JP7271028B2 - 監視装置、監視プログラム及び飛行体を利用した監視システム - Google Patents
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
、複数の飛行体を利用して特定の領域を監視する技術に関する。
支援システムが提案されている。特許文献2には、小型無人航空機による信号源探索が可
能な信号源探索方法及び信号源探索システムが提案されている。
又は一時的に監視する必要が生じており、国防上も重要な問題となっている。上述した特
許文献1及び2においては、広域における監視業務を行うには適していない。
ることを一つの目的とする。
仮想的にメッシュ化された監視領域内を移動する移動装置の移動履歴に基づいて、当該
監視領域の監視を行う監視装置であって、
前記移動装置が存在する現在メッシュ位置を取得する取得部と、
前記移動装置が過去の一定時間内に存在した過去メッシュ位置を記憶する記憶部と、
前記過去メッシュ位置及び前記現在メッシュ位置に基づいて、前記移動装置が次に移動
すべき移動先メッシュ位置を演算する演算部と、
前記移動先メッシュ位置に関する情報を前記移動装置に送信する送信部とを備える、
監視装置が得られる。
提供することができる。
視プログラムは、以下のような構成を備える。
[項目1]
仮想的にメッシュ化された監視領域内を移動する移動装置の移動履歴に基づいて、当該
監視領域の監視を行う監視装置であって、
前記移動装置が存在する現在メッシュ位置を取得する取得部と、
前記移動装置が過去の一定時間内に存在した過去メッシュ位置を記憶する記憶部と、
前記過去メッシュ位置及び前記現在メッシュ位置に基づいて、前記移動装置が次に移動
すべき移動先メッシュ位置を演算する演算部と、
前記移動先メッシュ位置に関する情報を前記移動装置に送信する送信部とを備える、
監視装置。
[項目2]
項目1に記載の監視装置であって、
前記演算部は、現在メッシュ位置から所定距離以内の周囲メッシュに対し重みづけを行
うものであって、前記過去メッシュからの距離が大きいほど大きな重みづけを行う、
監視装置。
[項目3]
項目2に記載の監視装置であって、
前記過去メッシュ位置の夫々に対して、取得時からの時間経過とともに初期値から減少
していくパラメータを付与する付与部をさらに備えており、
前記重みづけは、前記過去メッシュからの距離と、当該過去メッシュの夫々に付与され
たパラメータの両方に基づいて前記移動先メッシュ位置を演算する、
監視装置。
[項目4]
項目1乃至項目3のいずれかに記載の監視装置であって、
前記取得部は、他の移動装置に関する前記現在メッシュ位置及び前記過去メッシュ位置
を取得する、
監視装置。
[項目5]
項目1乃至項目4のいずれかに記載の監視装置であって、
表示部と、
前記監視領域、前記現在メッシュ位置及び前記過去メッシュ位置を前記表示部に出力す
る表示出力部とを備える、
監視装置。
以下、本発明の実施の形態による監視装置、監視プログラムについて、図面を参照しな
がら説明する。
図1に示されるように、本実施の形態による監視装置によって実現される監視システム
は、監視領域を移動する飛行体をより均一に効率的に監視業務にあたらせるためのもので
ある。
数台のドローンを飛行させることにより、監視領域の情報(映像)を収集している。図に
おいては、白色で一定期間内のドローンの移動履歴(移動経路)を示している。白色の部
分は、時間経過ごとに黒色に変化するものであり、当該一定期間経過後には移動経路以外
の部分と同じ色(100%黒色)となる。
図2に示されるように、本発明の実施の形態による、監視システムは、監視装置10と
、複数のドローン20とを備えている。監視装置10と各ドローン20とはネットワーク
を介して通信可能に構成されている。なお、図においては、概念の理解を容易にするため
に、監視装置10とドローン20とを別体として示されているが、監視装置10はいずれ
かのドローン20に搭載されていてもよいし、複数のドローン20が共同して監視装置1
0の機能を実現することとしてもよい。
本実施の形態によるドローン20は、以下のような構成を有している。なお、本実施の
形態によるドローン(Drone)は、マルチコプター(Multi Copter)、
無人飛行体(Unmanned aerial vehicle:UAV)、RPAS(
remote piloted aircraft systems)、又はUAS(U
nmanned Aircraft Systems)等と称呼されることがある。
ず、フライトコントローラ21は、プログラマブルプロセッサ(例えば、中央演算処理装
置(CPU))などの1つ以上のプロセッサを有することができる。カメラ5U及びカメ
ラ5Lは、ジンバルを介して機体に装備され、ジンバルによって、例えば、機体に対して
上下方向に回転することができる。好ましくは、機体に対して3軸方向(ピッチ角、ロー
ル角、ヨー角)に回転できることが好ましい。また、本例では、図2に示すように、機体
の上方及び下方に二台のカメラを有する飛行体を挙げているが、上方又は下方いずれかの
カメラにより、架線を上方及び下方の両方を撮像することができれば、一台のカメラを有
する飛行体を用いることもできる。
可能である。メモリ22は、1つ以上のステップを行うためにフライトコントローラが実
行可能であるロジック、コード、および/またはプログラム命令を記憶している。
媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。カメラやセンサ類から取得したデータは
、メモリに直接に伝達されかつ記憶されてもよい。例えば、カメラ等で撮影した静止画・
