JP2006001485A - 無人ヘリコプターの監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能であり、かつ、急な作業の中止を防止して無人ヘリコプターによる作業を計画的に消化可能とする無人ヘリコプターの監視装置を提供する。
【解決手段】飛行中の自己診断結果を無人ヘリコプター１から取得可能であるとともに、無人ヘリコプターの飛行に係る飛行情報と、無人ヘリコプターが行う所定の作業に係る作業情報と、を飛行中の無人ヘリコプターから取得し、該飛行情報と、該作業情報と、に基づいて、無線操作手段８０に所定の指示を表示する、または、無人ヘリコプターを操作するために無線操作手段が無人ヘリコプターに送信する操作信号に優先する優先操作信号を飛行中の無人ヘリコプターに送信する監視装置を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線操作手段により操作される無人ヘリコプターの技術に関する。
より詳細には、無人ヘリコプターの飛行時の状態を監視する技術に関する。

従来、所定の作業を行うための作業装置を具備し、無線操作手段（例えば、プロポーショナルシステム）により操作される無人ヘリコプターの技術は公知となっている。
例えば、特許文献１に記載の無人ヘリコプターは、圃場への薬剤散布作業を行うものである。
また、従来の無人ヘリコプターには、いわゆる自己診断機能（無人ヘリコプターを構成する各部品等の異常の有無を診断する機能）を具備するものが存在する。
このような自己診断機能を具備する無人ヘリコプターは、無人ヘリコプターに具備される制御部（具体的には、ＣＰＵやＲＯＭを具備する基板等で構成される）に自己診断機能に係るプログラムを格納し、無人ヘリコプターを構成する各部品等の異常の有無を診断するとともに、該診断結果を該制御部に記憶するものである。
特開２０００−１９８４９５号公報

しかし、従来の自己診断機能を具備する無人ヘリコプターは、通常は飛行前の点検として自己診断機能を用いるものであるため、飛行中に何らかの異常（故障）が発見された場合、作業者は迅速かつ的確に当該異常の原因を把握することが困難であった。

さらに、前記自己診断機能により何らかの異常（故障）を発見し、飛行を中止して当該無人ヘリコプターを修理に出す場合、無人ヘリコプターの墜落等の問題を回避することは可能であるが、作業が急遽中止となるため、作業計画の変更を余儀なくされる（作業計画が遅れる）という問題がある。
そこで、飛行中に無人ヘリコプターに発生した異常の原因についても迅速かつ的確に把握し、無人ヘリコプターを用いた作業を計画的に消化可能とすることが求められる。
本発明は以上の如き状況に鑑み、無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能であり、かつ、急な作業の中止を防止して無人ヘリコプターによる作業を計画的に消化可能とする無人ヘリコプターの監視装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、所定の作業を行うための作業装置を具備し、無線操作手段により操作される無人ヘリコプターの監視装置において、
飛行中の自己診断結果を該無人ヘリコプターから取得可能であるとともに、
無人ヘリコプターの飛行に係る飛行情報と、該無人ヘリコプターが行う所定の作業に係る作業情報と、を飛行中の無人ヘリコプターから取得し、
該飛行情報と、該作業情報と、に基づいて、無線操作手段に所定の指示を表示する、または、無人ヘリコプターを操作するために無線操作手段が無人ヘリコプターに送信する操作信号に優先する優先操作信号を飛行中の無人ヘリコプターに送信するものである。

請求項２においては、前記飛行情報は、無人ヘリコプターの位置に係る位置情報と、無人ヘリコプターの姿勢に係る姿勢情報と、を含むものである。

請求項３においては、前記位置情報はＧＰＳにより取得され、前記姿勢情報はジャイロセンサ、加速度センサおよび方位センサにより取得されるものである。

請求項４においては、前記所定の作業は、圃場への薬剤散布作業であるものである。

請求項５においては、前記監視装置は、飛行情報および作業情報の内容を表示可能な表示部を具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。
また、無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正するように作業者を促すことにより、あるいは、作業者の操作によらずに無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正することにより、作業を適正に行うことが可能である。

請求項２においては、無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。
また、無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正するように作業者を促すことにより、あるいは、作業者の操作によらずに無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正することにより、作業を適正に行うことが可能である。

請求項３においては、無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。
また、無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正するように作業者を促すことにより、あるいは、作業者の操作によらずに無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正することにより、作業を適正に行うことが可能である。

請求項４においては、無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。
また、無人ヘリコプターの位置や姿勢、薬剤散布装置の動作を修正するように作業者を促すことにより、あるいは、作業者の操作によらずに無人ヘリコプターの位置や姿勢、薬剤散布装置の動作を修正することにより、薬剤散布作業を適正に行うことが可能である。

請求項５においては、無人ヘリコプターの飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。
また、無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正するように作業者を促すことにより、あるいは、作業者の操作によらずに無人ヘリコプターの位置や姿勢、作業装置の動作を修正することにより、作業を適正に行うことが可能である。

以下では図１、図２および図３を用いて無人ヘリコプター１の全体構成について説明する。

無人ヘリコプター１は、その機体に、エンジン２（図３参照）、メインロータ３、テールロータ４、薬剤散布装置５、機体制御部６（図３参照）等を具備している。

エンジン２はメインロータ３およびテールロータ４を回転駆動するとともに、無人ヘリコプター１における作業装置の実施の一形態である薬剤散布装置５を駆動する。
なお、本実施例の薬剤散布装置５はエンジン２から駆動力を得る構成としているが、これに限定されず、無人ヘリコプター１に搭載される他の駆動源（例えば、バッテリーにより駆動されるモータ等）により作業装置を駆動する構成としても良い。

