CN108536160B - 无人驾驶航空器的飞行控制装置以及飞行控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种无人驾驶航空器的飞行控制装置以及飞行控制方法，即使在按照预定航线而飞行中的无人驾驶航空器的测位精度降低的情况下，也能够确保测位精度并继续飞行。无人驾驶航空器基于由测位部(11)测位出的GPS接收机(200)的位置，按照预先设定的预定航线进行飞行时，在由测位精度检测部(12)检测的测位精度降低得比规定值低时，飞行控制部(13)控制为使无人驾驶航空器以与预定航线不同的航线飞行，由此，即使在按照预定航线飞行而测位精度降低的情况下，通过以与预定航线不同的航线使无人驾驶航空器飞行，由此，能够确保测位精度，边对位置进行测位边继续无人驾驶航空器的飞行。

Description

无人驾驶航空器的飞行控制装置以及飞行控制方法

技术领域

本发明涉及无人驾驶航空器的飞行控制装置以及飞行控制方法，尤其是适用于基于被测位出的位置，按照预定航线来控制无人驾驶航空器的飞行的装置。

背景技术

现在，小型无人驾驶航空器(无人机)的应用领域正从业余用朝向工业用扩展。例如，对于人无法到达的地方中的地形调查、灾害调查、基础设施检查等，作为遥感而利用无人机的对策正变得活跃。例如，在河川的巡视检查业务中，为了完善由目视进行的检查，在山区等人无法到达的地方利用无人机，能够对河川周边的悬崖崩塌等异常自动摄影。另外，还能够逐渐对物品的搬运利用无人机。

在对人无法到达的地方放飞无人机来进行河川的巡视检查，或者进行物品的输送的情况下，无人机能够在人眼无法到达的区域进行目视外飞行。在这种情况下，无人机需要接收GPS电波来把握自身的位置，并且不受操纵者的监视，通过自律控制在预先设定的预定航线上飞行。在这种情况下，在无法捕捉GPS电波的环境下如何实现自律飞行成为问题。

例如，在河川的巡视检查业务中，在需要进行无人机的目视外飞行中的检查的地方具有深谷。因此，预先设定的预定航线的周围被山包围，有可能无法捕捉GPS电波。当无法捕捉GPS电波时，无人机不能保证正确的位置，最差的情况是具有与障碍物碰撞而坠落的危险性。即使在物品的输送目的中使用无人机的情况下，根据航线也可能产生与上述相同的问题。

另外，已知有一种无人驾驶航空器，在进行预定航线的飞行时，判断是否正接近居民家等避免掉落区域，在判断为正接近避免掉落区域的情况下，提高飞行速度(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6051327号公报

根据上述专利文献1记载的无人驾驶航空器，假设飞行中的无人驾驶航空器由于突然的故障而陷入不能控制，即使在坠落的情况下也能够极力避免向避免掉落区域落下。然而，却无法消除飞行中的无人驾驶航空器不能捕捉GPS电波，不能在预定航线的正确的位置飞行这样的问题。

发明内容

本发明为了解决这样的问题而做出，其目的在于，即使在按照预定航线而飞行中的无人驾驶航空器的测位精度降低的情况下，也能够确保测位精度并继续飞行。

为了解决上述的问题，在本发明中，无人驾驶航空器基于由测位部测位出的位置或者方位，按照预先设定的预定航线进行飞行时，在测位精度降低得比规定值低时，使无人驾驶航空器以与预定航线不同的航线飞行。

根据本申请的实施方式，提供一种无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，具备：测位部，对无人驾驶航空器的位置以及高度进行测位；飞行控制部，基于由上述测位部测位出的位置以及高度，按照使用多个路点预先设定的预定航线来控制上述无人驾驶航空器的飞行；以及测位精度检测部，检测上述测位部的测位精度，上述飞行控制部控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比规定值低时，以与上述预定航线不同的航线使上述无人驾驶航空器飞行。

根据本申请的实施方式，一种无人驾驶航空器的飞行控制方法，是通过无人驾驶航空器具备的飞行控制装置来控制上述无人驾驶航空器的飞行的方法，上述飞行控制方法的特征在于，具有：第一步骤，由上述飞行控制装置的测位部对上述飞行控制装置的位置以及高度进行测位；第二步骤，由上述飞行控制装置的飞行控制部基于由上述测位部测位出的位置以及高度，按照预先设定的预定航线控制上述无人驾驶航空器的飞行；第三步骤，由上述飞行控制装置的测位精度检测部在基于上述飞行控制部的控制而进行的上述无人驾驶航空器的飞行中，检测上述测位部的测位精度；以及第四步骤，由上述飞行控制装置的上述飞行控制部控制为，在判断为由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比规定值低时，以与上述预定航线不同的航线使上述无人驾驶航空器飞行。

