JP2017191225A - Steering training system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型無人航空機（本願において「飛行体」又は「機体」という）の操縦訓練システムに関するものである。 The present invention relates to a maneuvering training system for a small unmanned aerial vehicle (referred to herein as an “aircraft” or “airframe”).
近年、コンピュータ制御された飛行体が、ホビー用から産業用、軍事用といった様々な場面で活用されている（特許文献１）。この飛行体は、ＵＡＶやＲＰＡＳ、ドローン、マルチローターヘリコプタ等と呼ばれている。 In recent years, a computer-controlled flying object has been utilized in various scenes such as hobby, industrial, and military use (Patent Document 1). This flying object is called UAV, RPAS, drone, multi-rotor helicopter or the like.
前記飛行体は三次元移動するものであるため操縦が難しく、高度な操縦技術及び身体的な空間認識能力が必要とされる。不慣れな初心者が実際の飛行体を操縦した場合、墜落事故によって人身傷害や器物破損する等、第三者や器物に被害を与えるおそれがある。このような事故を未然に防ぐためにも、実機を操縦するにあたっては、飛行体を確実に操縦できるように事前に飛行訓練を行うことが重要である。 Since the flying object moves three-dimensionally, it is difficult to maneuver, and advanced maneuvering technology and physical space recognition ability are required. If an unfamiliar beginner controls an actual flying object, there is a risk of injury to third parties or equipment, such as personal injury or equipment damage due to a crash. In order to prevent such an accident, it is important to perform flight training in advance so that the flying object can be reliably operated when operating the actual aircraft.
従来の訓練方法では、はじめに仮想空間上のシミュレータによるコンピュータ上の操縦訓練（特許文献２）が行われ、シミュレータによる技能が基準に達した後、実機を用いた訓練が行われる。実機による訓練では、常に指導員が訓練者（操縦者）の横で指導及び危険行為の抑止、技能評価を行っており、指導員がフェイルセーフという重要な役割を担っている。また、操縦者には飛行許可申請や免許更新の際等に、飛行実績記録と報告書の提出が求められている。 In the conventional training method, first, a steering training on a computer using a simulator in a virtual space (Patent Document 2) is performed, and after the skill of the simulator reaches a standard, training using an actual machine is performed. In actual equipment training, the instructor always performs instruction, deterrence of dangerous acts, and skill evaluation next to the trainer (pilot), and the instructor plays an important role of fail-safe. Pilots are also required to submit flight performance records and reports when applying for a flight permit or renewing a license.
実際に実機を飛行させる際には風雨等の外乱が存在するが、従来のシミュレータは、あくまでもコンピュータ上での仮想的な訓練装置であるため、このような外乱を十分に反映させた現実的な状況下での訓練を行うことはできない。 When actually flying the actual aircraft, there are disturbances such as wind and rain, but since the conventional simulator is a virtual training device on a computer, it is realistic to fully reflect such disturbances. It is not possible to conduct training under circumstances.
また、実機訓練（とりわけ初心者が行う実機訓練）では指導員が常に傍らで指導及び危険行為の抑止を行う必要があるが、常に指導員の立会いが必要となると、多大な人件費負担がかかるため、経済的な要因によって飛行体の普及が進まないという不都合を招くおそれがある。さらに、指導員の立会いの下で実機訓練を受けても、技術評価基準が曖昧な現状では、指導員により評価に差異が生じるという問題も避けられない。 In addition, in actual machine training (especially actual machine training performed by beginners), it is necessary for the instructor to always be side by side and deter dangerous acts. There is a risk that the inconvenience that the spread of the flying body does not progress due to various factors. Furthermore, even if the actual machine training is received in the presence of the instructor, there is an inevitable problem that the evaluation differs depending on the instructor under the present situation where the technical evaluation standard is ambiguous.
本発明の解決課題は、実際の飛行環境に近い現実的な状況下での訓練が可能であり、指導員の立会いなしでも安心して高度な操縦訓練（実機訓練）を行うことができ、定量的な技能評価が可能であり、飛行実績の証明となる報告書の出力が可能な操縦訓練システムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that training under realistic conditions close to the actual flight environment is possible, and advanced maneuvering training (actual machine training) can be performed safely without the presence of an instructor. It is an object of the present invention to provide a maneuvering training system capable of skill evaluation and outputting a report as proof of flight performance.