メインロータ３は無人ヘリコプター１の機体上部に設けられ、エンジン２により回転駆動される。メインロータ３は、その回転速度、および、メインロータ３の翼面とメインロータ３の回転軸３ａとが成す傾きを変更することが可能に構成されている。
従って、メインロータ３は、無人ヘリコプター１の機体に与える揚力を変化させて機体を空中に浮揚させ、機体の上昇または下降を行う。
また、メインロータ３は、回転軸３ａを機体の前後方向または左右方向に傾けることにより、無人ヘリコプター１の機体を前後方向または左右方向に移動するための力を付与することが可能である。

テールロータ４は無人ヘリコプター１の機体後部に設けられ、エンジン２により回転駆動される。テールロータ４は、その回転速度、および、テールロータ４の翼面とテールロータ４の回転軸（図示せず）とが成す傾きを変更することが可能に構成されている。
従って、テールロータ４は、メインロータ３の回転により無人ヘリコプター１の機体に作用する反動トルク（無人ヘリコプター１の機体を、メインロータ３が回転する方向の逆方向に回転させようとする力）を打ち消す力の大きさを変化させて、機体を右旋回または左旋回させる、あるいは機首の方向を略一定の方向に保持する。

図３に示す如く、無線操作手段８０は作業者が携帯して無人ヘリコプター１の機体および該無人ヘリコプター１に設けられた薬剤散布装置５を遠隔操作するものである。また、本実施例の場合、複数の作業者が無人ヘリコプター１の飛行に係る操作と、薬剤散布装置５の作動に係る操作とを分担して行うことも想定して、作業専用無線操作手段８１を用意している。作業専用無線操作手段８１は作業者が携帯して薬剤散布装置５を遠隔操作するものである。
無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１の詳細については後述する。

以下では、作業装置の実施の一形態である薬剤散布装置５の詳細構成について説明する。
「作業装置」とは、無人ヘリコプターに具備されて所定の作業を行うものであり、薬剤散布装置５に限定されるものではない。作業装置の他の実施例としては、空撮装置（空中写真を撮影するための装置）等が挙げられる。

薬剤散布装置５は圃場等に液体状の薬剤（以下、「薬液」という）を散布するための装置である。
ここで、「薬液」の実施形態としては、（１）液体状の薬剤をそのまま使用するもの、（２）液体状の薬剤を水で希釈して使用するもの、（３）粉末または顆粒状の薬剤を水に溶かして使用するもの、等が含まれる。また、「薬液」の具体例としては、液体肥料や防除剤が挙げられる。

図４に示す如く、薬剤散布装置５は、主に左右一対の薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒ、左右一対のポンプ５２Ｌ・５２Ｒ、中央フレーム５３、左右一対のブーム５４Ｌ・５４Ｒ、ノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌ、ノズル５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒ、分配管５６、配管５７Ｌ・５７Ｒ、配管５８Ｌ・５８Ｒ、配管５９Ｌ・５９Ｒ、開閉弁６０、戻り配管６１、分岐管６２、戻り配管６３Ｌ・６３Ｒ等で構成される。

ここで、薬液タンク５１Ｌ（５１Ｒ）からポンプ５２Ｌ（５２Ｒ）を経てノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌ（５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒ）に薬液を搬送するための経路を、以後「薬液搬送経路」と呼ぶ。
本実施例の場合、薬液搬送経路は、機体左側の薬液搬送経路（具体的には配管５７Ｌ、配管５８Ｌ、および配管５９Ｌからなる）、および機体右側の薬液搬送経路（具体的には配管５７Ｒ、配管５８Ｒ、および配管５９Ｒ）からなり、これらが分配管５６にて一時的に合流し、その後再び左右に分流する構成となっている。

図１および図２に示す如く、中央フレーム５３は薬剤散布装置５を構成する他の部材を無人ヘリコプター１に固定する部材であり、無人ヘリコプター１の機体下部に着脱可能に設けられる。
左右一対のブーム５４Ｌ・５４Ｒは、その基部が中央フレーム５３の左右端部に回動可能に枢着された棒状の部材である。ブーム５４Ｌ・５４Ｒは、その先端部を無人ヘリコプター１の機体左右側方に延出した姿勢（薬剤散布時）、または、先端部を機体後方に回動した姿勢（機体搬送時）、のいずれかの姿勢を保持することが可能である。ブーム５４Ｌ・５４Ｒには、それぞれノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌおよびノズル５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒが所定の間隔を空けて取り付けられる。
なお、本実施例の薬剤散布装置５はノズル式の薬剤散布装置であるが、ノズルに換えて回転霧化式のアトマイザーを具備する薬剤散布装置としても良い。

図１、図２および図４に示す如く、左右一対の薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒは、薬液を貯溜する容器であり、無人ヘリコプター１の機体の左右側面に配置され、前記中央フレーム５３に着脱可能に設けられる。薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒの底部には配管５７Ｌ・５７Ｒの一端が接続される。また、配管５７Ｌ・５７Ｒの他端はそれぞれ左右一対のポンプ５２Ｌ・５２Ｒの吸入ポートに接続される。ポンプ５２Ｌ・５２Ｒの吐出ポートには配管５８Ｌ・５８Ｒの一端が接続される。

左右一対のポンプ５２Ｌ・５２Ｒは薬液を圧送するものであり、エンジン２により駆動される。薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒ内に貯溜された薬液は、それぞれ配管５７Ｌ・５７Ｒを経てポンプ５２Ｌ・５２Ｒに供給される。ポンプ５２Ｌ・５２Ｒは薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒから供給された薬液をそれぞれ配管５８Ｌ・５８Ｒを経て分配管５６に圧送する。