发明效果

根据上述那样构成的本发明，即使在按照预定航线飞行而测位精度降低的情况下，通过使无人驾驶航空器以与预定航线不同的航线飞行，由此，能够避免测位精度的降低，能够边对位置或者方位进行测位边继续飞行。由此，即使在按照预定航线而飞行中的无人驾驶航空器的测位精度降低的情况下，也能够确保测位精度并继续飞行。

附图说明

图1是表示第一实施方式的飞行控制装置的功能构成例的图。

图2是用于说明山区中的GPS电波的接收状况的图。

图3是用于说明第一实施方式的另一航线的图。

图4是表示第一实施方式的飞行控制装置的动作例的流程图。

图5是用于说明第二实施方式的另一航线的图。

图6是表示第三实施方式的飞行控制装置的功能构成例的图。

图7是用于说明磁传感器的测位精度恶化时的无人机的飞行控制的图。

图8是用于说明第一实施方式的另一航线的变形例的图。

图9是用于说明第一实施方式的另一航线的变形例的图。

图10是用于说明第一实施方式的另一航线的变形例的图。

符号说明

11，11’ 测位部

12，12’ 测位精度检测部

13，13’ 飞行控制部

14 预定航线存储部

100，100’ 飞行控制装置

200 GPS接收机

201 磁传感器

202 气压传感器

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，基于附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是表示第一实施方式的飞行控制装置的功能构成例的图。第一实施方式的飞行控制装置100搭载于无人飞行机(无人机)，基于使用GPS接收机200测位的位置和高度，按照预定航线自律控制无人机的飞行。

如图1所示，第一实施方式的飞行控制装置100作为其功能构成，具备测位部11、测位精度检测部12以及飞行控制部13。另外，飞行控制装置100具备预定航线存储部14作为存储介质。

上述各功能块11～13能够由硬件、DSP(Digital Signal Processor)、软件的任意来构成。在例如由软件构成的情况下，上述各功能块11～13实际具备计算机的CPU、RAM、ROM等而构成，通过在RAM、ROM、硬盘或者半导体存储器等记录介质中存储的程序进行动作而实现。

预定航线存储部14存储对无人机进行飞行的航线预先设定的预定航线的信息。预定航线用多个路点设定无人机进行飞行的航线。各个路点具有纬度/经度/高度的信息。无人机以按顺序追踪多个路点的方式自动飞行。

路点的设定通过与飞行控制装置100不同的计算机(例如，个人计算机、智能手机、或者称为地面站的专用终端等)来进行。而且，将由设定出的多个路点构成的预定航线信息存储到飞行控制装置100的预定航线存储部14。另外，还可以设为使飞行控制装置100具有预定航线(路点)的设定功能。

测位部11基于由GPS接收机200接收的GPS电波，对无人机的位置(纬度和经度)以及高度进行测位。测位精度检测部12对测位部11的测位精度进行检测。测位精度例如能够作为GPS电波的接收强度进行检测。或者，还可以设为检测在规定的接收强度以上能够接收GPS电波的GPS卫星的数量作为测位精度。

图2是用于说明在对山区中的巡视检查业务使用无人机的情况下的GPS电波的接收状况的图。图2(a)示出溪谷不那么深，无人机的周围没有被山包围的状况。在该情况下，GPS的测位精度变得良好。另一方面，图2(b)示出无人机在深谷的较低的高度上飞行中，无人机的周围被山包围的状况。在该情况下，具有GPS的测位精度降低的可能性。

飞行控制部13基于由测位部11测位出的位置以及高度，按照在预定航线存储部14预先设定的预定航线，控制无人机的飞行。另外，飞行控制部13控制为在由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低时，以与预定航线不同的航线使无人机飞行。

即，飞行控制部13控制为在由测位精度检测部12检测的GPS电波的接收强度变得比规定值低时，或者在规定的接收强度以上能够接收GPS电波的GPS卫星的数量变得比规定值少时，以与预定航线不同的航线使无人机飞行。在此，所谓与预定航线不同的航线(以下，称为另一航线)是，使无人机从检测到测位精度的降低后的地点向比预定航线更上方上升(仅增加预定航线的高度)后，返回到预定航线上的另一地点的航线。

图3是用于说明第一实施方式的另一航线的图。在图3中，(1)～(10)示出10个连续的路点的位置以及高度。另外，在此为了便于说明，路点(1)～(10)的位置仅以横轴的一维来表示，放弃水平面上的二维的位置的表现。

在图3中，在无人机按照预定航线300飞行中，在路点(1)与路点(2)之间的地点A，由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低。在这种情况下，飞行控制部13控制为使无人机从地点A按照另一航线301飞行，返回到预定航线300上的另一地点D。另一航线301的飞行由上升飞行阶段、维持飞行阶段以及下降飞行阶段这3个阶段的飞行构成。

