JP7764051B2 - Unmanned Aerial Vehicle Control System - Google Patents
Unmanned Aerial Vehicle Control SystemInfo
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- JP7764051B2 JP7764051B2 JP2023095911A JP2023095911A JP7764051B2 JP 7764051 B2 JP7764051 B2 JP 7764051B2 JP 2023095911 A JP2023095911 A JP 2023095911A JP 2023095911 A JP2023095911 A JP 2023095911A JP 7764051 B2 JP7764051 B2 JP 7764051B2
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Description
本発明は、無人飛行体の遠隔操縦の引き継ぎを行う無人飛行体制御システム及び無人飛行体制御方法に関する。 The present invention relates to an unmanned aerial vehicle control system and an unmanned aerial vehicle control method that take over remote control of an unmanned aerial vehicle.
コントローラ等の操縦端末により操縦される無人飛行体(ドローン)は、建築資材、工具等の比較的重量のある荷物運搬にも利用されており、スタート地点から目的地までの距離が長く、例えば全運行行程の視界の確保が難しい山岳、森林地帯の場合には、運行途中において他者に操縦の引き継ぎが行われている(例えば、特許文献1参照)。 Unmanned aerial vehicles (drones) controlled by a control terminal such as a controller are also used to transport relatively heavy loads such as construction materials and tools. When the distance from the starting point to the destination is long, for example in mountainous or forested areas where it is difficult to ensure visibility for the entire journey, control is handed over to another person mid-flight (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1によれば、一の操縦端末からの飛行制御信号を受信しなくなったときに、無人飛行体をホバリング状態にし、その後他の操縦端末からの飛行制御信号の受信によりホバリングを解除して飛行状態に移行することで引き継ぎを行うとされているが、一の操縦端末と他の操縦端末を操縦する者同士の間で引き継ぎ時の連絡を別途行う必要がある。しかしながら、特許文献1では引き継ぎ時期の連絡については何ら言及されていない。円滑な引き継ぎを行うためには、操縦者相互間の簡便かつ迅速な連絡が必要とされる。 According to Patent Document 1, when a flight control signal from one control terminal is no longer received, the unmanned aerial vehicle goes into a hovering state, and then upon receiving a flight control signal from another control terminal, the hovering state is released and the vehicle enters a flying state, thereby achieving a handover. However, separate communication is required between the operators of the one control terminal and the other control terminal when the handover occurs. However, Patent Document 1 makes no mention of communication regarding the timing of the handover. To ensure a smooth handover, simple and quick communication between the operators is required.
本発明が解決しようとする課題は、無人飛行体の操縦の引継ぎに際して、操縦者同士の間で引き継ぎの連絡をより簡便に行うことができる無人飛行体操縦システム、無人飛行体制御方法の提供をすることにある。 The problem that this invention aims to solve is to provide an unmanned aerial vehicle control system and an unmanned aerial vehicle control method that enable easier communication between operators when taking over control of an unmanned aerial vehicle.
上記課題を解決するために、本発明に係る無人飛行体制御システムは、無人飛行体と、該無人飛行体を遠隔操縦する操縦端末と、操作指示に基づき前記無人飛行体及び前記操縦端末を制御する制御部と、を有する無人飛行体制御システムであって、前記操縦端末は、少なくとも2つの操縦端末と、を有し、前記操縦端末は、操縦端末相互間での通知信号を送受信する通知信号送受信手段と、前記通知信号を受信した際に受信表示を行う受信表示手段と、を有し、前記制御部は、送信指示に基づき第1の操縦端末の前記通知信号送受信手段から第2の操縦端末へ引き継ぎを通知する通知信号を送信させ、前記第2の操縦端末の前記受信表示手段により受信表示を行い、前記第2の操縦端末の前記通知信号送受信手段から前記第1の操縦端末へ受信確認の通知信号を送信させ、前記第2の操縦端末が前記無人飛行体の操縦を開始して遠隔操縦を引き継ぐ、構成である。 In order to solve the above problem, the unmanned aerial vehicle control system of the present invention is an unmanned aerial vehicle control system comprising an unmanned aerial vehicle, a control terminal for remotely controlling the unmanned aerial vehicle, and a control unit for controlling the unmanned aerial vehicle and the control terminal based on operation instructions, wherein the control terminal comprises at least two control terminals, each of which has a notification signal transmission/reception means for transmitting and receiving notification signals between the control terminals and a reception/display means for displaying a receipt when the notification signal is received, and the control unit causes the notification signal transmission/reception means of the first control terminal to transmit a notification signal notifying the second control terminal of a handover based on a transmission instruction, the reception/display means of the second control terminal displays a receipt indication, the notification signal transmission/reception means of the second control terminal transmits a notification signal confirming receipt to the first control terminal, and the second control terminal begins operating the unmanned aerial vehicle and takes over remote control.
このような構成によれば、無人飛行体を遠隔操縦している第1の操縦端末から第2の操縦端末へ遠隔操縦の引き継ぎをする際に、制御部は、第1の操縦端末におけるスイッチ操作等の送信指示に基づき、第1の操縦端末の通知信号送受信手段により引き継ぎ用の通知信号を送信させ、更に引き継ぎ用の通知信号を受信した第2の操縦端末においては送信指示に基づき受信確認の通知信号を通知信号送受信手段により第1の操縦端末に送信させる。第2の操縦端末からの通知信号を受信した第1の操縦端末は遠隔操縦を停止し、第2の操縦端末による無人飛行体の遠隔操縦が開始されて引き継ぎを完了できる。なお、通知信号の受信の際には、制御部は、受信表示手段により受信表示させるので、操縦者は通知信号の受信を容易に確認することができる。従来、携帯電話等の他の通信機器で引き継ぎの連絡をする場合には、通信機器の操作により操縦端末の操縦を中断するおそれがあるが、このように、引き継ぎの為に通知信号のやり取りを行うことで、無人飛行体の制御を中断することなく、更に無人飛行体に引き継ぎ用の装置構成等を要することなく、簡便かつ迅速に引き継ぎを行うことができる。なお、無人飛行体の目視を安定的にするために、無人飛行体を低速状態又はホバリング状態にした状態で引き継ぎを行うことが好ましい。 With this configuration, when remote control of the unmanned aerial vehicle is handed over from a first control terminal remotely controlling the unmanned aerial vehicle to a second control terminal, the control unit causes the notification signal transmitting/receiving means of the first control terminal to transmit a handover notification signal based on a transmission instruction, such as a switch operation, on the first control terminal. Furthermore, upon receiving the handover notification signal, the second control terminal causes the notification signal transmitting/receiving means to transmit a reception confirmation notification signal to the first control terminal based on the transmission instruction. Upon receiving the notification signal from the second control terminal, the first control terminal stops remote control, and remote control of the unmanned aerial vehicle by the second control terminal begins, completing the handover. Furthermore, upon receiving the notification signal from the second control terminal, the control unit displays the reception via the reception display means, allowing the operator to easily confirm receipt of the notification signal. Conventionally, when communicating the handover via another communication device, such as a mobile phone, there is a risk of interrupting control of the control terminal by operating the communication device. However, by exchanging notification signals in this manner for the handover, the handover can be carried out simply and quickly without interrupting control of the unmanned aerial vehicle and without requiring any handover device configuration on the unmanned aerial vehicle. In order to ensure stable visual observation of the unmanned aerial vehicle, it is preferable to perform the handover while the unmanned aerial vehicle is in a low-speed or hovering state.
本発明に係る無人飛行体制御システムにおいて、前記受信表示手段は、受信音を発生する受信音発生手段及び/又は点灯表示する点灯表示手段を有する構成とすることができる。 In the unmanned aerial vehicle control system according to the present invention, the reception and display means may be configured to include a reception sound generating means for generating a reception sound and/or a lighting display means for lighting a display.
