Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6569050B2 - Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6569050B2 - Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method - Google Patents

Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method Download PDF

Info

Publication number
JP6569050B2
JP6569050B2 JP2018006310A JP2018006310A JP6569050B2 JP 6569050 B2 JP6569050 B2 JP 6569050B2 JP 2018006310 A JP2018006310 A JP 2018006310A JP 2018006310 A JP2018006310 A JP 2018006310A JP 6569050 B2 JP6569050 B2 JP 6569050B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spraying
aircraft
row
unmanned
traveling direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018006310A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019123415A (en
Inventor
和雄 市原
和雄 市原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prodrone Co Ltd
Original Assignee
Prodrone Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prodrone Co Ltd filed Critical Prodrone Co Ltd
Priority to JP2018006310A priority Critical patent/JP6569050B2/en
Publication of JP2019123415A publication Critical patent/JP2019123415A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6569050B2 publication Critical patent/JP6569050B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Description

本発明は、空中散布用無人航空機、およびこれを制御する外部装置、制御プログラム、ならびにこれらを用いた空中散布方法に関する。   The present invention relates to an unmanned aerial vehicle for air spraying, an external device that controls the unmanned aircraft, a control program, and an air spraying method using these.

従来、産業用無人ヘリコプターに代表される小型の無人航空機は、機体が高価で入手困難なうえ、安定して飛行させるためには操作に熟練が必要とされるものであった。しかし近年、無人航空機の姿勢制御や自律飛行に用いられるセンサ類およびソフトウェアの改良、低価格化が進み、これにより無人航空機の操作性が飛躍的に向上した。特に小型のマルチコプターについては、ヘリコプターに比べてローター構造が簡単であり、設計およびメンテナンスが容易であることから、趣味目的だけでなく、広範な産業分野における種々のミッションへの応用が試行されている。   Conventionally, a small unmanned aerial vehicle represented by an industrial unmanned helicopter has been expensive and difficult to obtain, and requires skill to operate in order to fly stably. However, in recent years, the sensor and software used for attitude control and autonomous flight of unmanned aircraft have been improved and the price has been reduced, which has dramatically improved the operability of unmanned aircraft. Especially for small multicopters, the rotor structure is simpler than helicopters, and the design and maintenance is easy. Therefore, not only for hobby purposes but also for various missions in a wide range of industrial fields. Yes.

農業分野において、無人ヘリコプターなどの無人航空機による農薬などの空中散布の歴史は長く、無人航空機の産業利用の代表例といえる。無人航空機の操作性の向上、低価格化により、今後、更なる発展が期待される分野である。田畑等への農薬散布には、例えば、特許文献1や特許文献2に記載されるように、機体の左右方向に散布装置を備え、田畑の上空を飛行しながら農薬を散布する方法が取られる。   In the field of agriculture, the history of aerial spraying of agricultural chemicals by unmanned aerial vehicles such as unmanned helicopters is long and can be said to be a representative example of industrial use of unmanned aerial vehicles. This is an area where further development is expected in the future due to improved operability and lower prices of unmanned aerial vehicles. For example, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a method of spraying agricultural chemicals while flying over the field is provided for spraying agricultural chemicals on fields, for example, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. .

特開平11−000094号公報JP 11-000094 A 特開2017−036011号公報JP 2017-036011 A

上記のような、散布装置を備えた無人航空機を用いた場合、散布装置の散布口の形状や、取り付け位置等により、一度に散布できる散布幅が一義的に決定される。一方、散布対象となる田畑の幅は一様ではなく、一義的に決定された散布幅を有する散布装置を用いて、例えば図2(b)に示すように、田畑の一端から隙間なく農薬を散布した場合、他端側に散布幅に満たない幅の未散布部分ができてしまう。   When an unmanned aerial vehicle equipped with a spraying device as described above is used, the spraying width that can be sprayed at once is uniquely determined by the shape of the spraying port of the spraying device, the mounting position, and the like. On the other hand, the width of the field to be sprayed is not uniform, and using a spraying device having a spray width uniquely determined, for example, as shown in FIG. When sprayed, an unsprayed portion having a width less than the spray width is formed on the other end side.

農薬等の散布物が目的の範囲以外に散布されると、周囲の農作物や環境への影響が懸念されるため、散布対象の田畑の幅と、散布装置の散布幅とが合致しない場合、散布幅に満たない幅の未散布部分には農薬を散布しないか、散布物が範囲外にはみ出さないように、すでに散布された箇所に重複して散布するしかなかった。このような場合、一面の田畑の中で、農薬量等にムラができてしまい、生育状況が均一でなくなってしまうなどの懸念があった。   If the spread of pesticides and other materials is spread outside the intended range, there is a concern about the impact on surrounding crops and the environment. If the width of the field to be spread does not match the spread width of the spreader, spray There was no choice but to spray the pesticides on the unspread parts that were less than the width, or to spray over the already sprayed parts so that the sprayed material would not go out of range. In such a case, there was a concern that the amount of agricultural chemicals would be uneven in the field of one side and the growth situation would not be uniform.

本発明が解決しようとする課題は、散布物の散布量のムラを抑制し、効率的に散布物を散布できる空中散布用無人航空機、外部装置、制御プログラムおよびこれらを用いた空中散布方法を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle for aerial spraying, an external device, a control program, and an aerial spraying method using these, which can suppress unevenness in the sprayed amount of the sprinkled material and efficiently spray the spattered material. There is to do.

上記課題を解決するため本発明にかかる空中散布用無人航空機は、回転翼、および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を散布する散布装置と、を備え、前記散布装置は、前記散布物を吐出する複数の散布口を有し、前記複数の散布口は、水平方向に列を形成するように並べて配置されており、自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行可能であることを要旨とする。   In order to solve the above problems, an unmanned aerial vehicle for air spraying according to the present invention includes an unmanned aerial vehicle including rotary wings and autonomous flying means, and a spraying device for spraying dust. The plurality of spray ports are arranged side by side so as to form a row in the horizontal direction, and in the autonomous flight, the row direction of the spray port is the body of the unmanned aircraft The gist is that it is possible to fly while spraying the scattered material in a state of being inclined in plan view with respect to the traveling direction.

本発明にかかる空中散布用無人航空機によれば、自律飛行時に、散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた状態とすることにより、任意の散布幅で散布物を散布することが可能であり、あらゆる幅の田畑に対し、同一の空中散布用無人航空機を用いて過不足なく散布物を散布することができる。   According to the unmanned aerial vehicle for spraying aerial according to the present invention, it is possible to spray scattered matter with an arbitrary spraying width by making the row direction of the spraying port inclined with respect to the traveling direction during autonomous flight. Thus, it is possible to spray the sprayed material to the fields of all widths without excess or deficiency using the same unmanned aerial spraying aircraft.

前記複数の散布口の列は、前記無人航空機の機体に対して方向が固定されており、前記自律飛行時において、前記無人航空機の機首方向を進行方向に対して平面視斜めにした状態で飛行することにより、前記散布口の列方向を進行方向に対して平面視傾斜させることができる。   The rows of the plurality of spray ports are fixed in direction with respect to the airframe of the unmanned aircraft, and in the autonomous flight, the nose direction of the unmanned aircraft is inclined in a plan view with respect to the traveling direction. By flying, the row direction of the spray ports can be inclined in plan view with respect to the traveling direction.

散布口の列を無人航空機の機体に対して固定し、無人航空機の機首方向を斜めにする構成とすると、特別な機構を設けることなく、プログラムの管理のみで散布幅を調整でき、簡便である。   If the row of spraying ports is fixed to the airframe of the unmanned aerial vehicle and the nose direction of the unmanned aircraft is slanted, the spraying width can be adjusted simply by managing the program without providing a special mechanism. is there.