即，飞行控制部13首先在上升飞行阶段中，从地点A开始，纬度和经度不变而仅改变高度，使无人机向比预定航线300更上方上升。此时，飞行控制部13使无人机上升到由测位精度检测部12检测出的测位精度成为规定值以上的地点B。

随后，飞行控制部13进入到维持飞行阶段，保持在上升飞行阶段上升后的地点B的高度(以下，称为GPS捕捉高度)不变，预定航线300的水平方向的轨道不变地使无人机沿着预定航线300前进。即，飞行控制部13按照预定航线300的路点(2)以后所示的纬度和经度，使无人机以与该路点(2)以后所示的高度不同的GPS捕捉高度进行飞行。

而且，飞行控制部13在使无人机以GPS捕捉高度到地点C为止飞行规定距离或者规定时间后，进入下降飞行阶段。另外，结束维持飞行阶段的地点C还可以设定为距地点B第规定个数后的路点。在下降飞行阶段中，飞行控制部13将无人机的飞行控制为一边不改变预定航线300的水平方向的轨道并沿预定航线300前进，一边缓缓地降低高度，返回到预定航线300上的另一地点D。即，飞行控制部13一边按照预定航线300的路点(6)以后所示的纬度和经度使无人机前进，一边从GPS捕捉高度缓缓地降低高度。

使无人机返回的预定航线300上的另一地点D能够设为例如从地点C按照平均单位时间或者平均单位飞行距离(单位飞行距离可以是水平飞行距离，还可以是路程飞行距离)以规定的比例降低无人机的高度而由测位部11测量的高度与预定航线300的高度一致的地点。该情况下的预定航线300的高度是用直线连接一个路点和随后的路点的情况下的该直线上的高度。在这种情况下，飞行控制部13还可以设为，对从地点C按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以规定的比例降低无人机的高度的情况下的轨道与将一个路点和随后的路点连接而成的直线的交点的位置设定追加的路点，将无人机的飞行控制成朝向该追加的路点。图3示出将该交点设定为返回地点D的状态。

或者，还可以设定成控制为以从地点A在另一航线301飞行时预先设定返回地点D并返回到设定的返回地点D的方式，从地点C朝向地点D缓缓地降低无人机的高度。该情况下的返回地点D的设定方法是任意的。作为一个例子，能够将从地点A离开规定距离后的地点设定成返回地点D。或者，能够将位于从地点A离开规定距离以上的位置的路点设定成返回地点D。

图4是表示如上述那样构成的第一实施方式的飞行控制装置100的动作例的流程图。图4所示的流程图中，在预定航线存储部14设定预定航线300的信息，在对无人机的飞前进行指示时开始。

首先，测位部11基于由GPS接收机200接收的GPS电波，对无人机的位置以及高度进行测位(步骤S1)。而且，飞行控制部13基于由测位部11测位出的位置以及高度，按照在预定航线存储部14预先设定的预定航线300，控制无人机的飞行(步骤S2)。

在由飞行控制部13的控制进行的无人机的飞行中，测位精度检测部12对测位部11的测位精度进行检测(步骤S3)。而且，飞行控制部13判断由测位精度检测部12检测出的测位精度是否降低得比规定值低(步骤S4)。在此，在测位精度没有降低得比规定值低的情况下，处理进入步骤S12。

另一方面，在测位精度降低得比规定值低的情况下，飞行控制部13使无人机从检测出该测位精度的降低的地点开始不改变纬度和经度而仅改变高度地向比预定航线300更上方上升(步骤S5)。即使在该上升中，测位部11也对无人机的位置以及高度进行测位(步骤S6)。另外，测位精度检测部12对测位部11的测位精度进行检测(步骤S7)。

而且，飞行控制部13判断由测位精度检测部12检测出的测位精度是否变成规定值以上(步骤S8)。在测位精度没有变成规定值以上的情况下，处理返回到步骤S5，继续无人机的高度上升。另一方面，在测位精度变成规定值以上的情况下，飞行控制部13保持进行了上升的地点的GPS捕捉高度不变，不改变预定航线300的水平方向的轨道而沿着预定航线300使无人机前进规定距离或者规定时间(步骤S9)。

之后，飞行控制部13一边不改变预定航线300的水平方向的轨道而沿着预定航线300使无人机前进，一边缓缓地降低高度(步骤S10)。而且，飞行控制部13判断由测位部11测量的高度是否与预定航线300的高度一致(步骤S11)。在飞行高度还未与预定航线300的高度一致的情况下，处理返回到步骤S10，继续无人机的下降。

另一方面，在由测位部11测位的无人机的飞行高度与预定航线300的高度一致的情况下，飞行控制部13判断无人机是否抵达预定航线300的终点(步骤S12)。在无人机还未抵达预定航线300的终点的情况下，处理返回到步骤S1，继续按照预定航线300的无人机的飞行控制。另一方面，在判断为无人机抵达了预定航线300的终点的情况下，图4所示的流程图的处理结束。

