末装置に送信され、
前記取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記無線信号の放射方向を計算し、該放射方向を前記移動体の方向として推定するステップにおいては、前記少なくとも1つの通信装置から送信された4つの無線信号の各々の受信信号強度と、前記アレーアンテナの前記3つの素子から送信された3つの無線信号の各々の受信信号強度とから伝搬チャネルの相関行列を求め、該相関行列に対してMUSIC(Multiple Signal Classification)法を適用することによって、前記無線信号の放射方向を計算し、
前記移動体の移動を制御するステップにおいて、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御する自動追尾方法。 - 移動体を用いた端末装置の自動追尾をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記移動体に設けられた少なくとも1つの通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得する機能、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定する機能、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御する機能、及び
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記無線信号の放射方向を計算し、該放射方向を前記移動体の方向として推定する機能、
を実現させ、
前記少なくとも1つの通信装置は、90°ハイブリッド回路と、180°ハイブリッド回路と、これらの何れか又は両方のハイブリッド回路に接続された3つの分配器と、3つの素子を有するアレーアンテナと、を備えており、
前記3つの分配器の各々は、前記アレーアンテナの前記3つの素子のうち何れかの素子に接続されており、
前記少なくとも1つの通信装置から、前記90°ハイブリッド回路及び前記180°ハイブリッド回路の何れか、前記3つの分配器、及び、前記3つの素子のうち何れかの素子を介して4つの無線信号が前記端末装置に送信され、
前記取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記無線信号の放射方向を計算し、該放射方向を前記移動体の方向として推定する機能によって、前記少なくとも1つの通信装置から送信された4つの無線信号の各々の受信信号強度と、前記アレーアンテナの前記3つの素子から送信された3つの無線信号の各々の受信信号強度とから伝搬チャネルの相関行列を求め、該相関行列に対してMUSIC(Multiple Signal Classification)法を適用することによって、前記無線信号の放射方向を計算し、
前記移動体の移動を制御する機能によって、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御するためのプログラム。 - 移動体を用いて端末装置の自動追尾を行う自動追尾システムであって、
前記移動体に設けられた2つ以上の通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得する取得手段と、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定する距離推定手段と、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御する制御手段と、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離を推定するとともに、推定された前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離と、前記移動体における前記2つ以上の通信装置の各々の位置とに基づいて、前記移動体の方向を推定する方向推定手段と、を備え、
前記制御手段は、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御する自動追尾システム。
移動体を用いた端末装置の自動追尾をコンピュータに行わせる自動追尾方法であって、
前記コンピュータは、
前記移動体に設けられた2つ以上の通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得するステップと、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定するステップと、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御するステップと、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離を推定するとともに、推定された前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離と、前記移動体における前記2つ以上の通信装置の各々の位置とに基づいて、前記移動体の方向を推定するステップと、の各ステップを実行し、
前記移動体の移動を制御するステップにおいて、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御する自動追尾方法。 - 移動体を用いた端末装置の自動追尾をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記移動体に設けられた2つ以上の通信装置及び前記端末装置の一方から送信された無線信号を他方が受信したときの受信信号強度に関する情報を取得する機能、
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離を推定する機能、
推定された距離に基づいて、前記移動体と前記端末装置との距離が所定範囲内になるように前記移動体の移動を制御する機能、及び
取得した受信信号強度に関する情報に基づいて前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離を推定するとともに、推定された前記2つ以上の通信装置と前記端末装置との距離と、前記移動体における前記2つ以上の通信装置の各々の位置とに基づいて、前記移動体の方向を推定する機能、
を実現させ、前記移動体の移動を制御する機能によって、推定された方向に基づいて前記移動体の移動方向を制御するためのプログラム。
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