CN114333425A - 无人航空器的控制方法、服务器以及无人航空器 - Google Patents

无人航空器的控制方法、服务器以及无人航空器 Download PDF

Info

Publication number
CN114333425A
CN114333425A CN202111152551.6A CN202111152551A CN114333425A CN 114333425 A CN114333425 A CN 114333425A CN 202111152551 A CN202111152551 A CN 202111152551A CN 114333425 A CN114333425 A CN 114333425A
Authority
CN
China
Prior art keywords
route
unmanned aerial
aerial vehicle
processor
control method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111152551.6A
Other languages
English (en)
Inventor
宫田亚衣
田中由里香
长谷川英男
铃木宽之
大原克博
牧野友哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN114333425A publication Critical patent/CN114333425A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/106—Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/08—Arrangements of cameras
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U20/00—Constructional aspects of UAVs
    • B64U20/80—Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
    • B64U20/87—Mounting of imaging devices, e.g. mounting of gimbals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0021—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located in the aircraft
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G08G5/0034—Assembly of a flight plan
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G08G5/0039—Modification of a flight plan
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0052—Navigation or guidance aids for a single aircraft for cruising
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/006—Navigation or guidance aids for a single aircraft in accordance with predefined flight zones, e.g. to avoid prohibited zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

本发明使无人航空器以安全的路径飞行到目的地。在第一控制部(11)和第二控制部(21)的至少任一个中包含的处理器根据无人航空器(20)的当前地、目的地及地图信息，生成优先在道路及水路上飞行的路径。进一步地，处理器根据生成的所述路径，控制所述无人航空器(20)的飞行。

Description

无人航空器的控制方法、服务器以及无人航空器
技术领域
本发明涉及一种无人航空器的控制方法、服务器以及无人航空器。
背景技术
在现有技术中，提出了一种在无人机等无人航空器中设定飞行路径，并针对朝向目的地的路径进行引导的装置。例如，在专利文献1中记载了设定无人机的飞行路径的装置根据无人机的出发地与目的地之间的地形等，向无人机发送以包含纬度、经度、高度的坐标点阵表示的飞行指示数据。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-165930号公报。
发明内容
发明要解决的问题
当仅根据地形及地面的结构体等设定无人航空器的路径时，有时无人航空器在不恰当的路径上飞行。不恰当的路径包含例如住宅、学校、人群聚集的公园以及繁华街等的上空。这种路径有可能使在无人航空器飞行的路径的周边存在的人感到不安感及压迫感，在无人航空器因异常等而在路径上着陆时，产生与人及物体接触等的麻烦。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，使无人航空器以安全的路径飞行至目的地。
用于解决问题的方法
根据本发明的一个实施方式的无人航空器的控制方法，处理器根据无人航空器的当前地、目的地及地图信息，生成优先在道路及水路上飞行的路径。进一步地，处理器根据生成的所述路径而对所述无人航空器的飞行进行控制。