如以上详细说明所示，在第一实施方式中，基于由测位部11测位出的位置以及高度，无人机按照预先设定的预定航线进行飞行时，在测位精度降低得比规定值低的情况下，使无人机以与预定航线不同的航线飞行。尤其是，在第一实施方式中，在使无人机上升到测位精度成为规定值以上的地点后，使无人机沿着预定航线飞行，并返回到预定航线上的另一地点。

根据这样构成的第一实施方式，即使在当在预定航线飞行时测位精度降低的情况下，通过使无人机以与预定航线不同的航线飞行，由此，能够避免测位精度的降低，能够一边对位置以及高度进行测位一边继续飞行。由此，即使在沿着预定航线而飞行中的无人机的测位精度降低的情况下，也能够确保测位精度并继续飞行。

另外，在上述第一实施方式中，对在上升飞行阶段中，当不改变纬度和经度地使无人机上升时，飞行控制部13使无人机上升到由测位精度检测部12检测出的测位精度成为规定值以上为止的例子进行了说明，但本发明不限定于此。例如，还可以设为在开始上升飞行阶段的飞行后，使无人机上升到由测位精度检测部12检测的测位精度提高第二规定值为止。或者，还可以设为使无人机上升到飞行高度成为规定的高度为止。

进而作为另一例，还可以设为使无人机上升到开始上升飞行阶段的飞行后的飞行高度的上升量成为规定量为止。

(第二实施方式)

随后，基于附图对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的飞行控制装置100的功能构成与图1相同。即使在GPS的测位精度降低得比规定值低时，使无人机以与预定航线不同的另一航线飞行，并返回到预定航线上的另一地点这点上，第二实施方式也与第一实施方式相同。但是，另一航线的内容与第一实施方式不同。第二实施方式中的另一航线由后退飞行阶段、上升飞行阶段、维持飞行阶段以及下降飞行阶段这4个阶段的航线构成。

图5是用于说明第二实施方式的另一航线的图。在图5中也与图3相同，(1)～(10)表示10个连续的路点的位置(放弃水平面上的二维的位置的表现)以及高度。在图5中，在无人机按照预定航线300进行飞行中，在路点(1)与路点(2)之间的地点A中，由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低。在这种情况下，飞行控制部13使无人机从地点A在预定航线300上后退后(后退飞行阶段)，从后退后的地点B不改变纬度和经度而仅改变高度地使无人机向比预定航线300更上方上升(上升飞行阶段)。

在后退飞行阶段中，飞行控制部13例如使无人机从GPS的测位精度降低得比规定值低的地点A开始在预定航线300上后退规定距离。在预定航线300上后退了规定距离的地点B是无人机之前飞行过的地点，是在该地点上GPS的测位精度还未降低得比规定值低的地点。由此，在使无人机后退到地点B时，GPS的测位精度恢复到规定值以上。

另外，在此对使无人机从地点A后退规定距离的例子进行了说明，但本发明不限定于此。例如，还可以使无人机从地点A后退规定时间。或者，还可以设为使无人机从地点A后退到前一个路点(在图5的例子中为路点(1))。

之后，飞行控制部13进入上升飞行阶段，使无人机从在后退飞行阶段后退的地点B开始不改变纬度和经度而仅改变高度地上升到规定的高度的地点C。如上述所示，由于在地点B上GPS的测位精度已经恢复到规定值以上，因此，在从该地点上升高度的情况下，无论什么高度，GPS的测位精度成为规定值以上的可能性都高。于是，不需要如第一实施方式所示，使无人机上升到由测位精度检测部12检测的测位精度成为规定值以上的地点为止这样的控制。

另外，飞行控制部13还可以设为使无人机上升在后退的地点B测位精度比由测位精度检测部12检测出的测位精度提高第二规定值后的高度。或者，还可以设为使无人机上升到开始上升飞行阶段的飞行后的飞行高度的上升量成为规定量为止。

随后，飞行控制部13进入维持飞行阶段，保持在上升飞行阶段上升的地点C的高度不变，不改变预定航线300的水平方向的轨道而沿着预定航线300使无人机前进。而且，飞行控制部13在使无人机飞行规定距离或者规定时间而到地点D后，进入下降飞行阶段。在下降飞行阶段中，飞行控制部13将无人机的飞行控制为一边不改变预定航线300的水平方向的轨道而沿着预定航线300前进，一边缓缓地降低高度，返回到预定航线300上的另一地点E。