動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録される。カメラは飛行体にジンバルを介し
て設置される。
含んでいる。例えば、制御モジュールは、6自由度(並進運動x、y及びz、並びに回転
運動θx、θy及びθz)を有する飛行体の空間的配置、速度、および/または加速度を
調整するために、ESCを経由して飛行体の推進機構(モータ等)を制御する。モータに
よりプロペラが回転することで飛行体の揚力を生じさせる。制御モジュールは、搭載部、
センサ類の状態のうちの1つ以上を制御することができる。
3、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器)からのデータを送信および/または受け
取るように構成された送受信部と通信可能である。送受信機は、有線通信または無線通信
などの任意の適当な通信手段を使用することができる。
トワーク(WAN)、赤外線、無線、WiFi、ポイントツーポイント(P2P)ネット
ワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの1つ以上を利用することがで
きる。
果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの1つ
以上を送信および/または受け取ることができる。
GPSセンサ、近接センサ(例えば、ライダー)、またはビジョン/イメージセンサ(例
えば、カメラ)を含み得る。
する。なお、画像データは、画像処理部31の全部又は一部の機能を、図示しないドロー
ン外部の管理端末等に備えることも可能である。
実施の形態においては、領域情報管理部によって監視領域の情報(位置情報)が予め設定
され、仮想メッシュ化される。メッシュのサイズは数百メートル四方~数キロメートル四
方まで、監視領域の全体の面積に応じて適宜設定可能である。設定したメッシュはメッシ
ュ管理部によって管理される。
位置しネットワークを介して接続されているコンピュータ端末としてもよいし、ドローン
20の筐体内に持たせることとしてもよい。
た映像情報は、記憶部に格納される。一方、取得した位置情報は、対応するメッシュの識
別情報(座標情報等)とともに記憶部に格納される。このとき、評価部は、メッシュの識
別情報には、時間とともに変化するパラメータが関連付けられ、併せて記憶部に格納され
る。
置と、ドローン20の過去の位置情報である過去メッシュ位置とを含んでいる。
ローン20が次に移動すべきメッシュである移動先メッシュを演算する。このとき、演算
部は、監視領域をできるだけ効率的にまんべんなく監視するため、直近に監視したメッシ
ュからは遠ざかるようにして移動先メッシュを決定する。具体的には、現在メッシュ位置
から所定距離以内の周囲メッシュに対して、過去メッシュからの距離が大きいほど大きな
重みづけを行い、かつ当該メッシュに付与されたパラメータの値を乗じることによって最
終的な重みづけの補正を行う。
に、監視領域30は横(x方向)10マス×縦(y方向)8マスにメッシュ化されている
。ドローン20は、(0,0)をスタートし、(1,0)、(1,0)、(1,1)、(
1,2)、(2,2)、(3,2)と移動を行った。
レコードは少なくともメッシュ位置、メッシュのx座標、メッシュのy座標、パラメータ
Vを有している。一定期間ごとに、現在メッシュ位置n、ひとつ前に存在していた過去メ
ッシュ位置を(n-1)、その一つ前に存在していた位置を(n-2)・・・とし、本実
施の形態においては、5つ前に位置していた過去メッシュ位置(n-5)まで管理されて
いる。
る。データレコードの更新期間は、ドローン20が現在メッシュ位置とは異なるメッシュ
に移動した場合としているが、例えば、数秒から数時間という時間単位でもよい。
ては、受信した位置情報からドローン20がどのメッシュに存在しているのかを把握する
。図8は、メッシュとドローン20の位置関係を示した図である。図示されるように、過
去に通過した各メッシュは過去メッシュ位置として、x座標,y座標,パラメータVとい
う情報が関連付けられて、管理されている。パラメータは所定時間が経過すると更新され
る。
与されるパラメータの値、tは経過時間、aは任意の定数)で表すことができる一時の減
少関数である。しかしながら、これ以外の減衰関数であってもよい。即ち、パラメータの
値が経過とともに減少する関数であれば、どのようなものでも採用可能である。これは、
時間経過とともに情報の新しさがなくなっていくからである。
れたばかりのパラメータVの値は6となっている。ドローン20がこの次に移動できるメ
ッシュは隣接している周辺メッシュ#1乃至#7のいずれかとなる。
からより離れるように設定する。この際、過去メッシュ位置{(0,0)、(1,0)、
(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,2)}において、最も直近に位置していた
過去メッシュ位置n-1(2,2)からはより遠くに離れるように、その次に位置してい
た過去メッシュ位置n-2(1,2)からはその次に遠く離れるように・・・というよう
に、移動先候補に選定されるための重みづけは、時間経過とともに(すなわち、より過去
に存在していた過去メッシュ位置になるほど)大きくする。より過去に監視していたメッ
シュについての情報の新鮮さが低くなっていくからである。
報が新鮮であれば、それ以上そのメッシュを監視(探索)する必要は低いが、情報の新鮮
さが低くなった場合にはそのメッシュの再監視(再探索)をする必要が高い。なお、監視
前における監視領域の情報新鮮度は全てのメッシュにおいて0ということになる。