本発明の操縦訓練システムは、操縦機と飛行体と訓練システムを備えたものであって、訓練システムによって、飛行体が操縦者の裁量で自由に飛行させることができるようにするマニュアル飛行制御、操縦機による操作量（操縦量）に係わらず飛行体を飛行させるアシスト飛行制御、外乱のような異常状態を擬似的に作り出し、その異常状態下で前記飛行体を飛行させる異常飛行制御、飛行体を完全に自律飛行させる完全自律飛行制御、飛行体が所定の飛行エリアを出たときに当該飛行エリア内に自動的に帰還させる自動帰還制御のうち複数の制御を可能とし、前記制御下で飛行する飛行体を、前記操縦機を操作することによって、操縦できるようにした。前記訓練システムは、前記異常飛行制御、前記アシスト飛行制御、前記自動帰還制御のいずれか一の制御を可能なものとすることもできる。 The pilot training system of the present invention comprises a pilot, a flying object, and a training system, and allows the flying object to fly freely at the discretion of the pilot by the training system. Assisted flight control that flies the flying object regardless of the amount of operation (control amount) by the pilot, abnormal flight control that creates an abnormal state such as a disturbance and flies the flying object under the abnormal state, flying object Multiple autonomous flight control that allows the aircraft to fly completely autonomously, and automatic feedback control that automatically returns to the flight area when the aircraft leaves the specified flight area. The flying vehicle can be controlled by operating the pilot. The training system may be capable of any one of the abnormal flight control, the assist flight control, and the automatic feedback control.
前記操縦訓練システムにおいて、訓練システムは、飛行体に関する種々の情報を取得する飛行体情報受信部や操縦者の操縦の評価を行う操縦評価部、操縦者に対して操縦に関するガイダンスを行う操縦ガイダンス部、飛行体情報を可視化して表示する飛行情報表示部、少なくとも飛行体情報を記録可能な飛行情報記録部を備えたものとすることもできる。飛行情報記録部で記録された情報は、飛行許可申請や免許更新の際等に使用する飛行実績記録として利用可能な報告書の形で出力できるようにすることもできる。 In the pilot training system, the training system includes a flying object information receiving unit that acquires various information related to the flying object, a pilot evaluation unit that evaluates the pilot's piloting, and a steering guidance unit that provides guidance regarding piloting to the pilot. The flight information display unit that visualizes and displays the flying object information, and the flight information recording unit that can record at least the flying object information may be provided. The information recorded in the flight information recording unit can be output in the form of a report that can be used as a flight performance record used when applying for a flight permission or renewing a license.
本発明の操縦訓練システムによれば、実際の飛行環境に近い現実的な状況下での訓練を行うことができ、指導員の立会いなしでも安心して高度な操縦訓練（実機訓練）を行うことができ、定量的な技能評価が可能であり、飛行実績の証明となる報告書を出力することができる。 According to the pilot training system of the present invention, it is possible to perform training under realistic conditions close to the actual flight environment, and to perform advanced pilot training (actual machine training) with peace of mind without the presence of an instructor. Quantitative skill evaluation is possible, and a report that proves flight performance can be output.
（実施形態）
本発明の操縦訓練システムの一例を、図面を参照して説明する。一例として図１に示す操縦訓練システムは、操縦者が飛行体２を操縦する操縦機１と、訓練に適した機能が組み込まれた飛行体２と、飛行体２の設定やモニタリング、操縦者の技能評価及び記録する訓練システム３を備えている。
(Embodiment)
An example of the steering training system of the present invention will be described with reference to the drawings. As an example, a pilot training system shown in FIG. 1 includes a pilot 1 in which a pilot controls a flying object 2, a flying object 2 in which a function suitable for training is incorporated, setting and monitoring of the flying object 2, A training system 3 for skill evaluation and recording is provided.
［操縦機］
前記操縦機１は飛行体操縦用のコントローラ（送信機）であり、一般にプロポと称されるものである。プロポにはアンテナや操作スティックが設けられ、この操作スティックによって、スロットル操作、ラダー操作、エレベータ操作、エルロン操作等を行うことができる。操縦者は、この操縦機１を用いて飛行体２を操縦する。操縦機１には、既存のプロポを用いることができる。
[Pilot]
The pilot 1 is a controller (transmitter) for flying a vehicle and is generally called a propo. The propo is provided with an antenna and an operation stick, and the operation stick can be used for throttle operation, ladder operation, elevator operation, aileron operation, and the like. The pilot operates the flying object 2 using the pilot 1. An existing prop can be used for the pilot 1.
［飛行体］
前記飛行体２は、一般にＵＡＶやＲＰＡＳ、ドローン、マルチローターヘリコプタ等と称される小型無人航空機である。本発明における飛行体２は、訓練用のシステムが搭載されている以外、その仕様は既存の飛行体と同様である。一例として図２に示す飛行体２は、電源部２１と、飛行制御部２２と、通信部２３と、操縦機受信部２４と、位置・姿勢情報取得部２５と、駆動部２６を備えている。
[Aircraft]
The aircraft 2 is a small unmanned aerial vehicle generally referred to as a UAV, RPAS, drone, multi-rotor helicopter or the like. The aircraft 2 in the present invention has the same specifications as the existing aircraft except that a training system is mounted. As an example, the aircraft 2 shown in FIG. 2 includes a power supply unit 21, a flight control unit 22, a communication unit 23, a piloting device reception unit 24, a position / posture information acquisition unit 25, and a drive unit 26. .