根据如以上所示设定出另一航线的第二实施方式，由于控制为，暂时返回到GPS的测位精度可靠地成为规定值以上的地点B，之后上升到规定的高度并在另一航线上飞行，因此，能够以必要最小限的上升来实现。即，在第一实施方式的情况下，使无人机从GPS的测位精度降低得比规定值低的地点上升，因此，还具有由于溪谷的深度不同而必须上升相当高的高度的可能性。在这种情况下，具有距想要检查的河川的距离变远，在细微的部分上不能进行充分的摄影、测量的可能性。根据第二实施方式，能够避免这样的不便。

(第三实施方式)

随后，基于附图对本发明的第三实施方式进行说明。图6是表示第三实施方式的飞行控制装置100’的功能构成例的图。另外，在该图6中，标记与图1示出的符号相同的符号的具有相同的功能，因此，在此省略重复的说明。

如图6所示，在第三实施方式中，除了GPS接收机200之外还具备磁传感器201以及气压传感器202。另外，飞行控制装置100’具备测位部11’、测位精度检测部12’以及飞行控制部13’，来代替图1示出的测位部11、测位精度检测部12以及飞行控制部13。

在第三实施方式中，测位部11’使用GPS接收机200、磁传感器201以及气压传感器202，分别对无人机的位置、方位、高度进行测位。飞行控制部13’按照由测位部11’测位出的位置、方位以及高度来控制无人机的飞行。另外，还可以设为，不设置气压传感器202，而与第一实施方式相同地通过GPS接收机200来对无人机的位置以及高度进行测位。

关于磁传感器201，具有由于局部地形不同，根据矿脉等的影响而测位精度降低得比规定值低的情况。于是，测位精度检测部12’除了检测GPS接收机200的测位精度之外，还检测磁传感器201的测位精度。而且，飞行控制部13’控制为，即使在由测位精度检测部12’检测出的磁传感器201的测位精度降低得比规定值低时，也如图7所示使无人机上升，使无人机以与预定航线不同的另一航线飞行。

另外，在上述第一～第三实施方式中，在上升飞行阶段中使无人机上升到规定的高度后，在维持飞行阶段中维持该高度不变地使无人机飞行规定距离或者规定时间，但本发明不限定于此。例如，还可以设为，省去上升飞行阶段与下降飞行阶段之间的维持飞行阶段，使无人机上升到规定的高度后立即缓缓地降低高度。

另外，在上述第一～第三实施方式中，还可以设为，在无人机脱离预定航线且上升后，缓缓地降低高度时，再次检测出测位精度降低得比规定值低的情况下，从该地点使无人机再次上升，再次进行相同的飞行控制。

另外，在上述第一以及第二实施方式中，对与上升飞行阶段、维持飞行阶段以及下降飞行阶段的各阶段有关的无人机的飞行控制进行了说明，但本发明不限定于此，还能够应用除此以外的飞行控制。以下，对各阶段的飞行控制的变形例进行详细说明。

首先，对上升飞行阶段的飞行控制的变形例进行说明。在上述第一以及第二实施方式中，对在检测出测位精度降低得比规定值低的情况下，不改变该地点的纬度和经度而仅改变高度地使无人机上升的例子进行了说明，但是，还可以设为，一边沿着预定航线的纬度和经度使无人机前进，一边使无人机上升。

例如，作为针对第一实施方式的变形例，飞行控制部13还可以将无人机的飞行控制为，在由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低时，从该地点开始一边不改变预定航线的水平方向的轨道且沿着预定航线前进，一边缓缓地提升高度。另外，作为针对第二实施方式的变形例，飞行控制部13还可以将无人机的飞行控制为，在由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低时，在使无人机从该地点开始在预定航线上后退后，从该后退后的地点开始，一边不改变预定航线的水平方向的轨道且沿着预定航线前进，一边缓缓地提升高度。

更具体地讲，飞行控制部13将无人机的飞行控制为，一边不改变预定航线的水平方向的轨道且沿着预定航线前进，一边按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以一定的比例缓缓地提升高度。图8是用于说明进行这样的飞行控制的情况下的另一航线301的图。图8示出的路点(1)～(10)与图3示出的相同。

在图8中，在无人机按照预定航线300飞行中，在路点(1)与路点(2)之间的地点A中，由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低。在这种情况下，飞行控制部13在从地点A开始的上升飞行阶段中，使无人机一边不改变预定航线300的水平方向的轨道且沿着预定航线300前进，一边按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以一定的比例缓缓地提升高度，使无人机向比预定航线300更上方上升。

此时，飞行控制部13例如使无人机上升到由测位精度检测部12检测出的测位精度成为规定值以上的地点B为止。另外，还可以是设为，使无人机上升到从开始上升飞行阶段的飞行后由测位精度检测部12检测的测位精度提高第二规定值为止、飞行高度成为规定的高度为止、或者从开始上升飞行阶段的飞行后的飞行高度的上升量成为规定量为止中的任意方式。

