JP3024642B1 - Unmanned aerial vehicle control method and device - Google Patents
Unmanned aerial vehicle control method and deviceInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 無人機の追尾が不可能となっても他レーダ装
置からの位置情報を利用することにより追尾の継続を可
能とする。
【解決手段】 追尾・管制部１は特定識別コードにより
無人機の追尾・管制を行う。インターフェース部２は、
対空レーダ等のセンサからの空中を飛翔している移動体
の位置情報を取得し、比較部３は、追尾・管制部からの
捕捉している無人機の位置情報とインターフェース部２
からの複数の移動体の位置情報とを入力し、無人機の位
置情報に最も近い移動体の位置情報を無人機の位置情報
として特定する。比較部４は前記位置情報を追尾用の位
置情報として前記追尾・管制部に出力し、追尾・管制部
１が無人機の追尾ができなくなった場合に前記位置情報
により追尾を継続する。Abstract: [PROBLEMS] To enable continuous tracking by using position information from another radar device even when tracking of an unmanned aerial vehicle becomes impossible. A tracking and control unit performs tracking and control of an unmanned aerial vehicle using a specific identification code. The interface unit 2
The position information of the moving object flying in the air is acquired from a sensor such as an anti-aircraft radar, and the comparison unit 3 obtains the position information of the unmanned vehicle captured from the tracking / control unit and the interface unit 2.
And the position information of a plurality of mobile units from the mobile terminal is input, and the position information of the mobile unit closest to the position information of the unmanned aerial vehicle is specified as the position information of the unmanned aerial vehicle. The comparing section 4 outputs the position information to the tracking / control section as position information for tracking, and continues tracking based on the position information when the tracking / control section 1 cannot track the unmanned aerial vehicle.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、無人機の管制方法
及び装置に関し、特に、対空レーダ等のセンサから空中
を飛翔している移動体の位置情報を取得し、無人機の追
尾の継続に使用するようにした無人機の管制方法及び装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an unmanned aerial vehicle, and more particularly to acquiring position information of a moving body flying in the air from a sensor such as an anti-aircraft radar to continuously track the unmanned aerial vehicle. The present invention relates to an unmanned aerial vehicle control method and apparatus to be used.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の無人機の管制装置は、識別のため
の特定コードを含むデータを授受することにより、管制
対象となる無人機を認識している。このため無人機の追
尾・管制においては何らかの原因で追尾の継続が不可能
となると最後に得られた位置情報のみでは再追尾を行う
ことは困難であるという問題があった。2. Description of the Related Art A conventional unmanned aerial vehicle controller recognizes an unmanned aerial vehicle to be controlled by exchanging data including a specific code for identification. Therefore, in the tracking and control of the unmanned aerial vehicle, if the tracking cannot be continued for some reason, there is a problem that it is difficult to perform the re-tracking only with the last obtained position information.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】無人機の管制装置にお
いて、追尾動作が不可能となった場合に他装置からの情
報を利用することが考えられるが、他レーダ装置等から
得られる移動体の位置情報には、前記特定識別コードの
情報は含まれていないため、得られた位置情報が管制対
象の無人機を指しているものであるか否かを認識するこ
とができず、管制装置以外の装置によって捕捉されてい
る無人機の位置情報を利用することができなかった。 （目的）本発明の目的は、無人機の追尾が不可能となっ
ても他レーダ装置からの位置情報を利用して追尾の継続
を可能とする無人機の管制方法及び装置を提供すること
にある。In an unmanned aerial vehicle control device, it is conceivable to use information from another device when tracking operation becomes impossible. Since the position information does not include the information of the specific identification code, it is not possible to recognize whether or not the obtained position information indicates the unmanned aerial vehicle to be controlled. Could not use the location information of the drone captured by this device. (Purpose) It is an object of the present invention to provide an unmanned vehicle control method and apparatus capable of continuing tracking by using position information from another radar device even if the unmanned vehicle cannot be tracked. is there.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の無人機の管制方
法は、特定識別コードを使用するレーダにより追尾・管
制を行う無人機の管制方法において、対空レーダ等のセ
ンサから空中を飛翔している移動体の位置情報を取得
し、追尾・管制の対象となっている無人機の位置情報に
近い前記移動体の位置情報を特定し、無人機の追尾が不
可能となった場合に特定した前記位置情報を使用して無
人機の追尾を継続することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An unmanned aerial vehicle control method according to the present invention is directed to an unmanned aerial vehicle control method in which tracking and control is performed by a radar using a specific identification code. Obtain the position information of the moving object that is located, specify the position information of the moving object that is close to the position information of the drone that is the target of tracking and control, and specify when the tracking of the drone is impossible The tracking of the drone is continued using the position information.
