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JP7836043B2 - Aircraft control device, aircraft control system, aircraft control method, and aircraft control program - Google Patents
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JP7836043B2 - Aircraft control device, aircraft control system, aircraft control method, and aircraft control program - Google Patents

Aircraft control device, aircraft control system, aircraft control method, and aircraft control program

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JP7836043B2 JP2022103471A JP2022103471A JP7836043B2 JP 7836043 B2 JP7836043 B2 JP 7836043B2 JP 2022103471 A JP2022103471 A JP 2022103471A JP 2022103471 A JP2022103471 A JP 2022103471A JP 7836043 B2 JP7836043 B2 JP 7836043B2
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Description

本発明は、航空機制御装置、航空機制御システム、航空機制御方法、及び航空機制御プログラムに関する。 This invention relates to an aircraft control device, an aircraft control system, an aircraft control method, and an aircraft control program.

地上における環境をモニタリングするために、大気汚染の状況、人流、CO2濃度、温度、湿度等を定期的に観測することが行われている。また、ドローンなどの航空機を所望の観測地点まで飛行させ、各種のデータを収集することにより、人手による労力を軽減している。 To monitor the environment on the ground, air pollution levels, human movement, CO2 concentration, temperature, humidity, etc., are regularly observed. Furthermore, drones and other aircraft are flown to desired observation points to collect various types of data, reducing the amount of manual labor required.

航空機を長時間に亘って自律的に稼働させるためには、航空機に搭載されるバッテリに対して自動で給電する仕組みが必要である。非特許文献1には、航空機を非接触給電する技術が開示されている。 To operate an aircraft autonomously for extended periods, a system is needed to automatically supply power to the aircraft's batteries. Non-patent document 1 discloses a technology for contactless power supply to aircraft.

濱田浩,“ドローン給電のためのWPTシステム”, 電子情報通信学会誌,Vol. 103,No.10,pp.1037-1042,October 2020.Hiroshi Hamada, "WPT System for Drone Power Supply," Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Vol. 103, No. 10, pp. 1037-1042, October 2020.

しかし、非特許文献1には、複数の航空機を効率良く稼働させるための給電スケジュールを設定することについて言及されていない。このため、複数の航空機を効率よく目的地まで飛行させて観測データを取得することができないという問題があった。 However, Non-Patent Document 1 does not mention setting a power supply schedule for efficiently operating multiple aircraft. Therefore, there was a problem in that it was not possible to efficiently fly multiple aircraft to their destinations and acquire observational data.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の航空機を効率よく稼働することが可能な航空機制御装置、航空機制御システム、航空機制御方法、及び航空機制御プログラムを提供することにある。 This invention has been made in view of the above circumstances, and its objective is to provide an aircraft control device, an aircraft control system, an aircraft control method, and an aircraft control program that are capable of efficiently operating multiple aircraft.

本発明の一態様の航空機制御装置は、航空機と通信する通信部と、前記航空機のバッテリに給電する給電装置と、複数の航空機の充電電力、及び消費電力を取得する取得部と、各航空機ごとに、充電電力と消費電力が一致するように、各航空機の給電スケジュールを設定するスケジュール設定部と、を備え、前記通信部は、前記給電スケジュールを前記航空機に送信し、前記給電スケジュールに基づいて前記航空機に給電するように、前記給電装置を制御する給電制御部を備える。 An aircraft control device according to one aspect of the present invention comprises a communication unit for communicating with an aircraft, a power supply device for supplying power to the aircraft's battery, an acquisition unit for acquiring the charging power and power consumption of multiple aircraft, and a schedule setting unit for setting a power supply schedule for each aircraft so that the charging power and power consumption match. The communication unit transmits the power supply schedule to the aircraft and includes a power supply control unit that controls the power supply device to supply power to the aircraft based on the power supply schedule.

本発明の一態様の航空機制御システムは、複数の航空機及び前記航空機を制御する制御装置を含む航空機制御システムであって、前記航空機は、前記制御装置及び他の航空機との間で通信を行う通信機と、航空機を駆動する電力を蓄積するバッテリと、を備え、前記制御装置は、各航空機と通信する通信部と、前記航空機のバッテリに給電する給電装置と、各航空機の充電電力、及び消費電力を取得する取得部と、各航空機ごとに、の充電電力と消費電力が一致するように、各航空機の給電スケジュールを設定するスケジュール設定部と、を備え、前記通信部は、前記給電スケジュールを前記航空機に送信し、前記給電スケジュールに基づいて前記航空機に給電するように、前記給電装置を制御する給電制御部、を備える。 An aircraft control system according to one aspect of the present invention is an aircraft control system including a plurality of aircraft and a control device for controlling the aircraft, wherein each aircraft comprises a communication device for communicating with the control device and other aircraft, and a battery for storing power to drive the aircraft; the control device comprises a communication unit for communicating with each aircraft, a power supply device for supplying power to the batteries of the aircraft, an acquisition unit for acquiring the charging power and power consumption of each aircraft, and a schedule setting unit for setting a power supply schedule for each aircraft so that the charging power and power consumption match; the communication unit comprises a power supply control unit for transmitting the power supply schedule to the aircraft and controlling the power supply device to supply power to the aircraft based on the power supply schedule.

本発明の一態様の航空機制御方法は、航空機との通信により、複数の航空機の充電電力及び消費電力を取得するステップと、各航空機ごとに、前記充電電力と消費電力が一致するように、各航空機の給電スケジュールを設定するステップと、前記給電スケジュールを各航空機に送信するステップと、前記給電スケジュールに基づいて各航空機に給電するように、給電装置を制御するステップと、を備える。 An aircraft control method according to one aspect of the present invention comprises the steps of: acquiring the charging power and power consumption of a plurality of aircraft through communication with the aircraft; setting a power supply schedule for each aircraft so that the charging power and power consumption match; transmitting the power supply schedule to each aircraft; and controlling a power supply device to supply power to each aircraft based on the power supply schedule.

本発明の一態様は、上記航空機制御装置としてコンピュータを機能させるための航空機制御プログラムである。 One aspect of the present invention is an aircraft control program for causing a computer to function as the above-mentioned aircraft control device.

本発明によれば、複数の航空機を高効率で給電することが可能になる。 According to this invention, it becomes possible to supply power to multiple aircraft with high efficiency.

図1は、実施形態に係る航空機制御システムの構成を示すブロック図である。Figure 1 is a block diagram showing the configuration of an aircraft control system according to an embodiment. 図2は、航空機の構成を示すブロック図である。Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an aircraft. 図3は、制御装置(航空機制御装置)の構成を示すブロック図である。Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the control device (aircraft control device). 図4は、スケジュール設定部にて設定された各航空機の給電スケジューを示す説明図である。Figure 4 is an explanatory diagram showing the power supply schedule for each aircraft set in the schedule setting unit. 図5は、航空機の飛行速度に対する消費電力の変化を示すグラフである。Figure 5 is a graph showing the change in power consumption as an aircraft's flight speed increases. 図6Aは、充電電力Pp、及び消費電力PfとNHとの関係を示すグラフである。Figure 6A is a graph showing the relationship between charging power Pp, power consumption Pf, and NH. 図6Bは、消費電力PfとNHの微分値との関係を示すグラフである。Figure 6B is a graph showing the relationship between power consumption Pf and the derivative of NH. 図6Cは、充電電力PpとNHの微分値との関係を示すグラフである。Figure 6C is a graph showing the relationship between the charging power Pp and the derivative of NH. 図7は、第1実施形態に係る航空機制御システムの処理手順を示すフローチャートである。Figure 7 is a flowchart showing the processing procedure of the aircraft control system according to the first embodiment. 図8は、航空機が給電ポートから離陸してから帰還するまでの様子を示す説明図である。Figure 8 is an explanatory diagram showing the process of an aircraft from takeoff from the power supply port to its return. 図9は、航空機1-1から送信された送信データを、航空機1-2にて中継して制御装置に送信する例を示す説明図である。Figure 9 is an explanatory diagram illustrating an example in which transmission data sent from aircraft 1-1 is relayed by aircraft 1-2 and then transmitted to the control device. 図10は、給電スケジュールの変更を示す説明図である。Figure 10 is an explanatory diagram showing the change in the power supply schedule. 図11Aは、特徴を利用して信号列を分類する例を示す説明図である。Figure 11A is an explanatory diagram illustrating an example of classifying signal sequences using their characteristics. 図11Bは、伝送データを簡素化して送信する例を示す説明図である。Figure 11B is an explanatory diagram showing an example of simplifying and transmitting transmission data. 図12は、本実施形態のハードウェア構成を示すブロック図である。Figure 12 is a block diagram showing the hardware configuration of this embodiment.

[第1実施形態の説明]
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態に航空機制御システム100の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る航空機制御システム100は、複数の航空機1-1、1-2、・・、1-Xと、各航空機を制御する制御装置2(航空機制御装置)と、プラットホーム3を備えている。「X」は航空機1の台数を示す。
[Description of the first embodiment]
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Figure 1 is a block diagram showing the configuration of an aircraft control system 100 in the first embodiment. The aircraft control system 100 according to this embodiment includes a plurality of aircraft 1-1, 1-2, ..., 1-X, a control device 2 (aircraft control device) for controlling each aircraft, and a platform 3. "X" indicates the number of aircraft 1.