定方法である。図に示されるように、Fは、過去メッシュ位置からの距離(D1、D2・
・・Dn)と付与されたパラメータ(V1、V2・・・Vn)の内積で表すことができる
。なお、本実施の形態においては、Dは隣接していれば1としている。即ち、図8におい
て、#2と#3との距離Dは1であるし、#2と#3との距離も1である。
算出した。図においては、(x座標,y座標,パラメータV,F)が示されている。この
場合、メッシュ位置#7のF値が最も高い。即ち、直近の過去メッシュ位置からより離れ
ることを重視した場合ドローン20が次に移動すべきメッシュとしては#7となる。
れるように、監視装置10は、ドローン20から送信される位置情報から現在メッシュ位
置を取得する(ステップS701)。現在メッシュ位置にパラメータを付与する(ステッ
プS702)。現在メッシュ位置と、パラメータとを関連付けて記憶部に格納する(ステ
ップS703)。一定期間毎に記憶部のデータレコード上のパラメータを更新する(ステ
ップS704)。更新は、パラメータが0になるまで(S705)行われる。
テップS801)、記憶部から過去のメッシュ位置とパラメータとを読み出す(ステップ
S802)。図9に示される算出式で移動先メッシュの候補となる各メッシュ位置の重み
づけを行い、移動先メッシュを演算する(ステップ803)。算出した移動先メッシュ情
報をドローン20に送信する(ステップS804)。
に、二機(もしくはそれ以上)であってもよい。この場合、移動先候補の演算には、図1
3及び図14に示されるように、他のドローン20の現在メッシュ位置、過去メッシュ位
置及びパラメータに基づいて各ドローンの移動先の演算を行う。
シュ位置及び過去メッシュ位置とパラメータを管理者に可視化するための表示部を備える
こととしてもよい。図示されるように、パラメータVが0の箇所は黒色で示されており、
直近に付与されたパラメータは白色で示されている。パラメータの現ショアは黒色から白
色に変化するグラデーションで示されている。
数台のドローン20によって監視した場合であっても、互いの監視履歴(移動したメッシ
ュ位置)に基づいて効率的に監視することができる。
本実施の形態による監視装置は、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータ
のような汎用コンピュータとしてもよいし、或いはクラウド・コンピューティングによっ
て論理的に実現されてもよい。
備え、これらはバスを通じて相互に電気的に接続される。
、及びアプリケーションの実行に必要な情報処理等を行う演算装置である。例えばプロセ
ッサはCPU(Central Processing Unit)であり、ストレージ
に格納されメモリに展開されたプログラム等を実行して各情報処理を実施する。
等の揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやHDD(Hard Di
sc Drive)等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリは、
プロセッサのワークエリア等として使用され、また、監視装置の起動時に実行されるBI
OS(Basic Input / Output System)、及び各種設定情報
等を格納する。
に用いられるデータを格納したデータベースがストレージに構築されていてもよい。
線通信を適宜適用可能であり、無線LANやBluetooth(登録商標)等の近距離
通信インタフェースを備えていてもよい。
報入力機器、及びディスプレイやスピーカー等の出力機器である。
御信号を伝達する。
して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良
することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。
10 監視装置
20 ドローン
21、22 カメラ
30 監視領域
Claims (1)
- 仮想的にメッシュ化された監視領域内を移動する移動装置の移動履歴に基づいて、当該監視領域の監視を行う監視装置であって、
前記移動装置が存在する現在メッシュ位置を取得する取得部と、
前記移動装置が過去の一定時間内に存在した過去メッシュ位置を記憶する記憶部と、
前記過去メッシュ位置及び前記現在メッシュ位置に基づいて、前記移動装置が次に移動すべき移動先メッシュ位置を演算する演算部と、
前記移動先メッシュ位置に関する情報を前記移動装置に送信する送信部と、
前記過去メッシュ位置の夫々に対して、取得時からの時間経過とともに初期値から減少していくパラメータを付与する付与部と、
を備え、
前記演算部は、前記過去メッシュからの距離と、当該過去メッシュの夫々に付与されたパラメータの両方に基づいて前記移動先メッシュ位置を演算する、監視装置。
Priority Applications (1)
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JP2014162316A (ja) | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 捜索作業支援システム、捜索作業支援方法、及びプログラム |
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- 2022-07-15 JP JP2022113713A patent/JP7271028B2/ja active Active
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