【０００５】また、前記移動体の位置情報の特定は、取
得した移動体の位置情報から前記移動体の航跡の一次関
数近似を行い、追尾・管制の対象となっている無人機の
位置情報からの最短距離の前記一次関数近似された航跡
の移動体の位置情報として特定する。In addition, the position information of the moving object is specified by performing a linear function approximation of the trajectory of the moving object from the acquired position information of the moving object and obtaining the position information of the unmanned vehicle to be tracked and controlled. Is specified as the position information of the moving body of the wake at the shortest distance approximated by the linear function.
【０００６】本発明の無人機の管制装置は、特定識別コ
ードを使用するレーダにより無人機の追尾・管制を行う
追尾・管制部と、対空レーダ等のセンサから空中を飛翔
している移動体の位置情報を取得するインターフェース
部と、追尾・管制部からの捕捉している無人機の位置情
報とインターフェース部からの複数の移動体の位置情報
とを入力し、移動体の位置情報から無人機の前記位置情
報に近い位置情報を無人機の位置情報として特定する比
較部と、比較部で特定した前記位置情報を追尾用の補助
的な位置情報として前記追尾・管制部に出力する置換部
とを有することを特徴とする。The control apparatus for an unmanned aerial vehicle according to the present invention includes a tracking / control unit for tracking / controlling the unmanned aerial vehicle using a radar using a specific identification code, and a mobile unit flying in the air from a sensor such as an anti-aircraft radar. Input the interface information to acquire the position information, the position information of the unmanned aerial vehicle captured from the tracking and control unit, and the position information of multiple mobile units from the interface unit. A comparison unit that specifies the position information close to the position information as the position information of the drone, and a replacement unit that outputs the position information specified by the comparison unit to the tracking / control unit as auxiliary position information for tracking. It is characterized by having.
【０００７】また、前記比較部は、移動体の位置情報か
ら航跡の一次関数近似を行い、追尾・管制部からの最新
の位置情報に最も近い一次関数近似の航跡の移動体の位
置情報を無人機の位置情報として特定することを特徴と
する。更に、追尾・管制部は、無人機の追尾が不可能と
なった場合に、置換部からの特定された前記位置情報に
より追尾を継続することを特徴とする。The comparison unit performs linear approximation of the wake from the position information of the moving object, and extracts the position information of the moving object of the wake of the linear function approximation closest to the latest position information from the tracking and control unit. It is characterized in that it is specified as the position information of the machine. Furthermore, the tracking / control unit is characterized in that when the tracking of the unmanned aerial vehicle becomes impossible, the tracking / control unit continues tracking based on the position information specified from the replacement unit.
【０００８】（作用）追尾・管制部が捕捉している無人
機の位置情報と対空レーダ等の他レーダ装置から取得し
た複数の移動体の位置情報とを比較し、無人機の位置情
報に最も近い移動体の位置情報を管制対象とする無人機
の位置情報として特定し、追尾・管制部の補助的な位置
情報として使用し、追尾・管制部による追尾ができなく
なった場合に特定した前記位置情報を利用して追尾を継
続する。(Operation) The position information of the unmanned aerial vehicle captured by the tracking / control unit is compared with the position information of a plurality of moving objects acquired from other radar devices such as an anti-aircraft radar, and the position information of the unmanned aerial vehicle is most accurately determined. The position information of the nearby moving object is specified as position information of the unmanned aerial vehicle to be controlled and used as auxiliary position information of the tracking / control unit, and the position specified when tracking by the tracking / control unit cannot be performed. Use information to continue tracking.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】（構成の説明）次に、本発明の無
人機の管制方法及び装置の一実施の形態について詳細に
説明する。図１は、本実施の形態の構成例を示す図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Description of Configuration) Next, an embodiment of a method and apparatus for controlling an unmanned aerial vehicle of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the present embodiment.