前記電源部２１は飛行制御部２２や駆動部２６等に電源を供給する装置である。電源部２１には、例えば、既存のリチウムポリマーバッテリ（Ｌｉ−Ｐｏバッテリ）等を用いることができる。 The power supply unit 21 is a device that supplies power to the flight control unit 22, the drive unit 26, and the like. For the power supply unit 21, for example, an existing lithium polymer battery (Li-Po battery) or the like can be used.
前記飛行制御部２２は、飛行体２の飛行制御のほか、訓練システム３で設定された飛行条件（制御条件）に応じて飛行体２の動作を制御する部分である。具体的には、マニュアル飛行制御やアシスト飛行制御、異常飛行制御、完全自律飛行制御、自動帰還制御等を行う。 The flight control unit 22 is a part that controls the operation of the flying object 2 in accordance with the flight conditions (control conditions) set by the training system 3 in addition to the flight control of the flying object 2. Specifically, manual flight control, assist flight control, abnormal flight control, complete autonomous flight control, automatic feedback control, and the like are performed.
前記マニュアル飛行制御は、位置・姿勢情報取得部２５を使用せずに、操縦者の裁量で自由に飛行させられるようにする制御である。マニュアル飛行制御は、例えば、操縦者の技能を適切に評価するために、位置・姿勢情報取得部２５を使用せずに操縦訓練を行う場合に適する制御である。 The manual flight control is a control that allows the operator to freely fly at the discretion of the operator without using the position / posture information acquisition unit 25. The manual flight control is, for example, control suitable for performing a pilot training without using the position / posture information acquisition unit 25 in order to appropriately evaluate the skill of the pilot.
前記アシスト飛行制御は、マニュアル操縦とは異なり、操縦をアシストした状態で飛行するようにする制御である。アシスト飛行制御には、例えば、姿勢制御アシスト、位置制御アシスト、半自律飛行アシスト等がある。 Unlike the manual operation, the assist flight control is a control for flying in a state where the operation is assisted. The assist flight control includes, for example, posture control assist, position control assist, semi-autonomous flight assist, and the like.
前記姿勢制御アシストは、飛行体２の姿勢を制御し、操縦量に係わらず姿勢角が安定的に一定に保たれるようにする制御である。姿勢制御アシストは、例えば、姿勢角を安定にすることで、操縦者が飛行位置のみの操縦訓練を行う場合に適する制御である。 The attitude control assist is control for controlling the attitude of the flying object 2 so that the attitude angle is stably maintained constant regardless of the control amount. The posture control assist is control suitable for the case where the pilot performs pilot training only on the flight position by stabilizing the posture angle, for example.
前記位置制御アシストは、飛行体２の位置を制御し、操縦量に係わらず位置が保持されるようにする制御である。位置制御アシストは、例えば、位置が安定に保持されることで、操縦者は飛行体２の安定性を気にせず飛行体２の三次元移動に集中して操縦訓練を行う場合に適する制御である。 The position control assist is a control for controlling the position of the air vehicle 2 so that the position is maintained regardless of the control amount. The position control assist is, for example, a control suitable for the case where the position is stably maintained, and the pilot concentrates on the three-dimensional movement of the flying object 2 and does not care about the stability of the flying object 2 and performs the operation training. is there.
前記半自律飛行アシストは、飛行体２のＸＹＺ軸のいずれか一つ又は二つを自律飛行で保持（固定）して残りの軸のみを操縦できるようにする制御である。具体的には、ＸＹＺ軸のいずれか一つを固定して、残り二つの軸を操縦者が操作できるようにする制御（一軸固定制御）と、ＸＹＺ軸のいずれか二つを自律飛行で固定して、残り一つの軸を操縦者が操作できるようにする制御（二軸固定制御）がある。二軸固定制御は、例えば、操縦入門者がある一軸のみに集中して操縦訓練を行う場合に、一軸固定制御は、例えば、二軸固定制御になれた操縦者が二軸の平面上のみに集中して操縦訓練を行う場合に適する制御である。 The semi-autonomous flight assist is control that allows any one or two of the XYZ axes of the flying object 2 to be held (fixed) by autonomous flight so that only the remaining axes can be steered. Specifically, one of the XYZ axes is fixed and the remaining two axes can be operated by the pilot (single axis fixed control), and any two of the XYZ axes are fixed by autonomous flight. Then, there is a control (biaxial fixed control) that allows the operator to operate the remaining one axis. Biaxial fixed control is, for example, when pilots concentrate on one axis and conducts pilot training. This control is suitable for concentrated pilot training.