本发明的一个实施方式的服务器具有：第一通信部，其能够与多个无人航空器发送接收信息；第一处理器；地图数据库。所述第一处理器被配置为，根据所述无人航空器的当前地、目的地及所述地图信息，生成优先在道路及水路上飞行的路径，并经由所述第一通信部向所述无人航空器发送与生成的所述路径相关的路径信息。
本发明的一个实施方式的无人航空器具有：第二通信部；第二处理器；摄像机；飞行单元。所述第二通信部接收与优先在道路及水路上飞行到目的地的路径相关的路径信息以及地图信息。所述第二处理器根据所述路径信息及所述地图信息而控制所述飞行单元，根据在飞行中从所述摄像机拍摄的图像中检测的在所述路径中通行的行人及车辆的通行量，再次生成到所述目的地的所述路径。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种使无人航空器以安全的路径飞行至目的地的无人航空器的控制方法、服务器以及基于上述控制方法的无人航空器。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的无人航空器控制系统的概要结构的图。
图2是表示图1的服务器及无人航空器的概要结构的框图。
图3是对无人航空器的路径引导的一例进行说明的图。
图4是对分叉点处的无人航空器的路径选择进行说明的图。
图5是第一控制部及第二控制部执行的处理的流程图。
图6是表示服务器及无人航空器的其他的概要结构例的框图。
图7是表示服务器及无人航空器的进一步其他的概要结构例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的一个实施方式。此外，在以下的说明中使用的图是示意性的。附图上的尺寸比率等不一定与现实的尺寸比率一致。
(无人航空器控制系统)
图1表示一个实施方式的控制无人航空器20的路径的无人航空器控制系统的概要结构。无人航空器控制系统包含服务器10、一个以上的无人航空器20。服务器10是能够针对各无人航空器20设定目的地的信息处理装置。服务器10可以生成飞行路径并向各无人航空器20发送。服务器10可以从各无人航空器20取得当前位置，并管理各无人航空器20的当前位置。服务器10不限于一个，也可以分散配置在多个不同的场所。
无人航空器20是接受来自服务器10的目的地的指示，并至少部分自主地飞行的飞行物体。无人航空器20也被称为无人机。在本实施方式中，无人航空器20用于物流用途。无人航空器20在出发地装载货物并配送到目的地。无人航空器20具有多个旋转翼，通过使其旋转而能够产生升力。本实施方式中的无人航空器20假设为能够搬运从数百克到数千克左右的小型的货物的机体。但是，本发明的无人航空器20可以被配置为，能够配送较大的货物。
服务器10和无人航空器20经由通信用的网络50而连接。服务器10和网络50通过有线或无线通信系统而连接。作为网络50，包含因特网等广域网络、VPN(Virtual PrivateNetwork)以及基于专用线路的网络。无人航空器20和网络50通过无线通信系统而连接。作为从无人航空器20连接到网络50的方法，能够列举第三代移动通信系统(3G)、LTE(LongTerm Evolution)等第四代移动通信系统(4G)、第五代移动通信系统(5G)、Wi-Fi(注册商标)、以及WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等方法，但不限于此。
图2表示服务器10和无人航空器20的更详细的结构。
(服务器)
服务器10包含第一控制部11、第一通信部12及地图数据库13。
第一控制部11包含单一或多个处理器而构成。在处理器中，包含通过读入特定的程序来执行被编程的功能的通用处理器、以及针对特定的处理特殊化的专用处理器。作为专用处理器，可以采用DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)以及FPGA(Field-Programmable Gate Array)等。构成第一控制部11的处理器是第一处理器。第一控制部11可以包含能够存储处理器执行的程序以及基于处理器的运算中的信息等的存储器。
第一通信部12具有通过有线或无线而连接到网络50的通信接口。第一通信部12实施与信息的发送、接收相关的协议处理、发送信号的调制以及接收信号的解调等处理。第一通信部12能够经由网络50与无人航空器20进行信息的发送接收。
地图数据库13是存储了各无人航空器20飞行的区域整体的地图信息的数据库。地图数据库13包含道路及水路的信息。地图数据库13包含地形的起伏、建筑物、电线杆、人行桥等道路上的立体结构体、道路的立体十字路口等三维的信息。地图数据库13还可以包含不能够飞行的区域的信息。例如，法律禁止无人航空器在特定的设施的周边飞行。
在本发明中，“水路”这一术语指的是，以水面连接的区域，使用其广义的意义。水路包含船舶等能够通行的水面及用于水流动的通道。例如，水路包含河川、运河及沟渠等。
第一控制部11控制服务器10的各部。第一控制部11经由第一通信部12与各无人航空器20进行信息的发送接收。第一控制部11接受来自外部的输入，并能够在无人航空器20中设定目的地和到目的地的路径。
第一控制部11包含生成在无人航空器20中设定的路径的路径生成部31。路径生成部31可以被实现为硬件模块或软件模块。路径生成部31根据无人航空器20的当前地、目的地及地图数据库13的地图信息，生成优先在道路和水路上飞行到目的地的路径。第一控制部11经由第一通信部12向无人航空器20发送生成的路径信息。
无人航空器20优先在道路或水路上飞行，因此选择安全的路径进行飞行较为容易。即使在飞行中发生异常，无人航空器20也能够安全地着陆或降落在道路或水路上。此外，无人航空器20为了安全地飞行到目的地，尽可能地选择行人及车辆不穿过的路径。由此，即使在产生了异常的情况下，也能够减小无人航空器20与行人或车辆接触等的危险性。特别地，对于行人，无人航空器20能够以不朝向该行人飞行、降落及带来不安感及压迫感的方式进行飞行。