【００１０】本実施の形態は、無人機の追尾用の独自の
レーダ部等を備え追尾・管制機能を有する追尾・管制部
１と、空中を飛翔している移動体を追尾してその位置情
報を生成して出力する対空レーダ等、センサとしての他
レーダ装置５と、前記他レーダ装置５が出力する位置情
報を取得するインターフェイス部２と、取得した前記位
置情報と追尾・管制部１が有するレーダ部によって捕捉
している無人機の位置情報とを比較する比較部３と、比
較した結果を元に追尾・管制部１の追尾用の位置情報を
他レーダ装置の位置情報に置き換える置換部４とから構
成されている。各部の機能概要は以下のとおりである。In this embodiment, a tracking / control unit 1 having a unique radar unit and the like for tracking an unmanned aerial vehicle and having a tracking / control function, and a mobile body flying in the air are tracked to obtain position information. Other radar devices 5 as sensors, such as anti-aircraft radars that generate and output the information, an interface unit 2 that acquires the position information output by the other radar devices 5, and the acquired position information and the tracking / control unit 1. A comparing unit 3 for comparing the position information of the unmanned aerial vehicle captured by the radar unit, and a replacing unit 4 for replacing the tracking position information of the tracking / control unit 1 with the position information of another radar device based on the comparison result It is composed of The functional outline of each part is as follows.
【００１１】追尾・管制部１は、二次レーダ部等により
無人機をその識別コードに基づいて追尾し位置情報を取
得し管制を行う。また、追尾・管制部１は捕捉中の無人
機の位置情報を比較部３に出力するとともに、追尾が困
難になった場合の無人機の位置情報を置換部４から入力
して追尾を継続する機能を有する。The tracking and control unit 1 controls the unmanned aerial vehicle by using a secondary radar unit or the like based on the identification code, obtains position information, and performs control. In addition, the tracking / control unit 1 outputs the position information of the unmanned aerial vehicle being captured to the comparing unit 3, and inputs the positional information of the unmanned aerial vehicle when the tracking becomes difficult from the replacing unit 4 to continue the tracking. Has functions.
【００１２】他レーダ装置５は対空レーダのような通常
の一次レーダ部等のセンサを有し無人機を含む探知範囲
の移動体の位置情報を取得して位置情報を出力する。イ
ンターフェイス部２は他レーダ装置５からの移動体の位
置情報を取得し、探知範囲の複数の移動体の位置情報を
比較部３に出力する。比較部３は移動体の各位置情報と
追尾・管制部１からの無人機の位置情報とを比較し、イ
ンターフェイス部２からの移動体の位置情報のうち追尾
・管制部１で追尾中の位置情報に近似する位置情報を無
人機の位置情報として特定（選別）し、置換部４に出力
する。置換部４は追尾・管制部１が無人機を追尾中に追
尾・管制の動作に失敗した場合に前記比較部３で選別し
た位置情報を出力し、追尾・管制部１の動作を復帰させ
追尾、管制機能を継続させる。The other radar device 5 has a sensor such as a normal primary radar unit such as an anti-aircraft radar, acquires position information of a moving object in a detection range including an unmanned aerial vehicle, and outputs position information. The interface unit 2 acquires the position information of the moving object from the other radar device 5 and outputs the position information of a plurality of moving objects in the detection range to the comparing unit 3. The comparing unit 3 compares the position information of the mobile unit with the position information of the unmanned aerial vehicle from the tracking / control unit 1 and, among the position information of the mobile unit from the interface unit 2, the position being tracked by the tracking / control unit 1. The position information approximating the information is specified (selected) as the position information of the unmanned aerial vehicle, and is output to the replacement unit 4. The replacement unit 4 outputs the position information selected by the comparison unit 3 when the tracking / control unit 1 fails to perform the tracking / control operation while tracking the drone, and returns the operation of the tracking / control unit 1 to perform tracking. , Continue the control function.