前記異常飛行制御は、飛行体２が外乱を受けたときのような異常な状態を擬似的に作り出し、その状況下で操縦者が操作できるようにする制御である。異常飛行制御は、例えば、飛行体２が急に意図しない異常飛行をした際に、操縦者が安定した飛行に戻すための操縦訓練を行う場合に適する制御である。 The abnormal flight control is a control in which an abnormal state such as when the flying object 2 is subjected to a disturbance is created in a pseudo manner so that the operator can operate in that situation. The abnormal flight control is, for example, control suitable for a case where the pilot performs a pilot training for returning to a stable flight when the flying object 2 suddenly performs an abnormal flight that is not intended.
前記完全自律飛行制御は、操縦者が操縦せずに完全に自律飛行させる制御である。完全自律飛行制御は、例えば、離陸と着陸が不得意もしくは未熟な操縦者に対して自動離着陸し、訓練を開始及び終了を簡単に行える制御であり、また計画飛行時の操作及び操縦訓練を行う場合に適する制御である。 The fully autonomous flight control is a control that allows the pilot to fly completely autonomously without maneuvering. For example, fully autonomous flight control is a control that can automatically take off and land for a pilot who is not good at takeoff and landing, or can easily start and end training, and also performs operation and control training during planned flight. The control is suitable for the case.
前記自動帰還制御は、飛行体２が予め設定された飛行エリアから出たときに、当該飛行体２を飛行エリア内に自動的に帰還させる制御である。飛行体２は飛行エリアの中心に戻るようにするのが好ましいが、少なくとも飛行エリア内に入る位置まで戻るように設定することもできる。自動帰還制御は、例えば、操縦者が自力での帰還が困難な場合において、操縦者の補助機能として適する制御である。 The automatic feedback control is a control for automatically returning the flying object 2 to the flying area when the flying object 2 leaves the preset flying area. The flying object 2 is preferably returned to the center of the flight area, but may be set to return at least to a position within the flight area. The automatic feedback control is, for example, a control suitable as an assist function for the operator when it is difficult for the operator to return by himself / herself.
前記通信部２３は、訓練システム３とデータの送受信のやり取りをする無線通信モジュールである。通信部２３として、例えば、９２０ＭＨｚ無線通信モジュールや２．４ＧＨｚ無線通信モジュール等を用いることができる。 The communication unit 23 is a wireless communication module that exchanges data with the training system 3. As the communication unit 23, for example, a 920 MHz wireless communication module, a 2.4 GHz wireless communication module, or the like can be used.
前記操縦機受信部２４は、操縦機１からの操縦データを受信するレシーバ（受信機）である。操縦機受信部２４として、例えば、９２０ＭＨｚ方式レシーバや２．４ＧＨｚ方式レシーバを用いることができる。 The pilot receiver 24 is a receiver (receiver) that receives steering data from the pilot 1. For example, a 920 MHz receiver or a 2.4 GHz receiver can be used as the pilot receiver 24.
前記位置・姿勢情報取得部２５は、飛行体２の位置や姿勢に関する情報（位置・姿勢情報）を取得するものであり、例えば、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）やモーションキャプチャ、ＩＭＵ（慣性計測装置）等を用いることができる。飛行体２の自律飛行は、位置・姿勢情報取得部２５で取得した位置・姿勢情報をもとに自律飛行制御部によって実現される。 The position / posture information acquisition unit 25 acquires information (position / posture information) on the position and posture of the flying object 2, and includes, for example, GPS (global positioning system), motion capture, and IMU (inertial measurement device). Etc. can be used. The autonomous flight of the flying object 2 is realized by the autonomous flight control unit based on the position / posture information acquired by the position / posture information acquisition unit 25.
前記駆動部２６は、飛行体２を飛行させるための装置であり、モータやモータを制御する電子回路（ＥＳＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、プロペラ等から構成される。 The drive unit 26 is a device for flying the flying object 2, and includes a motor, an electronic circuit controller (ESC) that controls the motor, a propeller, and the like.
なお、説明は省略するが、本発明における飛行体２には、前記電源部２１や飛行制御部２２、通信部２３、操縦機受信部２４、位置・姿勢情報取得部２５、駆動部２６のほか、スタビライザや撮影用カメラなど既存の飛行体と同様の部材が設けられている。 In addition, although description is abbreviate | omitted, in addition to the said power supply part 21, the flight control part 22, the communication part 23, the controller receiving part 24, the position and attitude | position information acquisition part 25, and the drive part 26, the aircraft 2 in this invention The same members as those of the existing flying objects such as a stabilizer and a camera for photographing are provided.