なお、以下では、複数の航空機1-1、1-2、・・、1-Xを特定して示す場合には、「航空機1-1」のようにサフィックスを付して記載し、特定しない場合及び総称して示す場合には、サフィックスを省略して「航空機1」と記載することにする。また、本実施形態では、航空機の一例としてドローンなどの無人で飛行する航空機を例に挙げて説明する。なお、本発明は、無人の航空機に限定されるものではなく、操作者が搭乗して飛行する有人の航空機についても採用することができる。 In the following, when specifying multiple aircraft 1-1, 1-2, ..., 1-X, a suffix will be added, such as "Aircraft 1-1." When not specifying an aircraft or when referring to them collectively, the suffix will be omitted, and they will be simply referred to as "Aircraft 1." Furthermore, in this embodiment, an unmanned aircraft such as a drone will be used as an example of an aircraft. However, this invention is not limited to unmanned aircraft; it can also be applied to manned aircraft with an operator on board.

プラットホーム3は、例えば海洋に浮かべられており、各航空機1が待機するスペースを有する。プラットホーム3は、航空機1に対して非接触で電力を給電する給電ポート4を備えている。給電ポート4は、例えば太陽光発電により発電した電力を一旦蓄積し、各航空機1のバッテリ14に給電する。また、太陽光発電は各バッテリ14が消費する電力よりも十分大きな電力を発電できることを前提としている。 Platform 3 is, for example, floating on the ocean and has space for each aircraft 1 to wait. Platform 3 is equipped with a power supply port 4 that supplies power to the aircraft 1 contactlessly. The power supply port 4 temporarily stores power generated, for example, by solar power generation, and then supplies power to the batteries 14 of each aircraft 1. Furthermore, it is assumed that the solar power generation can generate significantly more power than the power consumed by each battery 14.

航空機1は、プラットホーム3を拠点として待機し、制御装置2の制御下で、プラットホーム3から離陸して目的地まで飛行する。目的地は、例えば気象情報の観測地点である。航空機1は、目的地において所望する観測データを取得し、その後プラットホーム3に帰還する。 Aircraft 1 waits at platform 3, and under the control of control device 2, takes off from platform 3 and flies to its destination. The destination is, for example, a weather observation point. Aircraft 1 acquires the desired observation data at the destination and then returns to platform 3.

図2は、航空機1の構成を示すブロック図である。図2に示すように航空機1は、航空機制御部11と、GPS受信機12と、センサ13と、バッテリ14と、通信機15を備えている。 Figure 2 is a block diagram showing the configuration of aircraft 1. As shown in Figure 2, aircraft 1 is equipped with an aircraft control unit 11, a GPS receiver 12, a sensor 13, a battery 14, and a communication device 15.

GPS受信機12は、GPS衛星から送信される位置情報を受信する。 The GPS receiver 12 receives location information transmitted from GPS satellites.

センサ13は、IoTセンサを含む。IoTセンサは、温度センサ、湿度センサ、風速センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、光センサ、画像センサ、圧力センサのうちの少なくとも一つを含んでもよい。センサ13は、目的地における環境温度、湿度、風速などを測定する。 Sensor 13 includes an IoT sensor. The IoT sensor may include at least one of the following: a temperature sensor, humidity sensor, wind speed sensor, acceleration sensor, gyroscope sensor, light sensor, image sensor, and pressure sensor. Sensor 13 measures ambient temperature, humidity, wind speed, etc., at the destination.

バッテリ14は、航空機1を駆動する電力を蓄積し、航空機1に搭載される各機器に電力を供給する。バッテリ14は、プラットホーム3に設置された給電ポート4において、非接触による電力の充電が可能とされている。 Battery 14 stores the power to drive the aircraft 1 and supplies power to the various devices mounted on the aircraft 1. Battery 14 is designed to be rechargeable wirelessly at the power supply port 4 installed on the platform 3.

航空機制御部11は、飛行制御部111と、通信制御部112と、電力測定部113を備えている。 The aircraft control unit 11 comprises a flight control unit 111, a communication control unit 112, and a power measurement unit 113.

飛行制御部111は、制御装置2により設定された目的地の位置情報(例えば、三次元位置情報)、GPS受信機12で受信される位置情報、高度測定器(図示省略)で測定される飛行高度の情報に基づいて、航空機1が目的地に到達するように航空機1の飛行を制御する。詳細な制御方法は、周知の技術であるため説明を省略する。 The flight control unit 111 controls the flight of the aircraft 1 to reach its destination based on the destination location information (e.g., three-dimensional location information) set by the control device 2, the location information received by the GPS receiver 12, and the flight altitude information measured by the altitude measuring instrument (not shown). Detailed control methods are well-known and therefore will not be explained.

通信制御部112は、通信機15による通信を制御する。 The communication control unit 112 controls communication by the communication device 15.

電力測定部113は、バッテリ14の残量を測定する。電力測定部113は、バッテリ14の残量に基づいて航空機1の航続距離を算出してもよい。 The power measurement unit 113 measures the remaining charge of the battery 14. The power measurement unit 113 may also calculate the flight range of the aircraft 1 based on the remaining charge of the battery 14.

通信機15は、制御装置2との間で無線通信を行う。通信機15は、他の航空機に搭載される通信機との間での無線通信を行う。例えば、航空機1-1は、他の航空機1-2~1-Xのうちの少なくとも一つとの間で無線通信を行う。 The communication device 15 performs wireless communication with the control device 2. The communication device 15 also performs wireless communication with communication devices mounted on other aircraft. For example, aircraft 1-1 performs wireless communication with at least one of the other aircraft 1-2 to 1-X.

通信機15は、センサ13で測定された各種の情報、GPS受信機12で受信された航空機1の位置情報、及び電力測定部113で測定されたバッテリ14の残量の情報を、制御装置2に送信する。 The communication device 15 transmits various information measured by the sensor 13, the aircraft 1's position information received by the GPS receiver 12, and the remaining battery charge information measured by the power measurement unit 113 to the control device 2.

通信機15は、制御装置2から送信される目的地の情報を受信し、飛行制御部111に出力する。通信機15は、他の航空機の通信機15から送信された情報を受信して、制御装置2に送信する中継器としての機能を有する。通信機15により送信される情報には、航空機1の航続距離に関する情報が含まれていてもよい。 The communication device 15 receives destination information transmitted from the control device 2 and outputs it to the flight control unit 111. The communication device 15 also functions as a relay, receiving information transmitted from other aircraft's communication devices 15 and transmitting it to the control device 2. The information transmitted by the communication device 15 may include information regarding the aircraft 1's flight range.

図3は、制御装置2(航空機制御装置)の構成を示すブロック図である。図3に示すように制御装置2は、主制御部21と、入力部22と、通信部23と、給電装置24と、記憶部25と、提示部26を備えている。 Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the control device 2 (aircraft control device). As shown in Figure 3, the control device 2 comprises a main control unit 21, an input unit 22, a communication unit 23, a power supply device 24, a storage unit 25, and a display unit 26.

入力部22は、飛行可能な航空機1の台数、各航空機1の消費電力、飛行速度などの、個別情報の入力を受け付ける。即ち、操作者は入力部22を操作することにより、上記した各種の情報を入力することができる。 The input unit 22 accepts individual information such as the number of flyable aircraft 1, the power consumption of each aircraft 1, and the flight speed. In other words, the operator can input the various types of information described above by operating the input unit 22.

通信部23は、各航空機1との間で伝送データの通信を行う。具体的に通信部23は、各航空機1から送信された観測データ、位置データ、バッテリ14の残量データを受信する。通信部23は、後述するスケジュール設定部213で設定された給電スケジュールに基づき、各航空機1に対して給電スケジュールを送信する。 The communication unit 23 communicates transmission data with each aircraft 1. Specifically, the communication unit 23 receives observation data, position data, and battery level data of the 14 transmitted from each aircraft 1. Based on the power supply schedule set by the schedule setting unit 213 (described later), the communication unit 23 transmits the power supply schedule to each aircraft 1.

給電装置24は、給電ポート4(図1参照)に着陸した航空機1のバッテリ14に対して非接触で電力を給電する。具体的には、給電ポート4の床面に送電コイルが設置または埋設されており、航空機1が給電ポート4に着陸したときに、該航空機1の底面に搭載された受電コイルと対向する。この状態で送電コイルに電力を供給することにより、非接触で受電コイルに電力が伝達され、バッテリ14を充電することができる。 The power supply device 24 supplies power to the battery 14 of the aircraft 1 when it lands at the power supply port 4 (see Figure 1) in a non-contact manner. Specifically, a power transmission coil is installed or embedded in the floor of the power supply port 4, and when the aircraft 1 lands at the power supply port 4, it faces a power receiving coil mounted on the bottom of the aircraft 1. By supplying power to the power transmission coil in this state, power is transmitted to the power receiving coil non-contact, allowing the battery 14 to be charged.

主制御部21は、取得部210と、データ収集部211と、状態管理部212と、スケジュール設定部213と、給電制御部214を備えている。 The main control unit 21 comprises an acquisition unit 210, a data collection unit 211, a state management unit 212, a schedule setting unit 213, and a power supply control unit 214.

取得部210は、各航空機1の飛行に関する情報を取得する。具体的に取得部210は、各航空機1との通信により、飛行時間Tf、消費電力Pf、飛行距離H、飛行速度vを含む各種のデータを取得する。 The acquisition unit 210 acquires information regarding the flight of each aircraft 1. Specifically, the acquisition unit 210 acquires various data, including flight time Tf, power consumption Pf, flight distance H, and flight speed v, through communication with each aircraft 1.

データ収集部211は、各航空機1より送信される気温、湿度、風速などの観測データを取得する。データ収集部211は、取得した観測データを記憶部25に記憶する。 The data acquisition unit 211 acquires observational data such as temperature, humidity, and wind speed transmitted from each aircraft 1. The data acquisition unit 211 stores the acquired observational data in the storage unit 25.