路径生成部31在生成无人航空器20飞行的路径时，在从出发地到目的地有多个路径时，评价各个路径的风险的高低。路径生成部31根据评价的风险的高低，以尽可能降低风险的方式从多个候补路径中选择飞行的路径。
例如，无人航空器20的飞行路径优选尽可能不穿过行人及车辆。如果行人及车辆不穿过，那么即使无人航空器20发生异常，也不存在与行人或车辆接触的危险性。因此，路径生成部31取得与候补路径相关的交通量的信息。交通量的信息可以经由第一通信部12而从外部的信息源取得。或者，路径生成部31也可以取得存储在服务器10内的过去的每个时间段的每个道路的交通量的信息。
路径生成部31在生成无人航空器20的路径时，计算各候补路径的距离的长度。路径生成部31在距离的长度较长的情况下，与距离的长度较短的情况相比，能够评价为风险高。
此外，地图数据库13能够包含停车带以及中央分离带的有无，作为道路的信息。停车带是为了使车辆停车而设置的带状的车道的部分。中央分离带是为了按往返方向分离车道而设置在其中央部的地带。路径生成部31根据地图数据库13，在候补路径中包含的道路上存在停车带或中央分离带的情况下，与不存在停车带或中央分离带的情况相比，评价为风险低。如果在道路上存在停车带或中央分离带，则无人航空器20能够在停车带或中央分离带上飞行。在无人航空器20在停车带或中央分离带上飞行的情况下，即使在无人航空器20中产生了异常的情况下，也能够着陆在行人及车辆不通行的中央分离带或停车带上，因此与行人或车辆接触的可能性低。
此外，地图数据库13能够包含行人和车辆的通行划分是否被分离的信息，作为道路的信息。在设置了人行道和车道的道路中，行人与车辆的通行划分被分离。路径生成部31在候补路径中包含的道路中行人和车辆的通行划分被分离的情况下，与行人和车辆的通行划分未被分离的情况相比，能够评价为风险低。如果行人和车辆的通行划分被分离，则无人航空器20能够在车辆的通行划分上飞行。无人航空器20在车辆的通行区域上飞行时，即使在无人航空器20中产生异常的情况下，与行人接触的可能性也低。
路径生成部31能够生成使无人航空器20尽可能不在限制速度为规定速度以上的道路、高速道路以及铁路的线路上飞行的路径。规定的速度是评价无人航空器20与车辆万一接触的情况下的危险度而确定的。规定的速度例如为时速60km。这些道路和线路在无人航空器20发生异常的情况下不能够安全着陆，因此能够从无人航空器20的路径中排除。无人航空器20有时横穿这些道路或线路。但是，无人航空器20能够被路径设定为不在这些道路或线路上沿着这些道路或线路飞行。
路径生成部31能够以无人航空器20不在设定为行人专用的道路的区间上飞行的方式，生成路径。设定为行人专用的道路的区间指的是，例如包含将在节假日等设定为车辆禁止通行的行人区域(例如，所谓的“步行街”)。在行人区域中，由于多数情况下存在多个行人，所以当无人航空器20在上空飞行时，有可能给行人带来不安感或压迫感。
路径生成部31也可以不在道路上存在结构体的路径上飞行的方式，生成无人航空器20飞行的路径。道路上的结构体包含人行桥及道路上的信息显示牌等。
路径生成部31能够根据存储在地图数据库13中的地图信息，与导航系统类似地生成从无人航空器20的当前地到目的地的路径。在无人航空器20为出发前的情况下，出发地为当前地。路径生成部31与导航系统不同地不需要遵守单向通行或禁止右转等交通法规。路径生成部31在生成路径时在存在道路的立体十字路口或隧道等的情况下，有时不能够在道路上设定路径。
(无人航空器)
在一个实施方式中，无人航空器20包含第二控制部21、第二通信部22、存储器23、摄像机24、传感器25、飞行单元26、保持部27。
第二控制部21与第一控制部11类似地，被构成为包含单一或多个处理器。构成第二控制部21的处理器是第二处理器。第二控制部21控制无人航空器20的各部及整体。关于第二控制部21执行的处理，此后进一步叙述。
第二通信部22具有通过无线而连接到网络50的通信接口。第二通信部22实施与信息的发送、接收相关的协议处理、发送信号的调制以及接收信号的解调等处理。第二通信部22能够通过网络50与服务器10发送接收信息。
存储器23包含半导体存储装置。半导体存储装置可以包含ROM(read onlymemory)、RAM(Random Access Memory)、闪存等。RAM可以包含DRAM(Dynamic RandomAccess Memory)和SRAM(Static Random Access Memory)。存储器23能够存储第二控制部21执行的程序以及第二控制部21的运算中的信息等。存储器23还存储从服务器10接收的从出发地到目的地的路径信息。存储器23能够存储无人航空器20预定飞行的路径的周边的地图信息。无人航空器20也可以从服务器10取得包含在服务器10的地图数据库13中的地图信息的一部分。
摄像机24包含透镜等光学系统和CCD图像传感器(Charge-Coupled Device ImageSensor)或CMOS图像传感器(Complementary MOS Image Sensor)等摄像元件。摄像机24拍摄无人航空器20的周边的图像。摄像机24可以规定的帧速率(例如，30fps(frame persecond))连续地拍摄图像。摄像机24将拍摄的图像的信号发送到第二控制部21。
传感器25包含多个传感器。传感器25可以包含定位传感器、方位传感器、加速度传感器、角速度传感器、对地高度传感器、障碍物传感器等。定位传感器能够检测由纬度、经度等表示的绝对位置。定位传感器能够包含与全球定位系统(GNSS：Global NavigationSatellite System)对应的接收器。与GNSS对应的接收器包含GPS(Global PositioningSystem)接收器。方位传感器能够检测地磁的磁力而测定方位。作为加速度传感器及角速度，可以使用陀螺仪传感器。作为对地高度传感器和障碍物传感器，使用超声波传感器及红外线传感器等。传感器25还可以包含气压传感器等。