このような構成によれば、通知信号を受信した際に受信音、点灯表示の少なくとも何れかが発生することで、引き継ぎを受ける操縦者への通知がより確実になる。更に引き継ぎの確実性を増すために、送信側にも送信音、点灯表示の少なくとも何れかを発生させることが好ましい。 With this configuration, when a notification signal is received, at least one of a receiving sound and a light indicator is generated, ensuring a more reliable notification to the operator taking over. To further increase the reliability of the handover, it is preferable for the transmitting side to also generate at least one of a transmitting sound and a light indicator.
本発明に係る無人飛行体制御システムにおいて、前記無人飛行体は、飛行経路の途中である所定位置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、該位置情報取得手段により取得された位置情報を記憶する記憶手段と、を有し、前記第1の操縦端末及び/又は前記第2の操縦端末は、前記無人飛行体の記憶手段に記憶された前記位置情報による所定位置を飛行経路として前記無人飛行体を遠隔操縦する所定位置飛行手段を有する構成とすることができる。 In the unmanned aerial vehicle control system according to the present invention, the unmanned aerial vehicle has a position information acquisition means for acquiring position information of a predetermined position along its flight path, and a storage means for storing the position information acquired by the position information acquisition means, and the first control terminal and/or the second control terminal can be configured to have a predetermined position flight means for remotely controlling the unmanned aerial vehicle along a flight path that passes through the predetermined position according to the position information stored in the storage means of the unmanned aerial vehicle.
このような構成によれば、無人飛行体の飛行経路の途中にある所定位置の位置情報を取得することで、荷物の繰り返し搬送による場合には、所定位置情報に基づいて遠隔操縦すれば、夜間又は視界の悪いときでも安定した飛行が可能で、操縦の引き継ぎも良好に行うことができる。2地点の往復を繰り返す飛行の場合には、視界が良く天候の安定したときに予め試験飛行により飛行経路の途中位置の位置情報を取得しておけば、実際の荷物搬送のときに位置情報を利用することで、確実な飛行と引き継ぎにより作業効率を上昇させることができる。位置情報を取得する所定地点は、一か所でも良いが、二か所以上であることが望ましい。位置情報を取得した所定位置が引き継ぎを行う双方の操縦者にとって視界が良好で地形的に安全な地点であれば、無人飛行体が所定位置に到達したときに確実に引き継ぎを行うことができる。 With this configuration, by acquiring position information for a predetermined position along the unmanned aerial vehicle's flight path, when repeatedly transporting cargo, remote control based on the predetermined position information enables stable flight even at night or in poor visibility, and allows for smooth control handover. When repeatedly flying back and forth between two locations, if position information for intermediate positions along the flight path is acquired in advance through a test flight when visibility is good and weather is stable, the position information can be used during actual cargo transport, improving work efficiency through reliable flight and handover. The predetermined position from which position information is acquired can be one, but two or more are preferable. If the predetermined position from which position information is acquired is a location with good visibility and safe terrain for both pilots performing the handover, handover can be performed reliably when the unmanned aerial vehicle reaches the predetermined position.
本発明に係る無人飛行体制御システムにおいて、前記無人飛行体は、飛行経路の途中である所定位置の位置情報を取得する位置情報取得手段を有し、前記第1の操縦端末及び前記第2の操縦端末は、前記位置情報取得手段により取得された位置情報を記憶する記憶手段を有し、前記第1の操縦端末及び/又は前記第2の操縦端末は、前記第1の操縦端末又は前記第2の操縦端末の記憶手段に記憶された前記位置情報による所定位置を飛行経路として前記無人飛行体を遠隔操縦する所定位置飛行手段を有する構成とすることができる。 In the unmanned aerial vehicle control system according to the present invention, the unmanned aerial vehicle has a position information acquisition means for acquiring position information of a predetermined position along its flight path, the first control terminal and the second control terminal have storage means for storing the position information acquired by the position information acquisition means, and the first control terminal and/or the second control terminal have a predetermined position flight means for remotely controlling the unmanned aerial vehicle along a flight path that is the predetermined position according to the position information stored in the storage means of the first control terminal or the second control terminal.
このような構成によれば、無人飛行体の位置情報取得手段により取得した位置情報を第1の操縦端末及び第2の操縦端末の記憶手段に記憶させ、位置情報に基づいて遠隔操縦することで、安定した飛行と確実な引き継ぎを行うことができる。 With this configuration, the location information acquired by the unmanned aerial vehicle's location information acquisition means is stored in the storage means of the first control terminal and the second control terminal, and the unmanned aerial vehicle is remotely controlled based on the location information, allowing for stable flight and reliable handover.
本発明に係る無人飛行体制御システムにおいて、前記第1の操縦端末及び前記第2の操縦端末は、前記位置情報取得手段に対して前記所定位置の位置情報を取得する取得指示を送信する位置情報取得指示手段を有する構成とすることができる。 In the unmanned aerial vehicle control system according to the present invention, the first control terminal and the second control terminal may be configured to include a location information acquisition instruction means for transmitting an acquisition instruction to the location information acquisition means to acquire location information about the specified location.
このような構成によれば、遠隔操縦された無人飛行体が所定地点に到達した際に、遠隔操縦している第1の操縦端末又は第2の操縦端末から位置情報取得指示手段により取得指示を送信すると、無人飛行体の位置情報取得手段は位置情報を取得する。飛行経路として最適な所定地点、又は引き継ぎの最適な所定地点としての選択をすることができる。 With this configuration, when a remotely controlled unmanned aerial vehicle reaches a predetermined location, the first or second remotely controlled terminal sends an acquisition command using the location information acquisition command means, and the unmanned aerial vehicle's location information acquisition means acquires location information. This allows the unmanned aerial vehicle to select the optimal location for the flight route or the optimal location for handover.
本発明に係る無人飛行体制御システムにおいて、前記無人飛行体は、少なくとも4台の人工衛星からの電波を受信する第1GPS受信機と、1台の人工衛星からの電波を受信する第2GPS受信機を2個有し、前記第2GPS受信機は、前記無人飛行体の所定位置にそれぞれ設けられ、前記位置情報取得手段は、前記第1GPS受信機の計測値又は2個の前記第2GPS受信機の計測値及び前記無人飛行体に搭載されるセンサの計測値に基づいて前記位置情報を取得する構成とすることができる。 In the unmanned aerial vehicle control system of the present invention, the unmanned aerial vehicle has a first GPS receiver that receives radio waves from at least four satellites and two second GPS receivers that receive radio waves from one satellite, and the second GPS receivers are each installed at a predetermined position on the unmanned aerial vehicle, and the location information acquisition means can be configured to acquire the location information based on the measurement values of the first GPS receiver or the measurement values of the two second GPS receivers and the measurement values of a sensor installed on the unmanned aerial vehicle.
このような構成によれば、4台の人工衛星からの電波を受信する第1GPS受信機の計測値で位置情報を取得する他に、無人飛行体の所定位置にそれぞれ設けられた、2台のGPS受信機がそれぞれ1台の人工衛星から受信した電波による計測値と、無人飛行体に搭載されたセンサの計測値とにより位置情報を取得することができる。センサには、高度を計測可能な気圧センサ、超音波センサ、更に無人飛行体の運動方向、傾き、方角等を計測できる加速度センサ、角速度センサ(ジャイロセンサ)、地磁気センサが含まれる。マルチコプタに搭載される各種センサを利用することで、位置情報の取得に際して簡便な構造の第2GPS受信機の使用を可能とするものである。 With this configuration, location information can be obtained from measurements by the first GPS receiver, which receives radio waves from four satellites. In addition, location information can also be obtained from measurements by two GPS receivers installed at predetermined locations on the unmanned aerial vehicle, each receiving radio waves from one satellite, and from measurements by sensors installed on the unmanned aerial vehicle. The sensors include a barometric sensor and ultrasonic sensor that can measure altitude, as well as an acceleration sensor, angular velocity sensor (gyro sensor), and geomagnetic sensor that can measure the direction of movement, tilt, and orientation of the unmanned aerial vehicle. Utilizing the various sensors installed on the multicopter enables the use of a second GPS receiver with a simple structure to obtain location information.