【００１３】（動作の説明）図２は、図１に示す本実施
の形態の主に比較部における動作フローを示す図であ
る。以下本実施の形態の動作を説明する。(Explanation of Operation) FIG. 2 is a diagram showing an operation flow mainly in the comparing section of the embodiment shown in FIG. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
【００１４】インターフェイス部２は、他レーダ装置５
において監視中の複数の移動体の位置情報を取得し時系
列的に比較部３に出力する（ステップＳ１）。比較部３
は、前記時系列的な複数の位置情報と追尾・管制部１が
独自のレーダ部によって捕捉している無人機の位置情報
とを比較し、他レーダ装置５から得られる複数の位置情
報のうちから、追尾・管制部１が管制している無人機に
該当する位置情報を他レーダ装置から得られた無人機の
位置情報として選別する。この選別においては以下の処
理を行う。 （１）他レーダ装置５からの複数の位置情報のうち複数
の移動体の位置情報の航跡を追尾し、時系列的に取得す
る（ステップＳ１）。 （２）取得した位置情報を元に、移動体毎の航跡を一次
式（直線）として算出する（ステップＳ２）。 （３）追尾・管制部１からの時系列的に計測した複数の
無人機の位置と上記により求めた各直線との距離を算出
する。（ステップＳ３） （４）算出した各距離Ｌ（ｔ）に関する標準偏差σを算
出する（ステップＳ４）。 （５）標準偏差σが最小となる直線を選別する（ステッ
プＳ５）。 （６）選別した直線を航跡とする移動体を、追尾・管制
部１の管制対象として特定する（ステップＳ６、Ｓ
７）。The interface unit 2 includes another radar device 5
In, position information of a plurality of moving objects being monitored is acquired and output to the comparing unit 3 in time series (step S1). Comparison section 3
Compares the plurality of time-series position information with the position information of the unmanned aerial vehicle that is tracked by the tracking and control unit 1 by its own radar unit, and among the plurality of position information obtained from the other radar device 5, Therefore, the position information corresponding to the drone controlled by the tracking / control section 1 is selected as the position information of the drone obtained from another radar device. In this selection, the following processing is performed. (1) Track the wakes of the position information of a plurality of moving objects out of the plurality of position information from the other radar devices 5 and acquire them in chronological order (step S1). (2) The wake of each moving object is calculated as a linear expression (straight line) based on the acquired position information (step S2). (3) Calculate the distance between the positions of the plurality of unmanned aerial vehicles measured in time series from the tracking / control section 1 and the respective straight lines obtained as described above. (Step S3) (4) The standard deviation σ for each calculated distance L (t) is calculated (Step S4). (5) A straight line with the smallest standard deviation σ is selected (step S5). (6) The moving object having the selected straight line as the wake is specified as a control target of the tracking / control section 1 (steps S6 and S6).
7).
【００１５】図３は、比較部３における位置情報の選別
処理（１）〜（６）の動作を示す図である。同図は、追
尾・管制部１が追尾・管制を行っている無線機の位置情
報と、他のレーダ装置からの１つの移動体の位置情報を
ＸＹ座標上に示す。FIG. 3 is a diagram showing the operation of the position information selection processing (1) to (6) in the comparison section 3. FIG. 2 shows, on XY coordinates, position information of a wireless device that the tracking / control unit 1 is performing tracking / control and position information of one moving object from another radar device.
