WO2021100152A1 - 移動体制御システム、移動体制御装置、及び移動体制御方法 - Google Patents

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mobile
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敬之 鈴木
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日本電気株式会社
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    • G01S17/66Tracking systems using electromagnetic waves other than radio waves

Definitions

  • the present invention relates to a moving body control system, a moving body control device, and a moving body control method for controlling a moving body.
  • drones are used for shooting images from the sky and for surveying.
  • photogrammetry In order to perform photogrammetry using a drone, it is necessary to acquire the position coordinates of the drone with high accuracy.
  • Patent Document 1 discloses that the position coordinates of the drone are acquired by tracking the prism mounted on the drone by a total station provided with an automatic tracking function.
  • a prism for an automatic tracking total station has a wide collimable angle in the horizontal direction, but a narrow collimable angle in the vertical direction.
  • moving objects such as drones move not only in the horizontal direction but also in the vertical direction.
  • moving objects such as drones can move by tilting the attitude of the aircraft. Therefore, when the moving body moves, the irradiation light of the automatic tracking total station may deviate from the collimable range of the target. In such a case, the automatic tracking total station loses sight of the target attached to the moving body and cannot acquire the position coordinates of the moving body. Therefore, in order for the automatic tracking total station to continue to acquire the position coordinates of the moving body, it is necessary to move the moving body so that the irradiation light of the automatic tracking total station falls within the collimable range of the target when the moving body moves. There is.
  • An object of the present invention is to provide a moving body control system, a moving body control device, and a moving body control method capable of continuously acquiring position information of a moving body without losing sight of a target included in the moving body. It is in.
  • the mobile body control system irradiates a moving body including a target and the target with a light wave, and obtains position information of the target based on the light wave reflected by the target. Based on the positional relationship between the target and the position information specifying means, which is predicted according to the position information specifying means to be specified and the movement control command for moving the moving body, the movement is made according to the movement control command. It is provided with a determination unit for determining whether or not the position information of the target can be specified, and a change unit for changing the movement control command based on the result of the determination.
  • the mobile body control device irradiates the target and the target with a light wave, which is predicted in response to a movement control command for the movement of the mobile body including the target, and the target.
  • a determination unit for determining whether or not
  • a change unit for changing the movement control command based on the result of the determination.
  • the moving body control method irradiates the target and the target with a light wave, which is predicted in response to a movement control command for moving the moving body including the target. Is it possible to specify the position information of the target moved in response to the movement control command based on the positional relationship with the position information specifying means for specifying the position information of the target based on the light wave reflected by the above? It includes making a determination as to whether or not, and changing the movement control command based on the result of the determination.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the positional relationship between the total station 20 and the collimable range of the prism 10a attached to the moving body 10.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1a according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the mobile body 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration realized by the mobile body 100.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an incident angle at which the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 is incident on the target 100a.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a specific example of changing control parameters performed by the control command changing unit 111.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the positional relationship between the total station 20 and the collimable range of the prism 10a attached to the moving body 10.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1a according to
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of a control command execution process for the position information transmitting device 200 to move the moving body 100 without losing sight of the moving body 100.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1b according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the mobile body 100 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a functional configuration realized by the mobile body 100.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the mobile control device 400 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the mobile control device 400 according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining an example of a control command execution process performed by the mobile body control device 400 so that the mobile body 100 moves without the position information transmitting device 200 losing sight of the mobile body 100.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1c according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a flow of processing performed by the mobile control device 500 according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining an example in which the mobile control system according to the first to third embodiments is applied to agriculture.
  • a target for example, a prism
  • the orientation of the target seen from the total station changes as the moving body moves.
  • a target with a wide collimation range is required.
  • a prism for an automatic tracking total station has a wide collimable angle in the horizontal direction, but a narrow collimable angle in the vertical direction.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the positional relationship between the total station 20 and the collimable range of the prism 10a attached to the moving body 10.
  • the irradiation light of the total station 20 falls within the collimable range 30a of the prism 10a.
  • the irradiation light of the total station 20 deviates from the collimable range 30b of the prism 10a.
  • the irradiation light of the total station 20 for automatic tracking may deviate from the collimable range of the target (for example, the collimable range 30b).
  • the automatic tracking total station loses sight of the target attached to the moving body and cannot acquire the position coordinates of the moving body. Therefore, in order for the automatic tracking total station to continue to acquire the position coordinates of the moving body, the moving body moves so that the irradiation light of the automatic tracking total station falls within the collimable range of the target when the moving body moves. There is a need.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1a according to the first embodiment.
  • the mobile control system 1a includes a mobile 100 including a target 100a, a position information transmitting device 200, and a communication network 300.
  • the mobile body 100 and the position information transmitting device 200 are connected to each other so as to be able to communicate with each other via the communication network 300.
  • the mobile body 100 is an unmanned aerial vehicle such as a drone.
  • the moving body 100 is not limited to an unmanned aerial vehicle, and may be, for example, an automatic guided vehicle.
  • the target 100a is attached to the moving body 100.
  • the target 100a is, for example, a prism 10a.
  • the target 100a reflects the electromagnetic wave toward the position information transmitting device 200 if the incident angle of the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 is within the collimable range.
  • the collimable range is determined according to the performance of the target 100a, the mounting condition of the target 100a on the moving body 100, and the like. For example, when the target 100a and the camera for shooting are mounted on the moving body 100, the camera blocks electromagnetic waves, so that the collimable range of the target 100a is the range excluding the range blocked by the camera.
  • the position information transmitting device 200 identifies the position information of the target 100a and tracks the target 100a.
  • the position information transmitting device 200 is a total station that irradiates the target 100a with a light wave (electromagnetic wave).
  • the position information transmitting device 200 measures the position coordinates of the target 100a and tracks the target 100a. be able to.
  • the position information transmitting device 200 cannot measure the position coordinates of the moving body 100 and cannot track the target 100a.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the mobile body 100 according to the first embodiment.
  • the mobile body 100 includes a drive unit 21, a wireless communication unit 22, an arithmetic processing unit 23, a main memory 24, and a storage unit 25.
  • the drive unit 21 includes, for example, a means for generating a driving force for moving the moving body 100 such as a motor.
  • a means for generating a driving force for moving the moving body 100 such as a motor.
  • the moving body 100 is an unmanned aerial vehicle such as a drone
  • the moving body 100 is flown by rotating the rotor by the driving force of the driving unit 21.
  • the wireless communication unit 22 wirelessly transmits and receives signals.
  • the wireless communication unit 22 receives the signal from the position information transmission device 200 via the communication network 300, and transmits the signal to the position information transmission device 200 via the communication network 300.
  • the arithmetic processing unit 23 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or the like.
  • the main memory 24 is, for example, a RAM (RandomAccessMemory), a ROM (ReadOnlyMemory), or the like.
  • the storage unit 25 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a memory card, or the like. Further, the storage unit 25 may be a memory such as a RAM or a ROM. Specifically, the storage unit 25 temporarily or permanently stores programs (instructions) and parameters for the operation of the mobile body 100, as well as various data.
  • the program includes one or more instructions for the operation of the mobile 100.
  • the functional unit as shown in FIG. 4 is realized.
  • These programs may be read onto the main memory 24 and then executed, or may be executed without being read onto the main memory 24. Further, the main memory 24 and the storage unit 25 also play a role of storing information and data held by the components included in the mobile body 100.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), opto-magnetic recording media (eg, opto-magnetic disks), CD-ROMs (Compact Disc-ROMs), CDs. -R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM.
  • the program also includes.
  • transient computer readable medium may be supplied to the computer.
  • Examples of temporary computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • the computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration realized by the mobile body 100.
  • the moving body 100 includes a position information receiving unit 101, a moving plan acquisition unit 103, a control command generation unit 105, a tilt information measuring unit 107, a collimation availability determination unit 109, a control command changing unit 111, and a drive.
  • a control unit 113 is provided.
  • the moving body 100 and the position information transmitting device 200 may further include components other than the components shown in FIG.
  • the position information transmitting device 200 can acquire the position coordinates of the target 100a of the moving body 100, the position coordinates of the target 104 are transmitted from the position information transmitting device 200 to the moving body 100. ..
  • the mobile body 100 position information receiving unit 101 receives the position information of the target 100a from the position information transmitting device 200.
  • the moving body 100 acquires information on the moving plan of the moving body 100.
  • the moving body 100 accesses the storage unit 25 and moves. Get information about the plan.
  • the movement plan is route information for the moving body 100 to move.
  • the information regarding the movement route is not limited to the case where it is stored in the storage unit 25, and may be sequentially transmitted to the mobile body 100 from, for example, a management device or the like capable of communicating with the mobile body 100.
  • control command generation unit 105 includes the position information of the target 100a received by the position information receiving unit 101 and the information related to the movement plan acquired by the movement plan acquisition unit 103. Is used to generate a movement control command for operating the drive unit 21.
  • tilt information measuring unit 107 acquires the tilt information of the moving body 100.
  • the tilt information is measured by a gyro sensor or the like attached to the moving body 100.
  • the moving body 100 receives electromagnetic waves emitted from the position information transmitting device 200 to the target 100a based on the inclination of the moving body 100 predicted in response to the movement control command. It is determined whether or not the incident angle incident on the target 100a is within a predetermined range.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the incident angle at which the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 is incident on the target 100a.
  • the incident angle is calculated from the position coordinates of the position information transmitting device 200, the position coordinates of the moving body 100, and the posture information of the moving body 100.
  • the moving body 100 (collimation availability determination unit 109) relates in advance to the positional coordinates of the position information transmitting device 200, the collimable range of the target 100a, the mounting position of the target 100a, and the positional relationship between the center of gravity of the moving body 100.
  • the range of inclination of the moving body capable of reflecting the electromagnetic wave to the position information transmitting device 200 by the target 100a is calculated.
  • the moving body 100 (collimation availability determination unit 109) predicts the inclination of the moving body 100 after moving according to the movement control command generated by the control command generation unit 105.
  • the moving body 100 sets the incident angle at which the irradiation light is incident on the target 100a within a predetermined range based on the inclination of the moving body 100 predicted in response to the movement control command.
  • Judge whether or not. Specifically, the moving body 100 (collimation availability determination unit 109) is tilted according to the prediction result, and the posture of the moving body 100 is such that the target 100a can reflect electromagnetic waves to the position information transmitting device 200. Determine if it is within the range of.