状態管理部212は、入力部22にて入力される各種のデータを管理する。入力部22にて入力されるデータは、各航空機1の測定頻度N、航空機1の台数X、各航空機1に搭載されるバッテリ14の電池容量W、充電電力Pp、各航空機1のバッテリ14を充電する際の充電時間Tp、2台の航空機1が飛行する際の重複時間TOLを含む。 The status management unit 212 manages various data entered in the input unit 22. The data entered in the input unit 22 includes the measurement frequency N for each aircraft 1, the number of aircraft 1 X, the battery capacity W of the battery 14 installed in each aircraft 1, the charging power Pp, the charging time Tp when charging the battery 14 of each aircraft 1, and the overlap time TOL when two aircraft 1 are flying.

状態管理部212は、各航空機1の識別ID、位置情報、充電電力Pp、通信に用いる周波数、物理的な状態を管理する。物理的な状態とは、破損、塩害、摩擦、劣化などの質に関する状態を指す。状態管理部212は、各航空機1の充電電力Ppに基づき、各航空機1の航続距離を管理する。状態管理部212は、各航空機1に搭載されるバッテリ14の電池容量Wを取得し、各航空機1のバッテリ14が満充電であるときの航続距離(最大の航続距離)を算出する。 The status management unit 212 manages the identification ID, location information, charging power Pp, communication frequency, and physical condition of each aircraft 1. Physical condition refers to qualitative conditions such as damage, salt damage, friction, and deterioration. Based on the charging power Pp of each aircraft 1, the status management unit 212 manages the flight range of each aircraft 1. The status management unit 212 acquires the battery capacity W of the battery 14 installed in each aircraft 1 and calculates the flight range (maximum flight range) when the battery 14 of each aircraft 1 is fully charged.

スケジュール設定部213は、複数の航空機1の給電スケジュールを設定する。例えば、観測対象となる目的地までの距離、目的地の高度、飛行する空路の風向、風速、測定対象などの情報に基づいて、各航空機1に搭載されたバッテリ14への給電が効率良く行われるように給電スケジュールを設定する。 The schedule setting unit 213 sets the power supply schedule for multiple aircraft 1. For example, based on information such as the distance to the observation destination, the altitude of the destination, the wind direction and speed of the flight path, and the object to be measured, the power supply schedule is set to ensure efficient power supply to the batteries 14 installed on each aircraft 1.

スケジュール設定部213は、各航空機1ごとに、充電電力Ppと消費電力Pfが一致するように、各航空機1の給電スケジュールを設定する。また、スケジュール設定部213は、各航空機1の飛行時間Tfと充電時間Tpが一致するように、給電スケジュールを設定する。給電スケジュールの設定方法については後述する。 The schedule setting unit 213 sets the power supply schedule for each aircraft 1 so that the charging power Pp and power consumption Pf match. The schedule setting unit 213 also sets the power supply schedule so that the flight time Tf and charging time Tp for each aircraft 1 match. The method for setting the power supply schedule will be described later.

給電制御部214は、スケジュール設定部213で設定された給電スケジュールに基づいて、各航空機1のバッテリ14への給電を制御する。即ち、給電制御部214は、給電スケジュールに基づいて航空機1に給電するように、給電装置24を制御する。 The power supply control unit 214 controls the power supply to the batteries 14 of each aircraft 1 based on the power supply schedule set by the schedule setting unit 213. That is, the power supply control unit 214 controls the power supply device 24 to supply power to the aircraft 1 based on the power supply schedule.

記憶部25は、データ収集部211で取得された気温、湿度、風速など各種の観測データを記憶する。記憶部25は、状態管理部212で取得された各航空機1の電池容量W、充電電力Pp、航続距離のデータを記憶する。記憶部25は、スケジュール設定部213で設定された各航空機1の給電スケジュールを記憶する。 The memory unit 25 stores various observational data such as temperature, humidity, and wind speed acquired by the data acquisition unit 211. The memory unit 25 also stores data on the battery capacity W, charging power Pp, and flight range of each aircraft 1 acquired by the status management unit 212. Finally, the memory unit 25 stores the power supply schedule for each aircraft 1 set by the schedule setting unit 213.

提示部26は、例えばディスプレイであり、データ収集部211で取得された各種の観測データ、各航空機1の電池容量W、電力の残量充電電力Pp、航続距離、給電スケジュールなどを画面表示する。なお、提示部26は、ディスプレイなどの表示機器に限定されるものではなく、音声により操作者或いはその他のユーザに提示してもよい。 The display unit 26 is, for example, a display, and displays various observation data acquired by the data acquisition unit 211, the battery capacity W of each aircraft 1, the remaining power charge Pp, flight range, power supply schedule, etc. Note that the display unit 26 is not limited to a display device such as a screen; it may also be presented to the operator or other users via voice.

本実施形態に係る制御装置2は、航空機1の台数X、測定頻度N、各航空機1の電池容量W、飛行距離H、飛行速度v、消費電力Pf、充電電力Pp、飛行時間Tf、充電時間Tpの、各パラメータに基づいて、各航空機1が効率良く目的地まで飛行して所望の観測データを収集できる給電スケジュールを設定する。 The control device 2 according to this embodiment sets a power supply schedule that allows each aircraft 1 to efficiently fly to its destination and collect the desired observation data, based on the following parameters: X number of aircraft 1, N measurement frequency, W battery capacity of each aircraft 1, H flight distance, v flight speed, Pf power consumption, Pp charging power, Tf flight time, and Tp charging time.

なお、上述した測定頻度Nは、航空機1が一定期間内に観測を行う回数を示す。電池容量Wは、バッテリ14が満充電時の電力量である。消費電力Pfは、航空機1が飛行することにより消費する電力を示し、充電電力Ppは、バッテリ14を充電するときの電力を示す。 The measurement frequency N mentioned above indicates the number of times aircraft 1 performs observations within a certain period. Battery capacity W is the amount of energy when battery 14 is fully charged. Power consumption Pf indicates the power consumed by aircraft 1 during flight, and charging power Pp indicates the power used to charge battery 14.

<給電スケジュールの設定方法>
スケジュール設定部213において実施される給電スケジュールの設定方法について説明する。電池容量W、飛行速度v、消費電力PfのX台の航空機1が順番に充電電力Pp、充電時間Tpで充電された後に、プラットホーム3から離陸する。各航空機1は、飛行距離H、飛行時間Tfで飛行して目的地において観測を行い、プラットホーム3に帰還する。このように、各航空機1は、プラットホーム3から離陸→観測→帰還を繰り返す動作を行う。
<How to set the power supply schedule>
The method for setting the power supply schedule, which is performed in the schedule setting unit 213, will now be explained. X aircraft 1, each with a battery capacity W, flight speed v, and power consumption Pf, are charged sequentially with charging power Pp and charging time Tp, and then take off from platform 3. Each aircraft 1 flies for a flight distance H and flight time Tf, conducts observations at its destination, and returns to platform 3. In this way, each aircraft 1 repeats the operation of taking off from platform 3, conducting observations, and returning.

この動作で行われる単位時間当たりの測定回数は、測定頻度Nである。航空機1が順番に飛行する際に、隣り合う順番の航空機1どうしの飛行時間の一部は重複している。その重複時間をTOL(図4参照)とする。各航空機1が一定の順序で飛行する場合を例に挙げて説明する。「一定の順序」とは、例えば航空機1-1が飛行して帰還し、その後航空機1-2が飛行して帰還し、更に航空機1-3、1-4の順に飛行することを意味する。 The number of measurements taken per unit time in this operation is the measurement frequency N. When aircraft 1 fly in sequence, a portion of the flight time of adjacent aircraft 1 overlaps. This overlapping time is denoted as TOL (see Figure 4). We will explain using the example of when each aircraft 1 flies in a fixed order. A "fixed order" means, for example, that aircraft 1-1 flies and returns, then aircraft 1-2 flies and returns, and then aircraft 1-3, 1-4, and so on.

従って、各航空機1の給電スケジュールは、図4に示すように設定することができる。図4において、斜線で示す時間帯が飛行時間を示し、空白で示す時間帯が充電時間を示している。このような条件下において、前述のように定義したパラメータを用いて、各航空機1と給電ポート4が満たすべき条件は、以下のように整理することができる。 Therefore, the power supply schedule for each aircraft 1 can be set as shown in Figure 4. In Figure 4, the time periods indicated by shaded areas represent flight time, and the time periods indicated by blank spaces represent charging time. Under these conditions, using the parameters defined above, the conditions that each aircraft 1 and power supply port 4 must satisfy can be summarized as follows.

航空機1が継続して飛行する場合には、充電電力量Tp・Ppが消費電力量Tf・Pfを上回ることから、下記(1)式が得られる。 When aircraft 1 continues to fly, the amount of charged energy Tp・Pp exceeds the amount of consumed energy Tf・Pf, thus obtaining the following equation (1).

Tf・Pf≦Tp・Pp …(1)
各航空機1が一定の順序で飛行することから、測定頻度Nは下記(2)式で求められる。
Tf・Pf≦Tp・Pp…(1)
Since each aircraft 1 flies in a fixed order, the measurement frequency N can be calculated using the following equation (2).

N=X/(Tf+Tp) …(2)
電池容量Wは、消費電力量Pf・Tfを上回ることから、下記(3)式が得られる。
N=X/(Tf+Tp)...(2)
Since the battery capacity W exceeds the power consumption Pf・Tf, the following equation (3) is obtained.

W≧Pf・Tf …(3)
飛行距離Hは、下記(4)式で得られる。
W≧Pf・Tf…(3)
The flight distance H is obtained by the following equation (4).

H=v・Tf …(4)
上述した(1)~(4)式を集約すると、下記(5)、(6)式が得られる。
H = v・Tf …(4)
Combining equations (1) to (4) above, we obtain equations (5) and (6) below.