飞行单元26包含多个旋转翼及其驱动装置。旋转翼的数量例如可以是4个或6个，但不限于此。作为一例，多个旋转翼从无人航空器20的机体的中心呈放射状配置。飞行单元26通过在第二控制部21的控制下调整各旋转翼的旋转速度，能够使无人航空器20进行静止、上升、下降、前进、后退、旋转等各种动作。
保持部27对货物进行保持。保持部27可以包含用于保持货物的梁臂。保持部27在第二控制部21的控制下，能够在飞行中保持货物，并在目的地展开梁臂而释放货物。
第二控制部21控制无人航空器20的各部，与此同时根据由服务器10设定的目的地及路径信息使无人航空器20朝向目的地飞行。第二控制部21可以包含飞行控制部28和路径控制部32这两个功能块。飞行控制部28和路径控制部32可以作为硬件模块或软件模块来实现。
飞行控制部28根据传感器25的检测结果而控制飞行单元的各部，并自主地维持飞行状态。例如，飞行控制部28将距地面的距离维持为规定的距离。规定的距离例如可以设定为3m、6m或9m等。关于飞行控制部28，在由于风等外部因素而无人航空器20的位置从路径上偏离的情况下，控制飞行单元26返回到路径上。进一步地，飞行控制部28也可以在通过传感器25而在前方检测到鸟等未预料的障碍物的情况下，控制飞行单元26以避免该情况。
飞行控制部28也可以在包含于飞行中的路径的道路上存在行人或车辆时避开行人或车辆上方进行飞行的方式，控制飞行单元26。以此方式，由于无人航空器20不在行人或车辆的正上方飞行，所以能够避免向行人或驾驶者带来不安感或压迫感。此外，假设在无人航空器20中产生异常的情况下，能够降低无人航空器20接触行人或车辆的危险性。
此外，飞行控制部28也可以将在飞行中连续地以传感器25取得的定位信息经由第二通信部22发送给服务器10。由此，服务器10的第一控制部11能够管理无人航空器20的当前位置。此外，在无人航空器20中发生异常而停止了定位信息的发送的情况下，服务器10的第一控制部11能够识别异常的发生，并且确定发生异常的位置。
飞行控制部28也可以在检测无人航空器20的飞行功能发生了异常的情况下，向服务器10或其他装置发送紧急信息。紧急信息可以包含无人航空器20的当前位置信息。运营无人航空器20的组织能够根据经由服务器10或其他装置接收的紧急信息，派遣负责人进行无人航空器20及货物的回收。
路径控制部32根据从服务器10接收并存储在存储器23中的目的地及路径信息，控制无人航空器20飞行的路径。路径控制部32可以根据飞行的道路的交通量等，机动地再次生成从当前地到目的地的路径。关于路径控制部32再次生成的路径，也以优先在道路及水路上进行飞行的方式选择路径。
使用图3，对基于路径控制部32的飞行中的无人航空器20的路径控制进行说明。图中R1表示限速为时速60km的干线道路。其他道路是限速为时速40km左右的一般道路。无人航空器20从出发地P1到目的地P2配送货物。
首先，服务器10的第一控制部11的路径生成部31如图3的实线所例示的那样地生成从无人航空器20的出发地P1到目的地P2的路径。无人航空器20从服务器10接收目的地P2的位置信息、到达目的地P2的路径信息以及周边的地图信息。
无人航空器20从出发地P1出发时，根据服务器10生成的路径信息，在实线所示的路径上飞行。服务器10生成的路径包含多个分叉点。分叉点例如对应于道路的交叉点。在各时刻，无人航空器20的路径被构成为包含依次连接当前地、各分叉点以及目的地P2的路段。路段例如表示道路的交叉点间的各区间、以及在与道路之间无人航空器20能够移动的水路上的两点间的区间。
在每次无人航空器20到达分叉点之一时，路径控制部32能够评价当前飞行中的路径，并根据需要改变路径。因此，路径控制部32可以在每次无人航空器20到达分叉点之一时，取得表示在下一个路段上通行的行人或车辆的通行量的通行量信息。路径控制部32能够从由摄像机24拍摄的图像中取得通行量信息。因此，路径控制部32能够针对由摄像机24拍摄的图像实施图像识别，提取行人及车辆的图像。路径控制部32也可以从无人航空器20的外部提供的交通信息取得通行量信息。
在图3所示的例子中，无人航空器20在从出发地P1出发后，沿着由路径生成部31生成的路径前进，到达分叉点N1。在分叉点N1，路径控制部32有时判断为飞行中的路径的路段L1的通行量比规定的通行量多。在这种情况下，在分叉点N1，路径控制部32根据拍摄了路段L1及路段L2的图像，对路段L1和路段L2的通行量进行比较。例如，在判断为路段L2的通行量比路段L1少时，路径控制部32也可以再次生成从当前地到目的地P2穿过重新新以虚线所示的路段L2的路径。在穿过分叉点N1后，无人航空器20可以在以虚线所示的再次生成的路径上飞行。
路径控制部32可以根据在分叉点N1处下一个路段L1与可能分叉的其他的路段L2的通行量信息、以及在各个路段L1、L2上飞行时从当前地到目的地P2的距离，评价进入到各个路段L1、L2的情况下的风险。路径控制部32可以根据评价的风险，以穿过风险较低的一方的路段L1、L2的方式，再次生成路径。风险能够数值化地进行比较。
图4是用于说明路径选择的一例的图。穿过分叉点N1跟前的路段L0到达分叉点N1的无人航空器20通过摄像机24而拍摄从分叉点N1分叉的各路段L1、L2、L3，并检测各自的通行量。在路径控制部32中，相对于路段L3而为远离目的地P2的方向，因此作为不能采用的路径，将风险度设为100。路径控制部32可以将通行量以及在剩余的路径上飞行的距离分别数值化，并通过通行量和剩余的飞行距离的乘积而计算风险度。在图3的例子中，路段L1的风险度为80，路段L2的风险度为50。路径控制部32能够采用穿过风险度较低的路段L2的路径。路径控制部32将到目的地P2的路径重新设定为穿过路段L2的路径。