上記課題を解決するため本発明の別の態様にかかる空中散布用無人航空機は、回転翼を備える無人航空機と、散布物を散布する散布装置と、を備え、前記散布装置は、前記散布物を吐出する複数の散布口を有し、前記複数の散布口は、水平方向に列を形成するように並べて配置されており、前記複数の散布口の列は、前記無人航空機の機体に対して水平方向に回動可能であり、飛行時に、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行可能であることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, an unmanned aerial vehicle for air spraying according to another aspect of the present invention includes an unmanned aerial vehicle including rotating wings, and a spraying device for spraying sprayed material. A plurality of spraying ports for discharging, and the plurality of spraying ports are arranged side by side so as to form a row in a horizontal direction, and the row of the plurality of spraying ports is horizontal to the fuselage of the unmanned aircraft It is possible to rotate in a direction, and during flight, it is possible to fly while spraying the scattered matter in a state where the row direction of the spray ports is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aircraft. And

本発明にかかる空中散布用無人航空機によれば、散布口の列が、前記無人航空機の機体に対して水平方向に回動可能移動体であるため、無人航空機は通常通りに機首を進行方向に向けて飛行しつつ、散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた状態とすることができる。これにより、飛行制御が複雑化することを防ぎつつ、任意の散布幅で散布物を散布することが可能であり、あらゆる幅の田畑に対し、同一の空中散布用無人航空機を用いて過不足なく散布物を散布することができる。   According to the unmanned aerial vehicle for air spraying according to the present invention, since the row of spray ports is a movable body that can be rotated in a horizontal direction with respect to the airframe of the unmanned aircraft, the unmanned aircraft travels the nose as usual. The row direction of the spout can be inclined with respect to the traveling direction while flying toward the vehicle. As a result, it is possible to disperse the scattered matter with an arbitrary distribution width while preventing the flight control from becoming complicated. Can spread dust.

空中散布用無人航空機には、前記無人航空機の機体の進行方向に直交する水平方向の散布幅が設定され、該空中散布用無人航空機は、その設定値から前記散布口の列の進行方向に対する傾斜角を自動的に調整することが好ましい。   An unmanned aerial spray aircraft is set with a horizontal spreading width perpendicular to the advancing direction of the unmanned aircraft, and the unmanned aerial sprayer is inclined from the set value with respect to the traveling direction of the row of spray ports. It is preferable to adjust the angle automatically.

空中散布用無人航空機が、散布幅の設定値から傾斜角を自動的に調整すると、散布時に適当な散布幅を設定する操作のみで傾斜角を最適化することができ、容易に空中散布ができる。   When an unmanned aerial vehicle for aerial application automatically adjusts the inclination angle from the setting value of the application width, it is possible to optimize the inclination angle only by setting an appropriate application width at the time of application. .

空中散布用無人航空機は、前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角に応じて、前記散布物の吐出量を調整する吐出量調整手段をさらに有することが好ましい。   It is preferable that the unmanned aerial vehicle for air scattering further includes a discharge amount adjusting unit that adjusts the discharge amount of the scattered matter according to an inclination angle of the row of the spray ports with respect to the traveling direction.

散布装置を無人航空機の進行方向に対して傾斜させたときの進行方向に直交する方向の散布幅は、その傾斜角によって変動する。散布幅が狭くなると、単位面積当たりに散布される散布物の量が増大する。散布装置から吐出される吐出量を調整する手段を有し、単位面積当たりに散布される散布物の量を一定とすることが好ましい。吐出量調整手段としては、ポンプの出力を調整する方法や、散布装置の配管に流量調整装置を設ける方法など任意の方法を用いることができる。   The spreading width in the direction orthogonal to the traveling direction when the spreading device is tilted with respect to the traveling direction of the unmanned aircraft varies depending on the tilt angle. When the spread width is narrowed, the amount of sprayed material spread per unit area increases. It is preferable to have means for adjusting the discharge amount discharged from the spraying device, and to make the amount of sprayed material sprayed per unit area constant. As the discharge amount adjusting means, any method such as a method of adjusting the output of the pump or a method of providing a flow rate adjusting device in the piping of the spraying device can be used.

空中散布用無人航空機は、前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角に応じて、飛行高度を自動的に調整することが好ましい。   It is preferable that the unmanned aerial vehicle for air scattering automatically adjusts the flight altitude according to the inclination angle of the row of the spray ports with respect to the traveling direction.

散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた場合、散布装置が有する複数の散布口の内、一の散布口の散布範囲と、他の散布口の散布範囲とが進行方向に対して重複してしまう場合がある。この重なりがわずかであれば無視することができるが、重なりが大きくなった場合には、各散布口の散布範囲を調整する手段を有することが好ましい。散布範囲を調整する手段としては、例えば、各散布口に絞りを設け、手動または自動で絞りを調整する方法や、無人航空機の高度を調整することで散布範囲を調整する方法などが挙げられる。無人航空機の高度を調整することで散布範囲を調整すると、散布装置に特別な機構を設けることなく、プログラムの管理のみで散布範囲を調整でき、簡便である。   When the row direction of the spraying ports is inclined with respect to the traveling direction, the spraying range of one spraying port and the spraying range of the other spraying ports among the multiple spraying ports of the spraying device are relative to the traveling direction. It may overlap. If this overlap is slight, it can be ignored, but if the overlap becomes large, it is preferable to have means for adjusting the spraying range of each spraying port. Examples of means for adjusting the spraying range include a method of adjusting the aperture manually or automatically by providing a throttle at each spraying port, and a method of adjusting the spraying range by adjusting the altitude of the unmanned aircraft. When the spraying range is adjusted by adjusting the altitude of the unmanned aircraft, the spraying range can be adjusted only by managing the program without providing a special mechanism in the spraying device.

前記無人航空機は、複数の回転翼を備えるマルチコプターであることが好ましい。   The unmanned aerial vehicle is preferably a multicopter including a plurality of rotor blades.

回転翼を有する航空機では、機体が地面近くを飛行すると、機体の下方に地面効果と呼ばれる乱気流が発生する。地面効果の中では、散布した散布物が乱気流に乗って飛散するため、一般に、散布物の散布が困難になる。地面効果が発生する高度は、回転翼の径に比例し、回転翼の径が大きいほど高い高度で地面効果が発生する。複数の回転翼を有する無人航空機は、回転翼の数が多いほど、各々の回転翼の径を小さくすることができるため、地面効果の影響を受けにくい。このような観点から、地上効果を積極的に利用した特殊な散布を除き、無地航空機は、複数の回転翼を有するマルチコプターであることが好ましく、少なくとも3以上の回転翼を有するマルチコプターであることがより好ましい。   In an aircraft having a rotating wing, when the aircraft flies near the ground, turbulence called a ground effect is generated below the aircraft. In the ground effect, the sprayed material scattered is scattered in a turbulent air flow, so that it is generally difficult to spray the material. The altitude at which the ground effect occurs is proportional to the diameter of the rotor blades, and the ground effect occurs at a higher altitude as the rotor blade diameter increases. An unmanned aerial vehicle having a plurality of rotor blades is less affected by the ground effect because the diameter of each rotor blade can be reduced as the number of rotor blades increases. From this point of view, the plain aircraft is preferably a multicopter having a plurality of rotary wings, and is a multicopter having at least three or more rotary wings, except for special scattering that actively uses the ground effect. It is more preferable.

空中散布用無人航空機は、散布物を散布する散布対象エリアの形状から、前記散布幅を自動的に算出する散布幅算出手段を有することが好ましい。   It is preferable that the unmanned aerial vehicle for aerial application has a distribution width calculation unit that automatically calculates the distribution width from the shape of the distribution target area where the distribution object is distributed.