例えば、上記(5)、(6)式を用いて、予め設定されている条件を入力すると、求めたいパラメータの解の存在範囲を可視化することができる。従って、実際の状況に即してある条件を入力したときに出力される解の存在範囲の中で、目的に対する最適な条件を抽出することで最適な給電スケジュールを決定することができる。具体的に、各航空機1の状況に応じて目的関数は任意のものを設定することができ、その目的関数が最大、或いは最小となるようなパラメータの条件を探索していくことで、各航空機1の給電スケジュールが最適となる条件を抽出する。 For example, by using equations (5) and (6) above and inputting pre-set conditions, the range of possible solutions for the desired parameters can be visualized. Therefore, by extracting the optimal conditions for the objective from the range of solutions output when certain conditions are input that reflect the actual situation, the optimal power supply schedule can be determined. Specifically, the objective function can be set arbitrarily according to the situation of each aircraft 1, and by searching for parameter conditions that maximize or minimize that objective function, the conditions that result in the optimal power supply schedule for each aircraft 1 can be extracted.

探索方法は、例えば局所探索法、ラグランジェ緩和法・双対問題、分枝限定法、焼きなまし法、遺伝アルゴリズムなどを採用することができる。以下では理論的に導出可能なケースを用いて最適な条件を抽出する。目的関数f=NHとすると、前述した(5)式から、下記(7)式が得られる。 Search methods can include, for example, local search, Lagrangian relaxation and dual problem, branch and bound method, simulated annealing, and genetic algorithms. Below, we will extract the optimal conditions using theoretically derivable cases. Assuming the objective function f = NH, equation (7) below can be obtained from equation (5) mentioned above.

上記(7)式が成立するとき、即ち「Tf・Pf=Tp・Pp」のときにNHは最大となる。 When equation (7) above holds true, that is, when "Tf・Pf = Tp・Pp", NH is at its maximum.

また、上記(7)式は、充電電力量「Tp・Pp」と消費電力量「Tf・Pf」が等しいことを示している。一方で上記(6)式は、電池容量Wが消費電力量に対して十分大きくなるように設定することに留意することで満たされると考えることができる。即ち、(6)式に示す条件に気を付けた上で、消費電力量と充電電力量に着目し、上記(7)式に示すNHが最大となるときの条件について考える。 Furthermore, equation (7) above shows that the charging energy "Tp・Pp" and the power consumption "Tf・Pf" are equal. On the other hand, equation (6) above can be considered satisfied by ensuring that the battery capacity W is set to be sufficiently large relative to the power consumption. That is, keeping in mind the conditions shown in equation (6), we consider the conditions under which NH shown in equation (7) is maximized, focusing on the power consumption and charging energy.

ここで(7)式を、消費電力Pf、充電電力Ppがそれぞれ単独の変数となる関数を考える。また、航空機1の飛行速度vは、消費電力Pfとの間で、図5のグラフに示す関係があることが知られている。図5は、飛行速度と消費電力との関係を示すグラフであり、曲線q1~q6は、それぞれ異なる航空機1を用いたときのデータを示している。図5のグラフから理解されるように、飛行速度ゼロ(例えば、ホバーリングの状態)から徐々に飛行速度を上昇させると、消費電力は一旦減少し、その後領域Q1において矢印Y1に示すように増加に転じる。この関係を二次関数として近似した場合、以下のように表すことができる。 Here, we consider equation (7) as a function where power consumption Pf and charging power Pp are separate variables. It is also known that the flight speed v of aircraft 1 has the relationship with power consumption Pf shown in the graph in Figure 5. Figure 5 is a graph showing the relationship between flight speed and power consumption, and curves q1 to q6 show data for different aircraft 1. As can be seen from the graph in Figure 5, when the flight speed is gradually increased from zero (e.g., hovering), the power consumption initially decreases, and then in region Q1, it begins to increase as shown by arrow Y1. When this relationship is approximated as a quadratic function, it can be expressed as follows.

(8)式において、α’、β、γは係数である。(8)式を、曲線の片側のみを考えても一般性を失わないことに留意して、飛行速度vについて整理すると、下記(9)式が得られる。 In equation (8), α', β, and γ are coefficients. Keeping in mind that equation (8) retains generality even when considering only one side of the curve, rearranging it for the flight speed v yields equation (9) below.

(9)式において、「α’=1/α」としている。また、上記の理由を考慮してβ=0としている。更に、(9)式において関数の挙動に関する本質のみに着目し議論するためγを省略すると、(7)式は、下記(10)式に書き換えられる。 In equation (9), we set "α' = 1/α". Furthermore, considering the reasons mentioned above, we set β = 0. Additionally, if we omit γ in equation (9) to focus only on the essential aspects of the function's behavior, equation (7) can be rewritten as equation (10) below.

(10)式に示すPf、Ppの導関数は、それぞれ(11)、(12)式で示すことができる。 The derivatives of Pf and Pp shown in equation (10) can be expressed by equations (11) and (12), respectively.

(10)~(12)式をグラフ化したものを図6A、図6B、図6Cに示す。図6Aは(10)式を示すグラフ、図6Bは(11)式を示すグラフ、図6Cは(12)式を示すグラフである。 Figures 6A, 6B, and 6C show graphs of equations (10) to (12). Figure 6A is the graph for equation (10), Figure 6B is the graph for equation (11), and Figure 6C is the graph for equation (12).

図6Aに示すグラフから、NHは、充電電力Ppの変化に対して単調増加する傾向を示している。また、消費電力Pfの変化に対して、最大値を取ることが理解される。この関数の場合は、Pf=Ppである。即ち、最適な消費電力が存在することになる。なお、実際の運用ではβとγの影響を受けた形の関数から導出した最適値となるため、上記の値とは若干異なっていることに留意する必要がある。 From the graph shown in Figure 6A, NH tends to increase monotonically with respect to changes in charging power Pp. It is also understood that it takes its maximum value with respect to changes in power consumption Pf. In this function, Pf = Pp. That is, an optimal power consumption exists. It should be noted that in actual operation, the optimal value will be derived from a function influenced by β and γ, and therefore will differ slightly from the value shown above.

従って、できるだけ大きな充電電力とした上で、消費電力が充電電力に依存する一定値に近づくように運用することでNHが最大になることが理解される。上記により求められた消費電力と充電電力の関係式(例:Pf=Pp)とNH=(NH)maxとなる条件(Tf・Pf=Tp・Pp)より、充電時間Tpと飛行時間Tfに関する条件も同時に求まる。即ち、この問題を解くことで航空機1を効率よく稼働させるための充電電力Pp、及び充電時間Tpを求めることができる。 Therefore, it is understood that NH (Heat Maximum) is maximized by using the largest possible charging power and operating the aircraft so that power consumption approaches a constant value dependent on the charging power. From the relationship between power consumption and charging power (e.g., Pf = Pp) and the condition for NH = (NH)max (Tf・Pf = Tp・Pp), the conditions for charging time Tp and flight time Tf can also be determined simultaneously. In other words, by solving this problem, the charging power Pp and charging time Tp required to efficiently operate aircraft 1 can be determined.

次に、第1実施形態に係る航空機制御システム100の処理手順を、図7に示すフローチャートを参照して説明する。図7に示す処理は、図3に示した主制御部21により実行される。 Next, the processing procedure of the aircraft control system 100 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in Figure 7. The processing shown in Figure 7 is executed by the main control unit 21 shown in Figure 3.

初めにステップS11において、主制御部21は、各航空機1に搭載された通信機15と制御装置2に搭載された通信部23との間で通信を行う。取得部210は、通信により各航空機1の飛行時間Tf、消費電力Pf、飛行距離H、飛行速度v、を取得する。取得部210は、取得した各データを記憶部25に記憶する。 First, in step S11, the main control unit 21 communicates with the communication device 15 mounted on each aircraft 1 and the communication unit 23 mounted on the control device 2. The acquisition unit 210 acquires the flight time Tf, power consumption Pf, flight distance H, and flight speed v of each aircraft 1 through communication. The acquisition unit 210 stores each acquired data in the storage unit 25.

ステップS12において、主制御部21は、操作者による入力部22からの操作入力を受け付ける。取得部210は、操作者により入力される航空機1の台数X、各航空機1による測定頻度N、充電電力Pp及び重複時間TOLを取得する。重複時間TOLは任意の時間を設定することができる。取得部210は、取得した各データを記憶部25に記憶する。 In step S12, the main control unit 21 receives operation input from the operator via the input unit 22. The acquisition unit 210 acquires the number of aircraft 1 (X), the measurement frequency N for each aircraft 1, the charging power Pp, and the overlap time TOL, all input by the operator. The overlap time TOL can be set to any desired time. The acquisition unit 210 stores each acquired data in the storage unit 25.

ステップS13において、状態管理部212は、各航空機1に搭載されているバッテリ14の残量に基づき、各航空機1の航続距離を算出する。 In step S13, the status management unit 212 calculates the flight range of each aircraft 1 based on the remaining charge of the battery 14 installed in each aircraft 1.

ステップS14において、スケジュール設定部213は、各航空機1の飛行情報に基づいて、各航空機1の給電スケジュールを設定する。上述したように、NH(測定頻度Nと飛行距離との積)が最大となるように、各航空機1の充電時間Tp、充電開始時刻、飛行時間Tfを設定する。その結果、例えば図4に示したように、X台の各航空機1-1~1-Xに対して、所定の重複時間TOLを有する給電スケジュールが設定される。 In step S14, the schedule setting unit 213 sets the power supply schedule for each aircraft 1 based on the flight information of each aircraft 1. As described above, the charging time Tp, charging start time, and flight time Tf for each aircraft 1 are set so that NH (the product of measurement frequency N and flight distance) is maximized. As a result, for example, as shown in Figure 4, a power supply schedule with a predetermined overlap time TOL is set for each of the X aircraft 1-1 to 1-X.