本発明に係る無人飛行体制御システムにおいて、前記無人飛行体は、更に荷物の搭載時における無人飛行体の水平維持を確保する水平維持手段を有する構成とすることができる。 In the unmanned aerial vehicle control system according to the present invention, the unmanned aerial vehicle may further be configured to have a leveling means for ensuring that the unmanned aerial vehicle remains level when carrying cargo.
このような構成によれば、荷物を搭載しての遠距離移動、高度のある地点への移動などの自然の影響を受け易い場合でも、水平維持を確保することができるので、無人飛行体での荷物輸送を安定的に行うことができ、途中での引き継ぎも確実に行うことができる。 This configuration ensures that the vehicle remains level even when traveling long distances with cargo on board or to high altitudes, where it is susceptible to natural influences. This allows for stable cargo transport by unmanned aerial vehicles, and ensures reliable handover along the way.
また本発明に係る無人飛行体制御方法は、無人飛行体を遠隔操縦する無人飛行体制御方法であって、前記無人飛行体を遠隔操縦する第1の操縦端末における送信指示に基づいて、前記第1の操縦端末から第2の操縦端末へ遠隔操縦の引き継ぎを通知する通知信号を送信するステップと、前記通知信号の受信により前記第2の操縦端末において受信表示を行うステップと、前記第2の操縦端末における送信指示に基づいて、前記第2の操縦端末から受信確認の通知信号を前記第1の操縦端末へ送信するステップと、前記第2の操縦端末からの前記通知信号の受信により前記第1の操縦端末において受信表示を行うステップと、前記受信表示がされた前記第1の操縦端末が前記無人飛行体の遠隔操縦を停止するステップと、前記第1の操縦端末へ前記受信確認の通知信号を送信した前記第2の操縦端末が前記無人飛行体の操縦を開始して遠隔操縦を引き継ぐステップと、を有する構成である。 An unmanned aerial vehicle control method according to the present invention is a method for remotely controlling an unmanned aerial vehicle, and includes the steps of: transmitting a notification signal from a first controlling terminal remotely controlling the unmanned aerial vehicle to a second controlling terminal, notifying the second controlling terminal of a takeover of remote control, based on a transmission instruction from the first controlling terminal remotely controlling the unmanned aerial vehicle; displaying a reception indication on the second controlling terminal upon receipt of the notification signal; transmitting a reception confirmation notification signal from the second controlling terminal to the first controlling terminal based on a transmission instruction from the second controlling terminal; displaying a reception indication on the first controlling terminal upon receipt of the notification signal from the second controlling terminal; the first controlling terminal that has displayed the reception indication stops remotely controlling the unmanned aerial vehicle; and the second controlling terminal that has transmitted the reception confirmation notification signal to the first controlling terminal begins controlling the unmanned aerial vehicle and takes over remote control.
本発明によれば、無人飛行体の遠隔操縦を飛行途中での引き継ぎについて、操縦端末相互間で引き継ぎの通知を行うので、無人飛行体に引き継ぎ用の装置構成を設けることなく、簡便に行うことができる。 According to the present invention, when remote control of an unmanned aerial vehicle is handed over mid-flight, notification of the handover is sent between control terminals, making it possible to easily take over without providing a device configuration for the handover on the unmanned aerial vehicle.
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be explained using the drawings.
図1に示すように、無人飛行体であるマルチコプタ11(ドローン)は、電源や制御等の機器が搭載される本体部12と、本体部12から四方に突き出た、4個の棒状のアーム部13(13a、13b、13c、13d)(適宜「アーム部13」と略称する)と、アーム部13(13a、13b、13c、13d)の先端に設けられた4個の駆動ユニット15(15a、15b、15c、15d)(適宜「駆動ユニット15」と略称する)と、駆動ユニット15(15a、15b、15c、15d)の上端に設けられた4個の回転翼17(17a、17b、17c、17d)(適宜「回転翼17」と略称する)と、本体部12の底面に設けられた一対の脚部18a、18bと、を有する。本体部12の中央部分には第1GPS受信機28、本体部12の対称位置となる両端側には第2GPS受信機51、52がそれぞれ設けられている。 As shown in Figure 1, the unmanned aerial vehicle, a multicopter 11 (drone), has a main body 12 on which equipment such as a power source and control devices are mounted, four rod-shaped arm sections 13 (13a, 13b, 13c, 13d) (hereinafter referred to as "arm sections 13") protruding in all directions from the main body 12, four drive units 15 (15a, 15b, 15c, 15d) (hereinafter referred to as "drive units 15") provided at the tips of the arm sections 13 (13a, 13b, 13c, 13d), four rotors 17 (17a, 17b, 17c, 17d) (hereinafter referred to as "rotor sections 17") provided at the upper ends of the drive units 15 (15a, 15b, 15c, 15d), and a pair of legs 18a, 18b provided on the bottom surface of the main body 12. A first GPS receiver 28 is located in the center of the main body 12, and second GPS receivers 51 and 52 are located at symmetrical positions on both ends of the main body 12.
駆動ユニット15(15a、15b、15c、15d)は、回転翼17(17a、17b、17c、17d)を回転駆動させるモータ21(21a、21b、21c、21d)(適宜「モータ21」と略称する)と、モータ21の回転を制御する駆動制御部22(22a、22c、22d)(適宜「駆動制御部22」と略称する)と、を有する(図2参照)。回転翼17は、モータ21と回転シャフト(不図示)を介して接続される。モータ21には、例えばサーボモータが使用される。本実施形態では、回転翼17は4個であるが、これに限定されるものでなく、6個、8個等であってもよいが、安定した飛行を維持するために偶数個であることが求められる。隣り合う回転翼17同士が逆方向に回転することで、回転モーメントによる作用、反作用が打ち消され、マルチコプタ11の姿勢を安定させることができるからである。 The drive units 15 (15a, 15b, 15c, 15d) each include a motor 21 (21a, 21b, 21c, 21d) (referred to as "motor 21" where appropriate) that drives the rotors 17 (17a, 17b, 17c, 17d) to rotate, and a drive controller 22 (22a, 22c, 22d) (referred to as "drive controller 22" where appropriate) that controls the rotation of the motor 21 (see FIG. 2). The rotors 17 are connected to the motor 21 via a rotating shaft (not shown). The motor 21 may be, for example, a servo motor. In this embodiment, there are four rotors 17, but this is not limited to four. Six, eight, etc. may also be used. However, an even number is required to maintain stable flight. This is because adjacent rotors 17 rotate in opposite directions, canceling out the action and reaction caused by the rotational moment and stabilizing the attitude of the multicopter 11.
マルチコプタ11の中心部に位置する本体部12は、円筒形状の箱体であり、本体部12の底面に設けられた脚部18a、18bは略U字形状の部材から成り、マルチコプタ11が荷物を搬送する際にはその取付け部の役割を有する。マルチコプタ11の材質には、合成樹脂、アルミニウム等が利用されており、特に強度、剛性が求められる場合には、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics:炭素繊維強化プラスチック)が利用される。 The main body 12, located at the center of the multicopter 11, is a cylindrical box. The legs 18a and 18b attached to the bottom of the main body 12 are made of roughly U-shaped members and serve as attachment points when the multicopter 11 is transporting cargo. Materials used for the multicopter 11 include synthetic resin and aluminum, and when particular strength and rigidity are required, CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) is used.