図４および図５に示す如く、分配管５６は機体左右の薬剤搬送経路をその中途部にて一時的に合流させ、再び左右に分流するものである。

分配管５６は主に供給側配管５６ａ、合流配管５６ｂ、吐出側配管５６ｃ等からなる略Ｈ型の配管である。合流配管５６ｂの一端は供給側配管５６ａの中途部（合流点）と連通し、合流配管５６ｂの他端は吐出側配管５６ｃの中途部（分流点）と連通する。
供給側配管５６ａの両端には、それぞれ前記配管５８Ｌ・５８Ｒの他端が接続される。また、吐出側配管５６ｃ・５６ｃの両端には、それぞれ配管５９Ｌ・５９Ｒの一端が接続される。配管５９Ｌ・５９Ｒはそれぞれ前記左右一対のブーム５４Ｌ・５４Ｒに取り付けられ、配管５９Ｌ・５９Ｒの中途部にはそれぞれノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌおよびノズル５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒが設けられる。

配管５８Ｌ・５８Ｒを経て分配管５６に圧送されてきた薬液は、該分配管５６の合流点にて一度合流した後、分流点にて再び配管５９Ｌ・５９Ｒに分流され、機体左側のブーム５４Ｌに設けられたノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌおよび機体右側のブーム５４Ｒに設けられたノズル５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒから散布される。
このように構成することにより、左右のポンプ５２Ｌ・５２Ｒの圧送能力に差（ばらつき）が生じた場合や、ポンプ５２Ｌ・５２Ｒの一方が故障した場合でも、左右のノズル（ノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌおよびノズル５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒ）から散布される薬液の量を略均等とすることが可能である。このことは、圃場への薬液散布量のムラを防止するという観点から見て有効である。

本実施例の薬剤散布装置５は、ポンプ５２Ｌ（またはポンプ５２Ｒ）よりも下流側、かつ、ノズル５５Ｌ・５５Ｌ・５５Ｌ（またはノズル５５Ｒ・５５Ｒ・５５Ｒ）よりも上流側となる薬液搬送経路の中途部（分配管５６）と、薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒと、を連通する「薬液戻し経路」が設けられる。ここで、薬液戻し経路は、具体的には戻り配管６１、分岐管６２および戻り配管６３Ｌ・６３Ｒ等で構成される。
また、該薬液戻し経路の端部（分配管５６と戻り配管６１との連結部）には開閉弁６０が設けられる。

図５に示す如く、本実施例の開閉弁６０は電磁弁で構成され、主に、胴体部７１、弁体となるボール７２、バネ７３、ソレノイド７４、突出部材７５、アダプタ７６等で構成される。

胴体部７１は略筒型の部材であり、その中途部には吐出口７１ｂが形成され、該吐出口７１ｂは戻り配管６１と接続される。胴体部７１の内周面において、胴体部７１の一端に形成された導入口７１ａと吐出口７１ｂとで挟まれる位置には導入口７１ａ側から吐出口７１ｂ側に向かって縮径する擂り鉢状のシート面（弁座）７１ｃが形成されている。そして、球形のボール７２および巻きバネ７３が導入口７１ａ側から胴体部７１に収容される。

胴体部７１の導入口７１ａ側の外周面には雄ネジが形成され、アダプタ７６の一端が螺設される。アダプタ７６は略筒型の部材であり、アダプタ７６の他端の外周面には雄ネジが形成され、分配管５６の合流点（供給側配管５６ａと合流配管５６ｂとが連通する部分）に螺設される。アダプタ７６は巻きバネ７３の一端を支持している。ボール７２は、該巻きバネ７３によりシート面７１ｃに当接する（閉じる）方向に付勢されている。

ソレノイド７４は、電力を供給することにより電磁力を発生させ、略棒状の磁性部材で構成した突出部材７５を突出させるものであり、胴体部７１において、導入口７１ａと反対側の端部に設けられる。

ソレノイド７４への通電を行うと、突出部材７５は、ボール７２に当接し、ボール７２を巻きバネ７３の付勢力に抗して導入口７１ａ側に移動させ、ボール７２とシート面７１ｃとを離間させる。すなわち、開閉弁６０が開き、分配管５６と戻り配管６１とを連通する。
また、ソレノイド７４への通電を停止すると、突出部材７５は、胴体部７１内部にてボール７２から離間する方向に退避し、ボール７２は巻きバネ７３の付勢力によりシート面７１ｃに当接する。すなわち、開閉弁６０が閉じ、分配管５６と戻り配管６１とを遮断する。

ポンプ５２Ｌ・５２Ｒの作動および停止（本実施例の場合、エンジン２からポンプ５２Ｌ・５２Ｒへの駆動力伝達経路の中途部に設けられた図示せぬクラッチのオン・オフ）は、図３に示す無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１に設けられた薬剤散布装置５の作動スイッチ（図示せず）を操作することにより行われる。
また、開閉弁６０の開閉（ソレノイド７４への通電および通電の停止）は、無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１に設けられた開閉弁操作スイッチ（図示せず）を操作することにより行われる。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、図１０に示す従来の無人ヘリコプターの薬剤散布装置１０５においては、薬液搬送経路の中途部（分配管１５６）と連通するエア抜き配管１６０を設け、該エア抜き配管１６０の中途部にエア抜き用のコック１６１を設ける構成とし、薬剤散布作業前にポンプ５２Ｌ・５２Ｒが作動した状態で該コック１６１を開くことによりエア抜き作業を行っていた。
しかし、ポンプを作動させる時にはメインロータも回転するため、コック１６１の開閉操作は大変やり難いこととなる。また、エア抜き作業を行わずに一旦無人ヘリコプターを飛行させた場合、エア抜き作業を行うためには一度着陸させる必要があるため、大変面倒な作業となる。そして、エア抜き配管１６０の終端部１６０ａは無人ヘリコプターの外部に開放されているため、エア抜き作業時に、薬液搬送経路内のエアだけでなく、新たに薬液搬送経路を満たす薬液の一部も外部に漏出する場合があった。