例えば、スケジュール設定部213は、観測要件が時間経過に伴って動的に変化するような状況下において、各航空機1の消費電力を予測する。スケジュール設定部213は、各航空機1が電力不足にならないように、各航空機1の給電スケジュールを設定する。 For example, the scheduling unit 213 predicts the power consumption of each aircraft 1 in situations where observation requirements change dynamically over time. The scheduling unit 213 sets the power supply schedule for each aircraft 1 to prevent power shortages.

具体的に、ある目的地において平常時には60分間隔で気温、風速などを観測しており、その後(例えば、1時間後)に10分間隔で観測する必要が発生した場合には、この目的地に複数の航空機1を連続して向かわせる必要が生じる。これに対応するため、スケジュール設定部213は、全ての航空機1を満充電とて10分間隔での観測が可能となるように給電スケジュールを設定する。 Specifically, if, under normal circumstances, temperature, wind speed, etc., are observed at a certain destination at 60-minute intervals, and it becomes necessary to observe these parameters at 10-minute intervals afterward (for example, one hour later), then it becomes necessary to send multiple aircraft 1 to this destination in succession. To address this, the schedule setting unit 213 sets the power supply schedule so that all aircraft 1 are fully charged and observations can be made at 10-minute intervals.

ステップS15において、スケジュール設定部213は、各航空機1の給電スケジュールを記憶部25に記憶する。 In step S15, the schedule setting unit 213 stores the power supply schedule for each aircraft 1 in the storage unit 25.

ステップS16において、スケジュール設定部213は、給電スケジュールを提示部26に提示する。例えば、提示部26がディスプレイを備えている場合には、図4に示した給電スケジュールをディスプレイに表示する。 In step S16, the schedule setting unit 213 presents the power supply schedule to the display unit 26. For example, if the display unit 26 is equipped with a display, the power supply schedule shown in Figure 4 is displayed on the display.

ステップS17において、データ収集部211は、各航空機1で観測された観測データ、即ち、温度、湿度、風速などのデータを各航空機1との間の通信により取得する。取得するデータには、各航空機1の識別ID、位置情報、充電電力、物理的な状態(破損、塩害、摩耗、劣化などの質に関するステータス)などが含まれもよい。 In step S17, the data acquisition unit 211 acquires observation data observed by each aircraft 1, i.e., data such as temperature, humidity, and wind speed, through communication with each aircraft 1. The acquired data may also include the identification ID of each aircraft 1, location information, charging power, and physical condition (quality-related status such as damage, salt damage, wear, and deterioration).

ステップS18において、データ収集部211は、観測データを記憶する。 In step S18, the data acquisition unit 211 stores the observation data.

図8は、航空機1による自律的な動作の流れを模式的に示す説明図である。本実施形態に係る航空機制御システム100の各航空機1は、スケジュール設定部213にて設定された給電スケジュールに基づいて充電、離陸、観測、帰還を繰り返す。 Figure 8 is a schematic diagram illustrating the flow of autonomous operation by aircraft 1. In this embodiment, each aircraft 1 of the aircraft control system 100 repeatedly performs charging, takeoff, observation, and return based on the power supply schedule set in the schedule setting unit 213.

具体的には図8に示すように、航空機1は給電ポート4に着陸してバッテリ14に充電する。バッテリ14の充電に要する電力は、例えば太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーによる発電機5から供給される。バッテリ14の充電が終了すると、航空機1は給電ポート4から離陸する。或いは、スケジュールの都合により待機する必要がある場合には、駐機場(図示省略)に一旦移動して所定の離陸時刻まで待機する。 Specifically, as shown in Figure 8, aircraft 1 lands at power supply port 4 to charge battery 14. The power required to charge battery 14 is supplied by a generator 5 using renewable energy sources such as solar or wind power. Once battery 14 is fully charged, aircraft 1 takes off from power supply port 4. Alternatively, if it is necessary to wait due to scheduling constraints, it moves to a parking area (not shown) and waits until the scheduled takeoff time.

離陸した航空機1は目的地まで飛行する。航空機1は目的地に到達した後、気温、湿度、風速などの各種の観測データを取得する。航空機1は、観測データを取得した後、プラットホーム3(図1参照)に帰還し、給電ポート4に着陸してバッテリ14に充電する。複数の航空機1に対して、スケジュール設定部213にて設定された給電スケジュールに基づいて上記の動作を繰り返すことにより、操作者が介在することなく複数の航空機1を自律的に稼働させて、複数の目的地での観測データなどの有益な情報を収集することができる。 The aircraft 1 takes off and flies to its destination. After reaching its destination, the aircraft 1 acquires various observational data such as temperature, humidity, and wind speed. After acquiring the observational data, the aircraft 1 returns to platform 3 (see Figure 1), lands at power supply port 4, and charges its battery 14. By repeating the above operation for multiple aircraft 1 based on the power supply schedule set in the schedule setting unit 213, multiple aircraft 1 can be operated autonomously without human intervention, allowing for the collection of useful information such as observational data from multiple destinations.

このように、本実施形態に係るシステムは、航空機1と通信する通信部23と、航空機1のバッテリ14に給電する給電装置24と、複数の航空機1の充電電力Pp、及び消費電力Pfを取得する取得部210と、各航空機1ごとに、充電電力Ppと消費電力Pfが一致するように、各航空機1の給電スケジュールを設定するスケジュール設定部213と、を備え、通信部23は、給電スケジュールを航空機1に送信し、給電スケジュールに基づいて航空機1に給電するように、給電装置24を制御する給電制御部214を備える。 As described above, the system according to this embodiment comprises a communication unit 23 that communicates with the aircraft 1, a power supply device 24 that supplies power to the aircraft 1's battery 14, an acquisition unit 210 that acquires the charging power Pp and power consumption Pf of multiple aircraft 1, and a schedule setting unit 213 that sets a power supply schedule for each aircraft 1 so that the charging power Pp and power consumption Pf match. The communication unit 23 transmits the power supply schedule to the aircraft 1 and includes a power supply control unit 214 that controls the power supply device 24 to supply power to the aircraft 1 based on the power supply schedule.

本実施形態では、上述したNH(測定頻度Nと飛行距離との積)が最大となるように、各航空機1の給電スケジュールを設定する。このため、各航空機1が効率良く飛行して目的地に到達し、各航空機1による観測を行った後に、各航空機1をプラットホーム3に帰還させることが可能となる。 In this embodiment, the power supply schedule for each aircraft 1 is set so that the above-mentioned NH (product of measurement frequency N and flight distance) is maximized. Therefore, each aircraft 1 can fly efficiently to its destination, conduct observations, and then return to platform 3.

即ち、従来においては、各航空機1が継続して飛行可能な航続距離、飛行する高度、測定頻度(一定時間内に測定可能な回数)を、制御装置2において把握し、総合的に各航空機1の給電を制御することが難しいという問題があった。本実施形態では、制御装置2は、通信部23にて各航空機1の飛行情報を取得する。制御装置2は、入力部22にて操作者が入力する各航空機1の情報を取得する。制御装置2は、これらの情報に基づいて、各航空機1が効率良く給電することが可能な給電スケジュールを設定することが可能になる。 In other words, conventionally, it was difficult for the control device 2 to grasp the flight range, altitude, and measurement frequency (number of measurements possible within a certain period of time) of each aircraft 1, and to comprehensively control the power supply to each aircraft 1. In this embodiment, the control device 2 acquires flight information of each aircraft 1 via the communication unit 23. The control device 2 also acquires information about each aircraft 1 input by the operator via the input unit 22. Based on this information, the control device 2 can set a power supply schedule that allows each aircraft 1 to receive power efficiently.

本実施形態に係る航空機制御システム100を、航空機1に搭載されるIoTセンサなどのセンサ13でから送信された情報と衛星データを組み合わせて連動させることで、高付加価値なモニタリング情報を創出することが可能になる。 By linking the aircraft control system 100 according to this embodiment with information transmitted from sensors 13, such as IoT sensors mounted on the aircraft 1, and satellite data, it becomes possible to create high-value-added monitoring information.

本実施形態では、複数の航空機1を操作者が介在することなく自律的に稼働することができるので、漁業、農業などの一次産業に採用することで、一次産業の従事者の高齢化、人手不足、技術継承に関する問題の解決に寄与する。 In this embodiment, multiple aircraft 1 can be operated autonomously without human intervention. Therefore, by adopting this system in primary industries such as fishing and agriculture, it contributes to solving problems related to the aging workforce, labor shortages, and technology transfer in these industries.

[第2実施形態の説明]
次に、第2実施形態について説明する。前述した第1実施形態では、各航空機1に搭載されている通信機15と制御装置2に搭載された通信部23との間での通信を行う例について説明した。
[Description of the second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment described above, an example was described of communication between a communication device 15 mounted on each aircraft 1 and a communication unit 23 mounted on a control device 2.

第2実施形態では、各航空機1の通信機15は、それぞれの通信機15どうしでの端末間通信が可能とされている。第2実施形態では、一の航空機1の通信機15は、他の航空機1の通信機15を中継して、制御装置2の通信部23と通信する。一の航空機1が制御装置2から遠く離れた目的地に飛行した場合であっても、他の航空機1を中継して通信することにより、リアルタイムでのデータ通信を可能とする。 In the second embodiment, the communication devices 15 of each aircraft 1 are capable of terminal-to-terminal communication with each other. In the second embodiment, the communication device 15 of one aircraft 1 communicates with the communication unit 23 of the control device 2 via the communication device 15 of another aircraft 1. Even when one aircraft 1 flies to a destination far from the control device 2, real-time data communication is possible by communicating via the other aircraft 1.