次に、マルチコプタ11の構成をブロック構成図である図2を参照して説明する。マルチコプタ11の本体部12には、操縦端末31(31a、31b:図3参照)と送受信する通信部25と、モータ21等に電力を供給する電源26(バッテリー)と、マルチコプタ11の周囲を撮影するカメラ27と、人工衛星から電波を受信して位置情報を計測する第1GPS受信機28と、第2GPS受信機51、52と、加速度センサ等の各種のセンサ類を格納するセンサ部30と、前記した通信部25、カメラ27、第1GPS受信機28、第2GPS受信機51、52、センサ部30等を制御する制御部33と、マルチコプタ11の各種機能の制御を行うためのプログラムや計測したデータ類等を記憶する不揮発性メモリの記憶部35(例えば、フラッシュメモリ等)と、が含まれる。駆動ユニット15に含まれる駆動制御部22は、制御部33による指示を受けてモータ21の回転数の増減、作動、停止等の制御を行うものである。制御部33により、各駆動制御部22(22a、22b、22c、22d)が各モータ21(21a、21b、21c、21d)の駆動をそれぞれ独立して制御することで、回転翼17(17a、17b、17c、17d)を個別に駆動して、マルチコプタ11の上昇、下降、左右旋回、ホバリング等を行うことができる。 Next, the configuration of the multicopter 11 will be described with reference to the block diagram of Figure 2. The main body 12 of the multicopter 11 includes a communication unit 25 that transmits and receives signals to and from the control terminal 31 (31a, 31b: see Figure 3), a power source 26 (battery) that supplies power to the motor 21, etc., a camera 27 that captures images of the surroundings of the multicopter 11, a first GPS receiver 28 that receives radio waves from satellites to measure position information, second GPS receivers 51 and 52, a sensor unit 30 that stores various sensors such as an acceleration sensor, a control unit 33 that controls the communication unit 25, camera 27, first GPS receiver 28, second GPS receivers 51 and 52, sensor unit 30, etc., and a non-volatile memory storage unit 35 (e.g., flash memory, etc.) that stores programs for controlling the various functions of the multicopter 11, measured data, etc. The drive control unit 22 included in the drive unit 15 receives instructions from the control unit 33 and controls the motor 21, such as increasing/decreasing the rotation speed, operating, and stopping. The control unit 33 allows each drive control unit 22 (22a, 22b, 22c, 22d) to independently control the drive of each motor 21 (21a, 21b, 21c, 21d), thereby individually driving the rotors 17 (17a, 17b, 17c, 17d), allowing the multicopter 11 to ascend, descend, turn left or right, hover, etc.
制御部33は、いわゆるフライトコントローラと呼ばれるもので、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を備え、ROM又は記憶部35に記憶された各種プログラムに従って各種制御を実行する。カメラ27は、一般的なカメラの他に、赤外線カメラ、ステレオカメラ等であってもよい。カメラ27で撮影した画像は、制御部33により通信部25を介して操縦端末31(図3参照)に送信され、操縦端末31の表示部55(図3参照)に表示される。 The control unit 33 is what is commonly called a flight controller and is equipped with a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), etc., and executes various controls according to various programs stored in the ROM or memory unit 35. The camera 27 may be a general camera, an infrared camera, a stereo camera, etc. Images captured by the camera 27 are transmitted by the control unit 33 via the communication unit 25 to the control terminal 31 (see Figure 3) and displayed on the display unit 55 (see Figure 3) of the control terminal 31.
マルチコプタ11の本体部12の中央部分にもうけられた第1GPS受信機28は、少なくとも4個の人工衛星からの電波を受信してマルチコプタ11の位置情報を取得するものである(図1参照)。また、本体部12の対称位置となる両端側にそれぞれ設けられた第2GPS受信機51、52(図1参照)は、1個の人工衛星からの電波を受信すると共に、後述するセンサ部30の気圧センサ、高度センサ(超音波センサ)、加速度センサ、角速度センサ(ジャイロセンサ)、地磁気センサの計測値を利用してマルチコプタ11の位置情報を取得するものである。例えば、最初に第1GPS受信機30で位置情報を取得した後は、第1GPS受信機30の使用を停止して、第2GPS受信機51、52の人工衛星からの受信情報と、上記した各センサから取得した計測値によりその後の位置情報を取得することができる。制御部33と第1GPS受信機28とで位置情報取得手段を構成し、又は制御部33、第2GPS受信機51、52及びセンサ部30とで位置情報取得手段を構成する。位置情報取得のためのプログラムや取得した位置情報を記憶する記憶部35が記憶手段に相当する。 The first GPS receiver 28, located in the center of the main body 12 of the multicopter 11, receives radio waves from at least four satellites to acquire position information for the multicopter 11 (see Figure 1). The second GPS receivers 51 and 52 (see Figure 1), located at opposite ends of the main body 12, receive radio waves from one satellite and acquire position information for the multicopter 11 using measurements from the barometric pressure sensor, altitude sensor (ultrasonic sensor), acceleration sensor, angular velocity sensor (gyro sensor), and geomagnetic sensor of the sensor unit 30 (described below). For example, after initially acquiring position information using the first GPS receiver 30, use of the first GPS receiver 30 can be stopped, and subsequent position information can be acquired using the information received from the satellites by the second GPS receivers 51 and 52 and the measurements acquired from each of the above sensors. The control unit 33 and the first GPS receiver 28 constitute a position information acquisition means, or the control unit 33, the second GPS receivers 51 and 52, and the sensor unit 30 constitute a position information acquisition means. The memory unit 35, which stores the program for acquiring location information and the acquired location information, corresponds to the storage means.
センサ部30には、前述したように、気圧センサ、高度センサ(超音波センサ)、加速度センサ、角速度センサ(ジャイロセンサ)、地磁気センサ等が含まれる。気圧センサは気圧の変化を感知するセンサで、ドローンの高度を割り出すことができるが、気象条件等により気圧センサが正常に機能しないことがあるため、超音波センサが併用される。超音波センサは、超音波を発生させてその跳ね返りにかかる時間を計測することで地面との距離を検出するセンサである。加速度センサは、加速度検出により移動距離を検知するセンサであり、角速度センサ(ジャイロセンサ)は、一定時間のうちに機体が回転した回数を検知するセンサである。地磁気センサは、磁力により方角を検出するセンサである。制御部33及びセンサ部30の各種センサにより無人飛行体の水平維持を確保する水平維持手段を構成する。 As mentioned above, the sensor unit 30 includes a barometric pressure sensor, altitude sensor (ultrasonic sensor), acceleration sensor, angular velocity sensor (gyro sensor), geomagnetic sensor, etc. The barometric pressure sensor detects changes in air pressure and can determine the drone's altitude, but since the barometric pressure sensor may not function properly due to weather conditions, etc., an ultrasonic sensor is also used. The ultrasonic sensor detects the distance from the ground by emitting ultrasonic waves and measuring the time it takes for them to bounce back. The acceleration sensor detects the distance traveled by detecting acceleration, and the angular velocity sensor (gyro sensor) detects the number of times the aircraft rotates within a certain period of time. The geomagnetic sensor detects direction using magnetic force. The control unit 33 and the various sensors in the sensor unit 30 constitute a leveling means that ensures the unmanned aerial vehicle remains level.