これに対して、図４に示す本実施例の無人ヘリコプター１の薬剤散布装置５の場合、ポンプ５２Ｌ・５２Ｒが作動した状態で開閉弁６０を開くと、薬液搬送経路内のエアおよび薬液搬送経路を満たす薬液は、薬液戻し経路を経て薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに戻される。従って、エア抜き作業時に薬液搬送経路を満たす薬液が外部に漏出することがない。

開閉弁６０は手動式の弁とすることも可能であるが、本実施例の如く電磁弁として、無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１により開閉する構成とすることが好ましい。
このように構成することにより、飛行中に薬液搬送経路にエアが噛んだ場合でも、エア抜き作業を行うことが可能であり、作業性に優れる。
なお、開閉弁６０の構成は本実施例に限定されるものではなく、薬液戻し経路と薬液搬送経路とを連通および遮断可能であればよい。

また、図４に示す如く、薬液戻し経路を構成する戻り配管６３Ｌ・６３Ｒの終端部６４Ｌ・６４Ｒは薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒの側面より薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに挿入され、該戻り配管６３Ｌ・６３Ｒは薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒの底部（下部）と連通する。
ここで、終端部６４Ｌ・６４Ｒは配管５７Ｌ・５７Ｒの薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒとの接続部から離れた位置に配置することが望ましい。これは、薬液戻し経路から薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに戻されたエアが再び薬液搬送経路に巻き込まれることを防止するためである。
このように構成することにより、薬液戻し経路から薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに戻されるエアおよび薬液は薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに貯溜された薬液内に勢いよく吐出されることとなり、薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒ内に貯溜された薬液を撹拌することが可能である。これは、特に、薬剤が水から分離して薬液タンクの底部に沈殿し易い薬液の場合に有効である。

さらに、図３に示す如く、薬液戻し経路から薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに戻されるエアおよび薬液の吐出方向は、薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒの水平方向（機体が空中でホバリングしているときの重力方向に対して略直交する方向）に対して傾斜している（すなわち、側方視または前方視で斜め上方または斜め下方に吐出される）ことが望ましい。
これは、薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに戻されるエアおよび薬液により、薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒ内に貯溜された薬液内部に上下方向の対流が起こり、薬液を撹拌する効果が向上するからである。

なお、薬液戻し経路から薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒに戻されるエアおよび薬液の吐出方向が薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒの略水平方向であっても、エアおよび薬液が該薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒの内壁に沿って吐出されるように構成することにより、薬液タンク５１Ｌ・５１Ｒ内に貯溜された薬液に渦流を発生させて薬液を撹拌することが可能である。

また、本実施例においては前記開閉弁６０の開閉操作は無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１に設けられた開閉弁操作スイッチ（図示せず）を操作することにより行う構成としたが、当該開閉弁操作スイッチを省略し、ポンプ５２Ｌ・５２Ｒに連動して（言い換えれば、無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１に設けられた薬剤散布装置５の作動スイッチ（図示せず）の操作に連動して）開閉弁６０が所定時間開き、その後閉じる構成としても良い。
このように構成することにより、作業者が特に意識せずとも、薬剤散布作業時にエア抜き作業と薬液タンク内の薬液の撹拌作業とを併せて行うことが可能であり、作業性に優れる。

以下では、図１、図２および図３を用いて本実施例の無人ヘリコプター１の機体制御部６および監視装置７の詳細構成について説明する。
図３に示す如く、機体制御部６は無人ヘリコプター１の機体に設けられる。機体制御部６は無人ヘリコプター１の飛行および作業装置５による作業全般を制御するものであり、具体的にはＣＰＵやＲＯＭ等で構成される。

無人ヘリコプター１は操作用受信アンテナ３１、作業専用受信アンテナ３２、監視用通信アンテナ３３を具備する。但し、一つのアンテナで受信することも可能である。

操作用受信アンテナ３１は無線操作手段８０が発する「操作信号」を受信するアンテナである。操作用受信アンテナ３１は無人ヘリコプター１の機体後部に設けられ、機体制御部６に接続される。機体制御部６は、操作用受信アンテナ３１が受信した操作信号を取得する。
ここで、無線操作手段８０は無人ヘリコプター１および該無人ヘリコプター１に設けられた作業装置（本実施例の場合、薬剤散布装置５）を遠隔操作するためのものであり、具体例としてはプロポーショナルシステム等が挙げられる。
また、「操作信号」は、無線操作手段８０が無人ヘリコプター１の機体に設けられたアクチュエータ群（後述するエンジン制御サーボ１０、左右傾斜サーボ１１、前後傾斜サーボ１２、左右旋回サーボ１３、作業用サーボ１４、開閉弁６０を開閉するためのソレノイド７４等）を操作するための信号である。
作業者は、無線操作手段８０を操作することにより、無人ヘリコプター１を飛行させ、薬剤散布作業を行う。すなわち、無線操作手段８０が発する「操作信号」には、無人ヘリコプター１の飛行に係る信号と、無人ヘリコプター１の作業に係る信号とが含まれる。

作業専用受信アンテナ３２は作業専用無線操作手段８１が発する「作業操作信号」を受信するアンテナである。作業専用受信アンテナ３２は無人ヘリコプター１の機体後部に設けられ、機体制御部６に接続される。機体制御部６は、作業専用受信アンテナ３２が受信した「作業操作信号」を取得する。
ここで、作業専用無線操作手段８１は無人ヘリコプター１の薬剤散布装置５を遠隔操作するためのものであり、具体例としてはプロポーショナルシステム等が挙げられる。
また、「作業操作信号」は、作業専用無線操作手段８１が無人ヘリコプター１の機体に設けられたアクチュエータ群のうち、薬剤散布装置５の作動に係るものを操作するための信号である。
作業者は、作業専用無線操作手段８１を操作することにより、薬剤散布作業を行う。作業専用無線操作手段８１が発する作業操作信号には、薬剤散布装置５に係る信号のみが含まれる。