第2実施形態に係る航空機制御システムは、前述した図1~図3と同様であるので、構成説明を省略する。 The aircraft control system according to the second embodiment is the same as that described in Figures 1 to 3 above, so the configuration description is omitted.

図9は、複数の航空機1どうしで通信を行う様子を模式的に示す説明図である。図9に示すように、航空機1-1(以下、「第1の航空機1-1」という)は、所定の目的地に到着して観測データを取得する。 Figure 9 is a schematic diagram illustrating how multiple aircraft 1 communicate with each other. As shown in Figure 9, aircraft 1-1 (hereinafter referred to as "the first aircraft 1-1") arrives at a predetermined destination and acquires observation data.

また、第1の航空機1-1とプラットホーム3との間には、プラットホーム3に帰還するために飛行中の航空機1-2(以下、「第2の航空機1-2」という)が飛行している。 Furthermore, between the first aircraft 1-1 and platform 3, aircraft 1-2 (hereinafter referred to as "second aircraft 1-2") is flying on its way back to platform 3.

このような場合において、第1の航空機1-1は第2の航空機1-2を中継して伝送データを制御装置2にリアルタイムで送信する。伝送データは、センサ13で観測した観測データ、航空機1の識別ID、三次元位置、バッテリ14の残量、その他の物理的な情報を含む。第1の航空機1-1と第2の航空機1-2の間の通信方法として、D2D通信(device to device)などの端末間通信を用いてもよい。 In this scenario, the first aircraft 1-1 transmits transmission data to the control device 2 in real time via the second aircraft 1-2. The transmission data includes observation data observed by the sensor 13, the aircraft 1's identification ID, three-dimensional position, battery level 14, and other physical information. Terminal-to-terminal communication methods such as D2D communication (device-to-device) may be used as the communication method between the first aircraft 1-1 and the second aircraft 1-2.

D2D通信は、制御装置2による一元的な管理が不要であり、管理方式を予め統一しておけば、各航空機1どうしの通信によって情報伝達を行うことができる。 D2D communication eliminates the need for centralized management by the control device 2; by standardizing the management method in advance, information can be transmitted through communication between each aircraft 1.

第2実施形態では、D2D通信に使用するキャリアを、周波数、時間、空間のうち少なくとも一つのサブキャリアで分割する。具体的にD2D通信(端末間通信)は、端末空間密度制御、周波数ホッピング、フレーム制御のうちの少なくとも一つの通信方式を用いて伝送データの通信を行う。また、D2D通信は、航空機1の数、通信状況、及び通信目的のうちの少なくとも一つに基づいて伝送データの通信効率が高まるように上記の通信方式による制御を実行する。これにより、それぞれ機種、状態が異なる複数の航空機1を効率よく管理する。 In the second embodiment, the carrier used for D2D communication is divided into at least one subcarrier from frequency, time, and space. Specifically, D2D communication (inter-terminal communication) transmits data using at least one communication method from terminal spatial density control, frequency hopping, and frame control. Furthermore, D2D communication performs control using the above communication methods to improve the communication efficiency of the transmitted data based on at least one of the following: the number of aircraft 1, the communication status, and the communication purpose. This enables efficient management of multiple aircraft 1, each with different types and states.

端末空間密度制御は、単位空間当たりの端末数をカウントし、カウント数によって通信の可否、通信量を制御する方式である。 Terminal spatial density control is a method that counts the number of terminals per unit space and controls communication availability and data volume based on that count.

周波数ホッピング(FHSS;Frequency HoppingSpread Spectrum)は、使用する周波数帯を細かく分割し、そのサブキャリアの組み合わせを適宜変更して通信する方式である。例えば、周波数ホッピングにおいて、サブキャリアの組み合わせ方法は、サブキャリアの全体数をKとした場合に、Kが偶数ならK/2個、Kが奇数なら(K+1)/2個のサブキャリアを選択する方式をとると、サブキャリアの組み合わせは最大化される。従って、周波数ホッピングを採用し、且つサブキャリアの組み合わせを適宜設定することにより、大きな通信負荷を必要とせずに航空機1間での観測データの通信を行うことができる。 Frequency hopping (FHSS; Frequency Hopping Spread Spectrum) is a communication method that divides the frequency band into smaller segments and appropriately changes the combination of subcarriers. For example, in frequency hopping, if the total number of subcarriers is K, selecting K/2 subcarriers if K is even, or (K+1)/2 subcarriers if K is odd, maximizes the number of subcarrier combinations. Therefore, by employing frequency hopping and appropriately setting the subcarrier combinations, it is possible to communicate observation data between aircraft without requiring a large communication load.

フレーム制御は、時間領域で周期の中で送信データのフレーム分割を行い、時系列ごとに情報を管理する方式である。また、フレーム制御を実施することにより、周波数領域にて資源(リソース)が足りない場合であっても、資源を拡張することができる。資源の拡張方法として、周波数ホッピングと同様の方法を採用することができ、それ以外にも周波数と時間の領域を合算して最適化する方法を採用することができる。 Frame control is a method of managing information by dividing transmitted data into frames within a time domain period and managing information for each time series. Furthermore, by implementing frame control, resources can be expanded even if there are insufficient resources in the frequency domain. Methods for expanding resources can include those similar to frequency hopping, or optimization methods that combine the frequency and time domains.

また、上述したサブキャリアの割り当て数と分割したフレームの割り当て数の合計数に対して、組み合わせを最大化することにより、データ通信の効率を高めることができる。 Furthermore, by maximizing the number of combinations of the total number of subcarrier allocations and the number of divided frames allocated, the efficiency of data communication can be improved.

例えば、サブキャリアの割り当て数を10個とし、フレームの割り当て数を10個とした場合には、上述した「サブキャリアの組み合わせ変更」及び「フレーム分割」を個別に適用した場合は、「10C5×10C5=252^2=63504通り」となる。なお、「10C5」は10個から任意の5個を選択するときの組み合わせ数を示す。一方、合計20個に対して10個を選択する組み合わせは、「20C10=184756通り」となる。このため、合算して適用する方が組み合わせが大きくなることが確認できる。 For example, if we allocate 10 subcarriers and 10 frames, applying the "subcarrier combination change" and "frame splitting" methods individually results in "10C5 × 10C5 = 252^2 = 63,504 combinations." Note that "10C5" represents the number of combinations when selecting any 5 from 10. On the other hand, the number of combinations when selecting 10 from a total of 20 is "20C10 = 184,756 combinations." Therefore, it can be seen that applying them together results in a larger number of combinations.

即ち、複数の航空機1間における通信、及び航空機1と制御装置2との間の通信において、通信に使用する周波数帯域、伝送時間単位周期をそれぞれ複数のサブキャリアに分割し、分割されたサブキャリアの周波数、及び時間領域の資源を、航空機1の個数、必要とする通信速度、要求される情報の精度、伝搬チャネルなどの通信状況と通信目的に応じて最適となるように選択する。 Specifically, in communication between multiple aircraft 1, and in communication between aircraft 1 and control device 2, the frequency band and transmission time unit period used for communication are divided into multiple subcarriers. The frequencies and time domain resources of the divided subcarriers are then selected to be optimal according to the communication conditions and communication purpose, such as the number of aircraft 1, the required communication speed, the required information accuracy, and the propagation channel.

このように、第2実施形態に係る航空機制御システムでは、航空機1どうしで端末間通信を行い、更に、周波数、時間、空間の3つのサブキャリアうちの少なくとも一つのサブキャリアの組み合わせを変更する。 Thus, in the aircraft control system according to the second embodiment, the aircraft 1 communicate with each other and further modify the combination of at least one of the three subcarriers: frequency, time, and space.

このため、航空機1と制御装置2との間の通信効率を高めることができ、且つ、リアルタイムで通信することが可能になる。従って、飛行中の航空機1において、例えば気象条件の変動などの不可抗力が発生して観測時間の変更、或いは帰還予定時刻の変更が発生した場合には、これらの変更情報をリアルタイムで制御装置2に送信し、各航空機1による観測が効率よく実施されるように給電スケジュールを変更することができる。例えば、図10の符号y1に示すように、航空機1の飛行時間を変更することができる。 Therefore, communication efficiency between the aircraft 1 and the control device 2 can be improved, and real-time communication becomes possible. Consequently, if an unavoidable event occurs during flight, such as a change in weather conditions, resulting in a change in observation time or return schedule, this change information can be transmitted to the control device 2 in real time, allowing for a modification of the power supply schedule to ensure efficient observation by each aircraft 1. For example, as shown by the symbol y1 in Figure 10, the flight time of aircraft 1 can be changed.

第2実施形態では、第1の航空機1-1と制御装置2との間の通信を、第2の航空機1-2を中継して行う。これにより、第1の航空機1-1が制御装置2から遠く離れた目的地に飛行した場合であっても、第2の航空機1-2を中継することにより、リアルタイムで各種の伝送データの通信が可能になる。また、各航空機1の飛行範囲を広げることが可能になる。 In the second embodiment, communication between the first aircraft 1-1 and the control device 2 is relayed via the second aircraft 1-2. This allows for real-time communication of various transmission data even when the first aircraft 1-1 is flying to a destination far from the control device 2, by relaying the communication through the second aircraft 1-2. Furthermore, it becomes possible to extend the flight range of each aircraft 1.

端末間通信としてD2D通信を行うことにより、各航空機1のステータスを更新することができる。当初のスケジュール通りに各航空機1を稼働させることが難しいと判断された場合は、リアルタイムでステータス情報を更新し、その都度スケジュールを最適化し修正することが可能になる。 By using D2D communication as inter-terminal communication, the status of each aircraft can be updated. If it is determined that it is difficult to operate each aircraft according to the original schedule, the status information can be updated in real time, allowing for the optimization and correction of the schedule as needed.