次に、図3に基づいて操縦端末31(31a、31b)の装置構成を説明する。図3に示すように、操縦端末31は、マルチコプタ11を遠隔操縦するためにマルチコプタ11の通信部25と送受信を行う通信部56と、通信部56を介してマルチコプタ11の操縦を行う操作部57と、マルチコプタ11のカメラ27が撮影した画像や各指示等の操作用タッチパネルを表示するディスプレイの表示部55と、第1の操縦端末31aと第2の操縦端末31bとの間で通知信号を送信するための送信指示を行うスイッチ部58と、通知信号の受信時に着信音を発生するスピーカ59及び出力回路60と、通知信号の受信時に点灯表示する表示灯54と、これらの機能を制御する制御部61と、各機器の制御や操縦のためのプログラム、計測データ等を記憶する記憶部62と、を有する。なお、操縦端末31にも電源となるバッテリ(不図示)が組み込まれている。 Next, the device configuration of the control terminal 31 (31a, 31b) will be described with reference to Figure 3. As shown in Figure 3, the control terminal 31 includes a communication unit 56 that transmits and receives signals to and from the communication unit 25 of the multicopter 11 to remotely control the multicopter 11; an operation unit 57 that controls the multicopter 11 via the communication unit 56; a display unit 55 that displays images captured by the camera 27 of the multicopter 11 and various instructions on an operation touch panel; a switch unit 58 that issues transmission instructions for transmitting notification signals between the first control terminal 31a and the second control terminal 31b; a speaker 59 and output circuit 60 that generate a ringtone when a notification signal is received; an indicator light 54 that lights up when a notification signal is received; a control unit 61 that controls these functions; and a memory unit 62 that stores programs for controlling and controlling each device, measurement data, etc. Note that the control terminal 31 also includes a built-in battery (not shown) that serves as a power source.
操作部57によるマルチコプタ11の操縦は、例えば操縦端末31の表面の左右に並んだスティック(不図示)を操作することにより行われるものである。右側のスティックを上に倒すと「上昇」、下に倒すと「下降」、左に倒すと「左移動」、右に倒すと「右移動」、左のスティックを上に倒すと「前進」、下に倒すと「後退」、左に倒すと「左旋回」、右に倒すと「右旋回」となっており、「上昇」させてゆっくりと上昇を停止させ、揚力とマルチコプタ11の重力とをバランスさせることでホバリング状態とすることができる。なお、表示部55に表示される操作用タッチパネルでの操作により、ホバリング状態に自動的に設定することも可能である。 The multicopter 11 is controlled using the operation unit 57 by, for example, operating the sticks (not shown) aligned on the left and right sides of the surface of the control terminal 31. Tilt the right stick up to "ascend," down to "descend," left to "move left," and right to "move right." Tilt the left stick up to "move forward," down to "move backward," left to "turn left," and right to "turn right." By "ascending" and slowly stopping the ascent, and balancing the lift and gravity of the multicopter 11, the hovering state can be achieved. It is also possible to automatically set the multicopter 11 to the hovering state by operating the operation touch panel displayed on the display unit 55.
表示部55の画面には、上記したカメラ27の撮影画像、操作用タッチパネルのほかに、飛行しているマルチコプタ11の現在の位置情報(緯度、経度、高度)も表示される。また、表示された現在の位置情報を記憶部62および/またはマルチコプタ11の記憶部35に、表示部55の操作用タッチパネルでの所定の操作により記憶させることができる。スイッチ部58は、引き継ぎの際に操作することで他の操縦端末31に通知信号を送信するものであり、通知信号を受信した操縦端末31bではスピーカ59により受信音が発生し、表示灯54で点灯表示もされる。なお、スイッチ部58を操作した、送信側の操縦端末31aでも送信音、点灯表示が発生するように設定することが可能である。制御部61、スイッチ部58及び通信部56で通知信号送受信手段を構成する。また、制御部61、出力回路60及びスピーカ59で受信音発生手段、制御部61及び表示灯54で点灯表示手段を構成する(受信表示手段)。また、表示部55に表示された操作用タッチパネル及び制御部61で所定位置飛行手段、位置情報取得指示手段を構成する。スイッチ部58の操作(押下等)が送信指示となる。 In addition to the image captured by the camera 27 and the operation touch panel, the display unit 55's screen also displays the current position information (latitude, longitude, and altitude) of the flying multicopter 11. The displayed current position information can be stored in the memory unit 62 and/or the memory unit 35 of the multicopter 11 by performing a specific operation on the display unit 55's operation touch panel. The switch unit 58 transmits a notification signal to the other control terminal 31 when operated during a takeover. The control terminal 31b that receives the notification signal generates a receiving sound from the speaker 59 and also lights up the indicator light 54. It is also possible to set the transmitting control terminal 31a that operates the switch unit 58 to also generate a transmitting sound and light up the indicator light. The control unit 61, switch unit 58, and communication unit 56 constitute the notification signal transmission/reception means. The control unit 61, output circuit 60, and speaker 59 constitute the receiving sound generation means, and the control unit 61 and indicator light 54 constitute the light up display means (receiving and display means). Additionally, the operation touch panel displayed on the display unit 55 and the control unit 61 constitute the predetermined position flight means and the position information acquisition instruction means. Operation (pressing, etc.) of the switch unit 58 issues a transmission instruction.
次に、図4を参照してマルチコプタ11の操縦の引き継ぎを説明する。第1の操縦端末31aによりマルチコプタ11の遠隔操縦を開始する(S1)。例えば、運搬用の荷物等を搭載したマルチコプタ11を山の麓から頂上の現場などへ飛行させるときは、第1の操縦端末の操縦者には頂上の着陸地点、頂上付近の地形等を目視することが困難であり、マルチコプタ11のカメラ27で撮影された周囲の画像を確認することもできるが、複雑な地形である場合には安定した飛行、着陸が難しい場合がある。このようなときに、山の麓の操縦者から頂上付近にいる別の操縦者に操縦を途中で引き継ぐことで、頂上付近の目標地点に目視により安全に着陸することができる。 Next, the handover of control of the multicopter 11 will be described with reference to Figure 4. Remote control of the multicopter 11 is initiated by the first control terminal 31a (S1). For example, when flying a multicopter 11 carrying cargo or the like from the base of a mountain to a site at the top, it is difficult for the pilot of the first control terminal to visually confirm the landing point at the top or the terrain near the top. Although the pilot can check images of the surrounding area captured by the camera 27 of the multicopter 11, stable flight and landing may be difficult if the terrain is complex. In such cases, by handing over control from the pilot at the base of the mountain to another pilot near the top, the pilot can safely land at the target point near the top by visual confirmation.
第1の操縦端末31aによりスタート地点から移動したマルチコプタ11が所定の引き継ぎ地点に到達したときに、第1の操縦端末31aから第2の操縦端末31bへ引き継ぎの連絡のために、送信指示となるスイッチ部58の操作をすると、制御部61は第1の操縦端末31bへ通知信号を送信する(S2:通知信号送受信手段)。この通知信号を受信した第2の操縦端末31bでは、制御部61は出力回路60を介してスピーカ59から着信音を発生させ(受信音発生手段)、更に表示灯54を点灯させる(点灯表示手段)。送信指示となるスイッチ部58の操作をすると、制御部61は受信確認のための通知信号を第1の操縦端末31aへ送信する(S3:通知信号送受信手段)。 When the multicopter 11, which has been moved from the starting point by the first control terminal 31a, reaches a predetermined handover point, the switch unit 58 is operated to send a transmission instruction to notify the second control terminal 31b of the handover from the first control terminal 31a. The control unit 61 then transmits a notification signal to the first control terminal 31b (S2: notification signal transmission/reception means). Upon receiving this notification signal, the control unit 61 generates a ringtone from the speaker 59 via the output circuit 60 (received sound generation means) and also turns on the indicator light 54 (illumination display means). When the switch unit 58 is operated to send a transmission instruction, the control unit 61 transmits a notification signal to the first control terminal 31a to confirm receipt (S3: notification signal transmission/reception means).