本実施例の無人ヘリコプター１は、その飛行に係る操作を無線操作手段８０のみで行い、薬剤散布作業に係る操作を無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１のいずれかで行うことが可能である。
すなわち、（１）一人の作業者が無線操作手段８０を用いて無人ヘリコプター１の飛行に係る操作および薬剤散布作業に係る操作の両方を行う場合、（２）二人の作業者の一方が無線操作手段８０を用いて無人ヘリコプター１の飛行に係る操作を行い、二人の作業者の他方が作業専用無線操作手段８１を用いて無人ヘリコプター１の薬剤散布作業に係る操作を行う場合、のいずれにも対応可能な構成としている。
なお、作業専用無線操作手段８１を省略して、（１）一人の作業者が無線操作手段８０を用いて無人ヘリコプター１の飛行に係る操作および薬剤散布作業に係る操作の両方を行う場合、にのみ対応可能な構成としても良い。
また、無線操作手段８０における薬剤散布作業に係る操作機能を省略し、無線操作手段８０が無人ヘリコプター１の飛行に係る操作のみを行う構成として、（２）二人の作業者の一方が無線操作手段８０を用いて無人ヘリコプター１の飛行に係る操作を行い、二人の作業者の他方が作業専用無線操作手段８１を用いて無人ヘリコプター１の薬剤散布作業に係る操作を行う場合、にのみ対応可能な構成としても良い。

監視用通信アンテナ３３は地上に設けられた監視装置７（より厳密には、地上側通信アンテナ４１）との間で送受信を行うアンテナである。監視用通信アンテナ３３は無人ヘリコプター１の機体後部に設けられ、機体制御部６に接続される。監視装置７の詳細構成については後述する。

無人ヘリコプター１は、エンジン制御サーボ１０、左右傾斜サーボ１１、前後傾斜サーボ１２、左右旋回サーボ１３、作業用サーボ１４等のアクチュエータ群を具備する。これらのアクチュエータ群は機体制御部６と接続される。機体制御部６は、無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１から取得した操作信号に基づいて、当該アクチュエータ群を作動させる。

エンジン制御サーボ１０は、エンジン２の回転数（言い換えれば、メインロータ３の回転数）およびメインロータ３の翼面と回転軸３ａの軸線方向との成す角度を調整し、無人ヘリコプター１を上昇または下降させる操作（昇降操作）を行うアクチュエータである。
エンジン制御サーボ１０の具体例としては、いわゆるサーボモータ（回転角度および回転速度を制御可能なモータ、以下同じ）が挙げられる。

左右傾斜サーボ１１は、メインロータ３の回転軸３ａを無人ヘリコプター１の機体左右方向に傾斜（ロール）させ、無人ヘリコプター１を機体左右方向に移動させる操作（左右移動操作）を行うアクチュエータである。
左右傾斜サーボ１１の具体例としては、いわゆるサーボモータが挙げられる。

前後傾斜サーボ１２は、メインロータ３の回転軸３ａを無人ヘリコプター１の機体前後方向に傾斜（ピッチ）させ、無人ヘリコプター１を機体前後方向に移動させる操作（前後移動操作）を行うアクチュエータである。
前後傾斜サーボ１２の具体例としては、いわゆるサーボモータが挙げられる。

左右旋回サーボ１３は、テールロータ４の翼面とテールロータ４の回転軸との成す角度を変化させ、無人ヘリコプター１の機首を右旋回または左旋回させる操作（旋回操作）を行うアクチュエータである。
左右旋回サーボ１３の具体例としては、いわゆるサーボモータが挙げられる。

ここで、左右旋回サーボ１３は、上記無線操作手段８０から送信された操作信号だけでなく、後述するジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、方位センサ２３から取得した機体の姿勢に係る情報（姿勢情報）にも基づいて作動する。
これは、以下の理由による。通常、無人ヘリコプター１のテールロータ４は、メインロータ３と連動する構成であり、メインロータ３の回転速度が上昇すればテールロータ４の回転速度も上昇する。すなわち、テールロータ４の回転速度が変化すると機体に作用する反動トルクを打ち消す力の大きさも変化する。
仮に、左右旋回サーボ１３を無線操作手段８０から送信された操作信号のみに基づいて作動させる場合、無人ヘリコプター１の上昇時または下降時には、エンジン２の回転数に応じてテールロータ４の翼面とテールロータ４の回転軸との成す角度も適宜調整する必要が生じる。すなわち、無人ヘリコプター１の機首の方向を略一定に保持しつつ無人ヘリコプター１を上昇または下降させるためにはエンジン制御サーボ１０および左右旋回サーボ１３の両方を操作しなければならず、操作が煩雑となる。

そこで、本実施例においては、作業者が無線操作手段８０を操作してエンジン制御サーボ１０のみを作動させた（すなわち、旋回操作をせずに昇降操作を行った）場合、機体制御部６はジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、方位センサ２３から取得した機体の姿勢に係る情報（姿勢情報）に基づいて機体の機首の方向が略一定となるように左右旋回サーボ１３を操作し、テールロータ４の翼面とテールロータ４の回転軸とが成す角度を調整する構成としている。ジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、方位センサ２３の詳細については後述する。

作業用サーボ１４は、エンジン２と薬剤散布装置５のポンプ５２Ｌ・５２Ｒとの間の駆動力伝達経路に設けられたクラッチのオン・オフを行い、薬剤散布装置５の作動および停止の操作（薬剤散布操作）を行うアクチュエータである。
作業用サーボ１４の具体例としては、いわゆるサーボモータが挙げられる。