空中散布用無人航空機が、散布対象エリアの形状から散布幅を自動的に算出すると、散布時に散布対象エリアを指定する操作のみで容易に空中散布ができる。   If an unmanned aerial vehicle for aerial application automatically calculates the application width from the shape of the application target area, it can be easily applied to the air only by specifying the application target area during application.

上記課題を解決するため本発明にかかる外部装置は、回転翼、および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を吐出する複数の散布口が水平方向に列を形成するように並べて配置された散布装置と、を備える空中散布用無人航空機の飛行計画を作成する外部装置であって、自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行するように前記飛行計画を作成することを要旨とする。   In order to solve the above-described problems, an external device according to the present invention is arranged such that a rotating wing and an unmanned aerial vehicle including autonomous flight means and a plurality of spray ports for discharging spatter form a horizontal row. An external device for creating a flight plan of an unmanned aerial vehicle for air spraying comprising a spraying device, and in autonomous flight, the row direction of the spraying port is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the airframe of the unmanned aircraft The gist is to create the flight plan so as to fly while spraying the scattered material in a state where the spray is applied.

本発明にかかる外部装置によれば、自律飛行時に、散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた状態とすることにより、任意の散布幅で散布物を散布することが可能であり、あらゆる幅の田畑に対し、同一の空中散布用無人航空機を用いて過不足なく散布物を散布することができる。   According to the external device according to the present invention, at the time of autonomous flight, by setting the row direction of the spray port to be inclined with respect to the traveling direction, it is possible to spray the scattered matter with an arbitrary spread width, Using the same aerial unmanned aerial vehicle, it is possible to spread the sprinkle over fields of all widths without excess or deficiency.

外部装置は、前記飛行計画の作成時に、前記散布物を散布する散布対象エリアの形状から、前記空中散布用無人航空機の飛行経路と、進行方向に直交する水平方向の散布幅と、を自動的に選択することが好ましい。   When creating the flight plan, the external device automatically determines the flight path of the unmanned aerial vehicle for aerial application and the horizontal distribution width orthogonal to the traveling direction from the shape of the application target area to which the application object is applied. It is preferable to select.

外部装置が、空中散布用無人航空機の飛行経路を選定する際に、適切な散布幅を計算することは不可欠であり、飛行経路の選定と散布幅の決定との機能を外部装置が有することに技術的な支障はない。また、これらの機能を外部装置が有することにより空中散布用無人航空機側の処理の負荷を軽減できる。   When an external device selects the flight path of an unmanned aerial vehicle for aerial application, it is essential to calculate an appropriate distribution width, and the external device has the functions of selecting the flight path and determining the distribution width. There is no technical hindrance. In addition, since the external device has these functions, it is possible to reduce the processing load on the unmanned aerial vehicle for air spraying.

本発明にかかる自律飛行制御プログラムは、回転翼、および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を吐出する複数の散布口が水平方向に列を形成するように並べて配置された散布装置と、を備える空中散布用無人航空機の自律飛行を制御するコンピュータを、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行させる手段として機能させることを要旨とする。   An autonomous flight control program according to the present invention includes a rotating wing, an unmanned aerial vehicle including autonomous flight means, a spraying device in which a plurality of spraying ports for discharging spatter are arranged side by side so as to form a row in a horizontal direction, A computer for controlling the autonomous flight of an unmanned aerial vehicle for spraying aerial vehicles, while flying the scattered material in a state in which the row direction of the spray ports is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aircraft The gist is to make it function as a means.

本発明にかかる制御プログラムによれば、自律飛行時に、散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた状態とすることにより、任意の散布幅で散布物を散布することが可能であり、あらゆる幅の田畑に対し、同一の空中散布用無人航空機を用いて過不足なく散布物を散布することができる。   According to the control program of the present invention, during autonomous flight, it is possible to spray the scattered matter with an arbitrary spraying width by making the row direction of the spraying port inclined with respect to the traveling direction. Using the same aerial unmanned aerial vehicle, it is possible to spread the sprinkle over fields of all widths without excess or deficiency.

上記課題を解決するため本発明にかかる空中散布方法は、回転翼、および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を散布する散布装置と、を備える苦衷散布用無人航空機を用いる空中散布方法であって、前記散布装置は、前記散布物を吐出する複数の散布口を有し、前記複数の散布口は、水平方向に列を形成するように並べて配置されており、自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で飛行しながら前記散布物を散布することを要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problems, an aerial spraying method according to the present invention is an aerial spraying method using an unmanned aerial vehicle for bitter dispersal provided with a rotating wing and an unmanned aerial vehicle equipped with autonomous flying means and a spraying device for spraying scattered matter. The spraying device has a plurality of spraying ports for discharging the sprayed material, and the plurality of spraying ports are arranged side by side so as to form a row in the horizontal direction. The gist is to spray the sprayed material while flying in a state where the row direction of the spray port is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aircraft.

本発明にかかる空中散布方法によれば、自律飛行時に、散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた状態とすることにより、任意の散布幅で散布物を散布することが可能であり、あらゆる幅の田畑に対し、同一の空中散布用無人航空機を用いて過不足なく散布物を散布することができる。   According to the aerial spraying method according to the present invention, it is possible to spray the sprayed material with an arbitrary spraying width by making the row direction of the spraying port inclined with respect to the traveling direction during autonomous flight. It is possible to spread the sprayed material to fields of all widths without excess or deficiency using the same aerial unmanned aerial aircraft.

本発明によれば、散布物の散布量のムラを抑制し、効率的に空中散布することができる。   According to the present invention, unevenness in the amount of sprayed material can be suppressed, and air can be efficiently sprayed.

第1実施形態にかかる空中散布用無人航空機の外観を示す上面図である。It is a top view which shows the external appearance of the unmanned aerial vehicle for air dispersion | distribution concerning 1st Embodiment. (a)第1実施形態にかかる空中散布方法と(b)従来の空中散布方法を示す概略図である。(A) It is the schematic which shows the air spraying method concerning 1st Embodiment, and (b) the conventional air spraying method. (a)高い高度での散布範囲と(b)低い高度での散布範囲を示す概略図である。It is the schematic which shows the spraying range in (a) high altitude, and (b) the spraying range in low altitude. 第1実施形態にかかる空中散布用無人航空機の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the unmanned aerial vehicle for air scattering concerning 1st Embodiment. 第2実施形態にかかる外部装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the external device concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかる空中散布用無人航空機の外観を示す上面図である。It is a top view which shows the external appearance of the unmanned aerial vehicle for air dispersion | distribution concerning 3rd Embodiment. 第1実施形態にかかる空中散布用無人航空機の自律飛行制御プログラムの流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the autonomous flight control program of the unmanned aerial vehicle for air scattering concerning 1st Embodiment.

本発明に係る空中散布用無人航空機について詳細に説明する。図1は第1実施形態にかかる空中散布用無人航空機の外観を示す上面図である。   An unmanned aerial vehicle for aerial application according to the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a top view showing an appearance of an unmanned aerial vehicle for air scattering according to the first embodiment.

本実施形態に係る空中散布用無人航空機1は、複数の回転翼、および自律飛行手段を備える無人航空機であるマルチコプター2と、散布物を散布する散布装置3とを備える。   The aerial spraying unmanned aerial vehicle 1 according to the present embodiment includes a multicopter 2 that is an unmanned aerial vehicle including a plurality of rotor blades and autonomous flight means, and a spraying device 3 that sprays scattered material.