上記した受信確認の通知信号を受信した第1の操縦端末31aでは、制御部61が出力回路60を介してスピーカ59から着信音を発生させると共に(受信音発生手段)、表示灯54を点灯させ(点灯表示手段)、更にマルチコプタ11の遠隔操縦を停止する(S4)。受信確認の通知信号を送信した第2の操縦端末31bでは、送信後迅速に遠隔操縦を開始する(S5)。これにより、マルチコプタ11の操縦が迅速に引き継がれるので、飛行の支障を抑えることができ、遠隔操縦の引き継ぎが完了する(S6)。なお、通知信号の受信の際には着信音の発生、表示灯の点灯があるので、受信側への連絡の確実性が向上する。 When the first control terminal 31a receives the above-mentioned reception confirmation notification signal, the control unit 61 generates a ringtone from the speaker 59 via the output circuit 60 (reception sound generation means), turns on the indicator light 54 (lighting display means), and stops remote control of the multicopter 11 (S4). When the second control terminal 31b transmits the reception confirmation notification signal, it promptly begins remote control after transmission (S5). This allows control of the multicopter 11 to be quickly taken over, minimizing flight disruptions and completing the remote control handover (S6). Since a ringtone is generated and the indicator light is turned on when the notification signal is received, the reliability of communication with the receiving party is improved.
次に、図5を参照して飛行経路の途中地点の位置情報を利用した引き継ぎについて説明する。山の麓の出発点Sから山の頂上の到着点Eにマルチコプタ11を利用して荷物を搬送する場合を例とする。出発点Sにおいてマルチコプタ11に荷物を搭載させ、第1の操縦端末31により頂上に向けて上昇飛行させる。飛行ルートして出発点Aの上空(頂上より高い位置)に中継点A、中継点Aから水平方向に進み、到着点Eの上空に中継点Bを設定する。 Next, with reference to Figure 5, we will explain handover using position information of intermediate points on the flight path. Take the example of transporting luggage using a multicopter 11 from a starting point S at the foot of a mountain to a destination point E at the top of the mountain. The luggage is loaded onto the multicopter 11 at the starting point S, and the first control terminal 31 is used to fly it upwards toward the top. The flight route sets relay point A above starting point A (higher than the top), and relay point B is set above destination point E, proceeding horizontally from relay point A.
中継点A、Bの位置情報(位置座標)は、実際の荷物搬送を行う前に事前に予備飛行を行うことにより取得される。予備飛行は、日中で自然条件の良好な時に行い、第1GPS受信機28、第2GPS受信機51,52、各種センサ等を適宜選択して、中継点A、Bの位置情報(位置座標)を取得する。出発点Sから上昇飛行させ、頂上よりやや高い任意の地点を中継点Aとして、表示部55に表示された位置情報(緯度、経度、高度)を操作用タッチパネルの操作により制御部33が位置情報を取得して操縦端末31の記憶部62(記憶手段)及び/又はマルチコプタ11の記憶部35(記憶手段)に記憶させる(位置情報取得指示手段、位置情報取得手段)。同様に、中継点Aから水平飛行させた、到着点Eの上空にある中継点Bの位置情報を取得して、記憶部62及び/又は記憶部35に記憶させる。実際の遠隔操縦のときに、飛行経路として中継点A、Bの位置情報を入力することができ、マルチコプタ11は、制御部33により中継点A、Bを経由した飛行が可能となる(所定位置飛行手段)。 The location information (position coordinates) of relay points A and B is obtained by conducting a preliminary flight before the actual cargo transport. The preliminary flight is conducted during the day when natural conditions are favorable, and the location information (position coordinates) of relay points A and B is obtained by appropriately selecting the first GPS receiver 28, the second GPS receivers 51 and 52, various sensors, etc. The aircraft ascends from the departure point S, and an arbitrary point slightly higher than the summit is designated as relay point A. The control unit 33 acquires the location information (latitude, longitude, altitude) displayed on the display unit 55 through operation of the touch panel, and stores it in the memory unit 62 (storage means) of the pilot terminal 31 and/or the memory unit 35 (storage means) of the multicopter 11 (location information acquisition instruction means, location information acquisition means). Similarly, the aircraft performs horizontal flight from relay point A to acquire the location information of relay point B, which is located above arrival point E, and stores it in the memory unit 62 and/or the memory unit 35. During actual remote control, the position information of relay points A and B can be input as the flight route, and the control unit 33 enables the multicopter 11 to fly via relay points A and B (predetermined position flight means).
このように、中継点A、Bの位置情報を事前の予備飛行(空荷)で取得しておくので、実際の荷物の搬送時が荒天、視界不良、夜間のときでも、中継点A、Bの位置情報をもとに遠隔操縦することができる。第1の操縦端末31aから第2の操縦端末31bへの引き継ぎを中継点A、Bのいずれかで行うことも可能である。例えば、第1の操縦端末31aによりマルチコプタ11を出発点Sから発進させる。中継点A、Bの位置情報を利用した遠隔操縦であるから、マルチコプタ11は、中継点A、Bを経由して飛行する。このとき、中継点A、Bのいずれかに到達したときに第1の操縦端末31aから第2の操縦端末31bへ引き継ぎのための通知信号を送信し、通知信号を受信した第2の操縦端末31bからの確認の通知信号を受信した第1の操縦端末31aが遠隔操縦を停止し、確認の通知信号を送信した第2の操縦端末31が遠隔操縦を開始して引き継ぎを完了させることができる。 In this way, the position information of relay points A and B is obtained in advance during a preliminary flight (empty). Therefore, even when the actual cargo is being transported in bad weather, with poor visibility, or at night, remote control can be performed based on the position information of relay points A and B. The handover from the first control terminal 31a to the second control terminal 31b can also be performed at either relay point A or B. For example, the first control terminal 31a launches the multicopter 11 from departure point S. Because remote control utilizes the position information of relay points A and B, the multicopter 11 flies via relay points A and B. When the multicopter 11 reaches either relay point A or B, the first control terminal 31a transmits a notification signal for handover to the second control terminal 31b. Upon receiving the notification signal, the second control terminal 31b sends a confirmation notification signal to the first control terminal 31a, which then stops remote control. The second control terminal 31b, which transmitted the confirmation notification signal, then begins remote control, completing the handover.
引き継ぎを中継点A、Bの何れかにすることで、引き継ぎの動作の確実性が向上し、安定した荷物の運搬の飛行が可能となる。例えば、山の頂上、高所、森林地帯のように、単独操縦での目視飛行が困難な場合、中継点の位置情報を利用した遠隔飛行であれば、夜間飛行、荒天時の飛行であっても引き継ぎが容易になり、往復の繰り返しの搬送の場合等は搬送効率が向上する。 By having the handover take place at either relay point A or B, the reliability of the handover operation is improved, enabling stable cargo transport flights. For example, in areas where visual flight by solo pilot is difficult, such as mountain tops, high altitudes, or forested areas, remote flying using relay point position information makes handover easier even during night flights or flights in bad weather, and improves transport efficiency in cases where repeated round-trip transport is required.