機体制御部６には、無人ヘリコプター１の飛行に係る情報（以下、「飛行情報」と呼ぶ）、を取得するためのセンサ等が設けられる。
なお、飛行情報には、無人ヘリコプター１の位置に係る情報である「位置情報」や無人ヘリコプター１の姿勢に係る情報である「姿勢情報」が含まれる。

以下では、無人ヘリコプター１（より厳密には、機体制御部６）が姿勢情報を取得する方法について説明する。
本実施例の無人ヘリコプター１は、ジャイロセンサ２１、加速度センサ２２および方位センサ２３を具備する。

ジャイロセンサ２１は無人ヘリコプター１の機体前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、機体左右方向の傾斜（ロール）の角速度、および水平面上における旋回の角速度、を検出するものである。該三つの角速度を積分計算することにより、無人ヘリコプター１の機体の前後方向および左右方向への傾斜角度、および水平面上での旋回角度を求めることが可能である。
ジャイロセンサ２１の具体例としては、機械式ジャイロセンサ、光学式ジャイロセンサ、流体式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等が挙げられる。
ジャイロセンサ２１は機体制御部６に接続され、当該三つの角速度に係る情報を機体制御部６に送信する。

加速度センサ２２は無人ヘリコプター１の機体に作用する重力加速度を含む三次元方向の加速度を検出するものである。当該加速度を求めることにより、機体に外力が作用した（例えば、突風が機体に吹き付けた）ことを検知することが可能である。また、重力加速度を求めることにより機体の前後方向および左右方向への傾斜角度を求めることが可能である。
加速度センサ２２の具体例としては、静電容量型の加速度センサや圧電容量型の加速度センサ等が挙げられる。
加速度センサ２２は機体制御部６に接続され、三次元方向の加速度に係る情報を機体制御部６に送信する。

方位センサ２３は無人ヘリコプター１の機首の向き（方位）を検出するものである。方位センサ２３の具体例としては磁気方位センサ等が挙げられる。
方位センサ２３は機体制御部６に接続され、機首の向き（方位）に係る情報を機体制御部６に送信する。

機体制御部６は、上記ジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、方位センサ２３から取得した情報に基づいて、無人ヘリコプター１の姿勢（機首の向き、機体前後および機体左右方向の傾斜）を求める。
機体制御部６により求められた無人ヘリコプター１の姿勢に係る情報（姿勢情報）は、無人ヘリコプター１の姿勢制御に用いられる。
例えば、無線操作手段８０からの操作信号を取得していない（作業者が無線操作手段８０を操作していない）にも関わらず無人ヘリコプター１の機体の姿勢が大きく変化した場合には、機体制御部６は、機体に突風等の外力が作用したものとみなし、姿勢情報に基づいて、無線操作手段８０からの操作信号によらずに機体の姿勢を安定化させる操作を行う。

なお、本実施例においては、無人ヘリコプター１の姿勢に係る情報（姿勢情報）を得るために設けられるセンサ群であるジャイロセンサ２１、加速度センサ２２および方位センサ２３から機体制御部６に送信される情報は、無人ヘリコプター１の姿勢を求める上で重複している部分があり、これらを比較し、互いに補完することにより姿勢情報の精度を向上させている。
また、本実施例ではジャイロセンサ２１と加速度センサ２２とは別体であるが、一体のもの（ジャイロ加速度センサ等）を用いても同様の効果を奏する。

以下では、無人ヘリコプター１（より厳密には、機体制御部６）が位置情報を取得する方法について説明する。
本実施例の無人ヘリコプター１は、ＧＰＳアンテナ２０を具備する。ＧＰＳアンテナ２０はＧＰＳ衛星１００からの信号を受信するためのアンテナであり、機体制御部６に接続される。ＧＰＳアンテナ２０はＧＰＳ衛星１００から受信した信号を機体制御部６に送信する。

本実施例における監視装置７は、無人ヘリコプター１を監視するという本来の機能に加えて、無人ヘリコプター１の位置情報を取得するために用いられるＧＰＳの基準局としての機能を兼ねる。ＧＰＳの詳細については後述する。

監視装置７は主に地上側通信アンテナ４１、制御部４２、ＧＰＳアンテナ４３、表示部４４等で構成される。監視装置７は無人ヘリコプター１による作業前に地上に設けられる。
または、総合的に監視する基地局に監視装置７を設けて、他の無人ヘリコプター１の動作や作業状態を監視できるようにする。
また、監視装置７は地上に常設されていなくても良い（作業時のみ設置する構成としても良い）。

地上側通信アンテナ４１は無人ヘリコプター１（より厳密には、監視用通信アンテナ３３）との間で送受信を行うアンテナである。地上側通信アンテナ４１は制御部４２に接続される。

制御部４２は無人ヘリコプター１の飛行および作業装置５による作業全般を監視するものであり、具体的にはＣＰＵやＲＯＭ等で構成される。

ＧＰＳアンテナ４３はＧＰＳ衛星１００からの信号を受信するためのアンテナであり、制御部４２に接続される。ＧＰＳアンテナ４３はＧＰＳ衛星１００から受信した信号を制御部４２に送信する。

表示部４４は制御部４２に接続され、制御部４２が取得した情報および該情報に基づいて演算した結果等を表示するものである。表示部４４の具体例としては液晶表示画面やその他のモニター等が挙げられる。

なお、監視装置７の制御部４２および表示部４４は市販のパソコン等で構成することが可能である。

ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）は、元来航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであって、上空約二万キロメートルを周回する二十四個のＧＰＳ衛星（六軌道面に四個ずつ配置）、ＧＰＳ衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の受信機で構成される。
ＧＰＳを用いた測量方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位など種々の方法が挙げられるが、本実施例では測定精度の高いＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式が採用されている。

ＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする移動局とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で移動局にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて移動局の位置をリアルタイムに求める方法である。