在图8的例子中，关于维持飞行阶段以及下降飞行阶段的飞行控制与图3相同，因此，在此放弃重复的说明。另外，在由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低时，若如图3所示从该地点不改变纬度和经度且垂直上升，或者如图5所示暂时后退后垂直上升，则由于飞行所需时间的增加，无人机的能够达到距离会变短。

对此，如图8所示，通过在上升飞行阶段中一边前进一边缓缓地提升高度，由此，能够将飞行所需时间的增加抑制到最小限。另外，在上升飞行阶段、维持飞行阶段以及下降飞行阶段的各阶段中，通过以一定的比例增减高度或者维持高度地直线飞行，由此，能够将电池的消耗抑制得低。该图8所示那样的另一航线301对于例如搬运物品的情况等、移动为主要目的情况也是有效的。

作为上升飞行阶段中的飞行控制的另一例，飞行控制部13还可以将无人机的飞行控制为，一边不改变预定航线的水平方向的轨道且沿着预定航线前进，一边相对预定航线的每个路点的高度变化比例分别以一定的增额比例缓缓地提升高度。图9是用于说明在进行这样的飞行控制的情况下的另一航线301的图。图9示出的路点(1)～(10)与图3示出的相同。

在图9中，无人机按照预定航线300飞行中，在路点(1)与路点(2)之间的地点A中，由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低。在这种情况下，飞行控制部13首先使无人机相对从地点A到随后的路点(2)的高度变化的比例(相当于在图9中将地点A与路点(2)连结的直线的倾斜角)，以具有一定的增额的比例缓缓地上升。

地点(2)’示出了到与路点(2)相同的纬度和经度为止，从地点A沿着预定航线300以一定的增额比例使无人机的高度缓缓地上升后的地点。将地点A与地点(2)’连结的直线的倾斜角相当于上述的增额比例。飞行控制部13还可以设为，在由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低时，将该地点(2)’设定为追加路点(2)’，将无人机的飞行控制为朝向该追加路点(2)’。

随后，飞行控制部13使无人机相对从预定航线300上的路点(2)到随后的路点(3)的高度变化的比例，以具有一定的增额的比例缓缓地上升。另外，在图9中，从路点(2)到随后的路点(3)之间的高度缓缓地下降。也就是说，高度变化的比例变成负的值。在这种情况下，飞行控制部13设为例如取得高度变化的比例的绝对值，使无人机相对该绝对值以具有一定的增额的比例缓缓地上升。

地点(3)’示出了到与路点(3)相同的纬度和经度为止，从追加路点(2)’沿着预定航线300以一定的增额比例使无人机的高度缓缓地上升后的地点。飞行控制部13还可以设为，在由测位精度检测部12检测出的测位精度降低得比规定值低时，或者在无人机到达了追加路点(2)’时，将地点(3)’设定为追加路点(3)’，将无人机的飞行控制为朝向该追加路点(3)’。

以下相同地，飞行控制部13使无人机相对从预定航线300中的路点(3)到随后的路点(4)的高度变化的比例以具有一定的增额的比例，从追加设定后的路点(3)’到相同地追加设定后的路点(4)’缓缓地上升。在图9的例子中，从地点A到追加路点(4)’的地点B’相当于上升飞行阶段的飞行控制。

另外，结束上升飞行阶段的追加路点(4)’能够设为例如由测位精度检测部12检测的测位精度成为规定值以上的地点。该地点是位于地点A以后的多个路点所对应的高度上升地点(在与预定航线300上的路点相同的纬度和经度，高度比该路点更上升后的地点)之中，由测位精度检测部12检测的测位精度最先成为规定值以上的地点。或者，还可以设为，在从开始上升飞行阶段的飞行后由测位精度检测部12检测的测位精度上升第二规定值以上后的地点结束上升飞行阶段。这些情况下反复进行如下动作：追加设定1个路点，在每次无人机到达该追加设定的路点时，判断测位精度是否满足上述的条件，在不满足的情况下追加设定随后的路点。

另外，结束上升飞行阶段的追加路点(4)’还可以设为在位于地点A以后的多个路点所对应的高度上升地点之中，无人机的飞行高度成为规定的高度以上的地点，或者在地点A中开始上升飞行阶段的飞行后的飞行高度的上升量成为规定量以上的地点。这些情况下，能够在地点A到无人机的飞行高度满足上述的条件的地点为止预先追加设定1个以上的路点。

随后，对维持飞行阶段的飞行控制的变形例进行说明。在上述第一以及第二实施方式中，飞行控制部13设为在维持飞行阶段中，维持上升飞行阶段中的上升后的飞行高度不变且沿着预定航线前进。对此，还可以将无人机的飞行控制为，维持上升飞行阶段的飞行结束后的地点中的与预定航线的高度差不变，不改变预定航线的水平方向的轨道且沿着预定航线前进。