【００１６】無線機の航跡における位置情報（Ｘ(ｔ−
ｎ)、Ｙ(ｔ−ｎ)）、…、（Ｘ(ｔ−１)、Ｙ(ｔ−
１)）、（Ｘ(ｔ)、Ｙ(ｔ)）と、インターフェース２か
ら得られた他レーダ装置５からの位置情報（Ｘ(Ｋ−
１)、Ｙ(Ｋ−１)）、（Ｘ(ｋ)、Ｙ(ｋ)）とが比較部３
に取り込まれ、比較部３は他レーダ装置５の位置情報
（Ｘ(Ｋ−１)、Ｙ(Ｋ−１)）、（Ｘ(ｋ)、Ｙ(ｋ)）から
その航跡の直線近似式ａＸ＋ｂＹ＋ｃ＝０を作成し、時
刻ｔにおける追尾・管制部１の位置情報（Ｘ(ｔ)、Ｙ
(ｔ)）から前記直線への最短距離Ｌ（ｔ）＝│ａＸ＋ｂ
Ｙ＋ｃ│／（ａ２＋ｂ２）１ ／２を求める。同様にして
他レーダ装置からの位置情報から最短距離を求めそれぞ
れの標準偏差σを算出して各標準偏差のうち最小のもの
の直線の最新位置情報、例えば（Ｘ(ｋ)、Ｙ(ｋ)）を、
無人機の位置情報として選別する。Position information (X (t−
n), Y (t-n)), ..., (X (t-1), Y (t-
1)), (X (t), Y (t)) and position information (X (K−
1), Y (K-1)), (X (k), Y (k))
From the position information (X (K−1), Y (K−1)) and (X (k), Y (k)) of the other radar device 5, and a linear approximation aX + bY + c of the wake thereof is obtained. = 0, and the position information (X (t), Y
(t)) to the straight line, the shortest distance L (t) = | aX + b
Request Y + c│ / (a 2 + b 2) 1/2. Similarly, the shortest distance is obtained from the position information from the other radar devices, the respective standard deviations σ are calculated, and the latest position information of the straight line of the smallest standard deviation, for example, (X (k), Y (k)) To
It is sorted out as the location information of the drone.
【００１７】置換部４は、追尾・管制部１による追尾・
管制が何らかの事由により行えなくなった場合に追尾を
継続させるために、特定した移動体の前記位置情報を追
尾・管制部１に通知する（ステップＳ７）。The replacement unit 4 performs tracking and control by the tracking and control unit 1.
In order to continue tracking when control cannot be performed for some reason, the position information of the specified moving object is notified to the tracking / control section 1 (step S7).
【００１８】追尾・管制部１は、追尾・管制が行えなく
なった場合に比較部３から出力された移動体の位置情報
を新たな追尾の航跡データとして取り込み、追尾・管制
動作を継続する。When the tracking and control cannot be performed, the tracking and control unit 1 fetches the position information of the moving object output from the comparing unit 3 as new tracking data and continues the tracking and control operation.
【００１９】本実施の形態においては、特定した位置情
報を追尾・管制部１に常時出力するようにしているが、
比較部３及び置換部４の動作は追尾・管制部１において
追尾に失敗した時点で追尾・管制部１からの要求により
出力するように構成することができる。In the present embodiment, the specified position information is constantly output to the tracking / control unit 1.
The operation of the comparison unit 3 and the replacement unit 4 can be configured to be output upon a request from the tracking and control unit 1 when the tracking and control unit 1 fails in tracking.
【００２０】本発明の他の実施の形態としては、比較部
３の処理において、追尾・管制部１により捕捉している
位置情報と他レーダ装置５が捕捉している移動体の位置
情報との距離を算出して判定する場合に、判定条件とし
て距離が一定値以下であること加えたものが考えられ
る。追尾・管制部において追尾ができなくなった場合に
最後の位置情報に対し距離が大きい移動体を誤って特定
することを回避することができる。As another embodiment of the present invention, in the processing of the comparison unit 3, the position information captured by the tracking and control unit 1 and the position information of the moving object captured by the other radar device 5 are compared. When the distance is calculated and determined, it is conceivable that a determination condition is added in addition to the fact that the distance is equal to or less than a certain value. When tracking cannot be performed in the tracking / control unit, it is possible to avoid erroneously specifying a moving body having a large distance with respect to the last position information.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、他レーダ装置から入力
される移動体の位置情報の航跡の近似式により、無人機
の航跡に近い位置情報を取得して補助的な位置情報とし
て使用できるようにしているので、追尾・管制において
追尾動作ができなくなった場合等にも直ちに無人機の再
捕捉を可能とし追尾・管制動作を継続することが可能で
ある。According to the present invention, position information close to the wake of an unmanned aerial vehicle can be acquired and used as auxiliary position information by an approximate expression of the wake of the position information of the moving object input from another radar device. Thus, even when the tracking operation cannot be performed in the tracking / control operation, the unmanned aerial vehicle can be immediately re-captured, and the tracking / control operation can be continued.