本実施例においては、無人ヘリコプター１が移動局、無人ヘリコプター１の機体制御部６が移動局側のＧＰＳ受信機に相当する。また、監視装置７が基準局、監視装置７の制御部４２が基準局側のＧＰＳ受信機に相当する。
本実施例のＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位は、基準局および移動局の両方で位相の測定（相対測位）を行い、基準局で観測した位相データを移動局に送信する。

移動局のＧＰＳ受信機（無人ヘリコプター１の機体制御部６）では、ＧＰＳアンテナ２０がＧＰＳ衛星１００から受信したデータと、基準局のＧＰＳ受信機（監視装置７の制御部４２）から取得したデータと、に基づいてリアルタイムで解析することにより、移動局の位置を決定する（すなわち、無人ヘリコプター１の位置情報を取得する）。
なお、本発明に適用されるＧＰＳについては単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位等、他の方式を用いてもよく、限定されない。
また、本実施例では無人ヘリコプター１の機体制御部６にて無人ヘリコプター１の位置の解析（位置情報の取得）を行ったが、無人ヘリコプター１が取得した観測データを監視装置７に送信し、監視装置７の制御部４２にて無人ヘリコプター１の位置の解析（位置情報の取得）を行う構成としても良い。
さらに、本実施例では監視装置７がＧＰＳの基準局としての機能を兼ねる構成としたが、監視装置とＧＰＳの基準局とを別体とし、監視装置が基準局から位置に係る情報を取得する構成としても良い。

以下では、監視装置７による無人ヘリコプター１の監視方法について詳細説明する。
本実施例の無人ヘリコプター１は、いわゆる「自己診断機能」を具備している。ここで、「自己診断機能」とは、機体制御部６に格納されたプログラムに基づいて達成されるものであり、無人ヘリコプター１に具備される各部品の異常の有無を診断する機能を指す。
より具体的には、無人ヘリコプター１に具備され、機体制御部６に接続される各構成部材との間で導通が確保されているか（欠線がないか）、機体制御部６が送信した指示通りに各構成部材が動作するか（動作不良がないか）、等を確認する。
ここで、自己診断機能により異常の有無が診断される構成部材は、図５に示される部品には限定されない。
すなわち、エンジン２の冷却水を循環させるためのポンプや、エンジン２の冷却水を冷却するラジエータに設けられたファンや、エンジン２の燃料タンク内の燃料残量を検出するためのセンサやその他の電装部品等も自己診断機能により異常の有無が診断される構成部材に含まれる。

機体制御部６は、自己診断機能により何らかの異常を発見した場合（飛行前および飛行中）には、当該異常の内容を記録するとともに警告灯１５を点灯（または点滅）させる。
すなわち、機体制御部６は無人ヘリコプター１の機体側のフライトレコーダとしての機能を果たす。
また、機体制御部６は監視装置７に当該異常の内容に係る情報を送信する。監視装置７は当該異常内容を制御部４２に記録するとともに表示部４４に表示する。
すなわち、制御部４２は無人ヘリコプター１の監視装置側のフライトレコーダとしての機能を果たす。

このように構成することにより、作業者は無人ヘリコプター１の飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。

監視装置７は、機体異常監視機能（上記無人ヘリコプター１の自己診断機能に基いて機体の異常の有無を監視する機能）に加えて、適正作業監視機能（無人ヘリコプター１による作業が適正に行われているか否かを監視する機能）を具備している。
以下では、適正作業監視機能の詳細について説明する。なお、本実施例においては、機体異常監視機能および適正作業監視機能は、いずれも監視装置７の制御部４２に格納されたプログラムにより達成される。

機体制御部６は、無人ヘリコプター１の飛行に係る飛行情報（ＧＰＳにより取得された無人ヘリコプター１の位置に係る位置情報と、ジャイロセンサ２１、加速度センサ２２、方位センサ２３により取得される姿勢情報とを含む）と、所定の作業に係る情報である「作業情報」（本実施例の場合、薬剤散布装置５の作動に係る情報）と、を監視装置７にリアルタイムで送信する。

一方、監視装置７には、薬剤散布作業時の圃場の作業範囲、飛行高度、飛行速度、飛行時の姿勢等の諸条件が設定されている（以下、監視装置７に設定される諸条件を「設定情報」という）。
そして、監視装置７の制御部４２は、無人ヘリコプター１の機体制御部６から送信されてきた飛行情報および作業情報と、前記設定情報と、を比較し、「所定の状態」を満たす場合には、当該比較結果に基づいて無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１に「指示信号」を送信する。無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１は、監視装置７から「指示信号」を取得すると、無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１に設けられた表示部に、当該指示信号に対応する「所定の指示」を表示する。無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１に設けられた表示部の具体例としては、点灯（または点滅）可能なランプや、液晶表示画面等が挙げられる。

ここで、「所定の状態」とは、監視装置７が、無人ヘリコプター１による薬剤散布作業が適正に行われていないと判断する無人ヘリコプター１の状態を指す。
また、「所定の指示」とは、監視装置７が、作業者に対して無人ヘリコプター１による薬剤散布作業を適正に行うことを促すために出す指示である。
「所定の状態」および「所定の指示」の組み合わせの具体例としては、以下のものが挙げられる。
（１）無人ヘリコプター１が作業範囲外を飛行している場合（所定の状態）に、作業範囲内に戻すように指示（所定の指示）する。
（２）無人ヘリコプター１の飛行高度が設定した範囲から外れている場合（所定の状態）に、飛行高度を設定した範囲内に戻すように指示（所定の指示）する。
（３）無人ヘリコプター１の飛行速度が設定した範囲から外れている場合（所定の状態）に、飛行速度を設定した範囲内に戻すように指示（所定の指示）する。
（４）無人ヘリコプター１の機体が傾斜している場合（所定の状態）に、機体の姿勢を略水平に保持するように指示（所定の指示）する。
（５）薬剤散布装置５が作動していない場合（所定の状態）に、薬剤散布装置５を作動させるように指示（所定の指示）する。