  • the moving body 100 changes the movement control command based on the result of the determination by the collimation availability determination unit 109. Specifically, the moving body 100 (control command changing unit 111) transmits position information in a state where the posture of the moving body 100 is tilted according to the prediction result based on the result of the determination by the collimation availability determination unit 109.
  • the incident angle of the electromagnetic wave emitted from the device 200 deviates from the collimable range of the target 100a, the movement capable of keeping the posture of the moving body 100 within the traceable range of the position information transmitting device 200. Change to a control command.
  • the drive control unit 113 controls the drive unit 21 according to the movement control command changed by the control command change unit 111.
  • the position information transmitting device 200 continuously tracks the target 100a mounted on the mobile body 100 without losing sight of it. can do.
  • the moving body 100 controls movement by changing at least one control parameter, for example, a control parameter for the altitude of the moving body 100 and a control parameter for tilting the moving body 100. Change the instruction.
  • an example of controlling the altitude is as follows. That is, when the altitude is raised, the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 deviates from the collimable range of the target 100a. Therefore, the moving body 100 (control command changing unit 111) changes the moving control command so that the moving body 100 (drone) can be raised only to the highest point within the collimable range.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a specific example of changing control parameters for controlling the inclination of the moving body 100, which is performed by the control command changing unit 111.
  • the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 deviates from the collimable range 61 of the target 100a predicted when the moving body 100 flies at a speed of 3 m / s ( (Left figure of FIG. 6).
  • the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 falls within the collimable range 62 of the target 100a predicted when the moving body 100 flies at a speed of 1.5 m / s (right figure in FIG. 6). .. This is because the inclination of the moving body 100 changes according to the moving speed of the moving body 100, and the collimable range of the target 100a changes according to the inclination.
  • the moving body 100 increases or decreases the moving speed of the moving body 100 to provide a control parameter for the altitude of the moving body 100 and a control parameter for tilting the moving body 100. Can be changed.
  • the moving body 100 may change the moving route of the moving body 100 and move it by a detour route, or may wait until the surrounding environment such as wind changes. Other changes may be made.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of a control command execution process for the position information transmitting device 200 to move the moving body 100 without losing sight of the moving body 100.
  • the moving body 100 acquires the position information of the moving body 100 (step S701). Specifically, the moving body 100 (collimation availability determination unit 109) may receive the position information of the moving body 100 from the position information transmitting device 200, or the position of the target 100a received by the position information receiving unit 101. The position information of the moving body 100 may be calculated based on the information, or the current position information of the moving body 100 may be estimated based on the position information of the target 100a already received by the position information receiving unit 101. ..
  • the moving body 100 includes information on the position where the position information transmitting device 200 is installed, the position information of the moving body 100 acquired in step S701, and the collimable range of the target 100a. Based on the above, when an electromagnetic wave is emitted from the position information transmitting device 200 toward the target 100a, the range of inclination of the moving body 100 in which the target 100a can reflect the electromagnetic wave to the position information transmitting device 200 is calculated. (Step S703).
  • the moving body 100 acquires the tilt information of the moving body 100 (step S705).
  • control command generation unit 105 generates a movement control command for instructing the drive control unit 113 next based on the movement plan acquired by the movement plan acquisition unit 103 (step S707). ).
  • the moving body 100 tilts the position information of the moving body 100 acquired in step S701 and the tilt of the moving body 100 capable of reflecting electromagnetic waves on the position information transmitting device 200 acquired in step S703. Whether or not the inclination of the moving body 100 predicted when the movement control command generated in step S707 is instructed to the drive control unit 113 is within the range of the inclination calculated in step S703 based on the range of. Determine (step S709). If it is within the range (S709: Yes), the process of step S713 is performed without proceeding to step S711. If not (S709: No), the process of step S711 is performed.
  • step S711 the moving body 100 (control command changing unit 111) changes the moving control command generated in step S707 in order to keep the inclination of the moving body 100 within the range of the inclination calculated in step S703. (Step S711).
  • the minimum value of the range of inclination in the pitch direction calculated in step S703 is ⁇ min, and the maximum value thereof is ⁇ max, and the moving object predicted when the movement control instruction generated by the control instruction generation unit 105 is executed.
  • the moving body 100 (control command changing unit 111) changes the movement control command to change the inclination ⁇ of the moving body 100 in the pitch direction to ⁇ min. ..
  • the moving body 100 drives the drive unit 21 according to the movement control command, and ends the process (step S713).
  • the probability that the position information transmitting device 200 cannot acquire the position information of the target 100a can be reduced by losing sight of the target 100a attached to the moving body 100.
  • Second embodiment A second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 13.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1b according to the second embodiment.
  • the mobile control system 1b includes a mobile 100 including a target 100a, a position information transmitting device 200, a communication network 300, and a mobile control device 400.
  • the mobile body 100 and the mobile body control device 400 are connected to each other so as to be able to communicate with each other via the communication network 300. Further, the position information transmitting device 200 and the mobile control device 400 are connected to each other so as to be able to communicate with each other via the communication network 300.
  • the mobile body 100 is an unmanned aerial vehicle such as a drone.
  • the moving body 100 is not limited to an unmanned aerial vehicle, and may be, for example, an automatic guided vehicle.
  • the target 100a is attached to the moving body 100.
  • the target 100a is, for example, a prism.
  • the target 100a reflects the electromagnetic wave toward the position information transmitting device 200 if the incident angle of the electromagnetic wave emitted from the position information transmitting device 200 is within the collimable range.
  • the collimable range is determined according to the performance of the target 100a itself, the mounting condition of the target 100a on the moving body 100, and the like. For example, when the target 100a and the camera for shooting are mounted on the moving body 100, the camera blocks electromagnetic waves, so that the collimable range of the target 100a is the range excluding the range blocked by the camera.
  • the position information transmitting device 200 identifies the position information of the target 100a and tracks the target 100a.
  • the position information transmitting device 200 is a total station that irradiates a target with a light wave (electromagnetic wave).
  • the position information transmitting device 200 measures the position coordinates of the target 100a and tracks the target 100a. be able to.
  • the position information transmitting device 200 cannot measure the position coordinates of the moving body 100 and cannot track the target 100a.
  • the mobile body control device 400 controls the mobile body 100 based on the position information collected from the position information transmitting device 200 and the mobile body 100. Details will be described later.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the mobile body 100 according to the second embodiment.
  • the mobile body 100 includes a drive unit 21, a wireless communication unit 22, an arithmetic processing unit 23, a main memory 24, and a storage unit 25.
  • the drive unit 21 includes, for example, a means for generating a driving force for moving the moving body 100 such as a motor.
  • a means for generating a driving force for moving the moving body 100 such as a motor.
  • the moving body 100 is an unmanned aerial vehicle such as a drone
  • the moving body 100 is flown by rotating the rotor by the driving force of the driving unit 21.
  • the wireless communication unit 22 wirelessly transmits and receives signals.
  • the wireless communication unit 22 receives a signal from the mobile body 100 via the communication network 300, and transmits a signal to the mobile body 100 via the communication network 300.
  • the arithmetic processing unit 23 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or the like.
  • the main memory 24 is, for example, a RAM (RandomAccessMemory), a ROM (ReadOnlyMemory), or the like.
  • the storage unit 25 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a memory card, or the like. Further, the storage unit 25 may be a memory such as a RAM or a ROM. Specifically, the storage unit 25 temporarily or permanently stores programs (instructions) and parameters for the operation of the mobile body 100, as well as various data.
  • the program includes one or more instructions for the operation of the mobile 100.
  • the functional unit as shown in FIG. 10 is realized.
  • These programs may be read onto the main memory 24 and then executed, or may be executed without being read onto the main memory 24. Further, the main memory 24 and the storage unit 25 also play a role of storing information and data held by the components included in the mobile body 100.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), opto-magnetic recording media (eg, opto-magnetic disks), CD-ROMs (Compact Disc-ROMs), CDs. -R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM.
  • the program also includes.
  • transient computer readable medium may be supplied to the computer.
  • Examples of temporary computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • the computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a functional configuration realized by the mobile body 100.
  • the moving body 100 includes a tilt information measuring unit 151, a tilt information transmitting unit 153, a control command receiving unit 155, and a drive control unit 157.
  • the moving body 100 may further include components other than the components shown in FIG.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the mobile control device 400 according to the second embodiment.
  • the mobile control device 400 includes a wireless communication unit 41, an operation input unit 42, an arithmetic processing unit 43, a main memory 44, a storage unit 45, and a display device 46.
  • the wireless communication unit 41 wirelessly transmits and receives signals.
  • the wireless communication unit 41 receives signals from the mobile body 100 and the position information transmitting device 200 via the communication network 300, and transmits signals to the mobile body 100 and the position information transmitting device 200 via the communication network 300. To do.
  • the operation input unit 42 is an input interface that performs input processing of an operation request from a user who operates the mobile control device 400.
  • the arithmetic processing unit 43 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or the like.
  • the main memory 44 is, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or the like.
  • the storage unit 45 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a memory card, or the like. Further, the storage unit 45 may be a memory such as a RAM or a ROM. Specifically, the storage unit 45 temporarily or permanently stores programs (instructions) and parameters for the operation of the mobile control device 400, as well as various data.
  • the program includes one or more instructions for the operation of the mobile control device 400.
  • the functional unit as shown in FIG. 12 is realized.
  • These programs may be read onto the main memory 44 and then executed, or may be executed without being read onto the main memory 44.
  • the main memory 44 and the storage unit 45 also play a role of storing information and data held by the components included in the mobile control device 400.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), opto-magnetic recording media (eg, opto-magnetic disks), CD-ROMs (Compact Disc-ROMs), CDs. -R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM.
  • the program also includes.
  • transient computer readable medium may be supplied to the computer.
  • Examples of temporary computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • the computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • the display device 46 is a device that displays a screen corresponding to drawing data processed by the arithmetic processing unit 23, such as an LCD (Liquid Crystal Display), a CRT (Cathode Ray Tube) display, and a monitor.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • CRT Cathode Ray Tube
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the mobile control device 400 according to the second embodiment.
  • the mobile control device 400 includes a position information receiving unit 401, a moving plan acquisition unit 403, a control command generation unit 405, a tilt information receiving unit 407, a collimation availability determination unit 409, and a control command changing unit 411. And a control command transmission unit 413 is provided.
  • the mobile control device 400 may further include other components other than these components.