［訓練システム］
前記訓練システム３は飛行体２の飛行条件の設定やモニタリング、操縦者の技能評価及び記録を行うシステムであり、例えば、専用のアプリケーションをインストールしたＰＣを用いることができる。一例として図３に示す訓練システム３は、飛行体設定部３１と、設定情報送信部３２と、飛行体情報受信部３３と、飛行情報表示部３４と、操縦評価部３５と、操縦ガイダンス部３６と、飛行情報記録部３７を備えている。
[Training system]
The training system 3 is a system for setting and monitoring the flight conditions of the air vehicle 2 and evaluating and recording the skill of the operator. For example, a PC on which a dedicated application is installed can be used. As an example, the training system 3 shown in FIG. 3 includes a flying object setting unit 31, a setting information transmitting unit 32, a flying object information receiving unit 33, a flight information display unit 34, a maneuvering evaluation unit 35, and a maneuvering guidance unit 36. And a flight information recording unit 37.
前記飛行体設定部３１は、訓練の目的に応じて、飛行体２の訓練モードや訓練の難易度等の設定を行う部分である。飛行体設定部３１では、例えば、前記マニュアル飛行制御やアシスト飛行制御（姿勢制御アシスト、位置制御アシスト、半自律飛行アシスト）、異常飛行制御、完全自律飛行制御（自動離陸／自動着陸等）、自動帰還制御等の訓練モードの選択や訓練の難易度といった各種飛行条件を設定する。 The flying object setting unit 31 is a part for setting the training mode of the flying object 2, the difficulty level of training, and the like according to the purpose of training. In the flying object setting unit 31, for example, the manual flight control, assist flight control (attitude control assist, position control assist, semi-autonomous flight assist), abnormal flight control, complete autonomous flight control (automatic takeoff / automatic landing, etc.), automatic Various flight conditions such as selection of a training mode such as feedback control and difficulty of training are set.
前記設定情報送信部３２は、飛行体設定部３１で設定した飛行条件を飛行体２の通信部２３へ送信する部分である。 The setting information transmitting unit 32 is a part that transmits the flight conditions set by the flying object setting unit 31 to the communication unit 23 of the flying object 2.
前記飛行体情報受信部３３は、飛行体２に関する様々な情報（飛行体情報）を取得する部分である。飛行体情報としては、例えば、飛行体２のバッテリ残量や操縦機１の操縦量、飛行軌跡、飛行姿勢などがある。ここに列挙した飛行体情報は一例であり、これ以外の情報を取得できるようにしてもよい。 The flying object information receiving unit 33 is a part that acquires various information (aircraft information) regarding the flying object 2. The flying object information includes, for example, the battery remaining amount of the flying object 2, the maneuvering amount of the controller 1, the flight trajectory, the flight attitude, and the like. The flying object information listed here is an example, and other information may be acquired.
前記飛行情報表示部３４では、飛行体情報を可視化して表示する部分である。訓練システム３としてＰＣを用いる場合には、表示画面（ディスプレイ）を飛行情報表示部３４として利用することができる。飛行情報表示部３４、前記飛行体情報受信部３３で取得した飛行体情報から、飛行体２の飛行軌跡や姿勢、操縦機１の操縦量等が可視化して表示される。 The flight information display unit 34 is a part that visualizes and displays the flying object information. When a PC is used as the training system 3, a display screen (display) can be used as the flight information display unit 34. From the flying object information acquired by the flying information display unit 34 and the flying object information receiving unit 33, the flight trajectory and posture of the flying object 2, the maneuvering amount of the pilot 1 and the like are visualized and displayed.
一例として図４に示す飛行情報表示部３４は、メインヘルス表示部３４ａと、姿勢情報表示部３４ｂと、軌跡表示部３４ｃと、ガイダンス表示部３４ｄと、各パラメータ表示部３４ｅと、メニュー表示部３４ｆを備えている。メインヘルス表示部３４ａには飛行体２のバッテリ残量や飛行体２との通信状態、操縦機１の通信状態等の情報が、姿勢情報表示部３４ｂには飛行体２のロール・ピッチ・ヨーの各値及び３次元モデルで可視化した飛行体２の姿勢及び情報が、軌跡表示部３４ｃには飛行体２の現在位置及び飛行した軌跡の情報が、ガイダンス表示部３４ｄには飛行体２の状態のアナウンス及び操縦者に対して飛行指示やアドバイスの情報が、各パラメータ表示部３４ｅには、操縦者の評価情報及び飛行体２の位置・姿勢・操縦量等のパラメータ、飛行及び訓練の設定等の情報が、メニュー表示部３４ｆには各表示部の表示・非表示等の設定や取扱説明書、システム概要等の情報が表示される。この飛行情報表示部３４の画面構成は一例であり、これ以外であってもよい。 As an example, the flight information display unit 34 shown in FIG. 4 includes a main health display unit 34a, an attitude information display unit 34b, a trajectory display unit 34c, a guidance display unit 34d, each parameter display unit 34e, and a menu display unit 34f. It has. Information such as the remaining battery level of the flying object 2, the communication state with the flying object 2, and the communication state of the pilot 1 are displayed on the main health display unit 34 a, and the roll, pitch, and yaw of the flying object 2 are displayed on the attitude information display unit 34 b. And the attitude and information of the flying object 2 visualized by the three-dimensional model, the locus display unit 34c contains the current position of the flying object 2 and the flying locus information, and the guidance display unit 34d shows the state of the flying object 2. And information on flight instructions and advice to the pilot are displayed on each parameter display unit 34e. Parameters such as pilot evaluation information and position / posture / control amount of the flying object 2, flight and training settings, etc. The menu display unit 34f displays information such as setting / non-display of each display unit, instruction manual, system overview, and the like. The screen configuration of the flight information display unit 34 is an example, and other screen configurations may be used.