在图9的例子中，从追加路点(4)’的地点B’到追加路点(6)’的地点C’示出了维持飞行阶段的飞行区间。即，在图9的例子中，飞行控制部13将无人机的飞行控制为，维持上升飞行阶段的飞行结束后的地点B’即追加路点(4)’与对应该追加路点(4)’的预定航线300的路点(4)的高度差不变，沿着预定航线300前进到追加路点(6)’。维持飞行阶段的飞行区间例如能够设为路点的规定个数量。

最后，对下降飞行阶段的飞行控制的变形例进行说明。在上述第一以及第二实施方式中，飞行控制部13设为在下降飞行阶段中，一边沿着预定航线前进，一边按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以一定的比例缓缓地降低高度，但是，还可以设为相对预定航线的每个路点的高度变化比例，以各一定增额比例缓缓地降低高度。

在图9的例子中，从追加路点(6)’的地点C’到路点(10)的地点D的区间示出了下降飞行阶段的飞行区间。即，在图9的例子中，飞行控制部13为，一边从维持飞行阶段的飞行结束后的地点C’即追加路点(6)’沿着预定航线300前进，一边到追加路点(9)’为止相对预定航线300的每个路点的高度变化比例(绝对值)以各一定增额比例缓缓地降低高度。从最后的追加路点(9)’到预定航线300上的路点(10)的区间成为另一航线301与预定航线300的连接区间。

图9示出的另一航线301对于沿着比较复杂的预定航线300，以空中摄影目的使无人机飞行的情况有效。因为能够一边维持与原来的预定航线300的线路形状相近的形状，一边向比原来的预定航线300更上方上升高度地飞行。在此，所谓比较复杂的预定航线300是相邻的路点的间隔比较短，存在多个路点的航线。例如，在用搭载于无人机的摄像机从上空对山区的道路的外形进行摄影的情况下，一边在道路的正上方将与道路的距离保持为一定，一边使无人机飞行，因此，路点的数量变多。在这样的情况下，在以图9示出的另一航线301使无人机飞行时，难以感知在测位精度下降时无人机的高度突然上升，能够摄影出没有不协调感的影像。

另外，能够将上述的上升飞行阶段中的各图案的飞行控制(图3所示的垂直上升图案，图8所示的线性的上升图案，图9所示的依存原来路线的上升图案)、维持飞行阶段中的各图案的飞行控制(图3以及图8所示的高度维持图案，图9所示的高度差维持图案)、下降飞行阶段中的各图案的飞行控制(图3以及图8所示的线性的下降图案，图9所示的依存原来路线的下降图案)任意组合并应用。另外，这些任意的组合还能够应用于图5示出的后退飞行阶段之后的上升飞行阶段、维持飞行阶段以及下降飞行阶段。

图10是表示将上升飞行阶段中的线性的上升图案、维持飞行阶段中的高度差维持图案、下降飞行阶段中的线性的下降图案组合并应用的另一航线301的图。该图10所示的另一航线301例如在使用搭载于无人机的摄像机从上空对山区的河川的外形进行摄影的情况等，使以空中摄影目的使无人机飞行的情况，但是，对于相邻的路点的间隔比较空的情况也有效。

另外，还可以设为，在图3、图5以及图8所示的另一航线301中，当使无人机不改变预定航线300的水平方向的轨道且沿着预定航线300前进时，在各路点(2)～(9)所对应的高度上升地点设定追加路点，将无人机的飞行控制为朝向该追加路点。

另外，在上述第一～第三实施方式中，在预定航线的终点，检测到GPS接收机200或者磁传感器201的测位精度降低得比规定值低的情况下，无人机上升，无法着陆到终点。于是，还可以设为，在检测到测位精度降低得比规定值低的情况下，进一步判断该地点是否是预定航线的终点，在为终点的情况下使无人机按照预定航线飞行(着陆)。

或者，还可以设为，判断检测到测位精度的降低的地点是否距预定航线的终点规定的距离范围内，在为规定的距离范围内的情况下，在该地点将无人机控制为停止飞行，并且，将模式从自律飞行切换到手动飞行。

另外，在上述第一～第三实施方式中，还可以设为，在无人机边搭载摄像机进行摄影边飞行的情况下，根据无人机脱离预定航线并上升的高度，控制摄像机的变焦。即，在无人机上升时缓缓地进行移近，在无人机下降时缓缓地进行移离。

另外，上述第一～第三实施方式都只不过是实施本发明中的具体化的一个例子，并不能通过这些实施方式来限定地解释本发明的技术的范围。即，本发明不脱离其主旨或者其主要的特征，能够以各式各样的形式实施。

Claims (18)