[第3実施形態の説明]
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る航空機制御システムは、前述した図1~図3と同様であるので構成説明を省略する。
[Description of the third embodiment]
Next, a third embodiment will be described. The aircraft control system according to the third embodiment is the same as that described in Figures 1 to 3 above, so the description of its configuration will be omitted.

一つのプラットホーム3にて運用する複数の航空機1の機種、スペック、センサ計測データの種類などがそれぞれ異なる場合には、上述したD2D通信などの端末間通信において、通信負荷が増大する。第3実施形態では、伝送データを簡素化することにより、航空機1どうしの通信、及び航空機1と制御装置2との通信における通信負荷を軽減する。以下、詳細に説明する。 When multiple aircraft 1 operating on a single platform 3 differ in model, specifications, and types of sensor measurement data, the communication load increases in terminal-to-terminal communication such as the D2D communication described above. In the third embodiment, the communication load in communication between aircraft 1 and between aircraft 1 and the control device 2 is reduced by simplifying the transmitted data. This will be explained in detail below.

第3実施形態では、各航空機1から送信される伝送データを、文字列、記号列、数字列の項目に分類することができる。従って、伝送データの種類、形式に関わらず、伝送データを一括して伝送し、この伝送データを受信した後に、各データ毎の特徴を比較、抽出することで、元の情報に復元することにより、データの伝送効率を向上させる。 In the third embodiment, the transmission data transmitted from each aircraft 1 can be classified into items such as strings, symbol sequences, and numeric sequences. Therefore, regardless of the type or format of the transmission data, the data is transmitted in a batch, and after receiving this data, the characteristics of each data item are compared and extracted to reconstruct the original information, thereby improving data transmission efficiency.

即ち、第3実施形態で使用するD2D通信(端末間通信)は、送信側の通信機15にて、伝送データを構成するデータ列(文字列、記号列、数字列など)に含まれる情報単位の出現頻度、母集団、分布、周期性、ランダム性のうちの少なくとも一つの特徴量に基づいて、データ列を簡素化して送信する。受信側の通信機15にて、受信したデータ列を特徴量に基づいて復元する。 In other words, the D2D communication (inter-terminal communication) used in the third embodiment simplifies the data sequence (string, symbol sequence, number sequence, etc.) at the transmitting end (communicator 15) based on at least one feature quantity among the frequency of occurrence, population, distribution, periodicity, and randomness of the information units contained in the data sequence that constitutes the transmitted data, and then transmits it. The receiving end (communicator 15) then reconstructs the received data sequence based on the feature quantity.

伝送データを、該伝送データに含まれる文字列、記号列、数字列で分類し、文字列、記号列、数字列に含まれる各情報単位の出現頻度、出現情報の分布、母集団、周期性、ランダム性などの特徴量に応じて、それぞれ符号を割り当てることにより、伝送データのデータ量を削減し、伝送効率を向上させることができる。 By classifying transmitted data based on the strings, symbols, and numbers it contains, and assigning codes to each information unit according to its characteristics such as frequency of occurrence, distribution of occurrence information, population, periodicity, and randomness, the amount of data transmitted can be reduced, and transmission efficiency can be improved.

図11Aは、伝送データに含まれる信号列の特徴を示す説明図である。例えば、図11Aに示すように識別IDが「D」から始まる記号列である場合には、伝送データには「D」が必ず出現することになるので、識別IDに対して最も短い符号を割り当てることで、伝送効率を向上させることができる。 Figure 11A is an explanatory diagram illustrating the characteristics of the signal sequence included in the transmitted data. For example, as shown in Figure 11A, if the identification ID is a sequence of symbols starting with "D," then "D" will always appear in the transmitted data. Therefore, by assigning the shortest possible code to the identification ID, transmission efficiency can be improved.

位置情報は3次元で示されるため、3つの数字列で表現される。電池残量は分数で示すので、分数表記の数字列で表現される。物理的な状態A~Cは、1つの記号列で表現される。上記のように数字列、或いは記号列を表現することにより、伝送データの伝送効率を向上させることができる。 Location information is represented in three dimensions and is therefore expressed using three sequences of numbers. Battery level is expressed as a fraction and is therefore represented using a sequence of numbers in fractional notation. Physical states A through C are represented by a single sequence of symbols. By representing data using sequences of numbers or symbols as described above, the transmission efficiency of transmitted data can be improved.

また、出現頻度のみならず、伝送データのデータ列における出現情報の分布、母集団のモデルを適用し、DFT/FFTなどの信号解析によって、分布からその母集団を推定することで、特徴量を効率よく抽出することができる。 Furthermore, by applying a model of the population and the distribution of occurrence information in the data sequence of the transmitted data, as well as signal analysis such as DFT/FFT, it is possible to efficiently extract features by estimating the population from the distribution.

例えば、航空機1に搭載されているバッテリ14の電池残量は、満充電の状態から、約1回分の飛行に要する電力だけ差し引いた範囲(第1の充電量)で変化する。従って、伝送データに含まれる数字列の出現確率を考えた場合に、第1の充電量から満充電の間の数値、或いは特定の平均値を中心とする正規分布を取ると予想できる。 For example, the remaining charge of battery 14 installed in aircraft 1 changes within a range (first charge level) obtained by subtracting approximately the power required for one flight from a fully charged state. Therefore, when considering the probability of occurrence of a sequence of numbers included in the transmitted data, it can be expected that it follows a normal distribution centered on a value between the first charge level and full charge, or a specific average value.

従って、正規分布を設定し、この正規分布に従うものと予想して符号を割り当てることにより、データ量を削減することが可能になる。 Therefore, by setting a normal distribution and assigning signs based on the expectation that the data follows this normal distribution, it becomes possible to reduce the amount of data.

また、航空機1の位置情報についても給電ポート4の相対的な位置関係により、給電ポート4の位置に対して航空機1の平面方向の位置は、正規分布であると考えられ、更に、分散はそのときの風速から推定することができる。従って、この予測に基づいて符号を割り当てることにより、データ量を削減することが可能になる。 Furthermore, regarding the position information of aircraft 1, the relative position of aircraft 1 in the plane direction with respect to the position of the power supply port 4 is considered to follow a normal distribution, and the variance can be estimated from the wind speed at that time. Therefore, by assigning codes based on this prediction, it becomes possible to reduce the amount of data.

また、航空機1を用いて目的地における気象データを収集する場合には、気象データは、周期的な測定を行うという性質に着目し、時間帯、信号列の出現順序、組み合わせを想定することができる。この想定結果に基づいて符号を割り当てることにより、データ量を削減することが可能になる。 Furthermore, when collecting weather data at a destination using aircraft 1, considering the nature of weather data—that it is measured periodically—it is possible to anticipate the time of day, the order of appearance of signal sequences, and their combinations. By assigning codes based on these anticipated results, it becomes possible to reduce the amount of data.

図11Bは、第3実施形態に係る航空機制御システム100により、伝送データの信号列を分類する方法を示す説明図である。 Figure 11B is an explanatory diagram illustrating a method for classifying the signal sequence of transmitted data using the aircraft control system 100 according to the third embodiment.

前述した図11Aに示したように伝送データの割り当てを設定することによりデータ量を削減することにより、例えば、図11B(a)に示す伝送データに含まれる元の情報を、図11B(b)に示すようにデータ量を削減した情報に変換する。図11B(b)では、物理的な状態A~Cについての伝送データを一つのデータ列で表現している。 As shown in Figure 11A above, by setting the allocation of transmission data, the amount of data is reduced. For example, the original information contained in the transmission data shown in Figure 11B(a) is converted into information with reduced data volume, as shown in Figure 11B(b). In Figure 11B(b), the transmission data for physical states A to C is represented in a single data sequence.

この伝送データの送信先となる航空機1或いは制御装置2において、伝送データを復調することにより、図11B(c)に示すように、元のデータを取得することができる。 In the aircraft 1 or control device 2, which is the recipient of this transmitted data, the original data can be obtained by demodulating the transmitted data, as shown in Figure 11B(c).

このように、第3実施形態では、伝送データに含まれる特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて、データを削減することができる。このため、D2D通信などの端末間通信により伝送データを送信する場合に、データ量を削減でき、各航空機1で観測したデータを効率よく制御装置2に送信することができる。或いは、一の航空機1で観測したデータを他の航空機1を中継して、効率よく制御装置2に送信することができる。 Thus, in the third embodiment, feature quantities included in the transmitted data can be extracted, and the data can be reduced based on the extracted feature quantities. Therefore, when transmitting data via terminal-to-terminal communication such as D2D communication, the amount of data can be reduced, and data observed by each aircraft 1 can be efficiently transmitted to the control device 2. Alternatively, data observed by one aircraft 1 can be efficiently transmitted to the control device 2 via other aircraft 1.

第1~第3実施形態で示した航空機1の制御システムの技術は、海洋における用途以外にも採用することができる。例えば、地上のIoTソリューションに採用することができ、例えば航空機1を活用した物流の自動化プラットホーム、将来的な空中タクシーサービス等の、自動運転技術にも適用することで、サステイナブルにシステムを強化することができる。また、第2、第3実施形態に示した情報通信技術を用いることで、自動運転や災害検知ネットワークなどの、他のプラットホームとの連携も容易になる。また、航空機1は、ドローンなどの無人の航空機以外にも、有人で飛行する航空機としてもよい。 The control system technology of the aircraft 1, as described in the first to third embodiments, can be applied to uses other than maritime applications. For example, it can be used in ground-based IoT solutions, and by applying it to autonomous driving technologies such as automated logistics platforms utilizing the aircraft 1, and future aerial taxi services, the system can be sustainably enhanced. Furthermore, by using the information and communication technologies described in the second and third embodiments, collaboration with other platforms such as autonomous driving and disaster detection networks becomes easier. Also, the aircraft 1 may be a manned aircraft, not just an unmanned aircraft such as a drone.