无人航空器20能够在各个分叉点依次选择行人及车辆的通行量少的路径作为下一前进的路段。由此，无人航空器20能够尽可能地选择行人及车辆不穿过的路径进行飞行。此外，在上述说明中，无人航空器20检测道路上的通行量，但在无人航空器20在水路上的路径进行飞行的情况下，能够针对穿过水路的船舶等同样地进行检测及评价。
基于路径生成部31的路径生成以及基于路径控制部32的路径再次生成能够考虑上述条件以外的各种条件。
路径生成部31及路径控制部32也可以考虑所述货物的种类或重量来生成路径。例如，在货物的重量较重的情况下，假设在无人航空器20由于异常而下落的情况下，当与行人或车辆接触时，会产生较大的损害。因此，在货物的重量与规定的重量相比而较重的情况下，无人航空器20可以进行控制，以此选择行人及车辆几乎不通行的路径进行飞行。
此外，路径生成部31及路径控制部32也可以考虑气象条件来生成路径。例如，在风较大的情况下，在较高的大厦的附近无人航空器20容易受到大厦的风的影响。因此，在风比规定的强度强的情况下，无人航空器20可以进行控制，以此选择在周边不存在高的建筑物的道路或水路上的路径进行飞行。
(无人航空器的控制方法的流程)
以下，参照图5，说明无人航空器20的控制方法。
首先，服务器10的第一控制部11生成从无人航空器20的出发地(当前地)到目的地的、优先在道路及水路上飞行的路径(步骤S101)。
无人航空器20的第二控制部21根据服务器10生成的路径信息而控制无人航空器20的飞行(步骤102)。第二控制部21判断无人航空器20是否到达目的地(步骤S103)。
第二控制部21在判断为未到达目的地时(步骤S103：否)，判断是否到达分叉点(步骤S104)。
在未到达目的地(步骤S103：否)且未到达分叉点的情况下(步骤S104：否)，第二控制部21重复步骤S102～S104，直到到达目的地或分叉点为止。
当到达分叉点时(步骤S104：是)，第二控制部21控制摄像机24，拍摄从分叉点之前的各路段的图像(步骤S105)。因此，第二控制部21可以在分叉点处停止，使摄像机24朝向各路段的朝向，从而改变无人航空器20的朝向来拍摄图像。摄像机24也可以具有广角透镜，一次拍摄多个路段的方向。
第二控制部21从摄像机24取得各路段的图像，识别各个路段的行人及车辆的通行量(步骤S106)。
第二控制部21对当前设定的路径中包含的路段与其他路段进行比较，判断是否改变无人航空器20飞行的路径(步骤S107)。作为一个示例，第二控制部21在判断为在当前的路径中包含的路段的行人及车辆的双方或任一方的通行量小于规定值的情况下，直接前进到当前的路径。第二控制部21在判断为在当前的路径中包含的路段的行人及车辆双方或任一方的通行量比规定值多，并且其他路段的通行量比规定值少的情况下，判断是否改变路径。针对路径改变的判断，考虑到目的地的飞行距离。关于规定值，考虑无人航空器20在路段上飞行的情况下的安全性来设定。
在步骤S107中不改变路径的情况下(步骤S107：否)，第二控制部21前进到设定的路径，并且返回到步骤S102，重复步骤S102以下的处理。
在步骤S107中改变路径的情况下(步骤S107：是)，第二控制部21将路径信息改变为新的路径(步骤S108)。第二控制部21以无人航空器20优先在道路或水路上飞行的方式，设定新的路径。第二控制部21在新的路径上前进，并且返回步骤S102，重复步骤S102以下的处理。
第二控制部21对无人航空器20进行控制，在穿过全部分叉点到达目的地时(步骤S103：是)，在目的地释放货物(步骤S109)。无人航空器20可以在目的地着陆，在将货物放开之后再次起飞。或者，无人航空器20也可以在目的地飞行的状态下投放货物。
当货物的配送结束时，无人航空器20可以预先被编程为返回出发点。或者，当货物的配送结束时，无人航空器20接受来自服务器10的指示，朝向其他的地点飞行。
如上所述，根据本实施方式，能够使无人航空器20以安全的路径飞行到目的地。无人航空器20尽可能地在行人及车辆不能穿过的路径上飞行，因此能够降低向行人及车辆的驾驶者带来的不安感及压迫感、在发生异常时与行人或车辆接触的危险性。
在上述实施方式中，在服务器10的第一控制部11中包含路径生成部31，在无人航空器20的第二控制部21中包含路径控制部32。但是，路径生成部31及路径控制部32的功能能够在服务器10与无人航空器20之间任意地分散配置。
例如，如图6所示，路径生成部31及路径控制部32的功能能够配置在服务器10的第一控制部11中。在这种情况下，在各分叉点处，无人航空器20的第二控制部21经由第二通信部22向服务器10发送摄像机24拍摄的图像或分析了摄像机24拍摄的图像的各路段的通行量的信息。服务器10根据由第一通信部12从无人航空器20接收的信息，确定第一控制部11的路径控制部32是否再次生成无人航空器20飞行的路径。第一控制部11在再次生成了路径的情况下，将再次生成的路径经由第一通信部12发送到无人航空器20。
此外，如图7所示，路径生成部31及路径控制部32的功能能够配置在无人航空器20的第二控制部21中。在这种情况下，首先，服务器10的第一控制部11经由第一通信部12向无人航空器20发送目的地的位置信息和包含出发地、目的地的周边的地图信息。在无人航空器20中，第二控制部21的路径生成部31生成到目的地的路径。在从出发地出发后，第二控制部21的路径控制部32根据需要，执行从当前地至到达目的地的路径的再次生成。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以进行多种变形或改变。例如，在各单元、各步骤等中包含的功能等能够在逻辑上不矛盾地进行再配置，能够将多个单元或步骤等组合为一个或分割。