前記操縦評価部３５は、前記飛行体情報受信部３３で取得した飛行体情報をもとにして、操縦者の操縦の評価を行う部分であり、例えば、飛行体２の位置や速度、姿勢、操縦機１の操縦量等の評価が行われる。評価は種々の方法で行うことができる。例えば、飛行体２の速度についての評価を行う場合、速度についての基準値を予め設定しておき、操縦者の操作によって得られる速度と当該基準値とを比較することによって、速度についての評価を行うことなどができる。または、ホバリング技能評価では一定の位置からの差の大きさを評価し、ガイダンスの飛行指示に伴う評価では、熟練者の操縦量と未熟者の操縦量を比較し評価を行うことなどができる。 The maneuvering evaluation unit 35 is a part that evaluates the maneuvering of the pilot based on the flying object information acquired by the flying object information receiving unit 33. For example, the position, speed, posture, Evaluation of the control amount etc. of the pilot machine 1 is performed. The evaluation can be performed by various methods. For example, when evaluating the speed of the flying object 2, a reference value for the speed is set in advance, and the speed is obtained by comparing the speed obtained by the operation of the operator with the reference value. You can do it. Alternatively, in the hovering skill evaluation, the magnitude of the difference from a certain position can be evaluated, and in the evaluation according to the guidance flight instruction, the control amount of the skilled person and the control amount of the unskilled person can be compared and evaluated.
操縦評価部３５での評価項目は任意に設定することができ、飛行体２の位置や速度、姿勢、操縦機１の操縦量のほか、訓練モードによって、離陸操縦、着陸操縦、ホバリング操縦等の位置の安定度や操縦機１の操縦量の無駄等を評価することができる。 The evaluation items in the maneuvering evaluation unit 35 can be set arbitrarily. Depending on the training mode, the takeoff maneuver, the landing maneuver, the hovering maneuver, etc. It is possible to evaluate the stability of the position, the waste of the maneuvering amount of the controller 1 and the like.
前記操縦ガイダンス部３６は、前記操縦評価部３５での評価結果から操縦機１の操縦量の無駄の提示や飛行体２の状態を定期的に提示し、操縦者の訓練をサポートする。この操縦ガイダンス部３６では、例えば、「これからスロットル操作の練習をします」「これからエレベータ操作の訓練をします」等の訓練内容の説明や、「右の操作スティックを上に倒して機体を１ｍ上昇させてください」「左の操作スティックを上に倒して機体を１ｍ前進させてください」等の飛行指示、「バッテリ残量２５．０１Ｖ」「マニュアルモードに変わりました。」等の飛行体２の状態の警告がなされる。ガイダンス内容は訓練モードに応じて任意に設定しておくことができる。操縦ガイダンス部３６によるガイダンスは、訓練システム３の飛行情報表示部３４に表示されるとともに、音声によって行われる。 The operation guidance unit 36 periodically presents the amount of operation amount waste of the pilot 1 and the state of the flying object 2 from the evaluation result of the operation evaluation unit 35 to support the training of the operator. In this steering guidance section 36, for example, explanation of training contents such as “I will practice throttle operation from now on”, “I will train elevator operation from now on”, etc. Please raise the aircraft ", such as" Increase the left operation stick and move the aircraft forward by 1m ", etc., Aircraft 2 such as" Battery level 25.01V "" Changed to manual mode " The warning of the state of is made. The guidance content can be set arbitrarily according to the training mode. Guidance by the steering guidance unit 36 is displayed on the flight information display unit 34 of the training system 3 and is performed by voice.