無人航空機は、回転翼を備えるものであれば特に限定されない。本実施形態では、プロペラ28を4つ備えるクワッドコプターを示すが、要求される飛行性能等によって、プロペラがただ一つの所謂ヘリコプターであってもよいし、プロペラを6つ備えるヘキサコプター、8つ備えるオクタコプターなどのマルチコプターであってもよい。後述のように、低い高度で飛行した際に地面効果の影響を受けにくい観点から、無人航空機は、より多くのプロペラ28を備えることが好ましく、少なくとも3以上のプロペラ28を備えることが好ましい。   The unmanned aerial vehicle is not particularly limited as long as it has a rotary wing. In this embodiment, a quadcopter having four propellers 28 is shown. However, depending on the required flight performance, the propeller may be a single so-called helicopter, or six hexacopters having six propellers. It may be a multicopter such as an octacopter. As will be described later, from the viewpoint of being hardly affected by the ground effect when flying at a low altitude, the unmanned aircraft preferably includes more propellers 28, and preferably includes at least three or more propellers 28.

散布装置3は、水平方向に列を形成した複数の散布口31を有する。散布装置3は他に、散布物タンク32およびポンプ33を備え、ポンプ33の動力によって、散布物タンク32内に収容される散布物を散布口31から吐出する。散布装置3は、ポンプ33の出力を調整するか、ポンプ33と散布ノズル31とを接続する配管内に流量調整装置を備えるなどの吐出量調整手段を備え、散布物の吐出量を調整することができる。   The spraying device 3 has a plurality of spraying ports 31 that form rows in the horizontal direction. In addition, the spraying device 3 includes a sprayed material tank 32 and a pump 33, and the power of the pump 33 discharges the sprayed material stored in the sprayed product tank 32 from the spraying port 31. The spraying device 3 includes discharge amount adjusting means such as adjusting the output of the pump 33 or providing a flow rate adjusting device in a pipe connecting the pump 33 and the spray nozzle 31 to adjust the discharge amount of the sprayed material. Can do.

複数の散布口31は、マルチコプター2に対して、その列方向が固定されており、マルチコプター2の機首方向を水平方向に回転させることにより、複数の散布口31の列方向を進行方向に対して平面視傾斜させることができる。なお、複数の散布口が同一直線上にない場合、最も遠い散布口間を結んだ直線を散布口の列方向とする。   The row direction of the plurality of spray ports 31 is fixed with respect to the multicopter 2, and the row direction of the plurality of spray ports 31 is changed in the traveling direction by rotating the nose direction of the multicopter 2 in the horizontal direction. Can be inclined in plan view. In addition, when a plurality of spraying ports are not on the same straight line, a straight line connecting the farthest spraying ports is defined as the row direction of the spraying ports.

マルチコプター2は、通常、図1に矢印で示す機首方向に進行し、散布装置3は、機首方向に対して直交する方向に散布口31を備える場合が多い。空中散布用無人航空機1が、マルチコプター2の機首方向に進行する場合、散布口31の配置および散布範囲によって、散布幅L0が一義的に決定される。散布幅L0で散布物を散布すると、図2の(b)に示すように、田畑の幅に合致せず、一部の箇所に重複して散布物を散布することになる。   The multicopter 2 normally travels in the nose direction indicated by an arrow in FIG. 1, and the spraying device 3 often includes the spraying port 31 in a direction orthogonal to the nose direction. When the aerial spraying unmanned aerial vehicle 1 travels in the nose direction of the multicopter 2, the spraying width L0 is uniquely determined by the arrangement of the spraying ports 31 and the spraying range. When the sprayed material is sprayed with the spraying width L0, as shown in FIG. 2 (b), the sprayed material is not applied to the width of the field, and the sprayed material is sprayed in some places.

一方、本発明にかかる空中散布用無人航空機1は、図1中Y軸方向に進行し、散布口31の列方向を進行方向に対して傾斜角θで傾けて進行する。すなわち、機首方向と進行方向とが相違する。傾斜角θは、散布口31の列方向が進行方向に直交せず、かつ平行しない角度であればよい。空中散布用無人航空機1は、傾斜角θを調整することで、進行方向に対する散布幅L1を適宜調整し、図2の(a)に示すように、田畑に対して過不足なく散布物を散布することができる。   On the other hand, the aerial spraying unmanned aerial vehicle 1 according to the present invention travels in the Y-axis direction in FIG. 1 and travels with the row direction of the spray ports 31 inclined at an inclination angle θ with respect to the traveling direction. That is, the nose direction and the traveling direction are different. The inclination angle θ may be an angle at which the row direction of the spray ports 31 is not orthogonal to the traveling direction and is not parallel. The unmanned aerial vehicle 1 for aerial application adjusts the inclination angle θ to appropriately adjust the application width L1 with respect to the direction of travel, and as shown in FIG. can do.

このとき、L1を小さくすると、単位面積あたりに散布される散布物の量が多くなる。空中散布用無人航空機1は、傾斜角θに応じて吐出量を調整する吐出量調整手段を有し、単位面積あたりに散布される散布物の量を調整することができる。   At this time, if L1 is made small, the amount of the sprayed material sprayed per unit area increases. The unmanned aerial vehicle for aerial application 1 includes a discharge amount adjusting unit that adjusts a discharge amount according to the inclination angle θ, and can adjust the amount of scattered matter to be sprayed per unit area.

散布口31から散布された散布物は、図3に示すように散布口31から拡散するように散布され、散布口31と地面との距離が大きいほど散布範囲が大きくなる。すなわち、高い高度での散布範囲R0と低い高度での散布範囲R1との関係はR0>R1となる。散布口の列方向を進行方向に対して傾斜させた場合、散布装置が有する複数の散布口31の散布範囲が進行方向に対して互いに重複してしまう場合がある。この重なりがわずかであれば無視することができるが、重なりが大きくなった場合には、各散布口の散布範囲を調整する手段を有することが好ましい。散布範囲を調整する手段としては、マルチコプター2の飛行高度を調整することで、散布範囲R1を小さくすることができ、散布範囲の重複を容易に解消することができる。他に、各散布口31に絞り付きのノズルを設け、手動または自動で絞りを調整する方法などを用いることもできる。このとき、上記の吐出量調整手段と併せることで、単位面積あたりに散布される散布物の量を調整することが好ましい。   As shown in FIG. 3, the sprayed material sprayed from the spray port 31 is sprayed so as to diffuse from the spray port 31, and the greater the distance between the spray port 31 and the ground, the larger the spray range. That is, the relationship between the spraying range R0 at a high altitude and the spraying range R1 at a low altitude is R0> R1. When the row direction of the spraying ports is inclined with respect to the traveling direction, the spraying ranges of the plurality of spraying ports 31 included in the spraying device may overlap each other with respect to the traveling direction. If this overlap is slight, it can be ignored, but if the overlap becomes large, it is preferable to have means for adjusting the spraying range of each spraying port. As means for adjusting the spraying range, by adjusting the flight altitude of the multicopter 2, the spraying range R1 can be reduced, and overlapping of the spraying ranges can be easily eliminated. In addition, a method of adjusting a diaphragm manually or automatically by providing a nozzle with a diaphragm at each spray port 31 can also be used. At this time, it is preferable to adjust the amount of the sprayed material per unit area by combining with the above-described discharge amount adjusting means.

空中散布用無人航空機1が一定の傾斜角θで散布物を散布した場合、散布の開始部、終了部や航路の折り返し部の角に三角状の未散布部分が残る。未散布部分は通常、ごくわずかな範囲となり、問題にならない場合が多いが、例えば、折り返し部において、散布口31の列の一端を回転中心として機体を旋回させ、外側に位置する散布口31のみから散布物を吐出する方法や、空中散布用無人航空機1を散布対象エリアの前後方向にはみ出すように飛行させ、進行方向手前側では、散布対象エリアに差し掛かった散布口31から順次散布物の吐出を開始し、進行方向奥側では、散布対象エリアから外れる散布口31から順次散布物の吐出を止める方法などの方法を用いることにより未散布エリアをさらに小さくすることができる。   When the aerial spraying unmanned aerial vehicle 1 sprays the scattered material at a constant inclination angle θ, triangular unsprayed portions remain at the corners of the spray start and end portions and the turn-around portion of the channel. The unsprayed portion is usually a very small range and does not cause a problem in many cases. For example, in the folded portion, only the spray port 31 located outside is rotated by turning the body around one end of the row of the spray ports 31 as a rotation center. The unmanned aerial vehicle for spraying air or the unmanned aerial vehicle for aerial spraying 1 flies so as to protrude in the front-rear direction of the spraying target area, and in front of the traveling direction, the sprayed material is sequentially discharged from the spraying port 31 that has reached the spraying target area. The non-sprayed area can be further reduced by using a method such as a method of sequentially stopping the discharge of the sprinkled material from the sprinkling port 31 deviating from the spraying target area on the far side in the traveling direction.