本说明书中公开的无人航空器20的控制方法可以由服务器10及在无人航空器20中包含的处理器根据程序执行。这样的程序可以存储在非临时计算机可读介质中。非临时计算机可读介质的示例包含但不限于硬盘、RAM、ROM、闪存、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备等。
附图标记的说明
10服务器；
11第一控制部(第一处理器)；
12第一通信部；
13地图数据库；
20无人航空器；
21第二控制部(第二处理器)；
22第二通信部；
23存储器
24摄像机；
25传感器；
26飞行单元；
27保持部；
28飞行控制部；
31路径生成部；
32路径控制部；
50网络；
P1出发地；
P2目的地；
R1干线道路；
L0、L1、L2、L3路段；
N1分叉点。

Claims (20)

1.一种无人航空器的控制方法，
处理器根据无人航空器的当前地、目的地及地图信息，生成优先在道路及水路上飞行的路径，根据生成的所述路径而对所述无人航空器的飞行进行控制。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，
所述处理器在存在从所述当前地到所述目的地的多个候补路径时，评价各路径的风险的高低，根据该风险的高低而从所述多个候补路径中选择进行飞行的路径。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，
所述处理器取得与所述候补路径相关的交通量的信息，在所述交通量多的情况下，与所述交通量少的情况相比，评价为所述风险高。
4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其中，
所述处理器计算与所述候补路径相关的距离的长度，在所述距离的长度长的情况下，与所述距离的长度短的情况相比，评价为所述风险高。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器在所述候补路径中包含的道路上存在停车带或中央分离带的情况下，与不存在停车带或中央分离带的情况相比，评价为所述风险低。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器在所述候补路径中包含的道路中行人与车辆的通行划分被分离的情况下，与行人与车辆的通行划分未被分离的情况相比，评价为所述风险低。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其中，
所述处理器以优先在所述车辆的通行划分上进行飞行的方式，控制所述无人航空器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器以不在限制速度为规定的速度以上的道路、高速道路、铁路的线路以及设定为行人专用的道路的区间中的至少任一者上进行飞行的方式，生成所述路径。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器以不在道路上存在建筑物的路径上飞行的方式，生成所述路径。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的控制方法，其中，
所述生成的路径包含能够朝向其他路径分叉的一个以上的分叉点，所述路径被构成为包含依次连接所述当前地、所述一个以上的分叉点以及所述目的地的路段，所述处理器在每次所述无人航空器到达所述分叉点中的一个时，取得表示在下一个路段上通行的行人或车辆的通行量的通行量信息。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
所述处理器从摄像机拍摄的图像中取得所述通行量信息。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
所述处理器从所述无人航空器的外部取得所述通行量信息。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器根据所述通行量信息，确定是否再次生成所述路径。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其中，
所述处理器根据在所述分叉点处能够与下一个所述路段分叉的其他的路段的通行量信息、以及在各个路段飞行的情况下到目的地的距离，评价进入各个路段的情况下的风险，并以穿过该风险低的一方的路段的方式再次生成所述路径。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器以避开行人及车辆的上方飞行的方式，控制所述无人航空器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的控制方法，其中，
所述无人航空器配送货物，所述处理器考虑所述货物的种类及重量中的至少一个来生成所述路径。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的控制方法，其中，
所述处理器在检测所述无人航空器的异常时，向所述无人航空器的外部发送紧急信息。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的控制方法，其中，
通过分散配置在所述无人航空器及所述无人航空器的外部的服务器的所述处理器而被执行。
19.一种服务器，具有：
第一通信部，其能够与多个无人航空器发送接收信息；
第一处理器；
地图数据库，其存储地图信息，
所述第一处理器被配置为，根据所述无人航空器的当前地、目的地及所述地图信息，生成优先在道路及水路上飞行的路径，并经由所述第一通信部向所述无人航空器发送与生成的所述路径相关的路径信息。
20.一种无人航空器，具有：
第二通信部；
第二处理器；
摄像机；