前記飛行情報記録部３７は、前記飛行体情報受信部３３で取得する飛行体２のバッテリ残量や操縦機１の操縦量、飛行軌跡、飛行姿勢といった各種の飛行体情報をはじめ、訓練モードや、操縦者の情報（操縦者情報）といった情報を記録する部分である。飛行情報記録部３７で記録された情報は、飛行許可申請や免許更新の際等に使用する飛行実績記録として利用可能な報告書の形で出力できるようにしてある。 The flight information recording unit 37 includes various vehicle information such as the battery remaining amount of the flying object 2 acquired by the flying object information receiving unit 33, the maneuvering amount of the pilot 1, the flight trajectory, the flight posture, the training mode, This is a part for recording information such as pilot information (pilot information). The information recorded by the flight information recording unit 37 can be output in the form of a report that can be used as a flight performance record used when applying for a flight permission or renewing a license.
前記報告書は、例えば、図５に示すような、「年月日」「飛行目的」「機体の型式」「操縦者」「基地局管理者」「天候／気温／風速」「予定飛行速度」「予定飛行高度」「予定飛行距離」「飛行前確認」「飛行ルート」「ノート」「評価」等の欄を備えたものとすることができる。報告書の形式はこれ以外であってもよいが、飛行許可申請や免許更新の際等に使用する飛行実績記録として使用できる形式にするのが望ましい。 The report includes, for example, “Date”, “Flight Objective”, “Aircraft Type”, “Maneuverer”, “Base Station Manager”, “Weather / Temperature / Wind Speed”, “Scheduled Flight Speed” as shown in FIG. It can be provided with columns such as “scheduled flight altitude”, “scheduled flight distance”, “pre-flight confirmation”, “flight route”, “notes”, and “evaluation”. The form of the report may be other than this, but it is desirable to use a form that can be used as a flight record for use when applying for a flight permit or renewing a license.
本発明の操縦訓練システムは、飛行体２の操縦訓練に最適なシステムであるが、飛行体２以外の操縦訓練にも応用することができる。 The flight training system of the present invention is an optimal system for flight training of the flying object 2, but can also be applied to flight training other than the flying object 2.
１ 操縦機
２ 飛行体（機体）
３ 訓練システム
２１ 電源部
２２ 飛行制御部
２３ 通信部
２４ 操縦機受信部
２５ 位置・姿勢情報取得部
２６ 駆動部
３１ 飛行体設定部
３２ 設定情報送信部
３３ 飛行体情報受信部
３４ 飛行情報表示部
３４ａ メインヘルス表示部
３４ｂ 姿勢情報表示部
３４ｃ 軌跡表示部
３４ｄ ガイダンス表示部
３４ｅ 各パラメータ表示部
３４ｆ メニュー表示部
３５ 操縦評価部
３６ 操縦ガイダンス部
３７ 飛行情報記録部
1 Pilot 2 Aircraft (aircraft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Training system 21 Power supply part 22 Flight control part 23 Communication part 24 Controller receiving part 25 Position and attitude | position information acquisition part 26 Drive part 31 Flight object setting part 32 Setting information transmission part 33 Flight object information reception part 34 Flight information display part 34a Main health display unit 34b Attitude information display unit 34c Trajectory display unit 34d Guidance display unit 34e Each parameter display unit 34f Menu display unit 35 Maneuvering evaluation unit 36 Maneuvering guidance unit 37 Flight information recording unit
Claims (10)
飛行体と、当該飛行体を操縦する操縦機と、訓練システムを備え、
前記訓練システムは、外乱のような異常状態を擬似的に作り出し、その異常状態下で前記飛行体を飛行させる異常飛行制御が可能であり、
前記制御下で飛行する飛行体を、前記操縦機を操作することによって操縦可能である、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 In a flight training system with an autonomous flight control device,
A flying object, a controller that controls the flying object, and a training system;
The training system artificially creates an abnormal state such as a disturbance, and can perform abnormal flight control that causes the flying object to fly under the abnormal state.
The flying object flying under the control can be steered by operating the pilot.
A steering training system characterized by that.
飛行体と、当該飛行体を操縦する操縦機と、訓練システムを備え、
前記訓練システムは、操縦機による操縦量に係わらず飛行体を飛行させるアシスト飛行制御が可能であり、
前記アシスト飛行制御は、飛行体の姿勢角が一定に保持されるように制御する姿勢制御アシスト、飛行体の位置が保持されるように制御する位置制御アシスト、飛行体のＸＹＺ軸のいずれか一つの軸を自律飛行で保持し、残りの二つの軸を操縦者が操縦できる一軸固定制御、前記三軸のいずれか二つの軸を自律飛行で保持し、残りの一つの軸を操縦者が操縦できる二軸固定制御によって操縦をアシストする半自律制御のいずれかであり、
前記制御下で飛行する飛行体を、前記操縦機を操作することによって操縦可能である、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 In a flight training system with an autonomous flight control device,
A flying object, a controller that controls the flying object, and a training system;
The training system is capable of assist flight control that causes the flying object to fly regardless of the maneuvering amount by the pilot.