【図１】本実施の形態の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the present embodiment.
【図２】本実施の形態の主に比較部における動作フロー
を示す図である。FIG. 2 is a diagram mainly showing an operation flow in a comparison unit of the present embodiment.
【図３】比較部３における位置情報の選別処理の動作を
示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of a selection process of position information in a comparison unit 3;
１ 追尾・管制部 ２ インターフェイス部 ３ 比較部 ４ 置換部 ５ 他レーダ装置 1 tracking / control unit 2 interface unit 3 comparison unit 4 replacement unit 5 other radar device
Claims (5)
追尾・管制を行う無人機の管制方法において、 対空レーダ等のセンサから空中を飛翔している移動体の
位置情報を取得し、追尾・管制の対象となっている無人
機の位置情報に近い前記移動体の位置情報を特定し、無
人機の追尾が不可能となった場合に特定した前記位置情
報を使用して無人機の追尾を継続することを特徴とする
無人機の管制方法。1. A control method for an unmanned aerial vehicle that performs tracking and control by a radar using a specific identification code, wherein position information of a moving body flying in the air is acquired from a sensor such as an anti-aircraft radar to perform tracking and control. Identify the position information of the moving object that is close to the position information of the unmanned aerial vehicle being targeted, and continue tracking the unmanned aerial vehicle using the identified position information when the tracking of the unmanned aerial vehicle becomes impossible. A method for controlling unmanned aerial vehicles.
動体の位置情報から前記移動体の航跡の一次関数近似を
行い、追尾・管制の対象となっている無人機の位置情報
からの最短距離の前記一次関数近似された航跡の移動体
の位置情報として特定することを特徴とする請求項１記
載の無人機の管制方法。2. The position information of a moving object is specified by performing a linear function approximation of the trajectory of the moving object from the acquired position information of the moving object and calculating the position information of the unmanned vehicle to be tracked and controlled. The control method for an unmanned aerial vehicle according to claim 1, wherein the position information is specified as the position information of the moving body of the wake of the shortest distance approximated by the linear function.
無人機の追尾・管制を行う追尾・管制部と、対空レーダ
等のセンサから空中を飛翔している移動体の位置情報を
取得するインターフェース部と、追尾・管制部からの捕
捉している無人機の位置情報とインターフェース部から
の複数の移動体の位置情報とを入力し、移動体の位置情
報から無人機の位置情報に近い位置情報を無人機の位置
情報として特定する比較部と、比較部で特定した前記位
置情報を追尾用の補助的な位置情報として前記追尾・管
制部に出力する置換部とを有することを特徴とする無人
機の管制装置。3. A tracking / control unit for tracking / controlling an unmanned aerial vehicle using a radar using a specific identification code, and an interface unit for acquiring position information of a moving body flying in the air from a sensor such as an anti-aircraft radar. Enter the location information of the unmanned aerial vehicle captured from the tracking and control unit and the location information of multiple mobile units from the interface unit. A comparing unit that specifies the position information of the machine, and a replacement unit that outputs the position information specified by the comparing unit to the tracking and control unit as auxiliary position information for tracking. Control device.
の航跡の一次関数近似を行い、追尾・管制部からの最新
の位置情報に最も近い一次関数近似の航跡の移動体の位
置情報を無人機の位置情報として特定することを特徴と
する請求項３記載の無人機の管制装置。4. The comparison unit performs a linear function approximation of the trajectory of the moving object from the position information of the moving object, and obtains the position information of the trajectory of the moving object of the linear function approximation closest to the latest position information from the tracking / control unit. The control device for an unmanned aerial vehicle according to claim 3, wherein the control device specifies the position information of the unmanned aerial vehicle.
となった場合に、置換部からの特定された前記位置情報
により追尾を継続することを特徴とする請求項３又は４
記載の管制装置。5. The tracking / control unit continues tracking based on the position information specified from the replacement unit when tracking of the unmanned aerial vehicle becomes impossible.
A control device as described.
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