次に、図6を参照してマルチコプタ11の第2GPS受信機51、52を利用した位置情報(緯度、経度、高度)の取得について説明する。前述したように、第1GPS受信機28が少なくとも4台の人工衛星からの電波を受信して位置情報(位置座標)を取得するのに対して、第2GPS受信機51、52は、1台の人工衛星71からの電波を受信し、マルチコプタ11に搭載される各種センサの計測値を使用してマルチコプタ11の位置情報を取得するものである。 Next, with reference to Figure 6, we will explain how position information (latitude, longitude, altitude) is obtained using the second GPS receivers 51, 52 of the multicopter 11. As mentioned above, while the first GPS receiver 28 receives radio waves from at least four satellites to obtain position information (position coordinates), the second GPS receivers 51, 52 receive radio waves from one satellite 71 and obtain position information for the multicopter 11 using measurements from various sensors installed on the multicopter 11.
人工衛星71からの電波を受信した第2GPS受信機51、52は、人工衛星71の位置情報と時間差から、それぞれ人工衛星71と第2GPS受信機51、52との距離を求める。第2GPS受信機51、52相互間の距離は既知であるから、人工衛星71、第GPS受信機51、52の作る三角形と、マルチコプタ11の高度Hを気圧センサ、高度センサ(超音波センサ)により求め、マルチコプタ11の位置情報(緯度、経度、高度)を求める。また、例えば、図5で示した出発地点Aの位置情報のみを第1GPS受信機28で求め、その後は第2GPS受信機と、気圧センサ、高度センサ(超音波センサ)、更に加速度センサ、角速度センサ(ジャイロセンサ)及び地磁気センサの計測値を利用して、到着点Eに至るまでの途中地点の位置情報を求めることができる。このように、従来の第1GPS受信機28を使用する替わりに、簡便な装置構成の第2GPS受信機51、52と搭載された各種センサを利用して、マルチコプタの位置情報(位置座標)を取得することができる。 The second GPS receivers 51 and 52, which receive radio waves from the satellite 71, determine the distance between the satellite 71 and the second GPS receivers 51 and 52, respectively, based on the satellite 71's position information and the time difference. Since the distance between the second GPS receivers 51 and 52 is known, the triangle formed by the satellite 71 and the first GPS receivers 51 and 52 and the altitude H of the multicopter 11 are determined using a barometric pressure sensor and an altitude sensor (ultrasonic sensor), and the position information (latitude, longitude, altitude) of the multicopter 11 is determined. Furthermore, for example, only the position information of the departure point A shown in Figure 5 can be determined using the first GPS receiver 28, and then the position information of intermediate points on the way to the destination point E can be determined using the second GPS receiver, the barometric pressure sensor, the altitude sensor (ultrasonic sensor), and the acceleration sensor, angular velocity sensor (gyro sensor), and geomagnetic sensor. In this way, instead of using the conventional first GPS receiver 28, the multicopter's position information (position coordinates) can be obtained using the simple second GPS receivers 51 and 52 and the various sensors installed on them.
本実施形態のマルチコプタ11は、比較的重量のある荷物を高低差のある場所へ搬送する場合もあり、風などの自然現象の影響を受けやすい環境も考慮した遠隔操縦が必要となる。通常の飛行プログラムに加え、飛行中の重量物の片寄り等の場合における水平維持を図る必要がある。気圧センサ、高度センサ(超音波センサ)、更に加速度センサ、角速度センサ(ジャイロセンサ)及び地磁気センサの計測値に基づき、マルチコプタ11の制御部33は、記憶部35に記憶された水平維持のプログラムに基づき、駆動制御部22(22a、22b、22c、22d)により、回転翼17(17a、17b、17c、17d)のそれぞれの回転数を制御することで水平を維持することができる(水平維持手段)。 The multicopter 11 of this embodiment may need to transport relatively heavy cargo to locations with significant elevation changes, requiring remote control that takes into account environments susceptible to natural phenomena such as wind. In addition to the normal flight program, it is necessary to maintain horizontality in the event that a heavy load becomes misaligned during flight. Based on measurements from the barometric pressure sensor, altitude sensor (ultrasonic sensor), acceleration sensor, angular velocity sensor (gyro sensor), and geomagnetic sensor, the control unit 33 of the multicopter 11 can maintain horizontality by controlling the rotation speed of each of the rotors 17 (17a, 17b, 17c, 17d) using the drive control units 22 (22a, 22b, 22c, 22d) in accordance with a horizontality maintenance program stored in the memory unit 35 (horizontal maintenance means).
本実施形態に係るマルチコプタ11は、4個の回転翼を有する構成であるが、これに限定するものではなく、6個、8個等であってもよい。また、第1の操縦端末と第2の操縦端末とで遠隔操縦の引き継ぎを行っているが、操縦端末は2個に限定されず、3個、4個等いずれでもよい。また、引き継ぎに際してはマルチコプタ11を低速飛行又はホバリング状態にしてから引き継ぎを行ってもよい。本実施形態では、第1の操縦端末31a、第2の操縦端末31bにそれぞれ設けられた制御部61が、通知信号送受信手段による通知信号の送受信、受信表示手段による受信表示を制御しているが、これに限定するものでなく、例えばマルチコプタ11(無人飛行体)の制御部によりこれらを制御してもよい。 The multicopter 11 in this embodiment has four rotors, but this is not limited to this and may have six, eight, etc. Furthermore, while remote control is handed over between the first and second control terminals, the number of control terminals is not limited to two and may be three, four, etc. Furthermore, the handover may be performed after the multicopter 11 is in a low-speed flight or hovering state. In this embodiment, the control unit 61 provided in each of the first and second control terminals 31a and 31b controls the transmission and reception of notification signals by the notification signal transmission and reception means and the reception and display by the reception and display means, but this is not limited to this and these may also be controlled by the control unit of the multicopter 11 (unmanned aerial vehicle), for example.
以上、本発明のいくつかの実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。 The above describes several embodiments of the present invention and variations of each part, but these embodiments and variations are presented as examples only and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments described above can be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and variations are included within the scope and spirit of the invention, and are also included in the invention described in the claims.
以上、説明したように、本発明に係る無人飛行体制御システム及び無人飛行体制御方法によれば、操縦端末相互間で引き継ぎの通知を行うので、無人飛行体に引き継ぎ用の装置構成を設けることなく、簡便に行うことができるという効果を奏するので、無人飛行体と、該無人飛行体を遠隔操縦する操縦端末と、を有する無人飛行体の制御システム及び制御方法として有用である。 As explained above, the unmanned aerial vehicle control system and unmanned aerial vehicle control method according to the present invention allow for handover notifications to be sent between control terminals, which has the advantage of enabling the handover to be easily performed without providing the unmanned aerial vehicle with a device configuration for handover. Therefore, the present invention is useful as a control system and control method for an unmanned aerial vehicle that has an unmanned aerial vehicle and a control terminal that remotely controls the unmanned aerial vehicle.