飞行单元，
所述第二通信部接收与优先在道路及水路上飞行到目的地的路径相关的路径信息以及地图信息，
所述第二处理器根据所述路径信息及所述地图信息而控制所述飞行单元，根据在飞行中从所述摄像机拍摄的图像中检测的在所述路径中通行的行人及车辆的通行量，再次生成到所述目的地的所述路径。
CN202111152551.6A 2020-09-30 2021-09-29 无人航空器的控制方法、服务器以及无人航空器 Pending CN114333425A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-166278 2020-09-30
JP2020166278A JP7392622B2 (ja) 2020-09-30 2020-09-30 無人航空機の制御方法、サーバ、及び、無人航空機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114333425A true CN114333425A (zh) 2022-04-12

Family

ID=80822401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111152551.6A Pending CN114333425A (zh) 2020-09-30 2021-09-29 无人航空器的控制方法、服务器以及无人航空器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220100210A1 (zh)
JP (1) JP7392622B2 (zh)
CN (1) CN114333425A (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101936744A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 日立汽车系统株式会社 路径引导服务器装置、导航装置、路径引导系统及方法
KR20160074896A (ko) * 2014-12-19 2016-06-29 전자부품연구원 드론의 비행 경로를 설정하는 방법 및 장치
CN108401438A (zh) * 2017-12-21 2018-08-14 北京小米移动软件有限公司 无人机飞行路径的确定方法及装置
JP2018165930A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社ゼンリンデータコム ドローンナビゲーション装置、ドローンナビゲーション方法及びドローンナビゲーションプログラム
CN109328164A (zh) * 2016-06-17 2019-02-12 乐天株式会社 无人航空机控制系统、无人航空机控制方法及程序
CN109416889A (zh) * 2016-06-13 2019-03-01 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器、配送系统、无人飞行器的控制方法以及控制无人飞行器的程序
CN109960276A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 世宗大学校产学协力团 无人航空器的远程控制装置、方法及计算机可读存储介质
US20190265705A1 (en) * 2016-11-14 2019-08-29 SZ DJI Technology Co., Ltd. Flight path determination
JP2019175166A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 Kddi株式会社 飛行装置、飛行システム、飛行方法及びプログラム
JP2020056696A (ja) * 2018-10-02 2020-04-09 パイオニア株式会社 飛行ルート処理装置、飛行ルート処理方法、及びプログラム
CN111007870A (zh) * 2019-11-25 2020-04-14 广州极飞科技有限公司 基于城市区域的无人机飞行控制方法、无人机及系统
US20200258400A1 (en) * 2019-02-13 2020-08-13 Foresight Ai Inc. Ground-aware uav flight planning and operation system
US20200286391A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-10 Here Global B.V. Method and apparatus for computing a three-dimensional route based on risk-related data

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101936744A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 日立汽车系统株式会社 路径引导服务器装置、导航装置、路径引导系统及方法
KR20160074896A (ko) * 2014-12-19 2016-06-29 전자부품연구원 드론의 비행 경로를 설정하는 방법 및 장치
CN109416889A (zh) * 2016-06-13 2019-03-01 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器、配送系统、无人飞行器的控制方法以及控制无人飞行器的程序