上記説明した本実施形態の制御装置2(航空機制御装置)には、図12に示すように例えば、CPU(Central Processing Unit、プロセッサ)901と、メモリ902と、ストレージ903(HDD:HardDisk Drive、SSD:SolidState Drive)と、通信装置904と、入力装置905と、出力装置906とを備える汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。メモリ902およびストレージ903は、記憶装置である。このコンピュータシステムにおいて、CPU901がメモリ902上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、制御装置2の各機能が実現される。 The control device 2 (aircraft control device) of this embodiment described above can be a general-purpose computer system, as shown in Figure 12, comprising, for example, a CPU (Central Processing Unit, processor) 901, memory 902, storage 903 (HDD: Hard Disk Drive, SSD: Solid State Drive), communication device 904, input device 905, and output device 906. The memory 902 and storage 903 are storage devices. In this computer system, the various functions of the control device 2 are realized by the CPU 901 executing a predetermined program loaded onto the memory 902.

なお、制御装置2は、1つのコンピュータで実装されてもよく、あるいは複数のコンピュータで実装されても良い。また、制御装置2は、コンピュータに実装される仮想マシンであっても良い。 Furthermore, the control device 2 may be implemented on a single computer, or on multiple computers. Also, the control device 2 may be a virtual machine implemented on a computer.

なお、制御装置2用のプログラムは、HDD、SSD、USB(Universal Serial Bus)メモリ、CD (Compact Disc)、DVD (Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。 Furthermore, the program for control unit 2 can be stored on computer-readable recording media such as HDDs, SSDs, USB (Universal Serial Bus) memory, CDs (Compact Discs), and DVDs (Digital Versatile Discs), or it can be distributed via a network.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and numerous modifications are possible within the scope of its essence.

1(1-1~1-X) 航空機
2 制御装置
3 プラットホーム
4 給電ポート
5 発電機
11 航空機制御部
12 GPS受信機
13 センサ
14 バッテリ
15 通信機
21 主制御部
22 入力部
23 通信部
24 給電装置
25 記憶部
26 提示部
100 航空機制御システム
111 飛行制御部
112 通信制御部
113 電力測定部
210 取得部
211 データ収集部
212 状態管理部
213 スケジュール設定部
214 給電制御部
H 飛行距離
N 測定頻度
Pf 消費電力
Pp 充電電力
Tf 飛行時間
TOL 重複時間
Tp 充電時間
v 飛行速度
W 電池容量
X 航空機の台数
1 (1-1 to 1-X) Aircraft 2 Control device 3 Platform 4 Power supply port 5 Generator 11 Aircraft control unit 12 GPS receiver 13 Sensor 14 Battery 15 Communication device 21 Main control unit 22 Input unit 23 Communication unit 24 Power supply device 25 Memory unit 26 Display unit 100 Aircraft control system 111 Flight control unit 112 Communication control unit 113 Power measurement unit 210 Acquisition unit 211 Data acquisition unit 212 State management unit 213 Schedule setting unit 214 Power supply control unit H Flight distance N Measurement frequency Pf Power consumption Pp Charging power Tf Flight time TOL Overlap time Tp Charging time v Flight speed W Battery capacity X Number of aircraft

Claims (4)

航空機と通信する通信部と、
前記航空機のバッテリに給電する給電装置と、
複数の航空機の充電電力、飛行時間、及び消費電力、を取得し、航空機ごとに、充電時間と前記充電電力を乗算した充電電力量と、前記飛行時間と消費電力を乗算した消費電力量と、が一致するように、各航空機の給電スケジュールを設定するスケジュール設定部と、
前記給電スケジュールに基づいて前記航空機に給電するように、前記給電装置を制御する給電制御部と、を備え、
前記通信部は、前記給電スケジュールを前記航空機に送信し、
前記スケジュール設定部は、
航空機に充電するときの充電電力が、この航空機の消費電力と等しくなるように、各航空機の充電電力を設定する
航空機制御装置。
A communications unit that communicates with the aircraft,
A power supply device for supplying power to the aircraft's battery,
A scheduling unit acquires the charging power, flight time, and power consumption of multiple aircraft, and sets a power supply schedule for each aircraft so that the amount of charging power (calculated by multiplying the charging time by the charging power) and the amount of power consumption (calculated by multiplying the flight time by the power consumption) match.
The system includes a power supply control unit that controls the power supply device to supply power to the aircraft based on the power supply schedule,
The communications unit transmits the power supply schedule to the aircraft.
The aforementioned schedule setting unit,
An aircraft control system that sets the charging power of each aircraft so that the charging power used when charging the aircraft is equal to the power consumption of that aircraft.
複数の航空機及び前記航空機を制御する制御装置を含む航空機制御システムであって、
前記航空機は、前記制御装置及び他の航空機との間で通信を行う通信機と、
航空機を駆動する電力を蓄積するバッテリと、
を備え、
前記制御装置は、
航空機と通信する通信部と、
前記航空機のバッテリに給電する給電装置と、
複数の航空機の充電電力、飛行時間、及び消費電力、を取得し、航空機ごとに、充電時間と前記充電電力を乗算した充電電力量と、前記飛行時間と消費電力を乗算した消費電力量と、が一致するように、各航空機の給電スケジュールを設定するスケジュール設定部と、
前記給電スケジュールに基づいて前記航空機に給電するように、前記給電装置を制御する給電制御部、を備え、
前記通信部は、前記給電スケジュールを前記航空機に送信し、
前記スケジュール設定部は、
航空機に充電するときの充電電力が、この航空機の消費電力と等しくなるように、各航空機の充電電力を設定する
航空機制御システム。
An aircraft control system including a plurality of aircraft and a control device for controlling the aircraft,
The aircraft includes the control device and a communication device for communicating with other aircraft,
A battery that stores the power to drive the aircraft,
Equipped with,
The control device is
A communications unit that communicates with the aircraft,
A power supply device for supplying power to the aircraft's battery,
A scheduling unit acquires the charging power, flight time, and power consumption of multiple aircraft, and sets a power supply schedule for each aircraft so that the amount of charging power (calculated by multiplying the charging time by the charging power) and the amount of power consumption (calculated by multiplying the flight time by the power consumption) match.
The system includes a power supply control unit that controls the power supply device to supply power to the aircraft based on the power supply schedule,
The communications unit transmits the power supply schedule to the aircraft.
The aforementioned schedule setting unit,
An aircraft control system that sets the charging power of each aircraft so that the charging power used when charging the aircraft is equal to the aircraft's power consumption.
航空機との通信により、複数の航空機の充電電力、飛行時間、及び消費電力、を取得し、航空機ごとに、充電時間と前記充電電力を乗算した充電電力量と、前記飛行時間と消費電力を乗算した消費電力量と、が一致するように、各航空機の給電スケジュールを設定するステップと、
前記給電スケジュールを各航空機に送信するステップと、
前記給電スケジュールに基づいて各航空機に給電するように、給電装置を制御するステップと、
を備え、
前記給電スケジュールを設定するステップは、航空機に充電するときの充電電力が、この航空機の消費電力と等しくなるように、各航空機の充電電力を設定する
航空機制御方法。
The process involves obtaining the charging power, flight time, and power consumption of multiple aircraft through communication with the aircraft, and setting a power supply schedule for each aircraft so that the amount of charging power (calculated by multiplying the charging time by the charging power) and the amount of power consumption (calculated by multiplying the flight time by the power consumption) match.
The steps include transmitting the aforementioned power supply schedule to each aircraft,
The steps include controlling the power supply device to supply power to each aircraft based on the aforementioned power supply schedule,
Equipped with,
The step of setting the power supply schedule is an aircraft control method that sets the charging power of each aircraft so that the charging power when charging the aircraft is equal to the power consumption of the aircraft.
請求項1に記載の航空機制御装置としてコンピュータを機能させる航空機制御プログラム。 An aircraft control program that causes a computer to function as an aircraft control device according to claim 1.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134487A (en) 2003-10-28 2005-05-26 Ntt Docomo Inc Voice communication system, server apparatus, communication terminal, voice communication method
JP2013190891A (en) 2012-03-13 2013-09-26 Hitachi Ltd Data transfer system
JP2019016030A (en) 2017-07-04 2019-01-31 株式会社Nttファシリティーズ Charging support system and charging support method
WO2021039135A1 (en) 2019-08-29 2021-03-04 本田技研工業株式会社 Control device, control method, and program
CN112859912A (en) 2021-01-11 2021-05-28 中国人民解放军国防科技大学 Adaptive optimization method and system for unmanned aerial vehicle path planning in relay charging mode
WO2021245836A1 (en) 2020-06-03 2021-12-09 日本電気株式会社 Power supply information determination device, power supply information determination system, power supply information determination method, and computer-readable medium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134487A (en) 2003-10-28 2005-05-26 Ntt Docomo Inc Voice communication system, server apparatus, communication terminal, voice communication method
JP2013190891A (en) 2012-03-13 2013-09-26 Hitachi Ltd Data transfer system
JP2019016030A (en) 2017-07-04 2019-01-31 株式会社Nttファシリティーズ Charging support system and charging support method
WO2021039135A1 (en) 2019-08-29 2021-03-04 本田技研工業株式会社 Control device, control method, and program
WO2021245836A1 (en) 2020-06-03 2021-12-09 日本電気株式会社 Power supply information determination device, power supply information determination system, power supply information determination method, and computer-readable medium
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