The assist flight control is one of attitude control assist for controlling the attitude angle of the flying object to be kept constant, position control assist for controlling the position of the flying object, and XYZ axes of the flying object. One axis fixed control that can hold one axis by autonomous flight and the remaining two axes can be operated by the pilot, one of the three axes is held by autonomous flight, and the other one is controlled by the pilot It is one of the semi-autonomous controls that assists the maneuvering with the biaxial fixed control
The flying object flying under the control can be steered by operating the pilot.
A steering training system characterized by that.
飛行体と、当該飛行体を操縦する操縦機と、訓練システムを備え、
前記訓練システムは、飛行体が所定の飛行エリアの外に出たときに当該飛行エリア内に自動的に帰還させる自動帰還制御が可能であり、
前記制御下で飛行する飛行体を、前記操縦機を操作することによって、操縦可能である、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 In a flight training system with an autonomous flight control device,
A flying object, a controller that controls the flying object, and a training system;
The training system is capable of automatic feedback control that automatically returns to the flight area when the flying object goes out of the predetermined flight area,
The flying object flying under the control can be steered by operating the pilot.
A steering training system characterized by that.
飛行体と、当該飛行体を操縦する操縦機と、訓練システムを備え、
前記訓練システムは、飛行体が操縦者の裁量で自由に飛行させることができるようにするマニュアル飛行制御、操縦機による操縦量に係わらず飛行体を飛行させるアシスト飛行制御、外乱のような異常状態を擬似的に作り出し、その異常状態下で前記飛行体を飛行させる異常飛行制御、飛行体を完全に自律飛行させる完全自律飛行制御、飛行体が所定の飛行エリアを出たときに当該飛行エリア内に自動的に帰還させる自動帰還制御のうちの複数の制御が可能であり、
前記制御下で飛行する飛行体を、前記操縦機を操作することによって、操縦可能である、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 In a flight training system with an autonomous flight control device,
A flying object, a controller that controls the flying object, and a training system;
The training system includes manual flight control that allows the aircraft to fly freely at the discretion of the operator, assist flight control that allows the aircraft to fly regardless of the maneuvering amount by the pilot, abnormal conditions such as disturbances Is created in a simulated manner, and the flight vehicle is operated in an abnormal state. Multiple control of automatic feedback control to automatically return to
The flying object flying under the control can be steered by operating the pilot.
A steering training system characterized by that.
訓練システムは、飛行体に関する種々の情報を取得する飛行体情報受信部と、当該飛行体情報受信部で取得した飛行体情報をもとに、操縦者の操縦の評価を行う操縦評価部を備えた、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 The steering training system according to any one of claims 1 to 4,
The training system includes a flying object information receiving unit that acquires various information about the flying object, and a maneuvering evaluation unit that evaluates a pilot's maneuvering based on the flying object information acquired by the flying object information receiving unit. The
A steering training system characterized by that.
操縦評価部は、操縦者の操縦で得られる評価項目に関する数値と、予め設定された当該評価項目に関する基準値の比較によって評価を行う、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 The pilot training system according to claim 5, wherein
The steering evaluation unit performs evaluation by comparing a numerical value related to the evaluation item obtained by the pilot's operation and a reference value related to the predetermined evaluation item.
A steering training system characterized by that.
訓練システムは、操縦者に対して、訓練内容、飛行指示、操縦方法の一又は二以上を含むガイダンスを行う操縦ガイダンス部を備えた、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 The pilot training system according to any one of claims 1 to 6,
The training system includes a steering guidance unit that gives guidance including one or more of training contents, flight instructions, and steering methods to the pilot.
A steering training system characterized by that.
訓練システムは、飛行体情報受信部で取得した飛行体情報を可視化して表示する飛行情報表示部を備えた、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 The steering training system according to any one of claims 5 to 7,
The training system includes a flight information display unit that visualizes and displays the flying object information acquired by the flying object information receiving unit.
A steering training system characterized by that.
訓練システムは、少なくとも飛行体情報受信部で取得される飛行体情報を記録可能な飛行情報記録部を備えた、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 The pilot training system according to any one of claims 5 to 8,
The training system includes a flight information recording unit capable of recording at least the flying object information acquired by the flying object information receiving unit.
A steering training system characterized by that.
飛行情報記録部で記録された情報は、飛行許可申請や免許更新の際等に使用する飛行実績記録として利用可能な報告書の形で出力可能である、
ことを特徴とする操縦訓練システム。 The pilot training system according to claim 9, wherein
The information recorded in the flight information recording unit can be output in the form of a report that can be used as a flight record for use when applying for a flight permit or renewing a license.
A steering training system characterized by that.
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