1.一种无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，具备：测位部，对无人驾驶航空器的位置以及高度进行测位；飞行控制部，基于由上述测位部测位出的位置以及高度，按照使用多个路点预先设定的预定航线来控制上述无人驾驶航空器的飞行；以及测位精度检测部，检测上述测位部的测位精度，上述飞行控制部控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比规定值低时，以与上述预定航线不同的航线使上述无人驾驶航空器飞行，上述飞行控制部，将上述无人驾驶航空器的上升飞行阶段的飞行控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低时，从由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低的地点一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边缓缓地提升高度，将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在上述上升飞行阶段中，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以一定的比例缓缓地提升高度。

2.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低时，从由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低的地点使上述无人驾驶航空器向比上述预定航线更上方上升后，返回到上述预定航线上的另一地点。

3.如权利要求2所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的上升飞行阶段的飞行控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低时，不改变该地点的纬度和经度而仅改变高度地使上述无人驾驶航空器上升。

4.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在上述上升飞行阶段中，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边相对上述预定航线的每个路点的高度变化比例分别以一定的增额比例缓缓地提升高度。

5.如权利要求4所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部使上述无人驾驶航空器上升，直到由上述测位精度检测部检测出的测位精度成为上述规定值以上为止、或者开始上述上升飞行阶段的飞行后由上述测位精度检测部检测的测位精度上升第二规定值以上为止、或者飞行高度成为规定的高度以上为止、或者开始上述上升飞行阶段的飞行后的飞行高度的上升量成为规定量以上为止。

6.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的维持飞行阶段的飞行控制为，在上述上升飞行阶段中使上述无人驾驶航空器向比上述预定航线更上方上升后，维持上升后的飞行高度不变，不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进。

7.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的维持飞行阶段的飞行控制为，在上述上升飞行阶段中使上述无人驾驶航空器向比上述预定航线更上方上升后，维持该地点的与上述预定航线的高度差不变，不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进。

8.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的下降飞行阶段的飞行控制为，在上述上升飞行阶段中使上述无人驾驶航空器向比上述预定航线更上方上升后，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边缓缓地降低高度，返回到上述预定航线上的另一地点。

9.如权利要求6所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的下降飞行阶段的飞行控制为，在上述维持飞行阶段中使上述无人驾驶航空器飞行后，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边缓缓地降低高度，返回到上述预定航线上的另一地点。

10.如权利要求9所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在上述下降飞行阶段中，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以一定的比例缓缓地降低高度。

11.如权利要求9所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在上述下降飞行阶段中，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边相对上述预定航线的每个路点的高度变化比例分别以一定的增额比例缓缓地降低高度。

12.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低时，从由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低的地点使上述无人驾驶航空器在上述预定航线上后退后，从后退后的地点使上述无人驾驶航空器向比上述预定航线更上方上升，之后再返回到上述预定航线上的另一地点。

13.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部使上述无人驾驶航空器从由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低的地点，在上述预定航线上后退规定距离或者规定时间。

14.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部使上述无人驾驶航空器从由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低的地点，后退到上述预定航线上的前一个路点。

15.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的上升飞行阶段的飞行控制为，从上述后退后的地点，不改变该地点的纬度和经度而仅改变高度地使上述无人驾驶航空器上升。

16.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部将上述无人驾驶航空器的上升飞行阶段的飞行控制为，从上述后退后的地点，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边缓缓地提升高度。

17.如权利要求1所述的无人驾驶航空器的飞行控制装置，其特征在于，上述飞行控制部使上述无人驾驶航空器上升，直到飞行高度成为规定的高度以上为止、或者开始上述上升飞行阶段的飞行后的飞行高度的上升量成为规定量以上为止、或者测位精度比在上述后退后的地点由上述测位精度检测部检测出的测位精度上升第二规定值以上的高度为止。

18.一种无人驾驶航空器的飞行控制方法，是通过无人驾驶航空器具备的飞行控制装置来控制上述无人驾驶航空器的飞行的方法，上述飞行控制方法的特征在于，具有：第一步骤，由上述飞行控制装置的测位部对上述飞行控制装置的位置以及高度进行测位；第二步骤，由上述飞行控制装置的飞行控制部基于由上述测位部测位出的位置以及高度，按照预先设定的预定航线控制上述无人驾驶航空器的飞行；第三步骤，由上述飞行控制装置的测位精度检测部在基于上述飞行控制部的控制而进行的上述无人驾驶航空器的飞行中，检测上述测位部的测位精度；以及第四步骤，由上述飞行控制装置的上述飞行控制部控制为，在判断为由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比规定值低时，以与上述预定航线不同的航线使上述无人驾驶航空器飞行，上述飞行控制部，将上述无人驾驶航空器的上升飞行阶段的飞行控制为，在由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低时，从由上述测位精度检测部检测出的测位精度降低得比上述规定值低的地点一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边缓缓地提升高度，将上述无人驾驶航空器的飞行控制为，在上述上升飞行阶段中，一边不改变上述预定航线的水平方向的轨道且沿着上述预定航线前进，一边按照平均单位时间或者平均单位飞行距离以一定的比例缓缓地提升高度。

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