JPWO2019168080A1 - フールプルーフ性を向上した農業用ドローン - Google Patents
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Abstract
Description
なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。
本願発明に係るドローン(100)は、予め準備された圃場地形データに基づいて薬剤の散布等を行なうことが望ましい。圃場地形データはGPSで使用される地理座標系で記述されていることが好ましい。圃場地形データは営農クラウド(405)上で集中管理し、ドローン(100)の離陸時または離陸準備時にダウンロードしてフライトコントローラー(501)のメモリー上に保存することが望ましいが、USBメモリーなどの記録媒体等を解してフライトコントローラー(501)のメモリー上でローカルに管理していてもよい。圃場地形データは、薬剤散布の対象となる圃場の情報に加えて、その周囲の道路・通路の情報も含むことが望ましい。また、電柱、架線、電線、樹木、家屋、倉庫などの障害物に関する情報も含むことが望ましい。さらに、圃場地形データは、侵入経路に関する情報も含むことが望ましい。侵入経路は営農クラウド(405)へのデータ入力時に登録してもよいし、ドローン(100)の離陸前等に使用者(402)等が操縦器(401)等を介して入力してもよい。
圃場地形データと、その圃場で飛行可能なドローン(100)の識別情報を対応付けて営農クラウド(405)等に保存するようにしてもよい。その場合に、フライトコントローラー(501)は、自分の識別情報とユーザーにより指定された圃場地形データで飛行可能とされたドローンの識別情報がマッチしない場合には、離陸を行なわせない(モーター(102)に回転の指令を送信しない)ことが望ましい。たとえば、農薬を散布するべき圃場に誤って除草剤散布用のドローンを持ってきてしまったなどの事故が想定されるからである。この場合、操縦器(401)にエラー・メッセージを表示し、操作者(402)に状況を伝えることが望ましい。この場合において、フライトコントローラー(501)は、飛行を伴わないモード(たとえば、保守作業、薬剤補充)は許可してもよい。
特に、使用者が非専門家である場合には、薬剤散布の対象となる圃場の設定を間違えるという初歩的なミスの可能性を排除できない。特に、近隣に多くの圃場が存在する場合、ドローン(100)を飛行させる圃場を使用者が別の圃場と勘違いすることがあり得る。この場合、ドローン(100)が操作者や周囲の者の予期せぬ方向に離陸することで事故が発生する可能性がある。このような事故を防ぐために、本願発明に係るドローン(100)のフライトコントローラー(501)は、磁気センサー(506)により測定した機体の向き、GPS(504)により測定した機体の位置、そして、侵入経路の情報に基づいて、離陸時の機体が侵入経路上の正しい方向を向いて置かれていないことが判明した場合には、誤った圃場が指定されていると判断し、離陸を行なわない(モーター(102)に回転の指令を送信しない)ことが望ましい。代替の方法として、操縦器(401)にエラー・メッセージを表示して、操縦者(402)に離陸してよいかの確認を取ってもよい。
本願発明に係るドローン(100)は、メーカーの規定、および、諸安全基準にしたがい定期的な保守点検作業を行なうことが好ましい。この場合に保守作業の履歴は、メーカーの担当者等によるドローン(100)に備えられたスイッチ、または、操縦器(401)による操作等により、フライトコントローラー(501)の不揮発性メモリー、または、営農クラウド(405)上に保存されていることが望ましい。加えて、フライトコントローラー(501)はメモリー中にドローン(100)の運用時間(電源が投入されていた時間)、飛行時間、または、その両方を保存してよい。当該情報は営農クラウド(405)に保存してもよい。本願発明に係るドローン(100)のフライトコントローラー(501)は、離陸時に保守作業の履歴を読み取り、所定の基準が満たされていない場合には、離陸を行なわない(モーター(102)に回転の指令を送信しない)ことが望ましい。たとえば、最後に行なわれた保守の時から所定の時間を超える時間が経過している場合、または、最後に行なわれた保守の時から所定の時間を超えてドローン(100)が運用されて、若しくは飛行している場合には、所定の基準が満たされていないと判断してよい。
バッテリー(502)はドローンの稼働においてきわめて重要度が高い構成要素であると共に、事故や障害の原因となる可能性も高い構成要素である。現時点における大容量バッテリーの主流技術であるリチウムイオンバッテリーは高温状態にあると熱暴走による発火・爆発のリスクが高まることが知られている。このリスクを低減するために、本願発明に係るドローン(100)は温度計を備え(または、外部機器から温度情報を取得し)、離陸時の気温がバッテリー(502)の保証範囲外にある時には、フライトコントローラー(501)は離陸を行なわない(モーター(102)に回転の指令を送信しない)こと、および、ポンプ(106)を起動しないことが望ましい。加えて、バッテリー(502)の温度が保証範囲外にある時にもフライトコントローラー(501)は離陸を行なわない(モーター(102)に回転の指令を送信しない)こと、および、ポンプ(106)を起動しないことが望ましい。バッテリー(502)の温度はバッテリー(502)内部に設けた温度センサー、または、バッテリーホルダー部に設けた温度センサーによって測定してよい。典型的なケースでは、運用が保証される外気温の範囲は摂氏0度から40度であり、バッテリー温度の範囲は摂氏0度から90度である。同様に気圧が保証範囲よりも低い場合には外装の破壊等により、発火・爆発のリスクが高まることが知られている。このリスクを低減するために、本願発明に係るドローン(100)は、気圧センサー(507)により測定した気圧、または、GPS(504)により測定された高度がバッテリー(502)の保証範囲外にある時には、フライトコントローラー(501)は、あらゆる操作や起動指令を受け付けず、ただちにシステムを終了させることが望ましい。
本願発明により、特に自律飛行ドローンにおける様々なフールプルーフの仕組みが提供され、非専門家によっても安全にドローンを使用することが可能になる。
Claims (12)
- 位置取得手段と飛行エリア確認手段と飛行制御手段とを備えたドローンであって、
前記位置取得手段が離陸時の自機位置を取得し、
前記飛行エリア確認手段が、飛行エリア情報保存手段に保存された飛行エリア情報と侵入経路情報と、前記取得した自機位置とを比較し、
前記取得した自機位置が飛行エリア情報の対象地域の範囲外にある場合、前記侵入経路上に道路がある場合、または、前記侵入経路上に障害物がある場合には、前記飛行制御手段が離陸を禁止するドローン。 - 方向取得手段と位置取得手段と飛行エリア確認手段と飛行制御手段とを備えたドローンであって、
前記方向取得手段が離陸時の自機方向を取得し、
前記位置取得手段が離陸時の自機位置を取得し、
前記飛行エリア確認手段が前記取得した自機位置と飛行エリア情報保存手段に保存された侵入経路情報とを比較し、
前記取得した自機方向が前記侵入経路の方向と異なっている場合には、前記飛行制御手段が離陸を禁止するドローン。 - 保守時保存手段と運用時間保存手段と飛行制御手段とを備えたドローンであって、
前記飛行制御手段が、前記保守時保存手段から最後の保守時を取得し、
前記最後の保守時から第一の所定の時間が経過している場合、前記運用時間保存手段から取得した前記最後の保守時からの積算運用時間が第二の所定の時間を超えている場合、または、前記運用時間保存手段から取得した前記最後の保守時からの積算飛行時間が第二の所定の時間を超えている場合には、離陸を禁止するドローン。 - 環境情報取得手段と飛行制御手段とを備えたドローンであって、
前記飛行制御手段が、起動時に前記環境情報取得手段から取得した気温、バッテリー温度、または高度が所定の範囲外である場合には、
前記飛行制御手段が、モーターまたはポンプへの起動指令の送信を行なわないドローン。 - 離陸時の自機位置を取得するステップと、
前記取得した自機位置と、飛行エリア情報保存手段に保存された飛行エリア情報と侵入経路情報とを比較するステップと、
前記取得した自機位置が飛行エリア情報の対象地域の範囲外にある場合、前記侵入経路上に道路がある場合、または、前記侵入経路上に障害物がある場合には、離陸を禁止するステップとを含む
ドローン制御方法。 - 離陸時の自機方向を取得するステップと、
離陸時の自機位置を取得するステップと、
前記取得した自機位置と飛行エリア情報保存手段に保存された飛行エリア情報とを比較するステップと、
前記取得した自機方向が侵入経路の方向と異なっている場合には、離陸を禁止するステップとを含む
ドローン制御方法。 - 保守時取得手段から最後の保守時を取得するステップと、
運用時間保存手段から取得した前記最後の保守時からの積算飛行時間を取得するステップと、
前記最後の保守時から第一の所定の時間が経過している場合、または、前記運用時間保存手段から取得した前記最後の保守時からの積算飛行時間が第二の所定の時間を超えている場合には離陸を禁止するステップとを含む
ドローン制御方法。 - 気温、バッテリー温度、または、高度のいずれかを取得するステップと、
取得した気温、バッテリー温度、または、高度のいずれかが所定の範囲外である場合には、モーターまたはポンプへの起動指令の送信を禁止するステップとを含む
ドローン制御方法。 - 離陸時の自機位置を取得する命令と、
前記取得した自機位置と、飛行エリア情報保存手段に保存された飛行エリア情報と侵入経路情報とを比較する命令と、
前記取得した自機位置が飛行エリア情報の対象地域の範囲外にある場合、前記侵入経路上に道路がある場合、または、前記侵入経路上に障害物がある場合には、離陸を禁止する命令とをコンピューターに実行させる
ドローン制御プログラム。 - 離陸時の自機方向を取得する命令と、
離陸時の自機位置を取得する命令と、
前記取得した自機位置と飛行エリア情報保存手段に保存された飛行エリア情報とを比較する命令と、
前記取得した自機方向が侵入経路の方向と異なっている場合には、離陸を禁止する命令とをコンピューターに実行させる
ドローン制御プログラム。 - 保守時取得手段から最後の保守時を取得する命令と、
運用時間保存手段から取得した前記最後の保守時からの積算飛行時間を取得する命令と、
前記最後の保守時から第一の所定の時間が経過している場合、または、前記運用時間保存手段から取得した前記最後の保守時からの積算飛行時間が第二の所定の時間を超えている場合には離陸を禁止する命令とをコンピューターに実行させる
ドローン制御プログラム。 - 気温、バッテリー温度、または、高度のいずれかを取得する命令と、
取得した気温、バッテリー温度、または、高度のいずれかが所定の範囲外である場合には、モーターまたはポンプへの起動指令の送信を禁止する命令とをコンピューターに実行させる
ドローン制御プログラム。
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