11 マルチコプタ(無人飛行体)
12 本体部
13(13a、13b、13c、13d) アーム部
15(15a、15b、15c、15d) 駆動ユニット
17(17a、17b、17c、17d) 回転翼
18a、18b 脚部
21(21a、21b、21c、21d) モータ
22(22a、22b、22c、22d) 駆動制御部
25 通信部
26 電源
27 カメラ
28 第1GPS
30 センサ部
31 操縦端末
31a 第1の操縦端末
31b 第2の操縦端末
33 制御部
35 記憶部
51、52 第2GPS
54 表示灯
55 表示部
56 通信部
57 操作部
58 スイッチ部
61 制御部
62 記憶部
71 人工衛星
11. Multicopter (unmanned aerial vehicle)
12 Main body 13 (13a, 13b, 13c, 13d) Arm 15 (15a, 15b, 15c, 15d) Drive unit 17 (17a, 17b, 17c, 17d) Rotor 18a, 18b Leg 21 (21a, 21b, 21c, 21d) Motor 22 (22a, 22b, 22c, 22d) Drive control unit 25 Communication unit 26 Power supply 27 Camera 28 First GPS
30 Sensor unit 31 Control terminal 31a First control terminal 31b Second control terminal 33 Control unit 35 Storage unit 51, 52 Second GPS
54 Indicator light 55 Display unit 56 Communication unit 57 Operation unit 58 Switch unit 61 Control unit 62 Memory unit 71 Artificial satellite
Claims (5)
前記操縦端末は、少なくとも2つの操縦端末と、を有し、
前記操縦端末は、操縦端末相互間での通知信号を送受信する通知信号送受信手段と、
前記通知信号を受信した際に受信表示を行う受信表示手段と、を有し、
前記制御部は、送信指示に基づき第1の操縦端末の前記通知信号送受信手段から第2の操縦端末へ引き継ぎを通知する通知信号を送信させ、前記第2の操縦端末の前記受信表示手段により受信表示を行い、前記第2の操縦端末の前記通知信号送受信手段から前記第1の操縦端末へ受信確認の通知信号を送信させ、前記第2の操縦端末が前記無人飛行体の操縦を開始して遠隔操縦を引き継ぎ、
前記無人飛行体は、飛行経路の途中である所定位置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、該位置情報取得手段により取得された位置情報を記憶する記憶手段と、を有し、
前記第1の操縦端末及び/又は前記第2の操縦端末は、前記無人飛行体の記憶手段に記憶された前記位置情報による所定位置を飛行経路として前記無人飛行体を遠隔操縦する所定位置飛行手段を有し、
前記無人飛行体は、少なくとも4台の人工衛星からの電波を受信する第1GPS受信機と、1台の人工衛星からの電波を受信する第2GPS受信機を2個有し、前記第2GPS受信機は、前記無人飛行体の所定位置にそれぞれ設けられ、前記位置情報取得手段は、最初に前記第1GPS受信機の計測値により前記位置情報を取得し、その後前記第1GPS受信機の使用を停止して、2個の前記第2GPS受信機の計測値及び前記無人飛行体に搭載されるセンサの計測値に基づいてその後の前記位置情報を取得する無人飛行体制御システム。 An unmanned aerial vehicle control system having an unmanned aerial vehicle, a control terminal that remotely controls the unmanned aerial vehicle, and a control unit that controls the unmanned aerial vehicle and the control terminal based on operation instructions,
The control terminal has at least two control terminals,
The control terminal includes a notification signal transmitting/receiving means for transmitting and receiving notification signals between the control terminals;
a reception display means for displaying a reception when the notification signal is received,
the control unit causes the notification signal transmitting/receiving means of the first control terminal to transmit a notification signal notifying the second control terminal of the handover based on the transmission instruction, causes the receiving/displaying means of the second control terminal to display the reception, causes the notification signal transmitting/receiving means of the second control terminal to transmit a notification signal confirming reception to the first control terminal, and the second control terminal begins operating the unmanned aerial vehicle and takes over remote operation;
The unmanned aerial vehicle has a position information acquisition means for acquiring position information of a predetermined position along a flight path, and a storage means for storing the position information acquired by the position information acquisition means,
The first control terminal and/or the second control terminal has a predetermined position flight means for remotely controlling the unmanned aerial vehicle using a predetermined position according to the position information stored in the storage means of the unmanned aerial vehicle as a flight route,
The unmanned aerial vehicle has a first GPS receiver that receives radio waves from at least four satellites and two second GPS receivers that receive radio waves from one satellite, and the second GPS receivers are each installed at a predetermined position on the unmanned aerial vehicle, and the location information acquisition means first acquires the location information based on the measurement values of the first GPS receiver, then stops using the first GPS receiver, and acquires the subsequent location information based on the measurement values of the two second GPS receivers and the measurement values of a sensor installed on the unmanned aerial vehicle.
前記操縦端末は、少なくとも2つの操縦端末と、を有し、
前記操縦端末は、操縦端末相互間での通知信号を送受信する通知信号送受信手段と、
前記通知信号を受信した際に受信表示を行う受信表示手段と、を有し、
前記制御部は、送信指示に基づき第1の操縦端末の前記通知信号送受信手段から第2の操縦端末へ引き継ぎを通知する通知信号を送信させ、前記第2の操縦端末の前記受信表示手段により受信表示を行い、前記第2の操縦端末の前記通知信号送受信手段から前記第1の操縦端末へ受信確認の通知信号を送信させ、前記第2の操縦端末が前記無人飛行体の操縦を開始して遠隔操縦を引き継ぎ、
前記無人飛行体は、飛行経路の途中である所定位置の位置情報を取得する位置情報取得手段を有し、前記第1の操縦端末及び前記第2の操縦端末は、前記位置情報取得手段により取得された位置情報を記憶する記憶手段を有し、
前記第1の操縦端末及び/又は前記第2の操縦端末は、前記第1の操縦端末又は前記第2の操縦端末の記憶手段に記憶された前記位置情報による所定位置を飛行経路として前記無人飛行体を遠隔操縦する所定位置飛行手段を有し、
前記無人飛行体は、少なくとも4台の人工衛星からの電波を受信する第1GPS受信機と、1台の人工衛星からの電波を受信する第2GPS受信機を2個有し、前記第2GPS受信機は、前記無人飛行体の所定位置にそれぞれ設けられ、前記位置情報取得手段は、最初に前記第1GPS受信機の計測値により前記位置情報を取得し、その後前記第1GPS受信機の使用を停止して、2個の前記第2GPS受信機の計測値及び前記無人飛行体に搭載されるセンサの計測値に基づいてその後の前記位置情報を取得する無人飛行体制御システム。 An unmanned aerial vehicle control system having an unmanned aerial vehicle, a control terminal that remotely controls the unmanned aerial vehicle, and a control unit that controls the unmanned aerial vehicle and the control terminal based on operation instructions,
The control terminal has at least two control terminals,
The control terminal includes a notification signal transmitting/receiving means for transmitting and receiving notification signals between the control terminals;
a reception display means for displaying a reception when the notification signal is received,
the control unit causes the notification signal transmitting/receiving means of the first control terminal to transmit a notification signal notifying the second control terminal of the handover based on the transmission instruction, causes the receiving/displaying means of the second control terminal to display the reception, causes the notification signal transmitting/receiving means of the second control terminal to transmit a notification signal confirming reception to the first control terminal, and the second control terminal begins operating the unmanned aerial vehicle and takes over remote operation;
the unmanned aerial vehicle has a position information acquisition means for acquiring position information of a predetermined position along a flight path, the first control terminal and the second control terminal each have a storage means for storing the position information acquired by the position information acquisition means,
The first control terminal and/or the second control terminal has a predetermined position flight means for remotely controlling the unmanned aerial vehicle using a predetermined position according to the position information stored in the storage means of the first control terminal or the second control terminal as a flight path,
The unmanned aerial vehicle has a first GPS receiver that receives radio waves from at least four satellites and two second GPS receivers that receive radio waves from one satellite, and the second GPS receivers are each installed at a predetermined position on the unmanned aerial vehicle, and the location information acquisition means first acquires the location information based on the measurement values of the first GPS receiver, then stops using the first GPS receiver, and acquires the subsequent location information based on the measurement values of the two second GPS receivers and the measurement values of a sensor installed on the unmanned aerial vehicle.
3. The unmanned aerial vehicle control system according to claim 1 , wherein the unmanned aerial vehicle further comprises a level maintaining means for ensuring that the unmanned aerial vehicle remains level when a load is loaded.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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