  • the moving body control device 400 acquires information on the movement plan of the moving body 100. For example, when the storage unit 45 of the mobile body control device 400 stores information about the movement plan for the mobile body 100 in advance, the mobile body control device 400 (movement plan acquisition unit 403) accesses the storage unit 45. And get information about the move plan.
  • the movement plan is route information for the moving body 100 to move.
  • the information regarding the movement route is not limited to the case where it is stored in the storage unit 45, and may be sequentially transmitted to the mobile control device 400 from, for example, a management device capable of communicating with the mobile control device 400.
  • the mobile control device 400 (control command generation unit 405) relates to the position information of the target 100a received by the position information receiving unit 401 and the movement plan acquired by the moving plan acquisition unit 403. Using the information, a movement control command for controlling the movement of the moving body 100 is generated.
  • tilt information measuring unit 151 acquires the tilt information of the moving body 100.
  • the tilt information is measured by a gyro sensor or the like attached to the moving body 100.
  • the tilt information of the moving body 100 is transmitted by the moving body 100 (tilt information transmitting unit 153) and received by the moving body control device 400 (tilt information receiving unit 407).
  • the electromagnetic wave emitted from the position information transmission device 200 is within the collimation possible range of the target 100a included in the mobile body 100.
  • Judge whether or not. the moving body control device 400 (collimation availability determination unit 409) irradiates the target 100a from the position information transmitting device 200 based on the inclination of the moving body 100 predicted in response to the movement control command. It is determined whether or not the incident angle at which the electromagnetic wave is incident on the target 100a is within a predetermined range.
  • the moving body control device 400 (collimation availability determination unit 409) has a positional relationship between the position coordinates of the position information transmitting device 200, the collimable range of the target 100a, the mounting position of the target 100a, and the position of the center of gravity of the moving body 100. Is acquired in advance, and by receiving the position coordinates of the target 100a transmitted from the position information transmitting device 200, the range of inclination of the moving body that the target 100a can reflect the electromagnetic wave to the position information transmitting device 200 is calculated.
  • the moving body control device 400 (collimation availability determination unit 409) predicts the inclination of the moving body 100 after moving according to the movement control command generated by the control command generation unit 405.
  • the mobile body control device 400 (collimation availability determination unit 409) determines the incident angle at which the irradiation light is incident on the target 100a based on the inclination of the mobile body 100 predicted in response to the movement control command. Judge whether it is within the range.
  • the posture of the moving body 100 tilted according to the prediction result is such that the target 100a can reflect electromagnetic waves to the position information transmitting device 200. Determine if it is within the tilt range of.
  • the mobile control device 400 changes the movement control command based on the result of the determination by the collimation availability determination unit 409. Specifically, the moving body control device 400 (control command changing unit 411) is positioned in a state where the posture of the moving body 100 is tilted according to the prediction result based on the result of the determination by the collimation availability determination unit 409. When the incident angle of the electromagnetic wave emitted from the information transmitting device 200 deviates from the collimable range of the target 100a, the posture of the moving body 100 can be kept within the traceable range of the position information transmitting device 200. Change to a mobile control command. The changed mobile control command is transmitted by the mobile control device 400 (control command transmission unit 413) and received by the mobile 100 (control command reception unit 155).
  • the drive control unit 157 controls the drive unit 21 according to the movement control command changed by the control command change unit 111.
  • the position information transmitting device 200 continuously tracks the target 100a mounted on the mobile body 100 without losing sight of it. can do.
  • the mobile control device 400 changes at least one control parameter, for example, a control parameter for the altitude of the mobile body 100 and a control parameter for the tilt of the mobile body 100. Change the movement control command.
  • control command change unit 411 The specific example of the change of the control parameter performed by the control command change unit 411 is the same as that of the first embodiment with reference to FIG. 6 and the like, and thus the description thereof will be omitted.
  • the mobile control device 400 may change the route on which the mobile 100 travels and move it on a detour route, or may wait until the surrounding environment such as wind changes. , Other changes may be made.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining an example of a control command execution process performed by the mobile body control device 400 so that the mobile body 100 moves without the position information transmitting device 200 losing sight of the mobile body 100.
  • the moving body control device 400 acquires the position information of the moving body 100 (step S1301). Specifically, the moving body control device 400 (collimation availability determination unit 409) may receive the position information of the moving body 100 from the position information transmitting device 200, or the target 100a received by the position information receiving unit 401. The position information of the moving body 100 may be calculated based on the position information of the moving body 100, or the current position information of the moving body 100 is estimated based on the position information of the target 100a already received by the position information receiving unit 401. May be good.
  • the moving body control device 400 (collimation availability determination unit 409) provides information on the position where the position information transmitting device 200 is installed, the position information of the moving body 100 acquired in step S1301, and the collimation of the target 100a. Based on the possible range, when the target 100a is irradiated with electromagnetic waves from the position information transmitting device 200 toward the target 100a, the range of inclination of the moving body 100 in which the target 100a can reflect the electromagnetic waves to the position information transmitting device 200 is determined. Calculate (step S1303).
  • the moving body control device 400 receives the tilt information of the moving body 100 from the moving body 100 (step S1305).
  • control command generation unit 405 generates a movement control command to be transmitted to the mobile 100 based on the movement plan acquired by the movement plan acquisition unit 403 (step S1307).
  • the mobile body control device 400 (collimation availability determination unit 409) transfers the position information of the moving body 100 acquired in step S1301 and the moving body 100 capable of reflecting electromagnetic waves to the position information transmitting device 200 acquired in step S1303. Whether the tilt of the moving body 100 predicted when the movement control command generated in step S1307 is instructed to the moving body 100 based on the range of the tilt of is within the range of the tilt calculated in step S1303. Is determined (step S1309). If it is within the range (S1309: Yes), the process of step S1313 is performed without proceeding to step S1311. If not (S1309: No), the process of step S1311 is performed.
  • step S1311 the moving body control device 400 (control command changing unit 411) issues a moving control command generated in step S1307 in order to keep the tilt of the moving body 100 within the range of the tilt calculated in step S1303. Change (step S1311).
  • the minimum value of the inclination range in the pitch direction calculated in step S1303 is ⁇ min
  • the maximum value is ⁇ max
  • the moving body control device 400 (control command changing unit 411) changes the movement control command to reduce the inclination ⁇ of the moving body 100 in the pitch direction. Change to ⁇ min.
  • control command transmission unit 413 transmits a mobile control command to the mobile 100 and ends the process (step S1313).
  • the probability that the position information transmitting device 200 cannot acquire the position information of the target 100a can be reduced by losing sight of the target 100a attached to the moving body 100.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the mobile control system 1c according to the third embodiment.
  • the mobile control system 1c includes a mobile 100 including a target 100a, a position information specifying device 250, and a mobile control device 500.
  • the position information identification device 250 identifies the position information of the target 100a and tracks the target 100a. For example, the position information specifying device 250 transmits the position information of the target 100a to, for example, the moving body control device 500 based on the tracking of the target 100a included in the moving body 100.
  • the mobile body control device 500 is mounted inside the mobile body 100, for example, inside the position information specifying device 250.
  • the mobile body control device 500 may be an external device capable of communicating with the mobile body 100 and the position information specifying device 250.
  • the mobile control device 500 includes a determination unit 501 and a change unit 503.
  • the determination unit 501 and the modification unit 503 may be implemented by one or more processors, a memory (for example, a non-volatile memory and / or a volatile memory), and / or a hard disk.
  • the determination unit 501 and the modification unit 503 may be implemented by the same processor, or may be separately implemented by different processors.
  • the memory may be contained in the one or more processors, or may be outside the one or more processors.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a flow of processing performed by the mobile control device 500 according to the third embodiment.
  • the mobile body control device 500 determines the positions of the target 100a and the position information specifying device 250, which are predicted in response to the movement control command for the movement of the mobile body 100. Based on the relationship, it is determined whether or not the position information of the moved target 100a can be specified in response to the movement control command (step S1501).
  • the mobile control device 500 may, for example, tilt the target 100a with respect to the position information identification device 250, the altitude of the target 100a with respect to the position information identification device 250, or the target 100a with respect to the position information identification device 250. Based on whether or not the information related to the positional relationship such as the distance of the target satisfies a predetermined condition, it is determined whether or not the position information of the moved target 100a can be specified in response to the movement control command.
  • the mobile control device 500 changes the movement control command based on the result of the determination in step S1501 (step S1503).
  • the determination unit 501 included in the mobile body control device 500 is the collimation availability determination unit 109 or the second embodiment included in the mobile body 100 in the first embodiment.
  • the collimation availability determination unit 409 included in the mobile control device 400 may be operated.
  • the change unit 503 included in the mobile control device 500 is the control command change unit 111 included in the mobile body 100 in the first embodiment or the control command change unit 411 included in the mobile control device 400 in the second embodiment. The operation may be performed. In this case, the description of the first or second embodiment may also be applied to the third embodiment.
  • the third embodiment is not limited to this example.
  • the third embodiment has been described above. According to the third embodiment, for example, it is possible to continuously acquire the position information of the moving body without losing sight of the target included in the moving body 100.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining an example in which the mobile control system according to the first to third embodiments is applied to agriculture.
  • the moving body 600 flies over the agricultural products and acquires information for confirming the growth status of the agricultural products 900 by using a camera or the like equipped on the moving body 600 (hereinafter, the agricultural products 900). May be described as monitoring).
  • the moving body 600 controls the flight position of the moving body 600 itself so as to fly over the agricultural product 900 to be imaged.
  • the moving body 600 monitors the crop 900 by acquiring the position information of the moving body 600 from the total station 700 and controlling the position of the moving body 600.
  • the case where the posture of the moving body 600 is tilted is, for example, a case where the moving body 600 makes a sharp turn, a case where the flight speed of the moving body 600 is high, and the like.
  • the total station 700 that automatically tracks the moving body 600 loses sight of the prism 600a (target) mounted on the moving body 600, and cannot acquire the position coordinates of the moving body 600. Therefore, the moving body 600 predicts the inclination of the moving body 600 after the moving body 600 moves according to the movement control command, and the posture of the moving body 600 tilted according to the prediction result is the total station of the prism 600a (target).
  • the movement control command is changed so as to be within the tilt range of the moving body 600 capable of reflecting the electromagnetic wave to the 700.
  • the above example is a case where the irradiation light of the total station 700 deviates from the collimation range of the prism 600a due to the tilt of the moving body 600, but the above example is not limited to this case.