CN109328164A (zh) * 2016-06-17 2019-02-12 乐天株式会社 无人航空机控制系统、无人航空机控制方法及程序
US20190265705A1 (en) * 2016-11-14 2019-08-29 SZ DJI Technology Co., Ltd. Flight path determination
JP2018165930A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社ゼンリンデータコム ドローンナビゲーション装置、ドローンナビゲーション方法及びドローンナビゲーションプログラム
CN109960276A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 世宗大学校产学协力团 无人航空器的远程控制装置、方法及计算机可读存储介质
CN108401438A (zh) * 2017-12-21 2018-08-14 北京小米移动软件有限公司 无人机飞行路径的确定方法及装置
JP2019175166A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 Kddi株式会社 飛行装置、飛行システム、飛行方法及びプログラム
JP2020056696A (ja) * 2018-10-02 2020-04-09 パイオニア株式会社 飛行ルート処理装置、飛行ルート処理方法、及びプログラム
US20200258400A1 (en) * 2019-02-13 2020-08-13 Foresight Ai Inc. Ground-aware uav flight planning and operation system
US20200286391A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-10 Here Global B.V. Method and apparatus for computing a three-dimensional route based on risk-related data
CN111007870A (zh) * 2019-11-25 2020-04-14 广州极飞科技有限公司 基于城市区域的无人机飞行控制方法、无人机及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022057829A (ja) 2022-04-11
JP7392622B2 (ja) 2023-12-06
US20220100210A1 (en) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7251394B2 (ja) 車両側装置、方法および記憶媒体
US10982961B2 (en) Vehicle control system and vehicle control device
US10458810B2 (en) Traffic light state assessment
US10699142B2 (en) Systems and methods for traffic signal light detection
US10620317B1 (en) Lidar-based high definition map generation
JP7347523B2 (ja) 車両制御装置及び車両制御方法
US10870431B2 (en) Vehicle control device, vehicle control method, and storage medium
CN109477725A (zh) 用于产生应急区域的地图信息的方法和系统
CN110356402A (zh) 车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质
KR20190008292A (ko) 물체 검출 방법 및 물체 검출 장치
JP6575612B2 (ja) 運転支援方法及び装置
KR102589967B1 (ko) 차선을 검출하는 방법 및 장치
JP2022024741A (ja) 車両制御装置、車両制御方法
CN116710346A (zh) 用于利用驾驶员安全警报监测车辆运动的方法和系统
JP2021192011A (ja) 車両走行支援方法及び車両走行支援システム
CN110614995B (zh) 车辆自动驾驶时的行车道选择方法、选择系统及车辆
CN115230719B (zh) 一种行驶轨迹规划方法和装置
CN113748448B (zh) 基于车辆的虚拟停止线和让行线检测
US20180143630A1 (en) Path planning for autonomous vehicle using bidirectional search
CN113071514B (zh) 管理系统及方法、自动驾驶系统及车辆、计算机可读介质
US20220063627A1 (en) Traveling lane planning device, storage medium storing computer program for traveling lane planning, and traveling lane planning method
WO2021261227A1 (ja) 駐停車地点管理装置、駐停車地点管理方法、車両用装置
CN109987082A (zh) 车辆控制装置、车辆控制方法和存储介质
JP7408308B2 (ja) 処理システム及びプログラム
JP2023168399A (ja) 地図データ生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination