CN115136090A - 无人机系统、操作器以及作业区域的定义方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于使场圃的测量作业高效化。提供一种根据测量点(P1～P6)的信息来定义无人机(100)的作业区域(A1)的系统(500)，具备：显示部(4012)，其对测量出的多个测量点的信息进行显示；测量点选择部(12)，其受理对显示于显示部的测量点的选择；以及区域定义部(13)，其通过将由测量点选择部受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义区域。

Description

无人机系统、操作器以及作业区域的定义方法

技术领域

本发明涉及一种无人机系统、操作器以及作业区域的定义方法。

背景技术

一般被称为无人机的小型直升机(多旋翼直升机)的应用正在推进。作为其重要的应用领域之一，可列举向农田(场圃)进行农药或液肥等的药剂播撒(例如，专利文献1)。在较窄的农田中，适合使用无人机而不是有人的飞机或直升机的情况较多。

通过准天顶卫星系统、RTK-GPS(Real Time Kinematic-Global PositioningSystem：实时动态全球定位系统)等技术，无人机在飞行中能够以厘米为单位准确地获知本机的绝对位置，由此即使在日本典型的狭窄复杂的地形的农田中，也能够将人手进行的操纵限制为最小限度而自主地飞行，并高效且准确地进行药剂播撒。

在专利文献2中公开了一种拖拉机的自主行驶系统，其通过记录使拖拉机沿着场圃的外周环绕时的位置的推移，从而获取场圃的位置以及形状。在专利文献3中公开了一种驾驶辅助系统，其获取与场圃的地形/地基相关的信息，并且将该获取的地形/地基信息与作业车的位置信息建立关联地存储于场圃地图数据。在专利文献4中公开了一种场圃形状决定装置，其基于作业车辆行驶的场圃中的作业点的GPS位置数据来决定场圃的形状。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本再公表公报再表2017/175804

专利文献2：日本特开2018-163514号公报

专利文献3：日本特开2018-72066号公报

专利文献4：日本特开2015-206647号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

使场圃的测量作业高效化。

(用于解决课题的技术方案)

本发明的一观点所涉及的无人机系统是基于测量点的信息来定义无人机的作业区域的系统，具备：显示部，其对测量出的多个所述测量点的信息进行显示；测量点选择部，其受理对显示于所述显示部的测量点的选择；以及区域定义部，其通过将由所述测量点选择部受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义所述区域。

还可以是，所述无人机系统还具备区域类别选择部，所述区域类别选择部针对由所述区域定义部定义的所述区域，决定包括所述无人机的作业区域以及禁止所述无人机的飞行的障碍物区域在内的区域类别。

还可以是，所述测量点的信息包括该测量点所属的区域的类别信息，所述区域定义部具备区域类别决定功能，所述区域类别决定功能是基于在区域的定义中利用的多个测量点所属的区域的类别信息来决定区域类别的功能。

还可以是，所述测量点的信息包括该测量点所属的区域的类别信息，所述区域定义部允许附带有相同的类别信息的测量点彼此的连接，而禁止附带有不同的所述类别信息的测量点彼此的连接。

还可以是，所述区域定义部按照所述测量点选择部对选择进行受理的顺序来连接各测量点，并将各连接线作为区域的外缘来定义该区域。

还可以是，所述区域定义部判别是否按照所述各连接线交叉的顺序选择了所述测量点，且在按照所述各连接线的至少一部分交叉的顺序选择了所述测量点时，所述区域定义部通知错误。

还可以是，在按照所述各连接线的至少一部分交叉的顺序选择了所述测量点的情况下，所述区域定义部将由所述测量点选择部受理的多个测量点相互连接，且以使所述区域的面积最大的方式定义所述区域。

还可以是，所述无人机系统将由所述区域定义部定义的所述区域输出到所述显示部。

本发明的另一观点的操作器是无人机的操作器，基于测量点的信息来定义所述无人机的作业区域，所述操作器具备：显示部，其对测量出的多个所述测量点的信息进行显示；测量点选择部，其受理对显示于所述显示部的测量点的选择；以及区域定义部，其通过将由所述测量点选择部受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义所述区域。

本发明的又一观点所涉及的作业区域的定义方法是基于测量点的信息来定义无人机的作业区域的方法，包括：显示步骤，对测量出的多个所述测量点的信息进行显示；测量点选择步骤，受理对在所述显示步骤中显示的测量点的选择；以及区域定义步骤，通过将在所述测量点选择步骤中受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义所述区域。

(发明效果)

能够使场圃的测量作业高效化。

附图说明

图1是本发明所涉及的无人机系统所具有的无人机的俯视图。

图2是上述无人机的主视图。

图3是上述无人机的右侧视图。

图4是上述无人机的后视图。

图5是上述无人机的立体图。

图6是上述无人机的飞行控制系统的整体概念图。

图7是上述无人机所具有的功能框图。

图8是上述无人机系统的功能框图。

图9是表示上述无人机系统所具有的操作器显示的区域定义画面的第一例的图。

图10是表示在上述区域定义画面中显示所定义的场圃的情形的图。

图11是表示上述无人机系统所具有的操作器显示的区域定义画面的第二例的图。

图12是表示在上述第二例的区域定义画面中显示所定义的场圃的情形的图。

图13是表示在上述区域定义画面中连接线交叉的情形的图。

图14是表示在上述区域定义画面中显示的测量类别选择窗口的情形的图。

图15是表示上述无人机系统定义区域的流程的流程图。

图16是表示在上述无人机系统中用于定义场圃以及障碍物的区域的指向作业的概略的概念图。

图17是示出相关技术的指向作业的概况的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。附图均为示例。在以下的详细说明中，为了便于说明，为了促进所公开的实施方式的完全理解，对某特定的详细情况进行了叙述。然而，实施方式不限于这些特定的详细内容。另外，为了简化附图，概略地表示了公知的构造及装置。

首先，对本发明的无人机的结构进行说明。在本申请说明书中，无人机是指无关动力机构(电力、原动机等)、操纵方式(是无线还是有线以及自主飞行型还是手动操纵型等)，都是具有多个旋转翼的所有飞行体。

如图1至图5所示，旋转翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b(也称为旋翼)是用于使无人机100飞行的机构，考虑到飞行的稳定性、机体尺寸以及电力消耗量的平衡，具备8个(2段结构的旋转翼4组)。各旋转翼101通过从无人机100的框体110延伸出的臂而配置在框体110的四周。即，在行进方向左后方配置有旋转翼101-1a、101-1b，在左前方配置有旋转翼101-2a、101-2b，在右后方配置有旋转翼101-3a、101-3b，在右前方配置有旋转翼101-4a、101-4b。另外，无人机100以图1中的纸面朝下为行进方向。

在旋转翼101的各组的外周设置有形成大致圆筒形的格子状的螺旋桨护板115-1、115-2、115-3、115-4，使得旋转翼101难以与异物干扰。如图2和图3所示，用于支撑螺旋桨护板115-1、115-2、115-3、115-4的放射状部件不是水平的，而是塔状的结构。这是为了在碰撞时使该部件向旋转翼的外侧弯曲，防止与旋翼发生干扰。

棒状的脚107-1、107-2、107-3、107-4分别从旋转翼101的旋转轴向下方延伸。

马达102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4b是使旋转翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b旋转的机构(典型的是马达但也可以是发动机等)，相对于一个旋转翼设置有1台马达。马达102是推进器的例子。1组内的上下的旋转翼(例如101-1a和101-1b)、以及与它们对应的马达(例如102-1a和102-1b)为了无人机的飞行的稳定性等而其轴处于同一直线上且相互向相反方向旋转。

喷嘴103-1、103-2、103-3、103-4是用于向下方播撒播撒物的机构，具备4个。需要说明的是，在本申请说明书中，播撒物是指农药、除草剂、液肥、杀虫剂、种子以及水等向场圃播撒的液体或粉末体。

罐104是用于保管播撒物的罐，从重量平衡的观点出发，设置在接近无人机100的重心的位置且比重心低的位置。软管105-1、105-2、105-3、105-4是连接罐104和各喷嘴103-1、103-2、103-3、103-4的机构，由硬质的材料构成，也可以兼具支撑该喷嘴的作用。泵106是用于将播撒物从喷嘴喷出的机构。

图6表示本发明的无人机100的飞行控制系统的整体概念图。本图是示意图，比例尺并不是正确的。在该图中，无人机100、操作器401、基站404以及服务器405经由移动通信网400相互连接。这些连接还可以是代替移动通信网400而进行基于Wi-Fi的无线通信，也可以是一部分或全部进行有线连接。另外，在构成要素之间，也可以具有代替移动通信网400或者在此基础上进行直接连接的结构。

无人机100以及基站404与GPS等GNSS的定位卫星410进行通信，获取无人机100以及基站404坐标。无人机100以及基站404进行通信的定位卫星410可以是多个。

操作器401是用于通过使用者的操作向无人机100发送指令，并且显示从无人机100接收到的信息(例如，位置、播撒物的存储量、电池余量、相机影像等)的机构，可以通过运行计算机程序的一般的平板终端等便携信息设备来实现。操作器401具备作为用户接口装置的输入部及显示部。本发明的无人机100被控制为进行自主飞行，但也可以在起飞、返回等基本操作时以及紧急时进行手动操作。除了便携信息设备以外，也可以使用具有紧急停止专用的功能的紧急用操作器(未图示)。紧急用操作器也可以是具备大型的紧急停止按钮等的专用设备，使得紧急时能够迅速地获取对应。并且，也可以与操作器401分开地，在系统中包含能够显示操作器401所显示的信息的一部分或者全部的小型便携终端、例如智能手机。小型便携终端例如与基站404连接，能够经由基站404接收来自服务器405的信息等。

场圃403是成为无人机100进行播撒的对象的水田、旱田等。实际上，有时场圃403的地形复杂，无法事先获取地形图，或者地形图与现场的状况有可能不同。通常，场圃403与房屋、医院、学校、其他作物场圃、道路、铁路等相邻。另外，也存在在场圃403内存在建筑物、电线等侵入者的情况。

基站404作为RTK-GNSS基站发挥功能，能够提供无人机100的准确的位置。另外，也可以是提供Wi-Fi通信的母机功能等的装置。Wi-Fi通信的母机功能和RTK-GNSS基站可以是独立的装置。另外，基站404也可以使用3G、4G以及LTE等移动通信系统与服务器405相互通信。基站404以及服务器405构成农业经营云。

服务器405典型地是与在云服务上运营的计算机组相关的软件，也可以通过便携电话线路等与操作器401无线连接。服务器405也可以由硬件装置构成。服务器405可以用于对无人机100拍摄到的场圃403的图像进行分析，掌握作物的生长状况，进行决定飞行路线的处理。另外，也可以将保存的场圃403的地形信息等提供给无人机100。此外，也可以累积无人机100的飞行以及拍摄影像的历史记录，进行各种分析处理。

小型便携终端例如是智能手机等。在小型便携终端的显示部中，适当地显示关于无人机100的操纵而预测的动作的信息，更具体而言，适当地显示无人机100返回到出发到达地点406的预定时刻、在返回时使用者应该进行的作业的内容等信息。另外，也可以基于来自小型便携终端的输入来变更无人机100的动作。

通常，无人机100从位于场圃403的外部的出发到达地点起飞，在向场圃403播撒了播撒物后，或者在需要补充或充电等时返回到出发到达地点。从出发到达地点到目的地的场圃403为止的飞行路径(侵入路径)可以由服务器405等预先保存，也可以由使用者在起飞开始前输入。出发到达地点可以是由无人机100中存储的坐标规定的虚拟的地点，也可以是物理的起降台。

图7是表示本发明的播撒用无人机的实施例的控制功能的框图。飞行控制器501是负责无人机整体的控制的构成要素，具体而言，可以是包含CPU、存储器、关联软件等的嵌入式计算机。飞行控制器501基于从操作器401接收到的输入信息以及从后述的各种传感器得到的输入信息，经由ESC(Electronic Speed Control)等控制机构，对马达102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-b的转速进行控制，由此控制无人机100的飞行。马达102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-b的实际转速被反馈给飞行控制器501，成为能够监视是否正在进行正常的旋转的结构。或者，也可以是在旋转翼101设置光学传感器等而将旋转翼101的旋转反馈至飞行控制器501的结构。

为了进行功能扩展、变更、问题修正等，飞行控制器501使用的软件能够通过存储介质等或者通过Wi-Fi通信或USB等通信机构进行改写。在该情况下，为了不会进行基于不正当的软件的改写，进行了基于加密、校验和、电子签名、病毒检测软件等的保护。另外，飞行控制器501在控制中使用的计算处理的一部分也可以由存在于操作器401上或服务器405上或其他场所的其他计算机执行。由于飞行控制器501的重要性高，因此其构成要素的一部分或全部也可以被双重化。

飞行控制器501经由通信机530，进一步经由移动通信网400与操作器401进行交换，从操作器401接收必要的指令，并且能够将必要的信息发送到操作器401。在该情况下，也可以对通信实施加密，防止监听、冒充、设备的接管等非法行为。除了经由移动通信网400的通信功能之外，基站404还包括RTK-GPS基站的功能。通过组合RTK基站404的信号和来自GPS等定位卫星410的信号，利用飞行控制器501能够以几厘米左右的精度测定无人机100的绝对位置。由于飞行控制器501的重要性高，因此也可以进行双重化、多重化，另外，为了应对特定的GPS卫星的故障，冗余化的各个飞行控制器501也可以被控制为使用其他卫星。

6轴陀螺仪传感器505是测定无人机机体的相互正交的3个方向的加速度的机构，进而是通过加速度的积分来计算速度的机构。6轴陀螺仪传感器505是对上述3个方向上的无人机机体的姿势角的变化、即角速度进行测定的机构。地磁传感器506是通过地磁的测定来测定无人机机体的方向的机构。气压传感器507是测定气压的机构，也能够间接地测定无人机的高度。激光传感器508是利用激光的反射来测定无人机机体与地表的距离的机构，也可以是IR(红外线)激光器。声纳509是利用超声波等声波的反射来测定无人机机体与地表的距离的机构。这些传感器种类可以根据无人机的成本目标、性能要件进行取舍选择。另外，也可以追加用于测定机体的倾斜的陀螺仪传感器(角速度传感器)、用于测定风力的风力传感器等。另外，这些传感器种类也可以被双重化或多重化。在存在同一目的的多个传感器的情况下，飞行控制器501也可以仅使用其中的一个，在其发生了故障时切换为代替的传感器来使用。或者，也可以同时使用多个传感器，在各个测定结果不一致的情况下视为发生了故障。

流量传感器510是用于测定播撒物的流量的机构，设置在从罐104到喷嘴103的路径的多个部位。液体不足传感器511是对播撒物的量成为给定量以下的情况进行检测的传感器。

生长诊断相机512a是拍摄场圃403来获取用于生长诊断的数据的机构。生长诊断相机512a例如是多光谱相机，接收波长互不相同的多个光线。该多个光线例如为红色光(波长约650nm)和近红外光(波长约774nm)。另外，生长诊断相机512a也可以是接收可见光线的相机。

病理诊断相机512b是拍摄在场圃403中生长的作物并获取用于病理诊断的数据的机构。病理诊断相机512b例如是红色光相机。红色光相机是检测与植物中含有的叶绿素的吸收光谱对应的频带的光量的相机，例如检测波长650nm附近的波段的光量。病理诊断相机512b可以检测红色光和近红外光的频带的光量。另外，作为病理诊断相机512b，也可以具备红色光相机以及RGB相机等检测可见光频带的至少3个波长的光量的可见光相机这两者。另外，病理诊断相机512b可以是多光谱相机，也可以检测波长650nm～680nm附近的频带的光量。

另外，生长诊断相机512a以及病理诊断相机512b也可以通过1个硬件结构来实现。

障碍物检测相机513是用于检测无人机侵入者的相机，图像特性和透镜的朝向与生长诊断相机512a和病理诊断相机512b不同，因此是与生长诊断相机512a和病理诊断相机512b不同的设备。开关514是用于无人机100的用户402进行各种设定的机构。障碍物接触传感器515是用于检测无人机100，特别是其旋翼或螺旋桨护板部分与电线、建筑物、人体、树木、鸟或其他无人机等侵入者接触的传感器。另外，障碍物接触传感器515也可以用6轴陀螺仪传感器505代替而使用。盖传感器516是检测无人机100的操作面板或内部维护用的盖处于敞开状态的传感器。注入口传感器517是检测罐104的注入口处于敞开状态的传感器。

这些传感器种类可以根据无人机的成本目标、性能要求取舍选择，也可以双重化、多重化。另外，也可以在无人机100外部的基站404、操作器401或者其他场所设置传感器，将读取到的信息发送给无人机。例如，也可以在基站404设置风力传感器，将与风力、风向有关的信息经由移动通信网400或者经由Wi-Fi通信发送给无人机100。

飞行控制器501对泵106发送控制信号，进行喷出量的调整、喷出的停止。泵106的当前时间点的状况(例如，转速等)被反馈至飞行控制器501。

LED107是用于向无人机的操作者通知无人机的状态的显示机构。也可以代替LED或者在此基础上使用液晶显示器等显示机构。蜂鸣器是用于通过声音信号来通知无人机的状态(特别是错误状态)的输出机构。通信机530与3G、4G以及LTE等移动通信网400连接，经由移动通信网400以能够通信的方式与由基站、服务器构成的农业经营云、操作器连接。也可以代替通信机或者除此之外使用Wi-Fi、红外线通信、Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、NFC等其他无线通信机构、或者USB连接等有线通信机构。扬声器520是通过所记录的人声、合成声音等来通知无人机的状态(特别是错误状态)的输出机构。根据天气状态，飞行中的无人机100的视觉显示有时难以观察到，因此在这样的情况下，基于声音的状况传递是有效的。警告灯521是用于通知无人机的状态(特别是错误状态)的闪光灯等的显示机构。这些输入输出机构可以根据无人机的成本目标、性能要件进行取舍选择，也可以进行双重化、多重化。

●场圃管理装置的概要

图8所示的场圃管理装置1是基于由坐标测量装置2获取的坐标来定义使无人机100作业的场圃的区域的装置。在所定义的区域中，通过能够与场圃管理装置1、无人机100、操作器401或者网络NW连接的外部装置，针对每个该区域进行无人机100自主飞行的飞行路线的生成。此外，场圃管理装置1定义无人机100无法进入的障碍物的区域。飞行路线避开障碍物的区域而生成。

场圃管理装置1与经由网络NW连接的无人机100、操作器401、基站404以及坐标测量装置2一起构成了无人机系统500。场圃管理装置1的功能既可以在服务器405上，也可以是另外的装置。此外，场圃管理装置1也可以是无人机100所具有的结构。场圃是作业区域的例子。

坐标测量装置2是具有RTK-GNSS的移动台的功能的装置，能够测量场圃的坐标信息。坐标测量装置2是能够由使用者保持并步行的小型的装置，例如是棒状的装置。坐标测量装置2也可以是在下端接触地面的状态下由使用者直立而能够保持上端部的程度的长度的手杖那样的装置。能够用于读取某场圃的坐标信息的坐标测量装置2的个数可以是1个，也可以是多个。根据通过多个坐标测量装置2能够测量与1处的场圃相关的坐标信息的结构，多个使用者能够分别保持坐标测量装置2而在场圃步行，因此能够在短时间内完成测量作业。

另外，坐标测量装置2能够测量场圃中的障碍物的信息。障碍物包括存在无人机100碰撞的危险的某墙壁、坡面、电线杆、电线等不需要进行药剂播撒或监视的各种物体。

坐标测量装置2具备输入部201、坐标检测部202以及发送部203。

输入部201是设置在坐标测量装置2的上端部的结构，例如是接受使用者的按下的按钮。使用者在测量坐标测量装置2的下端的坐标时，按下输入部201的按钮。另外，输入部201也可以具有被按下一次，受理对测量坐标后的测量点的数据进行删除的输入的结构。

输入部201构成为能够区别输入的信息是场圃的外缘坐标还是障碍物的外缘坐标并进行输入。例如，输入部201可以是具有至少2个按钮、一个按钮是获取场圃的外缘坐标的按钮，另一个按钮是获取障碍物的外缘坐标的按钮。进而，输入部201能够将障碍物的外缘坐标与障碍物的种类建立关联地输入。

坐标检测部202是能够与基站404适当地进行通信来检测坐标测量装置2的下端的3维坐标的功能部。

发送部203是基于向输入部201的输入，将该输入时的坐标测量装置2下端的3维坐标经由网络NW发送到操作器401或场圃管理装置1的功能部。发送单元203将该3维坐标与指向的顺序一起发送。

在读取场圃的坐标信息的工序中，使用者持有坐标测量装置2在场圃中移动，在该场圃以及障碍物的端点或者端边上进行基于输入部201的指向。

被指向并发送的场圃的端点或者端边上的3维坐标对场圃外周的3维坐标以及障碍物的3维坐标进行区别，并被场圃管理装置1接收。另外，所指向的3维坐标也可以由操作器401的接收部4011接收，并由显示部4012显示。另外，操作器401也可以判定接收到的3维坐标是否适合作为场圃外周或者障碍物的3维坐标，在判定为需要再测量的情况下，通过显示部4012促使使用者进行再测量。

场圃管理装置1具备用于执行信息处理的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算装置、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等存储装置，由此作为软件资源至少具有坐标获取部11、测量点选择部12、区域定义部13以及区域输出部14。

坐标获取部11是获取由坐标测量装置2测量的坐标的功能部。坐标获取部11将测量点的坐标与由坐标测量装置2获取的顺序一起获取。坐标获取部11也可以将测量点的坐标与由坐标测量装置2获取的时刻一起获取。另外，坐标获取部11将该测量点是表示场圃的外缘坐标的点还是表示障碍物的外缘坐标的点的类别、即测量点所属的区域类别与坐标的信息建立关联而获取。

●区域定义画面的结构(1)

使用图9对区域定义画面的第一例进行说明。如该图所示，由坐标获取部11获取的测量点P1至P6在显示于显示部4012的区域定义画面G1上与场圃的地图或照片重叠显示。另外，在区域定义画面G1的右部显示测量地点一览窗口G11。在测量地点一览窗口G11中，按照由坐标测量装置2获取的顺序一览显示测量点的测量日期时间。在测量地点一览窗口G11通过点击右上部的图标G110而展开，若再次点击则关闭。另外，针对测量点的每个栏G111显示垃圾箱的图标G112，当点击图标G112时，能够删除该测量点的数据。在删除的测量点的栏G113中显示“已删除”的记载。

测量点选择部12是在操作器401的显示部4012上受理使用者对测定点的选择的功能部。使用者通过点击在区域定义画面G1中显示的场圃的地图或照片上的测量点、或者点击在测量地点一览窗口G11中一览显示的测量点中的至少任意一种方法来选择测量点。根据在测量地点一览窗口G11中能够选择测量点的结构，即使在多个测量点相互接近、难以在地图上区别而进行点击的情况下，也能够1个点1个点地选择测量点。

如图10所示，所选择的测量点的信息显示于在区域定义画面G1的左部配置的选择地点一览窗口G12。在选择地点一览窗口G12中，也可以一并显示在显示部4012上选择的顺序。在选择地点一览窗口G12中，按照从图中上部朝向下方选择的顺序显示所选择的测量点。此外，在选择地点一览窗口G12中，也可以通过规定的输入例如“×”部分的点击来受理选择的解除。

测量点选择部12也可以仅受理附带有相同区域类别的测量点的选择。即，测量点选择部12允许附带有相同的区域类别信息的测量点彼此的连接，而禁止附带有不同的区域信息的测量点彼此的连接。当选择附带有不同的区域信息的测量点时，也可以显示警告。例如，在最初选择的测量点与属于场圃的主旨的信息建立了关联的情况下，也可以在第二个以后的测量点仅能够选择表示场圃的外缘坐标的测量点。即，表示障碍物的外缘坐标的测量点的选择也可以被无效化。另外，也可以受理在测量点的选择操作之前定义的区域类别的输入，基于所输入的区域类别进行能够选择的测量点的显示。在定义场圃或者障碍物的区域时，通过可靠地选择相同的区域类别的测量点，能够准确地进行场圃以及障碍物的区域定义。

测量点选择部12也可以具有对每个测量点变更附带的区域类别的功能。在将该测量点用于与附带的类别不同的区域的定义的情况下，也可以构成为在变更了测量点的区域类别的基础上，按每个区域类别来受理选择。根据该结构，即使在基于坐标测量装置2的测量时刻输入了错误的区域类别的情况下，也能够不进行再次测量地进行区域定义。

另外，测量点选择部12也可以与在坐标测量装置2的测量时刻相关联的区域类别无关地选择测量点。在该情况下，使用者能够通过后述的区域类别选择部132来选择区域类别。

在测量地点一览窗口G11上，表示场圃的外缘坐标的测量点可以以与表示障碍物的外缘坐标的测量点不同的方式显示，也可以仅显示表示场圃的外缘坐标的测量点。表示障碍物的外缘坐标的测量点的显示也可以变灰。通过根据所属的区域类别而使测量点的显示不同，能够减轻使用者的选择错误。

区域定义部13是通过连接由测量点选择部12受理的多个测量点来划分区域，并定义场圃或障碍物的区域的功能部。区域定义部13具备外缘规定部131以及区域类别选择部132。

外缘规定部131将由测量点选择部12受理的多个测量点连接来划分区域，并定义区域。外缘规定部131也可以按照在测量点选择部12中受理了选择的顺序连接测量点，将其连接线作为表示该区域的外缘的线。根据该结构，使用者通过以包围在区域定义画面G1上想要定义的区域的方式点击测量点，能够直观地定义区域。另外，在根据上述的连接顺序没有规定1个区域的情况下，也可以经由操作器401等的用户接口装置进行错误通知。即，区域定义部13判别是否按照各连接线交叉的顺序选择了测量点，在按照各连接线的至少一部分交叉的顺序选择了测量点时，通知错误。没有规定1个区域的情况是指例如连接线彼此交叉的情况。

外缘规定部131也可以将在测量点选择部12中受理了选择的多个测量点以该多个测量点成为1个区域的外缘的端点或端边上的方式连接而定义区域。外缘规定部131例如也可以将坐标上相互邻接的测量点彼此进行连接。根据该结构，能够自动生成要定义的区域。此外，外缘规定部131在存在多个能够基于所选择的测量点来生成的区域的情况下，也可以采用以该区域的面积最大的方式生成的区域。

区域类别选择部132是选择由外缘规定部131规定的区域的区域类别的功能部。区域类别选择部132也可以基于在基于坐标测量装置2的测量的时刻相关联的类别的信息来决定该区域的类别。另外，区域类别选择部132也可以针对由外缘规定部131规定的区域，受理是场圃还是障碍物的选择。另外，区域类别选择部132也可以构成为，在由外缘规定部131规定出的区域被选择为障碍物区域的情况下，还受理障碍物的详细类别、附带信息。例如，作为障碍物的详细类别，也可以登记“护栏”、“电线杆”、“电线”、“树木”等，作为附带信息，能够登记障碍物的上下方向的坐标(位置)的信息。

如图10所示，区域输出部14将所定义的区域A1重叠地显示于在区域定义画面G1中显示的场圃。另外，区域输出部14在此基础上或者取而代之地向生成无人机100的飞行路线的装置输出该区域的信息。在区域定义部13中可能生成的区域有多个的情况下，区域输出部14也可以将该主旨显示于显示部4012。另外，也可以使多个区域能够切换或者重叠地显示，促使使用者选择要采用的区域。

另外，区域输出部14将通过测量点P11、P12、P13以及P14的选择而定义的区域A2重叠地显示于区域定义画面G1上的场圃。区域A2是与区域A1不同的区域类别，例如区域A1是作业区域，区域A2是障碍物区域。障碍物区域以与作业区域不同的形态显示。例如，在障碍物区域和作业区域中，区域的阴影的颜色、图案也可以不同。

●区域定义画面的结构(2)

使用图11，以与第一例不同的部分为中心对区域定义画面的第二例进行说明。如该图所示，由坐标获取部11获取的测量点P1至P6在显示部4012所显示的区域定义画面G1上与场圃的地图或照片重叠地显示。此时，各测量点P1至P6的识别编号一并显示在各测量点上。各测量点P1至P6的识别编号依次为“1”、“2”、“3”、“7”、“6”、“8”。识别编号例如按照获取了测量点的坐标的顺序被赋予，但只要是各测量点固有的编号就不限于此。在区域定义画面G1的右部显示测量地点一览窗口G11。在测量地点一览窗口G11中，按照由坐标测量装置2获取的顺序一览显示各测量点的识别编号以及测量点的测量日期时间。

使用者通过点击在区域定义画面G1中显示的场圃的地图或照片上的测量点、或者点击在测量地点一览窗口G11中一览显示的测量点中的至少任意一种方法来选择测量点。根据在地图上以及测量地点一览窗口G11中显示测量点的识别编号的结构，能够参照地图上的识别编号来点击测量地点一览窗口G11。因此，即使在多个测量点相互接近、难以在地图上区别地进行点击的情况下，也能够适当地选择测量点。

如图12所示，所选择的测量点的信息显示于在区域定义画面G1的左部配置的选择地点一览窗口G12。在选择地点一览窗口G12中，按照选择的顺序显示所选择的测量点。另外，在选择地点一览窗口G12中一并显示各测量点的识别编号。根据该结构，即使在选择地点一览窗口G12中进行选择的解除时，也能够参照识别编号，适当地进行选择解除的输入。

图13是表示按照所选择的顺序连接所选择的测量点的情形的一例的画面。在该图中，示出了在测量地点一览窗口G11中依次选择了测量点P1、P2、P4以及P3的情形。将测量点P2与测量点P4连接的连接线、以及将测量点P3与测量点P1连接的连接线交叉。此时，在选择地点一览窗口G12的下部显示“不是单纯多边形”的错误通知。另外，在该错误通知的右方进行了“自动解法”的显示。若选择“自动解法”的显示，则以多个测量点成为1个区域的外缘的端点或端边上的方式自动地连接，重新定义区域。另外，通过选择在选择地点一览窗口G12的右下部显示的“全部清空”，能够重新开始进行测量点的选择作业。另外，也可以与“自动解法”的点击无关地，与错误通知一起进行区域的再定义处理。

如图14所示，在区域的外缘被确定之后，在区域定义画面G2的左方，取代选择地点一览窗口G12而显示测量类别选择窗口G13。在测量种类选择窗口G13中，能够择一地选择区域是场圃区域以及障碍物区域中的哪一个的测量类别。

●定义区域的流程图

如图15所示，首先，获取测量点的坐标(S1)，显示于显示部4012的区域定义画面G1，受理用于区域的定义的多个测量点的选择(S2)。当选择了测量点时，该测量点以成为1个区域的外缘的端点或端边上的方式连接，规定区域外缘(S3)。判别通过步骤S3是否能够定义区域(S4)，在无法定义区域的情况下，通知错误并且自动重新定义外缘(S5)。当在步骤S4中能够定义区域时，或者在步骤S5中区域被重新定义时，受理该区域的区域类别的选择(S6)。接着，将该区域的信息显示于显示部4012，或者向生成无人机100的飞行路线的装置输出(S7)。之后，通过重复步骤S2至步骤S7，能够多个定义出场圃的区域以及障碍物的区域。在此，在步骤S5中，在自动重新定义外缘的情况下，也可以采用通过外缘规定部131以使该区域的面积最大的方式生成的区域。

根据本发明，能够使场圃的测量作业高效化。图17是示出相关技术中的指向作业的概况的概念图。如该图所示，在按定义的每个区域获取外缘的测量点的结构的情况下，需要按照每个场圃以及每个障碍物环绕其外缘进行测量。在该图中，需要分别环绕场圃1、场圃2、场圃3以及场圃4、以及障碍物1、障碍物2以及障碍物3的外缘。在此，例如障碍物1以及障碍物2是电线杆，障碍物3是护栏。此时，在测量作业中，从开始点分别沿着箭头的方向依次指向场圃1的外缘的测量点P201至P204、场圃2的外缘的测量点P205至P208、场圃3的外缘的测量点P209至P212以及场圃4的外缘的测量点P213至P216。另外，分别沿着箭头的方向依次环绕障碍物1的外缘的测量点P221至P224、障碍物2的外缘的测量点P231至P234、以及障碍物3的外缘的测量点P241至P244并进行指向。

在该测量作业中，需要使各场圃之间的农用道路在图中上下往复，测量测量点P203～P206、测量点P207～P210、测量点P211～P214。另外，在测量图中左右细长的障碍物3时，需要从测量点P242向测量点P243以及从测量点P244向测量点P241移动来测量。而且，由于在场圃外缘的环绕中无法进行障碍物的测量，因此在从场圃的测量点到障碍物的测量点、即在该图中，需要如箭头所示那样在测量点P208与测量点P221之间、测量点P216与测量点P231之间移动。这样，在按照所定义的每个区域环绕并获取外缘的测量点的结构中，测量点间的移动多而繁琐。

图16是表示本发明中的指向作业的概略的概念图。如该图所示，使用者能够依次对区域的定义所需的测量点P101至P128进行指向。即，即使是与所属的区域类别无关地构成另外的区域的外缘的测量点，使用者也能够按照接近的顺序进行环绕。这是因为，在本发明中，能够与测量点的测量顺序无关地，从区域定义画面G1事后选择测量点，并定义区域。

根据该结构，能够使测量点P104至P113的指向不会在场圃旁的农用道路往复移动而向一个方向一边前进一边依次进行。即，无需在测量点P105与P128之间的农用道路、测量点P107与P122之间的农用道路以及测量点P109与P120之间的农用道路往复。另外，在场圃1的外缘的测量点P102的测量的前后的定时，能够进行接近的障碍物的测量点P103、P104的测量，因此不需要在障碍物3的左右方向的长边往复。并且，在障碍物1以及障碍物2的测量中，也能够在从场圃的外缘的测量点P114朝向P128直行的中途进行，不需要在场圃的测量点与障碍物的测量点之间往复。即，能够效率良好地进行测量作业。

另外，无人机不限于在作业区域内自主飞行的方式，例如也可以是在作业区域内或出发到达地点与作业区域的移动路径上一部分或者全部基于使用者的操纵而飞行的无人机。此时，本发明的无人机系统也可以是防止无人机100从在本系统中定义的作业区域退出的系统。具体而言，在无人机100位于该作业区域的外缘上或作业区域内侧的规定范围内时，也可以经由操作器向使用者通知警告。特别是，在无人机100在作业区域内侧的规定范围内向从作业区域退出的方向行进时，或者在该方向上具有加速度时，也可以通知该警告。另外，也可以代替警告的通知，或者在此基础上，使来自使用者的操纵命令无效化，使无人机100在外缘上或者作业区域内侧的规定范围内悬停。进而，也可以代替悬停而在该场所着陆。

(本发明的技术上显著的效果)

根据本发明，能够使场圃的测量作业高效化。

Claims (10)

1.一种无人机系统，是基于测量点的信息来定义无人机的作业区域的系统，所述无人机系统具备：

显示部，其对测量出的多个所述测量点的信息进行显示；

测量点选择部，其受理对显示于所述显示部的测量点的选择；以及

区域定义部，其通过将由所述测量点选择部受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义所述区域。

2.根据权利要求1所述的无人机系统，其中，

所述无人机系统还具备区域类别选择部，所述区域类别选择部针对由所述区域定义部定义的所述区域，决定包括所述无人机的作业区域以及禁止所述无人机的飞行的障碍物区域在内的区域类别。

3.根据权利要求1所述的无人机系统，其中，

所述测量点的信息包括该测量点所属的区域的类别信息，

所述区域定义部具备区域类别决定功能，所述区域类别决定功能是基于在区域的定义中利用的多个测量点所属的区域的类别信息来决定区域类别的功能。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的无人机系统，其中，

所述测量点的信息包括该测量点所属的区域的类别信息，

所述区域定义部允许附带有相同的类别信息的测量点彼此的连接，而禁止附带有不同的所述类别信息的测量点彼此的连接。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的无人机系统，其中，

所述区域定义部按照所述测量点选择部对选择进行受理的顺序来连接各测量点，并将各连接线作为区域的外缘来定义该区域。

6.根据权利要求5所述的无人机系统，其中，

所述区域定义部判别是否按照所述各连接线交叉的顺序选择了所述测量点，且在按照所述各连接线的至少一部分交叉的顺序选择了所述测量点时，所述区域定义部通知错误。

7.根据权利要求6所述的无人机系统，其中，

在按照所述各连接线的至少一部分交叉的顺序选择了所述测量点的情况下，所述区域定义部将由所述测量点选择部受理的多个测量点相互连接，且以使所述区域的面积最大的方式定义所述区域。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的无人机系统，其中，

所述无人机系统将由所述区域定义部定义的所述区域输出到所述显示部。

9.一种操作器，是无人机的操作器，基于测量点的信息来定义所述无人机的作业区域，所述操作器具备：

显示部，其对测量出的多个所述测量点的信息进行显示；

测量点选择部，其受理对显示于所述显示部的测量点的选择；以及

区域定义部，其通过将由所述测量点选择部受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义所述区域。

10.一种作业区域的定义方法，是基于测量点的信息来定义无人机的作业区域的方法，包括：

显示步骤，对测量出的多个所述测量点的信息进行显示；

测量点选择步骤，受理对在所述显示步骤中显示的测量点的选择；以及

区域定义步骤，通过将在所述测量点选择步骤中受理的多个测量点相互连接来划分区域，并定义所述区域。

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