  • the altitude of the moving body 600 with respect to the total station 700 may be higher than the predetermined height, or the distance between the total station 700 and the moving body 600 may be longer than the predetermined distance.
  • the mobile control system of the present invention may be applied to confirmation of the growth status of forest trees in forestry, monitoring of livestock behavior in livestock industry, and monitoring for crime prevention at event venues.
  • the steps in the processes described herein do not necessarily have to be performed in chronological order in the order described in the flowchart.
  • the steps in the process may be executed in an order different from the order described in the flowchart, or may be executed in parallel.
  • some of the steps in the process may be deleted, and additional steps may be added to the process.
  • a method including the processing of the components of the mobile control system described in the present specification may be provided, and a program for causing the processor to execute the processing of the above components may be provided.
  • a non-transitory computer readable medium may be provided that can be read by the computer on which the program is recorded.
  • Appendix 2 The mobile control system according to Appendix 1, wherein the determination unit determines whether or not the light wave emitted from the position information specifying means is within the collimable range of the target.
  • Appendix 3 The mobile control system according to Appendix 1 or 2, wherein the mobile is an unmanned aerial vehicle.
  • the target and the target are irradiated with a light wave, and the position information of the target is specified based on the light wave reflected by the target, which is predicted in response to a movement control command for the movement of the moving body including the target.
  • a determination unit that determines whether or not the position information of the target that has moved in response to the movement control command can be specified based on the positional relationship with the position information specifying means.
  • a mobile control device including a changing unit that changes the movement control command based on the result of the determination.
  • Appendix 7 The mobile control device according to Appendix 6, wherein the determination unit determines whether or not the light wave emitted from the position information specifying means is within the collimable range of the target.
  • Appendix 8 The mobile control device according to Appendix 6 or 7, wherein the mobile is an unmanned aerial vehicle.
  • the target and the target are irradiated with a light wave, and the position information of the target is specified based on the light wave reflected by the target, which is predicted in response to a movement control command for the movement of the moving body including the target. Based on the positional relationship with the position information specifying means to be performed, it is determined whether or not the position information of the target moved in response to the movement control command can be specified.
  • a mobile body control method comprising changing the movement control command based on the result of the determination.
  • Appendix 12 The moving body control method according to Appendix 11, wherein the determination is a determination as to whether or not the light wave emitted from the position information specifying means is within the collimable range of the target.
  • Appendix 13 The moving body control method according to Appendix 11 or 12, wherein the moving body is an unmanned aerial vehicle.
  • the target and the target are irradiated with a light wave, and the position information of the target is specified based on the light wave reflected by the target, which is predicted in response to a movement control command for the movement of the moving body including the target. Based on the positional relationship with the position information specifying means to be performed, it is determined whether or not the position information of the target moved in response to the movement control command can be specified.
  • a mobile control program for causing a computer to change the movement control instruction based on the result of the determination.
  • a moving body control system that controls the movement of a moving body, it is possible to continuously acquire the position information of the moving body without losing sight of the target provided by the moving body.
  • 1a, 1b, 1c Mobile control system 10, 100, 600 Mobile 20, 700 Total station 200 Position information transmitter 250 Position information identification device 300 Communication network 400, 500 Mobile control device 101, 401 Position information receiver 103, 403 Movement plan acquisition unit 105, 405 Control command generation unit 107, 151 Tilt information measurement unit 109, 409 Collimation availability judgment unit 111, 411 Control command change unit 113, 157 Drive control unit 153 Tilt information transmission unit 155 Control command reception unit 407 Tilt information receiver 413 Control command transmitter 501 Judgment unit 503 Change unit

Landscapes

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Abstract

【課題】移動体が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得すること。 【解決手段】移動体制御システム1aは、ターゲット100aを備える移動体100と、ターゲット100aの追跡に基づいてターゲット100aの位置情報を送信する位置情報送信装置200と、移動体100の移動のための移動制御命令に応じて予測される移動体100の傾きに基づいて、位置情報送信装置200とターゲット100aとを結ぶ直線がターゲット100aに入射する入射角が、所定の範囲内かどうかの判定を行う視準可否判定部109と、上記判定の結果に基づいて、上記移動制御命令を変更する制御命令変更部111と、を備える。

Description

移動体制御システム、移動体制御装置、及び移動体制御方法
 本発明は、移動体の制御を行う移動体制御システム、移動体制御装置、及び移動体制御方法に関する。
 近年、ドローンなどの無人航空機の研究開発が活発に行われている。例えばドローンは、上空からの映像を撮影すること、測量などの用途に利用されている。ドローンを用いて写真測量を行うためには、ドローンの位置座標を高い精度で取得する必要がある。
 特許文献1には、ドローンに装着されたプリズムを、自動追跡機能を備えるトータルステーションにより追跡することにより、ドローンの位置座標を取得することが開示されている。
特開2018-119882号公報
 例えば、上述した特許文献1に記載されているように、移動体に装着されたターゲット(例えばプリズム)をトータルステーションにより追跡する場合、トータルステーションから見えるターゲットの向きは、移動体の移動に伴って変化する。このような環境においてトータルステーションがターゲットを追跡するためには、視準可能範囲の広いターゲットが必要となる。
 一般的に、自動追跡トータルステーション用のプリズムは、水平方向の視準可能角が広い一方で、鉛直方向の視準可能角は狭い。
 しかしながら、ドローンなどの移動体は、水平方向だけでなく鉛直方向にも移動する。とりわけ、ドローンなどの移動体は、機体の姿勢を傾けて移動しうる。このため、移動体の移動時に、自動追跡トータルステーションの照射光がターゲットの視準可能範囲から外れてしまう場合がある。このような場合には、自動追跡トータルステーションが、移動体に装着されたターゲットを見失ってしまい、移動体の位置座標を取得できなくなってしまう。このため、自動追跡トータルステーションが移動体の位置座標を取得し続けるためには、移動体の移動時に、自動追跡トータルステーションの照射光がターゲットの視準可能範囲に収まるように、移動体を移動させる必要がある。
 本発明の目的は、移動体が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得することが可能な移動体制御システム、移動体制御装置、及び移動体制御方法を提供することにある。
 本発明の一つの態様によれば、移動体制御システムは、ターゲットを備える移動体と、上記ターゲットに対して光波を照射し、上記ターゲットによって反射された上記光波に基づいて上記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段と、上記移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、上記ターゲットと上記位置情報特定手段との位置関係に基づいて、上記移動制御命令に応じて移動した上記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う判定部と、上記判定の結果に基づいて、上記移動制御命令を変更する変更部と、を備える。
 本発明の一つの態様によれば、移動体制御装置は、ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、上記ターゲットと上記ターゲットに対して光波を照射し上記ターゲットによって反射された上記光波に基づいて上記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、上記移動制御命令に応じて移動した上記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う判定部と、上記判定の結果に基づいて、上記移動制御命令を変更する変更部と、を備える。
 本発明の一つの態様によれば、移動体制御方法は、ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、上記ターゲットと上記ターゲットに対して光波を照射し上記ターゲットによって反射された上記光波に基づいて上記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、上記移動制御命令に応じて移動した上記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行うことと、上記判定の結果に基づいて、上記移動制御命令を変更することと、を備える。
 本発明の一つの態様によれば、移動体が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得することが可能になる。なお、本発明により、当該効果の代わりに、又は当該効果とともに、他の効果が奏されてもよい。
図1は、トータルステーション20と、移動体10に取り付けられたプリズム10aの視準可能範囲との位置関係について説明するための図である。 図2は、第1の実施形態に係る移動体制御システム1aの概略的な構成の一例を示す説明図である。 図3は、第1の実施形態に係る移動体100のハードウェア構成の例を示すブロック図である。 図4は、移動体100により実現される機能的な構成の例を示すブロック図である。 図5は、位置情報送信装置200から照射された電磁波がターゲット100aに入射する入射角について説明するための図である。 図6は、制御命令変更部111により行われる制御パラメータの変更に関する具体例を説明するための図である。 図7は、位置情報送信装置200が移動体100を見失うことなく移動体100が移動するための制御命令実行処理の例を説明するためのフローチャートである。 図8は、第2の実施形態に係る移動体制御システム1bの概略的な構成の一例を示す説明図である。 図9は、第2の実施形態に係る移動体100のハードウェア構成の例を示すブロック図である。 図10は、移動体100により実現される機能的な構成の例を示すブロック図である。 図11は、第2の実施形態に係る移動体制御装置400のハードウェア構成の例を示すブロック図である。 図12は、第2の実施形態に係る移動体制御装置400の機能的な構成の例を示すブロック図である。 図13は、位置情報送信装置200が移動体100を見失うことなく移動体100が移動するために、移動体制御装置400により行われる制御命令実行処理の例を説明するためのフローチャートである。 図14は、第3の実施形態に係る移動体制御システム1cの概略的な構成の一例を示す説明図である。 図15は、第3の実施形態に係る移動体制御装置500により行われる処理の流れを説明するための図である。 図16は、第1乃至第3の実施形態に係る移動体制御システムを農業に適応した例を説明するための図である。
 以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、同様に説明されることが可能な要素については、同一の符号を付することにより重複説明が省略され得る。
 説明は、以下の順序で行われる。
 1.本発明の実施形態の概要
 2.第1の実施形態
  2.1.移動体制御システム1aの構成
  2.2.移動体100の構成
  2.3.動作例
 3.第2の実施形態
  3.1.移動体制御システム1bの構成
  3.2.移動体100の構成
  3.3.移動体制御装置400の構成
  3.4.動作例
 4.第3の実施形態
  4.1.移動体制御システム1cの構成
  4.2.動作例
 5.適用例
 6.他の実施形態
 <<1.本発明の実施形態の概要>>
 まず、本発明の実施形態の概要を説明する。
 (1)技術的課題
 近年、ドローンなどの無人航空機の研究開発が活発に行われている。例えばドローンは、上空からの映像を撮影すること、測量などの用途に利用されている。ドローンを用いて写真測量を行うためには、ドローンの位置座標を高い精度で取得する必要がある。
 例えば、移動体に装着されたターゲット(例えばプリズム)をトータルステーションにより追跡する場合、トータルステーションから見えるターゲットの向きは、移動体の移動に伴って変化する。このような環境においてトータルステーションがターゲットを追跡するためには、視準可能範囲の広いターゲットが必要となる。
 一般的に、自動追跡トータルステーション用のプリズムは、水平方向の視準可能角が広い一方で、鉛直方向の視準可能角は狭い。
 しかしながら、ドローンなどの移動体は水平方向だけでなく、鉛直方向にも移動する。とりわけ、ドローンなどの移動体は、機体の姿勢を傾けて移動しうる。図1は、トータルステーション20と、移動体10に取り付けられたプリズム10aの視準可能範囲との位置関係について説明するための図である。図1を参照すると、移動体10の姿勢が傾いていない場合、トータルステーション20の照射光は、プリズム10aの視準可能範囲30aの範囲内に収まる。一方、移動体10の姿勢が傾いている場合、トータルステーション20の照射光は、プリズム10aの視準可能範囲30bの範囲から外れてしまう。
 図1の例で説明したように、移動体10の移動時に、自動追跡のトータルステーション20の照射光がターゲットの視準可能範囲(例えば視準可能範囲30b)から外れてしまう場合がある。このような場合には、自動追跡トータルステーションが、移動体に装着されたターゲットを見失ってしまい、移動体の位置座標を取得できなくなってしまう。このため、自動追跡トータルステーションが移動体の位置座標を取得し続けるためには、移動体の移動時に、自動追跡トータルステーションの照射光がターゲットの視準可能範囲内に収まるように、移動体が移動する必要がある。
 そこで、本実施形態では、移動体が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得することを目的とする。
 (2)動作例
 本発明の実施形態では、例えば、ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される上記移動体の傾きに基づいて、上記ターゲットの追跡に基づいて上記ターゲットの位置情報を送信する位置情報送信装置と上記ターゲットとを結ぶ直線が上記ターゲットに入射する入射角が、所定の範囲内かどうかの判定を行い、上記判定の結果に基づいて、上記移動制御命令を変更する。
 これにより、例えば、移動体が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得することが可能になる。なお、上述した動作例は本発明の実施形態の具体的な一例であり、当然ながら、本発明の実施形態は上述した動作例に限定されない。
 <<2.第1の実施形態>>
 図1~図7を参照して、第1の実施形態を説明する。
 <2.1.移動体制御システム1aの構成>
 まず、図2を参照して、第1の実施形態に係る移動体制御システム1aの構成の例を説明する。図2は、第1の実施形態に係る移動体制御システム1aの概略的な構成の一例を示す説明図である。
 図2を参照すると、移動体制御システム1aは、ターゲット100aを備える移動体100、位置情報送信装置200、及び通信ネットワーク300を備える。
 また、移動体100及び位置情報送信装置200は、通信ネットワーク300を介して互いに通信可能に接続されている。
 移動体100は、例えばドローンなどの無人航空機である。なお、移動体100は、無人航空機に限定されず、例えば無人搬送車などであってもよい。
 また、図2に示すように、ターゲット100aは、移動体100に取り付けられている。ターゲット100aは、例えばプリズム10aである。ターゲット100aは、位置情報送信装置200から照射された電磁波の入射角が視準可能範囲内であれば電磁波を位置情報送信装置200に向けて反射する。視準可能範囲は、ターゲット100aの性能、及び移動体100におけるターゲット100aの装着状況などに応じて決定される。例えば、移動体100にターゲット100aと撮影用カメラとが搭載される場合、カメラが電磁波を遮ってしまうため、ターゲット100aの視準可能範囲はカメラによる遮蔽範囲を除いた範囲となる
 位置情報送信装置200は、ターゲット100aの位置情報を特定し、ターゲット100aを追跡する。位置情報送信装置200は、具体的には、ターゲット100aに対して光波(電磁波)を照射するトータルステーションである。位置情報送信装置200から照射された電磁波がターゲット100aに反射することにより、位置情報送信装置200に返ってきた場合、位置情報送信装置200はターゲット100aの位置座標を測定し、ターゲット100aを追跡することができる。一方、電磁波が位置情報送信装置200に返ってこない場合、位置情報送信装置200は、移動体100の位置座標を測定することができず、ターゲット100aを追跡することができない。
 <2.2.移動体100の構成>
 図3は、第1の実施形態に係る移動体100のハードウェア構成の例を示すブロック図である。図3を参照すると、移動体100は、駆動部21、無線通信部22、演算処理部23、メインメモリ24、及び記憶部25を備える。
 駆動部21は、例えば、モータなど移動体100を移動させるための駆動力を発生させるための手段を含む。例えば、移動体100がドローンなどの無人航空機である場合には、駆動部21による駆動力によってロータを回転することにより、移動体100の飛行が行われる。
 無線通信部22は、信号を無線で送受信する。例えば、無線通信部22は、通信ネットワーク300を介して位置情報送信装置200からの信号を受信し、通信ネットワーク300を介して位置情報送信装置200への信号を送信する。 
演算処理部23は、例えばCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等である。メインメモリ24は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等である。 
記憶部25は、例えばHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、またはメモリカード等である。また、記憶部25は、RAMやROM等のメモリであってもよい。具体的に、記憶部25は、移動体100の動作のためのプログラム(命令)及びパラメータ、並びに様々なデータを、一時的に又は恒久的に記憶する。当該プログラムは、移動体100の動作のための1つ以上の命令を含む。 
移動体100では、例えば記憶部25に記憶された移動体制御用プログラムをメインメモリ24に読み出して演算処理部23により実行することにより、図4に示すような機能部が実現される。これらのプログラムをメインメモリ24上に読み出してから実行してもよいし、メインメモリ24上に読み出さずに実行してもよい。また、メインメモリ24や記憶部25は、移動体100が備える構成要素が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。 
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Compact Disc-ROM)、CD-R(CD-Recordable)、CD-R/W(CD-ReWritable)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAMを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
 図4は、移動体100により実現される機能的な構成の例を示すブロック図である。
 図4を参照すると、移動体100は、位置情報受信部101、移動計画取得部103、制御命令生成部105、傾き情報測定部107、視準可否判定部109、制御命令変更部111、及び駆動制御部113を備える。なお、移動体100及び位置情報送信装置200は、図4に示す構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。
 <2.3.動作例>
 次に、第1の実施形態の動作例を説明する。
 (1)ターゲットの位置情報の送受信
 位置情報送信装置200が移動体100のターゲット100aの位置座標を取得できた場合、ターゲット104の位置座標が、位置情報送信装置200から移動体100に送信される。移動体100(位置情報受信部101)は、位置情報送信装置200からターゲット100aの位置情報を受信する。
 (2)移動計画の取得
 移動体100(移動計画取得部103)は、移動体100の移動計画に関する情報を取得する。例えば移動体100の記憶部25に予め移動体100のための移動計画に関する情報を記憶している場合には、移動体100(移動計画取得部103)は、記憶部25にアクセスして、移動計画に関する情報を取得する。ここで、移動計画は、移動体100が移動するための経路情報などである。なお、移動経路に関する情報は、記憶部25に記憶されている場合に限らず、例えば移動体100が通信可能な管理装置などから移動体100に逐次送信されてもよい。
 (3)移動制御命令の生成
 移動体100(制御命令生成部105)は、位置情報受信部101により受信されたターゲット100aの位置情報と、移動計画取得部103により取得された移動計画に関する情報とを用いて、駆動部21を動作させるための移動制御命令を生成する。
 (4)傾き情報の測定
 移動体100(傾き情報測定部107)は、移動体100の傾き情報を取得する。例えば傾き情報は、移動体100に取り付けられたジャイロセンサーなどのより測定される。
 (5)視準範囲に関する判定
 移動体100(視準可否判定部109)は、位置情報送信装置200から照射された電磁波が、移動体100が備えるターゲット100aの視準可能範囲内であるかどうかの判定を行う。具体的には、移動体100(視準可否判定部109)は、移動制御命令に応じて予測される移動体100の傾きに基づいて、位置情報送信装置200からターゲット100aに照射される電磁波がターゲット100aに入射する入射角が、所定の範囲内かどうかの判定を行う。
 図5は、位置情報送信装置200から照射された電磁波がターゲット100aに入射する入射角について説明するための図である。図5を参照すると、入射角は、位置情報送信装置200の位置座標と、移動体100の位置座標と、移動体100の姿勢情報とから算出される。
 ターゲット100aと位置情報送信装置200との間の水平方向の距離及び垂直方向の距離を、それぞれL及びzとし、移動体100の傾き(姿勢)をθとすると、入射角φは、下記式で算出することができる。
 φ=-θ-arctan(z/L)
 移動体100(視準可否判定部109)は、予め位置情報送信装置200の位置座標と、ターゲット100aの視準可能範囲と、ターゲット100aの装着位置と移動体100の重心位置との位置関係に関する情報とを取得し、位置情報送信装置200から送信されるターゲット100aの位置座標を受信することで、ターゲット100aが位置情報送信装置200へ電磁波を反射可能な移動体の傾きの範囲を算出する。
 そして、移動体100(視準可否判定部109)は、制御命令生成部105の生成した移動制御命令に従って移動した後の移動体100の傾きを予測する。次に、移動体100(視準可否判定部109)は、移動制御命令に応じて予測される移動体100の傾きに基づいて、照射光がターゲット100aに入射する入射角が、所定の範囲内かどうかの判定を行う。具体的には、移動体100(視準可否判定部109)は、予測結果に応じて傾いた移動体100の姿勢が、ターゲット100aが位置情報送信装置200へ電磁波を反射可能な移動体の傾きの範囲にあるかどうかを判定する。
 (6)移動制御命令の変更
 移動体100(制御命令変更部111)は、視準可否判定部109による判定の結果に基づいて、移動制御命令を変更する。具体的には、移動体100(制御命令変更部111)は、視準可否判定部109による判定の結果に基づいて、移動体100の姿勢が予測結果に応じて傾いた状態で、位置情報送信装置200から照射される電磁波の入射角が、ターゲット100aの視準可能範囲から外れてしまう場合に、位置情報送信装置200が追跡可能な範囲内に移動体100の姿勢を収めることが可能な移動制御命令に変更する。
 駆動制御部113は、制御命令変更部111によって変更された移動制御命令に従って、駆動部21を制御する。移動体100(駆動制御部113)が変更された移動制御命令に従って駆動部21を制御することで、位置情報送信装置200は、移動体100に搭載されたターゲット100aを見失うことなく継続して追跡することができる。
 移動体100(制御命令変更部111)は、例えば、移動体100の高度のための制御パラメータと移動体100の傾きのための制御パラメータとの少なくとも1つの制御パラメータを変更することにより、移動制御命令を変更する。
 (高度を制御する例)
 例えば、高度を制御する例としては、次の通りである。すなわち、高度を上げると位置情報送信装置200から照射される電磁波がターゲット100aの視準可能範囲から外れてしまう。このため、移動体100(制御命令変更部111)は、視準可能範囲内の最高地点までしか移動体100(ドローン)が上がらないように、移動制御命令を変更する。
 (傾きを制御する例)
 図6は、制御命令変更部111により行われる、移動体100の傾きを制御するための制御パラメータの変更に関する具体例を説明するための図である。
 図6を参照すると、例えば、位置情報送信装置200から照射される電磁波は、速度が3m/sで移動体100が飛行する場合に予測されるターゲット100aの視準可能範囲61から外れてしまう(図6の左図)。一方、位置情報送信装置200から照射される電磁波は、速度が1.5m/sで移動体100が飛行する場合に予測されるターゲット100aの視準可能範囲62に収まる(図6の右図)。これは、移動体100の移動速度に応じて移動体100の傾きが変化し、当該傾きに応じてターゲット100aの視準可能範囲が変化するからである。
 したがって、移動体100(制御命令変更部111)は、移動体100の移動速度を増加もしくは減少させることにより、移動体100の高度のための制御パラメータと移動体100の傾きのための制御パラメータとを変更することができる。
 なお、移動体100(制御命令変更部111)は、移動体100の移動経路を変更して迂回ルートで移動させてもよいし、風など周囲の環境が変化するまで待機させてもよいし、他の変更を行うようにしてもよい。
 (7)処理の流れ
 次に、図7を参照して、移動体100により行われる処理の流れについて詳細に説明する。図7は、位置情報送信装置200が移動体100を見失うことなく移動体100が移動するための制御命令実行処理の例を説明するためのフローチャートである。
 最初に、移動体100(視準可否判定部109)は、移動体100の位置情報を取得する(ステップS701)。具体的に、移動体100(視準可否判定部109)は、位置情報送信装置200から移動体100の位置情報を受信してもよいし、位置情報受信部101により受信されるターゲット100aの位置情報を基に移動体100の位置情報を算出してもよいし、位置情報受信部101により既に受信されたターゲット100aの位置情報を基に現在の移動体100の位置情報を推定してもよい。
 次に、移動体100(視準可否判定部109)は、位置情報送信装置200の設置された位置の情報と、ステップS701で取得した移動体100の位置情報と、ターゲット100aの視準可能範囲を基に、位置情報送信装置200からターゲット100aに向かって電磁波が照射された場合に、ターゲット100aが位置情報送信装置200に対して電磁波を反射可能な、移動体100の傾きの範囲を算出する(ステップS703)。
 次に、移動体100(傾き情報測定部107)は、移動体100の傾き情報を取得する(ステップS705)。
 次に、移動体100(制御命令生成部105)は、移動計画取得部103により取得された移動計画に基づいて、次に駆動制御部113に指示するための移動制御命令を生成する(ステップS707)。
 次に、移動体100(視準可否判定部109)は、ステップS701で取得した移動体100の位置情報と、ステップS703で取得した位置情報送信装置200に電磁波を反射可能な移動体100の傾きの範囲とを基に、ステップS707で生成された移動制御命令を駆動制御部113に指示した場合に予測される移動体100の傾きが、ステップS703で算出された傾きの範囲内であるかを判定する(ステップS709)。範囲内であった場合(S709:Yes)は、ステップS711に進むことなく、ステップS713の処理を行う。そうでない場合(S709:No)、ステップS711の処理を行う。
 ステップS711において、移動体100(制御命令変更部111)は、移動体100の傾きを、ステップS703で算出された傾きの範囲内に収めるために、ステップS707により生成された移動制御命令を変更する(ステップS711)。
 例えば、ステップS703により算出されたピッチ方向の傾きの範囲の最小値がΦmin、その最大値がΦmaxであり、制御命令生成部105により生成された移動制御命令を実行した場合に予測される移動体100のピッチ方向の傾きΦがΦmin未満だった場合には、移動体100(制御命令変更部111)は、移動制御命令を変更して、移動体100のピッチ方向の傾きΦをΦminに変更する。
 最後に、移動体100(駆動制御部113)は、移動制御命令に従って駆動部21を駆動させ、処理を終了する(ステップS713)。
 上記図7に示す処理によれば、位置情報送信装置200が、移動体100に取り付けられたターゲット100aを見失うことにより、ターゲット100aの位置情報を取得できない確率を低減することができる。
 (8)変形例
 なお、位置情報送信装置200がターゲット100aを見失うことにより、ターゲット100aの位置情報の送信がない場合、移動体100(制御命令生成部105)は、現在位置に待機するような移動制御命令を生成してもよいし、位置情報送信装置200が見失う前の位置に戻るための移動制御命令を生成してもよいし、現在位置に着陸するための移動制御命令を生成してもよい。
 <<3.第2の実施形態>>
 図8~図13を参照して、第2の実施形態を説明する。
 <3.1.移動体制御システム1bの構成>
 図8を参照して、第2の実施形態に係る移動体制御システム1bの構成の例を説明する。図8は、第2の実施形態に係る移動体制御システム1bの概略的な構成の一例を示す説明図である。
 図8を参照すると、移動体制御システム1bは、ターゲット100aを備える移動体100、位置情報送信装置200、通信ネットワーク300、及び移動体制御装置400を備える。
 また、移動体100と移動体制御装置400とは、通信ネットワーク300を介して互いに通信可能に接続されている。また、位置情報送信装置200と移動体制御装置400とは、通信ネットワーク300を介して互いに通信可能に接続されている。
 移動体100は、例えばドローンなどの無人航空機である。なお、移動体100は、無人航空機に限定されず、例えば無人搬送車などであってもよい。
 また、図2に示すように、ターゲット100aは、移動体100に取り付けられている。ターゲット100aは、例えばプリズムである。ターゲット100aは、位置情報送信装置200から照射された電磁波の入射角が視準可能範囲内であれば電磁波を位置情報送信装置200に向けて反射する。視準可能範囲は、ターゲット100a自体の性能、及び移動体100におけるターゲット100aの装着状況などに応じて決定される。例えば、移動体100にターゲット100aと撮影用カメラとが搭載される場合、カメラが電磁波を遮ってしまうため、ターゲット100aの視準可能範囲はカメラによる遮蔽範囲を除いた範囲となる
 位置情報送信装置200は、ターゲット100aの位置情報を特定し、ターゲット100aを追跡する。位置情報送信装置200は、具体的には、ターゲットに対して光波(電磁波)を照射するトータルステーションである。位置情報送信装置200から照射された電磁波がターゲット100aに反射することにより、位置情報送信装置200に返ってきた場合、位置情報送信装置200はターゲット100aの位置座標を測定し、ターゲット100aを追跡することができる。一方、電磁波が位置情報送信装置200に返ってこない場合、位置情報送信装置200は、移動体100の位置座標を測定することができず、ターゲット100aを追跡することができない。
 移動体制御装置400は、位置情報送信装置200および移動体100から収集する位置情報に基づいて、移動体100を制御する。詳細については、後述する。
 <3.2.移動体100の構成>
 図9は、第2の実施形態に係る移動体100のハードウェア構成の例を示すブロック図である。図9を参照すると、移動体100は、駆動部21、無線通信部22、演算処理部23、メインメモリ24、及び記憶部25を備える。
 駆動部21は、例えば、モータなど移動体100を移動させるための駆動力を発生させるための手段を含む。例えば、移動体100がドローンなどの無人航空機である場合には、駆動部21による駆動力によってロータを回転することにより、移動体100の飛行が行われる。
 無線通信部22は、信号を無線で送受信する。例えば、無線通信部22は、通信ネットワーク300を介して移動体100からの信号を受信し、通信ネットワーク300を介して移動体100への信号を送信する。 
演算処理部23は、例えばCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等である。メインメモリ24は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等である。 
記憶部25は、例えばHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、またはメモリカード等である。また、記憶部25は、RAMやROM等のメモリであってもよい。具体的に、記憶部25は、移動体100の動作のためのプログラム(命令)及びパラメータ、並びに様々なデータを、一時的に又は恒久的に記憶する。当該プログラムは、移動体100の動作のための1つ以上の命令を含む。 
移動体100では、例えば記憶部25に記憶された移動体制御用プログラムをメインメモリ24に読み出して演算処理部23により実行することにより、図10に示すような機能部が実現される。これらのプログラムをメインメモリ24上に読み出してから実行してもよいし、メインメモリ24上に読み出さずに実行してもよい。また、メインメモリ24や記憶部25は、移動体100が備える構成要素が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。 
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Compact Disc-ROM)、CD-R(CD-Recordable)、CD-R/W(CD-ReWritable)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAMを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
 図10は、移動体100により実現される機能的な構成の例を示すブロック図である。
 図10を参照すると、移動体100は、傾き情報測定部151、傾き情報送信部153、制御命令受信部155、及び駆動制御部157を備える。なお、移動体100は、図10に示す構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。
 <3.3.移動体制御装置400の構成>
 図11は、第2の実施形態に係る移動体制御装置400のハードウェア構成の例を示すブロック図である。図11を参照すると、移動体制御装置400は、無線通信部41、操作入力部42、演算処理部43、メインメモリ44、記憶部45、及び表示装置46を備える。
 無線通信部41は、信号を無線で送受信する。例えば、無線通信部41は、通信ネットワーク300を介して移動体100及び位置情報送信装置200からの信号を受信し、通信ネットワーク300を介して移動体100及び位置情報送信装置200への信号を送信する。
 操作入力部42は、移動体制御装置400の操作を行うユーザからの操作要求の入力処理を行う入力インターフェースである。
 演算処理部43は、例えばCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等である。メインメモリ44は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等である。
 記憶部45は、例えばHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、またはメモリカード等である。また、記憶部45は、RAMやROM等のメモリであってもよい。具体的に、記憶部45は、移動体制御装置400の動作のためのプログラム(命令)及びパラメータ、並びに様々なデータを、一時的に又は恒久的に記憶する。当該プログラムは、移動体制御装置400の動作のための1つ以上の命令を含む。
 移動体制御装置400では、例えば記憶部45に記憶された移動体制御用プログラムをメインメモリ44に読み出して演算処理部43により実行することにより、図12に示すような機能部が実現される。これらのプログラムをメインメモリ44上に読み出してから実行してもよいし、メインメモリ44上に読み出さずに実行してもよい。また、メインメモリ44や記憶部45は、移動体制御装置400が備える構成要素が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。
 また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Compact Disc-ROM)、CD-R(CD-Recordable)、CD-R/W(CD-ReWritable)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAMを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
 表示装置46は、LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、モニターのような、演算処理部23により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。
 図12は、第2の実施形態に係る移動体制御装置400の機能的な構成の例を示すブロック図である。図12を参照すると、移動体制御装置400は、位置情報受信部401、移動計画取得部403、制御命令生成部405、傾き情報受信部407、視準可否判定部409、制御命令変更部411、及び制御命令送信部413を備える。なお、移動体制御装置400は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。
 <3.4.動作例>
 次に、第2の実施形態の動作例を説明する。
 (1)ターゲットの位置情報の送受信
 位置情報送信装置200が移動体100のターゲット100aの位置座標を取得できた場合、ターゲット104の位置座標が、位置情報送信装置200から移動体制御装置400に送信される。移動体制御装置400(位置情報受信部401)は、位置情報送信装置200からターゲット100aの位置情報を受信する。
 (2)移動計画の取得
 移動体制御装置400(移動計画取得部403)は、移動体100の移動計画に関する情報を取得する。例えば移動体制御装置400の記憶部45に予め移動体100のための移動計画に関する情報を記憶している場合には、移動体制御装置400(移動計画取得部403)は、記憶部45にアクセスして、移動計画に関する情報を取得する。ここで、移動計画は、移動体100が移動するための経路情報などである。なお、移動経路に関する情報は、記憶部45に記憶されている場合に限らず、例えば移動体制御装置400が通信可能な管理装置などから移動体制御装置400に逐次送信されてもよい。
 (3)移動制御命令の生成
 移動体制御装置400(制御命令生成部405)は、位置情報受信部401により受信されたターゲット100aの位置情報と、移動計画取得部403により取得された移動計画に関する情報とを用いて、移動体100の移動を制御するための移動制御命令を生成する。
 (4)傾き情報の測定および送受信
 移動体100(傾き情報測定部151)は、移動体100の傾き情報を取得する。例えば傾き情報は、移動体100に取り付けられたジャイロセンサーなどのより測定される。そして、移動体100の傾き情報は、移動体100(傾き情報送信部153)により送信され、移動体制御装置400(傾き情報受信部407)により受信される。
 (5)視準範囲に関する判定
 移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、位置情報送信装置200から照射された電磁波が、移動体100が備えるターゲット100aの視準可能範囲内であるかどうかの判定を行う。具体的には、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、移動制御命令に応じて予測される移動体100の傾きに基づいて、位置情報送信装置200からターゲット100aに照射される電磁波がターゲット100aに入射する入射角が、所定の範囲内かどうかの判定を行う。
 位置情報送信装置200から照射された電磁波がターゲット100aに入射する入射角の算出については、図5を参照した第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
 移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、位置情報送信装置200の位置座標と、ターゲット100aの視準可能範囲と、ターゲット100aの装着位置と移動体100の重心位置との位置関係とを予め取得し、位置情報送信装置200から送信されるターゲット100aの位置座標を受信することで、ターゲット100aが位置情報送信装置200へ電磁波を反射可能な移動体の傾きの範囲を算出する。
 そして、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、制御命令生成部405の生成した移動制御命令に従って移動した後の移動体100の傾きを予測する。次に、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、移動制御命令に応じて予測される移動体100の傾きに基づいて、照射光がターゲット100aに入射する入射角が、所定の範囲内かどうかの判定を行う。具体的には、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、予測結果に応じて傾いた移動体100の姿勢が、ターゲット100aが位置情報送信装置200へ電磁波を反射可能な移動体の傾きの範囲にあるかどうかを判定する。
 (6)移動制御命令の変更
 移動体制御装置400(制御命令変更部411)は、視準可否判定部409による判定の結果に基づいて、移動制御命令を変更する。具体的には、移動体制御装置400(制御命令変更部411)は、視準可否判定部409による判定の結果に基づいて、移動体100の姿勢が予測結果に応じて傾いた状態で、位置情報送信装置200から照射される電磁波の入射角が、ターゲット100aの視準可能範囲から外れてしまう場合に、位置情報送信装置200が追跡可能な範囲内に移動体100の姿勢を収めることが可能な移動制御命令に変更する。変更された移動制御命令は、移動体制御装置400(制御命令送信部413)により送信され、移動体100(制御命令受信部155)により受信される。
 駆動制御部157は、制御命令変更部111によって変更された移動制御命令に従って、駆動部21を制御する。移動体100(駆動制御部157)が変更された移動制御命令に従って駆動部21を制御することで、位置情報送信装置200は、移動体100に搭載されたターゲット100aを見失うことなく継続して追跡することができる。
 移動体制御装置400(制御命令変更部411)は、例えば、移動体100の高度のための制御パラメータと移動体100の傾きのための制御パラメータとの少なくとも1つの制御パラメータを変更することにより、移動制御命令を変更する。
 制御命令変更部411により行われる制御パラメータの変更の具体例については、図6などを参照した第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
 なお、移動体制御装置400(制御命令変更部411)は、移動体100が進む経路を変更し迂回ルートで移動させてもよいし、風など周囲の環境が変化するまで待機させてもよいし、他の変更を行うようにしてもよい。
 (7)処理の流れ
 次に、図13を参照して、移動体制御装置400により行われる処理の流れについて詳細に説明する。図13は、位置情報送信装置200が移動体100を見失うことなく移動体100が移動するために、移動体制御装置400により行われる制御命令実行処理の例を説明するためのフローチャートである。
 最初に、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、移動体100の位置情報を取得する(ステップS1301)。具体的に、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、位置情報送信装置200から移動体100の位置情報を受信してもよいし、位置情報受信部401により受信されるターゲット100aの位置情報を基に移動体100の位置情報を算出してもよいし、位置情報受信部401により既に受信されたターゲット100aの位置情報を基に現在の移動体100の位置情報を推定してもよい。
 次に、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、位置情報送信装置200の設置された位置の情報と、ステップS1301で取得した移動体100の位置情報と、ターゲット100aの視準可能範囲を基に、位置情報送信装置200からターゲット100aに向かって電磁波が照射された場合に、ターゲット100aが位置情報送信装置200に対して電磁波を反射可能な、移動体100の傾きの範囲を算出する(ステップS1303)。
 次に、移動体制御装置400(傾き情報受信部407)は、移動体100から、移動体100の傾き情報を受信する(ステップS1305)。
 次に、移動体制御装置400(制御命令生成部405)は、移動計画取得部403により取得された移動計画に基づいて、移動体100に送信予定の移動制御命令を生成する(ステップS1307)。
 次に、移動体制御装置400(視準可否判定部409)は、ステップS1301で取得した移動体100の位置情報と、ステップS1303で取得した位置情報送信装置200に電磁波を反射可能な移動体100の傾きの範囲とを基に、ステップS1307で生成された移動制御命令を移動体100に指示した場合に予測される移動体100の傾きが、ステップS1303で算出された傾きの範囲内であるかを判定する(ステップS1309)。範囲内であった場合(S1309:Yes)は、ステップS1311に進むことなく、ステップS1313の処理を行う。そうでない場合(S1309:No)、ステップS1311の処理を行う。
 ステップS1311において、移動体制御装置400(制御命令変更部411)は、移動体100の傾きを、ステップS1303で算出された傾きの範囲内に収めるために、ステップS1307により生成された移動制御命令を変更する(ステップS1311)。
 例えば、ステップS1303により算出されたピッチ方向の傾きの範囲の最小値がΦminであり、その最大値がΦmaxであり、制御命令生成部405により生成された移動制御命令を実行した場合に予測される移動体100のピッチ方向の傾きΦがΦmin未満だった場合には、移動体制御装置400(制御命令変更部411)は、移動制御命令を変更して、移動体100のピッチ方向の傾きΦをΦminに変更する。
 最後に、移動体制御装置400(制御命令送信部413)は、移動制御命令を移動体100に送信して、処理を終了する(ステップS1313)。
 上記図13に示す処理によれば、位置情報送信装置200が、移動体100に取り付けられたターゲット100aを見失うことにより、ターゲット100aの位置情報を取得できない確率を低減することができる。
 (8)変形例
 なお、位置情報送信装置200がターゲット100aを見失うことにより、ターゲット100aの位置情報の送信がない場合、移動体制御装置400(制御命令生成部405)は、現在位置に待機するような移動制御命令を生成してもよいし、位置情報送信装置200が見失う前の位置に戻るための移動制御命令を生成してもよいし、現在位置に着陸するための移動制御命令を生成してもよい。
 <<4.第3の実施形態>>
 続いて、図14乃至図16を参照して、本発明の第3の実施形態を説明する。上述した第1及び第2の実施形態は、具体的な実施形態であるが、第3の実施形態は、より一般化された実施形態である。
 <4.1.移動体制御システム1cの構成>
 まず、図14を参照して、第3の実施形態に係る移動体制御システム1cの構成の例を説明する。図14は、第3の実施形態に係る移動体制御システム1cの概略的な構成の一例を示す説明図である。
 図14を参照すると、移動体制御システム1cは、ターゲット100aを備える移動体100、位置情報特定装置250、及び移動体制御装置500を備える。
 移動体制御システム1cでは、位置情報特定装置250は、ターゲット100aの位置情報を特定し、ターゲット100aを追跡する。例えば、位置情報特定装置250は、移動体100が備えるターゲット100aの追跡に基づいて、ターゲット100aの位置情報を、例えば移動体制御装置500に送信する。
 移動体制御装置500は、例えば移動体100の内部、位置情報特定装置250の内部に実装される。なお、移動体制御装置500は、移動体100及び位置情報特定装置250と通信可能な、外部装置であってもよい。
 移動体制御装置500は、判定部501及び変更部503を備える。判定部501及び変更部503は、1つ以上のプロセッサと、メモリ(例えば、不揮発性メモリ及び/若しくは揮発性メモリ)並びに/又はハードディスクとにより実装されてもよい。判定部501及び変更部503は、同一のプロセッサにより実装されてもよく、別々に異なるプロセッサにより実装されてもよい。上記メモリは、上記1つ以上のプロセッサ内に含まれていてもよく、又は、上記1つ以上のプロセッサ外にあってもよい。
 <4.2.動作例>
 第3の実施形態に係る動作例を説明する。図15は、第3の実施形態に係る移動体制御装置500により行われる処理の流れを説明するための図である。
 第3の実施形態によれば、移動体制御装置500(判定部501)は、移動体100の移動のための移動制御命令に応じて予測される、ターゲット100aと位置情報特定装置250との位置関係に基づいて、移動制御命令に応じて移動したターゲット100aの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う(ステップS1501)。
 具体的に、移動体制御装置500(判定部501)は、例えば、位置情報特定装置250に対するターゲット100aの傾き、又は位置情報特定装置250に対するターゲット100aの高度、又は位置情報特定装置250に対するターゲット100aの距離など、位置関係に関する情報が所定の条件を満たすかどうかに基づいて、移動制御命令に応じて移動したターゲット100aの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う。
 次に、移動体制御装置500(変更部503)は、ステップS1501による判定の結果に基づいて、移動制御命令を変更する(ステップS1503)。
 -第1及び第2の実施形態との関係
 一例として、移動体制御装置500が備える判定部501は、第1の実施形態において移動体100が備える視準可否判定部109又は第2の実施形態において移動体制御装置400が備える視準可否判定部409の動作を行ってもよい。また、移動体制御装置500が備える変更部503は、第1の実施形態において移動体100が備える制御命令変更部111又は第2の実施形態において移動体制御装置400が備える制御命令変更部411の動作を行ってもよい。この場合に、第1又は第2の実施形態についての説明は、第3の実施形態にも適用されうる。
 なお、第3の実施形態は、この例に限定されない。
 以上、第3の実施形態を説明した。第3の実施形態によれば、例えば、移動体100が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得することが可能となる。
 <<5.適用例>>
 図16を参照して、第1乃至第3の実施形態に係る移動体制御システムを農業に適応した例を説明する。図16は、第1乃至第3の実施形態に係る移動体制御システムを農業に適応した例を説明するための図である。
 図16を参照すると、移動体600は、農作物の上空を飛行し、移動体600に装備されたカメラ等を用いて、農作物900の生育状況を確認するための情報を取得する(以降、農作物900を監視する、と記載することもある)。移動体600は、トータルステーション700から移動体600の位置情報を取得することで、撮像対象となる農作物900の上空を飛行するように、移動体600自身の飛行位置を制御する。
 次に、図16(A)を参照して、移動体600の姿勢が傾いていない場合について説明する。移動体600の姿勢が傾いていない場合、トータルステーション700の照射光は、移動体600が備えるプリズム600aの視準可能範囲800aの範囲内に収まる。このため、移動体600は、トータルステーション700から移動体600の位置情報を取得し、移動体600の位置を制御することで、農作物900を監視する。
 次に、図16(B)を参照して、移動体600の姿勢が傾いている場合について説明する。移動体600の姿勢が傾いている場合とは、例えば、移動体600が急旋回する場合や、移動体600の飛行速度が速い場合等である。このような場合には、移動体600の自動追跡を行うトータルステーション700が、移動体600に装着されたプリズム600a(ターゲット)を見失ってしまい、移動体600の位置座標を取得できなくなってしまう。このため、移動体600は、移動体600が移動制御命令に従って移動した後の移動体600の傾きを予測し、予測結果に応じて傾いた移動体600の姿勢が、プリズム600a(ターゲット)がトータルステーション700へ電磁波を反射可能な移動体600の傾きの範囲になるように、移動制御命令を変更する。
 上記の例は、移動体600が傾くことによってトータルステーション700の照射光がプリズム600aの視準範囲から外れる場合であるが、この場合に限定されるものではない。例えば、トータルステーション700に対する移動体600の高度が所定の高さよりも高い場合や、トータルステーション700と移動体600との間の距離が所定の距離よりも遠い場合であってもよい。
 なお、図16において移動体制御システムを農業に適応した例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の移動体制御システムを林業における林木の生育状況の確認や、畜産業における家畜の行動監視、イベント会場における防犯のための監視に適応してもよい。
 <<6.他の実施形態>>
 以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は例示にすぎないということ、及び、本発明のスコープ及び精神から逸脱することなく様々な変形が可能であるということは、当業者に理解されるであろう。
 例えば、本明細書に記載されている処理におけるステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に実行されなくてよい。例えば、処理におけるステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で実行されても、並列的に実行されてもよい。また、処理におけるステップの一部が削除されてもよく、さらなるステップが処理に追加されてもよい。
 また、本明細書において説明した移動体制御システムの構成要素の処理を含む方法が提供されてもよく、上記構成要素の処理をプロセッサに実行させるためのプログラムが提供されてもよい。また、当該プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体(Non-transitory computer readable medium)が提供されてもよい。
 上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
 ターゲットを備える移動体と、
 前記ターゲットに対して光波を照射し、前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段と、
 前記移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う判定部と、
 前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更する変更部と、を備える移動体制御システム。
(付記2)
前記判定部は、前記位置情報特定手段から照射された光波が、前記ターゲットの視準可能範囲内であるかどうかの判定を行う、付記1記載の移動体制御システム。
(付記3)
 前記移動体は、無人航空機である、付記1又は2記載の移動体制御システム。
(付記4)
 前記変更部は、前記移動体の高度を制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、付記1乃至3のうち何れか1項記載の移動体制御システム。
(付記5)
 前記変更部は、前記移動体の傾きを制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、付記1乃至3のうち何れか1項記載の移動体制御システム。
(付記6)
 ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記ターゲットに対して光波を照射し前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う判定部と、
 前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更する変更部と、を備える移動体制御装置。
(付記7)
 前記判定部は、前記位置情報特定手段から照射された光波が、前記ターゲットの視準可能範囲内であるかどうかの判定を行う、付記6記載の移動体制御装置。
(付記8)
 前記移動体は、無人航空機である、付記6又は7記載の移動体制御装置。
(付記9)
 前記変更部は、前記移動体の高度を制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、付記6乃至8のうち何れか1項記載の移動体制御装置。
(付記10)
 前記変更部は、前記移動体の傾きを制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、付記6乃至8のうち何れか1項記載の移動体制御装置。
(付記11)
 ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記ターゲットに対して光波を照射し前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行うことと、
 前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更することと、を備える移動体制御方法。
(付記12)
 前記判定は、前記位置情報特定手段から照射された光波が、前記ターゲットの視準可能範囲内であるかどうかの判定である、付記11記載の移動体制御方法。
(付記13)
 前記移動体は、無人航空機である、付記11又は12記載の移動体制御方法。
(付記14)
 前記移動制御命令を変更することは、前記移動体の高度を制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更することを含む、付記11乃至13のうち何れか1項記載の移動体制御方法。
(付記15)
 前記移動制御命令を変更することは、前記移動体の傾きを制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更することを含む、付記11乃至13のうち何れか1項記載の移動体制御方法。
(付記16)
 ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記ターゲットに対して光波を照射し前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行うことと、
 前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更することと、をコンピュータに実行させるための移動体制御プログラム。
 移動体の移動を制御する移動体制御システムにおいて、移動体が備えるターゲットを見失うことなく、移動体の位置情報を継続的に取得することが可能になる。
 1a、1b、1c 移動体制御システム
 10、100、600 移動体
 20、700 トータルステーション
 200 位置情報送信装置
 250 位置情報特定装置
 300 通信ネットワーク
 400、500 移動体制御装置
 101、401 位置情報受信部
 103、403 移動計画取得部
 105、405 制御命令生成部
 107、151 傾き情報測定部
 109、409 視準可否判定部
 111、411 制御命令変更部
 113、157 駆動制御部
 153 傾き情報送信部
 155 制御命令受信部
 407 傾き情報受信部
 413 制御命令送信部
 501 判定部
 503 変更部

 

Claims (15)

  1.  ターゲットを備える移動体と、
     前記ターゲットに対して光波を照射し、前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段と、
     前記移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う判定部と、
     前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更する変更部と、を備える移動体制御システム。
  2. 前記判定部は、前記位置情報特定手段から照射された光波が、前記ターゲットの視準可能範囲内であるかどうかの判定を行う、請求項1記載の移動体制御システム。
  3.  前記移動体は、無人航空機である、請求項1又は2記載の移動体制御システム。
  4.  前記変更部は、前記移動体の高度を制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、請求項1乃至3のうち何れか1項記載の移動体制御システム。
  5.  前記変更部は、前記移動体の傾きを制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、請求項1乃至3のうち何れか1項記載の移動体制御システム。
  6.  ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記ターゲットに対して光波を照射し前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行う判定部と、
     前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更する変更部と、を備える移動体制御装置。
  7.  前記判定部は、前記位置情報特定手段から照射された光波が、前記ターゲットの視準可能範囲内であるかどうかの判定を行う、請求項6記載の移動体制御装置。
  8.  前記移動体は、無人航空機である、請求項6又は7記載の移動体制御装置。
  9.  前記変更部は、前記移動体の高度を制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、請求項6乃至8のうち何れか1項記載の移動体制御装置。
  10.  前記変更部は、前記移動体の傾きを制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更する、請求項6乃至8のうち何れか1項記載の移動体制御装置。
  11.  ターゲットを備える移動体の移動のための移動制御命令に応じて予測される、前記ターゲットと前記ターゲットに対して光波を照射し前記ターゲットによって反射された前記光波に基づいて前記ターゲットの位置情報を特定する位置情報特定手段との位置関係に基づいて、前記移動制御命令に応じて移動した前記ターゲットの位置情報の特定が可能であるかどうかの判定を行うことと、
     前記判定の結果に基づいて、前記移動制御命令を変更することと、を備える移動体制御方法。
  12.  前記判定は、前記位置情報特定手段から照射された光波が、前記ターゲットの視準可能範囲内であるかどうかの判定である、請求項11記載の移動体制御方法。
  13.  前記移動体は、無人航空機である、請求項11又は12記載の移動体制御方法。
  14.  前記移動制御命令を変更することは、前記移動体の高度を制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更することを含む、請求項11乃至13のうち何れか1項記載の移動体制御方法。
  15.  前記移動制御命令を変更することは、前記移動体の傾きを制御するための制御パラメータを変更することにより、前記移動制御命令を変更することを含む、請求項11乃至13のうち何れか1項記載の移動体制御方法。

     
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