図4は空中散布用無人航空機1の機能構成を示すブロック図である。空中散布用無人航空機1は、無人航空機であるマルチコプター2と散布物を散布する散布装置3とからなる。マルチコプター2の飛行機能は、主に、フライトコントローラFC、回転翼である複数のローターR、ローターRごとに備えられたESC26(Electric Speed Controller)、およびこれらに電力を供給するバッテリー29により構成されている。   FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the unmanned aerial vehicle 1 for aerial application. The unmanned aerial vehicle 1 for aerial spraying includes a multicopter 2 that is an unmanned aerial vehicle and a spraying device 3 that sprays scattered material. The flight function of the multicopter 2 is mainly configured by a flight controller FC, a plurality of rotors R that are rotor blades, an ESC 26 (Electric Speed Controller) provided for each rotor R, and a battery 29 that supplies electric power thereto. ing.

各ローターRは、モータ27と、その出力軸に連結されたプロペラ28とにより構成されている。ESC26は、ローターRのモータ27に接続されており、フライトコントローラFCから指示された速度でモータ27を回転させる。   Each rotor R is composed of a motor 27 and a propeller 28 connected to its output shaft. The ESC 26 is connected to the motor 27 of the rotor R, and rotates the motor 27 at a speed instructed from the flight controller FC.

フライトコントローラFCは、飛行制御センサ群23およびGPS受信器24(以下、これらを総称して「センサ等」ともいう。)を備えており、これらは制御装置20に接続されている。本実施形態におけるマルチコプター2の飛行制御センサ群23には、画像認識装置、3軸加速度センサ、3軸角速度センサ、気圧センサ(高度センサ)、地磁気センサ(方位センサ)などが含まれている。制御装置20は、これらセンサ等により、機体の傾きや回転、飛行中の緯度経度、高度、および機首の方位角を含む自機の位置情報を取得可能とされている。   The flight controller FC includes a flight control sensor group 23 and a GPS receiver 24 (hereinafter collectively referred to as “sensors”), which are connected to the control device 20. The flight control sensor group 23 of the multicopter 2 in this embodiment includes an image recognition device, a triaxial acceleration sensor, a triaxial angular velocity sensor, an atmospheric pressure sensor (altitude sensor), a geomagnetic sensor (orientation sensor), and the like. The control device 20 can acquire position information of the aircraft including the tilt and rotation of the aircraft, the latitude and longitude during flight, the altitude, and the azimuth angle of the nose using these sensors.

制御装置20は、中央処理装置であるCPU21、RAMやROM・フラッシュメモリなどの記憶装置からなるメモリ22、および、ESC26を介して各ローターRの回転数を制御するPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)コントローラ23を有している。   The control device 20 includes a CPU 21 that is a central processing unit, a memory 22 that includes a storage device such as a RAM, a ROM, and a flash memory, and a PWM (Pulse Width Modulation: pulse width that controls the rotational speed of each rotor R via the ESC 26. A modulation) controller 23.

フライトコントローラFCは、自律飛行制御プログラムにより、空中散布用無人航空機1の自律飛行を制御し、散布口31の列方向を進行方向に対して平面視傾斜させた状態で散布物を散布しながら飛行させる手段として機能する。具体的には、飛行計画FPから機体の進行方向を取得するステップと、散布口31の列方向を特定するステップと、必要な傾斜角を取得するステップと、機体のヨー方向の姿勢を制御するステップとにより、散布口31の列方向を進行方向に対して平面視傾斜させる手段と、飛行計画FPに則って進行方向へ飛行する手段と、操縦者からの信号あるいは散布対象エリアに入ったことを認識して散布物の散布を開始する手段とにより構成される。自律飛行制御プログラムは、他に、傾斜角を算出する手段や、高度を調整する手段など、空中散布にかかる種々の機能をフライトコントローラFCに付与するものであってもよい。   The flight controller FC controls the autonomous flight of the aerial unmanned aerial vehicle 1 by an autonomous flight control program and flies while spraying spatter while the row direction of the spout 31 is inclined in plan view with respect to the traveling direction. It functions as a means to Specifically, the step of acquiring the aircraft traveling direction from the flight plan FP, the step of identifying the row direction of the spray port 31, the step of acquiring the necessary tilt angle, and the attitude of the aircraft in the yaw direction are controlled. Means for tilting the row direction of the spout 31 with respect to the traveling direction in plan view, means for flying in the traveling direction in accordance with the flight plan FP, and a signal from the operator or entering the area to be sprayed And a means for starting the spraying of the scattered material. In addition, the autonomous flight control program may provide the flight controller FC with various functions relating to air scattering, such as a means for calculating an inclination angle and a means for adjusting the altitude.

制御装置20のメモリ22には、散布物を散布する散布対象エリアが指定されており、散布装置3の形状、散布口31の散布範囲等によって決定される散布幅L0を基に適切な傾斜角θを算出し、傾斜角θを維持した状態で飛行する。散布幅L0の情報は、予め制御装置20のメモリ22に入力してもよいし、水または少量の散布物を試験的に散布し、これを画像認識装置で認識する構成としてもよい。   In the memory 22 of the control device 20, a spraying target area for spraying the sprayed material is specified, and an appropriate inclination angle is determined based on the spraying width L 0 determined by the shape of the spraying device 3, the spraying range of the spraying port 31, and the like. θ is calculated, and the aircraft flies with the inclination angle θ maintained. The information on the spreading width L0 may be input to the memory 22 of the control device 20 in advance, or water or a small amount of sprayed material may be sprayed on a trial basis and recognized by the image recognition device.

散布対象エリアの指定は、従来公知の方法を用いることができる。例えば、散布対象エリアの外縁にマーカーを設置する方法や、経緯度を指定する方法、地図又は予め撮影された航空写真から散布対象エリアを指定する方法などが挙げられる。   A conventionally well-known method can be used for designating the spray target area. For example, there are a method of installing a marker on the outer edge of the scattering target area, a method of specifying longitude and latitude, a method of specifying the scattering target area from a map or an aerial photograph taken in advance.

散布装置3は、散布口31、散布物タンク32、ポンプ33からなり、ポンプ33の動力によって、散布物タンク32内に収容される散布物を散布ノズル31から散布する。ポンプ33は、マルチコプター2の制御装置20およびバッテリー29に接続されており、傾斜角θに応じてポンプ33の出力を増減し、散布物の吐出量を調整することができる。   The spraying device 3 includes a spraying port 31, a sprayed material tank 32, and a pump 33, and sprays the sprayed material stored in the sprayed product tank 32 from the spraying nozzle 31 by the power of the pump 33. The pump 33 is connected to the control device 20 and the battery 29 of the multicopter 2, and can adjust the discharge amount of the scattered matter by increasing or decreasing the output of the pump 33 according to the inclination angle θ.

マルチコプター2は、各散布口31の散布範囲の重複を解消するため、傾斜角θに応じて高度を調整して飛行することができる。このとき、予め制御装置20のメモリ22に入力された散布範囲の広がり情報を基に高度を決定してもよいし、画像認識装置によって散布範囲を認識しながら高度を決定してもよい。   The multicopter 2 can fly by adjusting the altitude according to the inclination angle θ in order to eliminate the overlapping of the spraying ranges of the spraying ports 31. At this time, the altitude may be determined based on the spread range spread information input to the memory 22 of the control device 20 in advance, or the altitude may be determined while the scattering range is recognized by the image recognition device.

マルチコプター2の飛行経路や傾斜角θ、高度、速度、散布装置3のポンプ33の出力などのパラメータは、指定された散布対象エリアから自動で算出してもよいし、これを外部装置であるGCS4(Ground Control Station)で計算し、飛行計画FPを構築してもよい。   Parameters such as the flight path, inclination angle θ, altitude, speed, output of the pump 33 of the spraying device 3 such as the flight path of the multicopter 2 may be automatically calculated from the designated spraying target area, or these are external devices. The flight plan FP may be constructed by calculating with GCS4 (Ground Control Station).

図5は外部装置であるGCS4の機能構成を示すブロック図である。GCS4は、主に、中央処理装置であるCPU41、RAMやROM・フラッシュメモリなどの記憶装置からなるメモリ42、空中散布用無人航空機1と通信を行う通信装置43、各種情報を操縦者に視覚的に表示するモニタ44、操縦者からの入力を受け付ける入力装置45、および、これらに電力を供給するバッテリー49を備えている。   FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the GCS4 which is an external device. The GCS 4 mainly includes a CPU 41 that is a central processing unit, a memory 42 that includes a storage device such as a RAM, a ROM, and a flash memory, a communication device 43 that communicates with the unmanned aerial vehicle 1 for spraying air, and various information visually The monitor 44 to be displayed, an input device 45 for receiving an input from the operator, and a battery 49 for supplying electric power thereto.

通信装置43は、空中散布用無人航空機1と制御信号やデータの送受信を行うことが可能であれば、その具体的な通信方式やプロトコルは問わない。例えば、空中散布用無人航空機1への飛行計画FPのアップロードやマルチコプター2からのテレメトリデータの受信はWi−Fi(Wireless Fidelity)により双方向通信で行い、手動操縦時の操縦信号はPCM(Pulse Code Modulation:パルス符号変調)信号を2.4GHz帯の周波数ホッピング方式で送信する構成などが考えられる。その他、通信装置として、3GやLTE(Long Term Evolution)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)などの移動体通信網への接続モジュールを備える構成としてもよい。こうすることにより操縦者は、移動体通信網のサービスエリア内であればどこからでも空中散布用無人航空機1を制御することが可能となる。また、本例の空中散布用無人航空機1およびGCS4は必ずしも無線で通信する必要はなく、有線接続で通信を行う構成としてもよい。   As long as the communication device 43 can transmit and receive control signals and data to and from the unmanned aerial vehicle 1 for spraying in the air, the specific communication method and protocol are not limited. For example, uploading the flight plan FP to the unmanned aerial vehicle 1 for aerial application and receiving telemetry data from the multicopter 2 are performed by two-way communication using Wi-Fi (Wireless Fidelity), and the control signal at the time of manual operation is PCM (Pulse). A configuration in which a Code Modulation (pulse code modulation) signal is transmitted by a frequency hopping method in the 2.4 GHz band is conceivable. In addition, the communication apparatus may be configured to include a connection module to a mobile communication network such as 3G, LTE (Long Term Evolution), or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). By doing so, the pilot can control the unmanned aerial spraying aircraft 1 from anywhere within the service area of the mobile communication network. In addition, the unmanned aerial spraying aircraft 1 and the GCS 4 of this example do not necessarily need to communicate wirelessly, and may be configured to communicate by wired connection.

GCS4には、空中散布用無人航空機1の飛行計画FPを作成する飛行計画作成プログラムがインストールされている。操縦者は、飛行計画作成プログラムを使って、散布対象エリアを指定する情報である散布対象エリアデータ422を参照しながら、飛行計画FPを作成し、これを空中散布用無人航空機1にアップロードすることができる。飛行計画作成プログラムは、そのサブプログラムとして、散布対象エリアデータ422から空中散布用無人航空機1の飛行経路や傾斜角θ、高度、速度、散布装置3のポンプ33の出力などのパラメータを自動的に計算するプログラムを有する。   The GCS 4 is installed with a flight plan creation program for creating a flight plan FP of the unmanned aerial vehicle 1 for air scattering. The pilot uses the flight plan creation program to create the flight plan FP while referring to the scatter target area data 422, which is information for specifying the scatter target area, and uploads the flight plan FP to the aerial spray unmanned aircraft 1 Can do. As a subprogram, the flight plan creation program automatically sets parameters such as the flight path, inclination angle θ, altitude, speed, and output of the pump 33 of the spraying device 3 from the spray target area data 422. Have a program to calculate.

また、GCS4のメモリ42には、農薬の散布時に空中散布用無人航空機1の散布口31の列方向が進行方向に直交した場合の散布幅L0や飛行高度による散布範囲の変化量などの散布装置データ423が登録されており、飛行計画FPを作成する際に参照される。散布装置データ423は、予めメモリ42に数値を入力してもよいし、水または少量の散布物を試験的に散布し、これを画像認識装置で認識した情報を登録してもよい。   Also, the memory 42 of the GCS 4 has a spraying device such as a spraying width L0 when the row direction of the spraying port 31 of the unmanned aerial spraying aircraft 1 is orthogonal to the traveling direction when spraying agricultural chemicals, and the amount of change in the spraying range due to the flight altitude. Data 423 is registered and referred to when creating the flight plan FP. As the spraying device data 423, numerical values may be input to the memory 42 in advance, or water or a small amount of sprayed material may be sprayed on a trial basis, and information that is recognized by the image recognition device may be registered.

GCS4には、一般的なノート型パソコンやタブレットコンピュータを好適に用いることができる。図5に示す主要構成が一装置に集約されており、また持ち運びも容易だからである。一方、本発明のGCS4は、飛行計画を作成可能であれば、その物理的な形態は問わない。例えば図5に示す各構成を有する別々の装置を組み合わせてGCS4としてもよい。また、本例では空中散布用無人航空機1とGCS4とが別々の装置として構成されているが、空中散布用無人航空機1自体にGCS4の機能を搭載した構成としてもよい。その場合、操縦者は、ノート型パソコンやタブレットコンピュータを使って空中散布用無人航空機1内のGCS4にアクセスすればよい。   A general notebook type personal computer or tablet computer can be suitably used for GCS4. This is because the main configuration shown in FIG. 5 is integrated into one device and is easy to carry. On the other hand, the physical form of the GCS 4 of the present invention is not limited as long as a flight plan can be created. For example, it is good also as GCS4 combining the separate apparatus which has each structure shown in FIG. In this example, the aerial spraying unmanned aerial vehicle 1 and the GCS 4 are configured as separate devices, but the aerial spraying unmanned aerial vehicle 1 itself may have a GCS4 function. In that case, the operator may access the GCS 4 in the unmanned aerial vehicle 1 for spraying air using a notebook computer or tablet computer.

図6は第3実施形態にかかる空中散布用無人航空機の外観を示す上面図である。なお、以下の説明では、先の実施形態と同一または同様の機能を有する構成についてはその詳細な説明を省略する。   FIG. 6 is a top view showing the external appearance of the unmanned aerial vehicle for air scattering according to the third embodiment. In the following description, a detailed description of a configuration having the same or similar function as the previous embodiment is omitted.

本実施形態にかかる散布装置3は、その複数の散布口31の列方向を、マルチコプター2に対して、水平方向に回動させることができる。マルチコプター2は、機首を進行方向に向け進行するが、複数の散布口31の列方向を水平方向に回動させることにより、複数の散布口31の列方向を進行方向に対して任意の傾斜角θとすることができる。   The spraying device 3 according to the present embodiment can rotate the row direction of the plurality of spraying ports 31 in the horizontal direction with respect to the multicopter 2. The multicopter 2 travels with the nose directed in the traveling direction, but by rotating the row direction of the plurality of spraying ports 31 in the horizontal direction, the row direction of the plurality of spraying ports 31 is arbitrarily set with respect to the traveling direction. The inclination angle θ can be set.

散布装置3は、棒状の支持体と、支持体上に列を形成するように設けられた複数の散布口31を有する。支持体は、その長さ方向が水平となるようにマルチコプター2に回動可能に保持される。さらに、マルチコプター2と支持体とは、図示しないサーボモータを介して接続され、サーボモータの動力により支持体および散布口31の列を回動することができる。   The spraying device 3 has a rod-shaped support body and a plurality of spraying ports 31 provided so as to form a row on the support body. The support is rotatably held by the multicopter 2 so that its length direction is horizontal. Furthermore, the multicopter 2 and the support are connected via a servo motor (not shown), and the support and the row of the spray ports 31 can be rotated by the power of the servo motor.

本実施形態においては、操縦端末を用い、手動で空中散布用無人航空機1を操縦してもよいし、第1実施形態同様に自律飛行手段を備え、操縦の一部または全部を自動で行ってもよい。   In the present embodiment, the aerial spraying unmanned aircraft 1 may be manually operated using a control terminal, or provided with autonomous flight means as in the first embodiment, and part or all of the control is performed automatically. Also good.

本発明によれば、散布物の散布量のムラを抑制し、効率的に空中散布することができることから、除草剤、殺虫剤、その他の農薬、肥料、種子若しくは融雪剤の散布に適する。散布装置31は散布する散布物の形状、推奨される散布方法等に応じて適宜最適なものを選択すればよい。例えば、本実施形態においては、液状の散布物を散布する実施例を示したが、顆粒状または粉状の農薬、肥料、融雪剤又は種子等を散布する場合には、ポンプ33に代えてフィーダー等を備えてもよい。また、散布口31は、単に散布装置の配管中に穴を設け、該穴から散布物を滴下するものであってもよいし、散布装置3の支持体を散布物を流通する配管として用いてもよい。   According to the present invention, unevenness in the amount of sprayed material can be suppressed and efficiently sprayed in the air, which is suitable for spraying herbicides, insecticides, other agricultural chemicals, fertilizers, seeds, or snow melting agents. What is necessary is just to select the optimal thing for the spreading | diffusion apparatus 31 suitably according to the shape of the sprayed thing to spread, the recommended spreading method, etc. For example, in the present embodiment, an example of spraying a liquid spray was shown, but when spraying granular or powdery agricultural chemicals, fertilizer, snow melting agent, seeds, etc., a feeder instead of the pump 33 is used. Etc. may be provided. Moreover, the sprinkling port 31 may simply be provided with a hole in the pipe of the spraying device, and the sprayed material may be dropped from the hole, or the support body of the spraying device 3 may be used as a pipe for distributing the sprayed material. Also good.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 空中散布用無人航空機
2 無人航空機
28 プロペラ
3 散布装置
31 散布口
4 外部装置
L0、L1 散布幅
R0、R1 散布範囲
θ 傾斜角
1 Unmanned aerial vehicle for air spraying 2 Unmanned aerial vehicle 28 Propeller 3 Spraying device 31 Spraying port 4 External device L0, L1 Spreading width R0, R1 Spraying range θ Inclination angle

Claims (11)

回転翼および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を散布する散布装置と、を備え、
前記散布装置は、前記散布物を吐出する複数の散布口を有し、前記複数の散布口は、水平方向に列を形成するように並べて配置されており、
自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行可能であり、
前記機体の進行方向に直交する水平方向の幅である散布幅の設定に応じて、前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角を自動的に調整することを特徴とする空中散布用無人航空機。
Comprising a unmanned aerial vehicle comprising a rotor blade contact and autonomous flight vehicle, a spraying device for spraying a spraying material, a
The spraying device has a plurality of spraying ports for discharging the sprayed material, and the plurality of spraying ports are arranged side by side so as to form a row in the horizontal direction,
During autonomous flight, Ri flyable der While sparging said spraying material in the column direction of the distribution opening in a state of being inclined viewed with respect to the traveling direction of the unmanned aircraft fuselage,
An unmanned aerial vehicle for aerial spraying, which automatically adjusts an inclination angle of the row of spraying ports with respect to the traveling direction according to a setting of a scattering width that is a horizontal width orthogonal to the traveling direction of the aircraft. .
記散布口の列は、前記無人航空機の機体に対して方向が固定されており、前記自律飛行時において、前記無人航空機の機首方向を進行方向に対して平面視斜めにした状態で飛行することにより、前記散布口の列方向を前記機体の進行方向に対して平面視傾斜させることを特徴とする請求項1に記載の空中散布用無人航空機。 Column before the winding fabric port, the which direction is fixed relative to the unmanned aircraft fuselage, at the time of the autonomous flight, while in a plan view obliquely heading of the unmanned aircraft to the traveling direction The unmanned aerial vehicle for aerial spraying according to claim 1, wherein the row direction of the spraying ports is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the airframe by flying. 前記自律飛行時において、前記散布装置が記散布口の列前記無人航空機の機体に対して水平方向に回動させることにより、前記散布口の列方向を前記機体の進行方向に対して平面視傾斜させることを特徴とする請求項1に記載の空中散布用無人航空機。 During the autonomous flight, by rotating in the horizontal direction columns of the spraying device before the winding fabric port to the unmanned aircraft fuselage, the column direction of the distribution opening with respect to the traveling direction of the machine body The unmanned aerial vehicle for aerial spraying according to claim 1, wherein the unmanned aerial aircraft is inclined in plan view . 前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角に応じて、前記散布物の吐出量を調整する吐出量調整手段をさらに有することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の空中散布用無人航空機。 Depending on the angle of inclination with respect to the traveling direction of row of the distribution opening, according to any one of claims 1 to 3, further comprising a discharge amount adjusting means for adjusting the discharge amount of the spraying material Unmanned aerial vehicle for air spraying. 回転翼および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を散布する散布装置と、を備え、
前記散布装置は、前記散布物を吐出する複数の散布口を有し、前記複数の散布口は、水平方向に列を形成するように並べて配置されており、
自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行可能であり、
前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角に応じて、飛行高度を自動的に調整することを特徴とする空中散布用無人航空機
An unmanned aerial vehicle equipped with rotor blades and autonomous flight means, and a spraying device for spraying scattered material,
The spraying device has a plurality of spraying ports for discharging the sprayed material, and the plurality of spraying ports are arranged side by side so as to form a row in the horizontal direction,
During autonomous flight, it is possible to fly while spraying the scattered material in a state where the row direction of the spray port is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aircraft,
An unmanned aerial vehicle for air spraying , wherein a flight altitude is automatically adjusted in accordance with an inclination angle of the row of spray ports with respect to the traveling direction.
前記無人航空機は、複数の回転翼を備えるマルチコプターであることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の空中散布用無人航空機。 The unmanned aerial vehicle according to any one of claims 1 to 5 , wherein the unmanned aircraft is a multicopter including a plurality of rotor blades. 散布物を散布する散布対象エリアの形状から、前記散布幅を自動的に算出する散布幅算出手段をさらに有することを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の空中散布用無人航空機。 The unmanned aerial sprayer according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a spraying width calculating unit that automatically calculates the spraying width from the shape of a spraying target area to which the sprayed material is sprayed. aircraft. 回転翼および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を吐出する複数の散布口が水平方向に列を形成するように並べて配置された散布装置と、を備える空中散布用無人航空機の飛行計画を作成する外部装置であって、
自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行するように前記飛行計画を作成し、
前記機体の進行方向に直交する水平方向の幅である散布幅の設定に応じて、前記飛行計画における、前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角を自動的に調整することを特徴とする外部装置。
And unmanned aircraft having a rotary wing Contact and autonomous flight vehicle, spraying was to eject multiple distribution opening is flying aerial spraying unmanned aircraft and a spraying device which is arranged so as to form a row horizontally plan An external device that creates
During autonomous flight, create the flight plan to fly while spraying the scattered material in a state where the row direction of the spray port is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aircraft ,
In accordance with the setting of the spreading width which is the width in the horizontal direction orthogonal to the traveling direction of the aircraft, the inclination angle of the row of spraying ports in the flight direction in the flight plan is automatically adjusted. External device.
前記飛行計画の作成時に、前記散布物を散布する散布対象エリアの形状から、前記空中散布用無人航空機の飛行経路と、前記散布幅と、を自動的に選択することを特徴とする請求項に記載の外部装置。 When creating the flight plan, according to claim 8 to the shape of the spray target area for spraying the spraying material, a flight path of the aerial spraying unmanned aircraft, said a swath, characterized in that the automatically selected External device according to. 回転翼および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を吐出する複数の散布口が水平方向に列を形成するように並べて配置された散布装置と、を備える空中散布用無人航空機の自律飛行を制御するコンピュータを、
前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で前記散布物を散布しながら飛行させる手段として機能させ
前記機体の進行方向に直交する水平方向の幅である散布幅の設定に応じて、前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角を自動的に調整することを特徴とする自律飛行御プログラム。
And unmanned aircraft having a rotary wing Contact and autonomous flight vehicle, a plurality of distribution opening autonomous flight of the unmanned aircraft aerial application; and a spraying device which is arranged so as to form a row in the horizontal direction for ejecting the sprayed product Control the computer,
Functioning as a means of flying while spraying the spatter in a state where the row direction of the spout is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aircraft ,
An autonomous flight control program that automatically adjusts an inclination angle of the row of spraying ports with respect to the traveling direction according to a setting of a spraying width that is a width in a horizontal direction orthogonal to the traveling direction of the aircraft .
回転翼および自律飛行手段を備える無人航空機と、散布物を散布する散布装置と、を備える空中散布用無人航空機を用いる空中散布方法であって、
前記散布装置は、前記散布物を吐出する複数の散布口を有し、前記複数の散布口は、水平方向に列を形成するように並べて配置されており、
前記無人航空機の機体の進行方向に直交する水平方向の幅である散布幅に応じて、前記散布口の列の前記進行方向に対する傾斜角を自動的に調整し、
自律飛行時において、前記散布口の列方向を前記無人航空機の機体の進行方向に対して平面視傾斜させた状態で飛行しながら前記散布物を散布することを特徴とする空中散布方法。
And unmanned aircraft with a rotating blade contact and autonomous flight vehicle, a aerial spraying method using a spray device, the unmanned aircraft aerial application comprising delivering a spray product,
The spraying device has a plurality of spraying ports for discharging the sprayed material, and the plurality of spraying ports are arranged side by side so as to form a row in the horizontal direction,
In accordance with the spreading width that is the width in the horizontal direction orthogonal to the traveling direction of the aircraft of the unmanned aerial vehicle, automatically adjusting the inclination angle of the row of spraying ports with respect to the traveling direction,
An aerial spraying method, wherein the scattered material is sprayed while flying in a state where the row direction of the spray ports is inclined in plan view with respect to the traveling direction of the airframe of the unmanned aircraft during autonomous flight.
JP2018006310A 2018-01-18 2018-01-18 Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method Active JP6569050B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018006310A JP6569050B2 (en) 2018-01-18 2018-01-18 Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018006310A JP6569050B2 (en) 2018-01-18 2018-01-18 Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019123415A JP2019123415A (en) 2019-07-25
JP6569050B2 true JP6569050B2 (en) 2019-09-04

Family

ID=67397586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018006310A Active JP6569050B2 (en) 2018-01-18 2018-01-18 Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6569050B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240067329A1 (en) * 2021-01-01 2024-02-29 Aeronext Inc. Flying object control method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3190590A (en) * 1964-02-17 1965-06-22 Ripper Robots Ltd Aerial spraying of soil or crops thereon
JPH1194A (en) * 1997-06-16 1999-01-06 Kobe Giken:Kk Agrochemical spray apparatus
JP2014113864A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Hitachi Solutions Ltd Spray support device
JP5767731B1 (en) * 2014-03-26 2015-08-19 株式会社衛星ネットワーク Aerial video distribution system and aerial video distribution method
JP6016041B2 (en) * 2015-02-10 2016-10-26 八洲電業株式会社 Flying object
JP5890569B1 (en) * 2015-08-12 2016-03-22 ヒロボー株式会社 Multi-rotor type helicopter and method of spraying medicine using the same
US11130573B2 (en) * 2015-11-02 2021-09-28 Aerovironment, Inc. Disbursement system for an unmanned aerial vehicle
JP6693765B2 (en) * 2016-02-26 2020-05-13 株式会社トプコン Flight object tracking method and flight object guidance system
JP2017206066A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社プロドローン Unmanned aerial vehicle for chemical spraying
KR101792077B1 (en) * 2016-09-08 2017-11-01 주식회사 고스턴 Agricultural drone for aviation disaster prevention
JP2018069157A (en) * 2016-10-28 2018-05-10 有光工業株式会社 Electrostatic atomization device, flying unit, and electrostatic atomization method
CN106818692A (en) * 2016-12-27 2017-06-13 天津寰宇地理信息有限公司 A kind of agricultural machinery is with collapsible unmanned plane sprinkling system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019123415A (en) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111417305B (en) drone
JP6621140B2 (en) Method and program for spraying medicine by unmanned air vehicle
US20250242912A1 (en) Systems and methods to control distribution of materials
JP6906756B2 (en) Drone for drug spraying
JP6962720B2 (en) Flight control methods, information processing equipment, programs and recording media
US20190071177A1 (en) Distribution assembly for an aerial vehicle
JP2017206066A (en) Unmanned aerial vehicle for chemical spraying
CN114476073B (en) Distribution system for unmanned aerial vehicle
JP5890569B1 (en) Multi-rotor type helicopter and method of spraying medicine using the same
US10377491B1 (en) Apparatus and method for delivering a dry material with an unmanned aerial vehicle
JP4474275B2 (en) Drug spraying system using unmanned helicopter
US11726479B2 (en) Unmanned aerial vehicle aerial spraying control
CN106714554A (en) Spraying control method of unmanned aerial vehicle and unmanned aerial vehicle
CN106716285A (en) An agricultural unmanned aerial vehicle working method and system and an agricultural unmanned aerial vehicle
KR20140102584A (en) Unmanned aerial vehicle with multiple rotor
JP6808860B2 (en) Spraying device
JPWO2019189929A1 (en) Unmanned multi-copter for drug spraying, and control method and control program therefor
WO2021140657A1 (en) Drone system, flight management device, and drone
JP6569050B2 (en) Unmanned aerial vehicle for aerial application, external device, control program, and aerial application method
KR102267022B1 (en) A drone for variable rate spraying of liquid or granules
EP4662123A1 (en) Field treatment using powered parafoil aircraft
KR20250075850A (en) Independent control system for precision pesticide spraying from drones
JP4497769B2 (en) Drug spraying device
JP2021049875A (en) Fertilizer or the like spray system, unmanned flight device, fertilizer or the like spraying method and program
WO2021171631A1 (en) Drug dispersion drone

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181130

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20181130

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20190208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6569050

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250