このように構成することにより、無人ヘリコプター１の位置や姿勢、薬剤散布装置５の動作を修正するように作業者を促して、無人ヘリコプター１による適正な薬剤散布作業を行うことが可能である。

また、監視装置７の制御部４２は、無人ヘリコプター１の機体制御部６から送信されてきた飛行情報および作業情報と、前記設定情報と、を比較し、「所定の状態」を満たす場合には、当該比較結果に基づいて、「優先操作信号」を無人ヘリコプター１に送信する構成とすることも可能である。
ここで、「優先操作信号」とは、前記飛行情報と設定情報との比較に基づき、無人ヘリコプター１に行わせるべき操作をさせるために監視装置７が無人ヘリコプター１に送信する信号である。

機体制御部６は、無線操作手段８０および作業専用無線操作手段８１が無人ヘリコプター１に送信する「操作信号」と、前記「優先操作信号」とを同時に取得した場合には、「優先操作信号」を優先する。すなわち、機体制御部６は「操作信号」を無視し、「優先操作信号」に基づいて無人ヘリコプター１に具備されるアクチュエータ群等の操作を行う。

当該「所定の状態」および「優先操作信号」の組み合わせの具体例としては、前記「所定の状態」および「優先操作信号」の具体例と略同様に、以下のものが挙げられる。
（１）無人ヘリコプター１が作業範囲外を飛行している場合（所定の状態）に、作業範囲内に戻す信号（優先操作信号）を送信する。
（２）無人ヘリコプター１の飛行高度が設定した範囲から外れている場合（所定の状態）に、飛行高度を設定した範囲内に戻す信号（優先操作信号）を送信する。
（３）無人ヘリコプター１の飛行速度が設定した範囲から外れている場合（所定の状態）に、飛行速度を設定した範囲内に戻す信号（優先操作信号）を送信する。
（４）無人ヘリコプター１の機体が傾斜している場合（所定の状態）に、機体の姿勢を略水平に保持する信号（優先操作信号）を送信する。
（５）薬剤散布装置５が作動していない場合（所定の状態）に、薬剤散布装置５を作動させる信号（優先操作信号）を送信する。

このように構成することにより、作業者の操作によらずに無人ヘリコプター１の位置や姿勢、薬剤散布装置５の動作を修正し、無人ヘリコプター１による適正な薬剤散布作業を行うことが可能である。

以上の如く、本実施例の監視装置７は、
薬剤散布作業を行うための薬剤散布装置５を具備し、無線操作手段８０（および作業専用無線操作手段８１）により操作される無人ヘリコプター１の監視装置であって、
飛行中の自己診断結果を該無人ヘリコプター１から取得可能であるとともに、
無人ヘリコプター１の飛行に係る飛行情報と、該無人ヘリコプター１が行う薬剤散布作業に係る作業情報と、を飛行中の無人ヘリコプター１から取得し、
該飛行情報と、該作業情報と、に基づいて、無線操作手段８０（および作業専用無線操作手段８１）に所定の指示を表示する、
または、無人ヘリコプター１を操作するために無線操作手段８０（および作業専用無線操作手段８１）が無人ヘリコプター１に送信する操作信号に優先する優先操作信号を無人ヘリコプター１に送信するものである。

このように構成することにより、作業者は無人ヘリコプター１の飛行中においても迅速かつ的確に異常の原因を把握することが可能である。このことは、次回の作業に影響を与えないように大きな故障が起こる前に無人ヘリコプター１を予め修理に出すことが可能となるといった利点があり、無人ヘリコプター１による薬剤散布作業を計画的に消化することが可能である。
また、無人ヘリコプター１の位置や姿勢、薬剤散布装置５の動作を修正するように作業者を促すことにより、あるいは、作業者の操作によらずに無人ヘリコプター１の位置や姿勢、薬剤散布装置５の動作を修正することにより、薬剤散布作業を適正に行うことが可能である。

以下では、図３を用いて「作業制限機能」について説明する。ここで、「作業制限機能」とは、「無人ヘリコプター１の状況に応じて、作業装置の作動や機体の飛行に制限をかけて作業不能（作業禁止）とし、または、作業装置の作動や機体の飛行にかけられた制限を解除して作業可能（作業許可）とする機能」を指し、監視装置７の制御部４２に格納されたプログラムに基づいて達成される。
本実施例の監視装置７は、ＧＰＳにより取得した機体の位置に係る位置情報を無人ヘリコプター１から受信し、該位置情報と、予め監視装置７に設定された無人ヘリコプター１の作業範囲と、を比較することにより、機体が作業範囲内または作業範囲外のいずれにあるかを判定し、無人ヘリコプター１が該作業範囲内にある場合には、薬剤散布作業を許可する作業許可信号を無人ヘリコプター１に送信する。
無人ヘリコプター１の機体制御部６は、監視装置７から作業許可信号を受信している間（または、一度作業許可信号を受信してから後述する作業禁止信号を次に受信するまで）は、無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１からの操作信号に基づいて薬剤散布装置５を作動させる（薬剤散布作業を行う）ことが可能である。以後、この状態を「作業可能」の状態という。

一方、監視装置７は、該位置情報と、予め監視装置７に設定された無人ヘリコプター１の作業範囲と、を比較することにより、機体が作業範囲内または作業範囲外のいずれにあるかを判定し、無人ヘリコプター１が該作業範囲外にある場合には、薬剤散布作業を禁止する作業禁止信号を無人ヘリコプター１に送信する。
無人ヘリコプター１の機体制御部６は、監視装置７から作業禁止信号を受信している間（または、一度作業禁止信号を受信してから作業許可信号を次に受信するまで）は、「作業不能」の状態となる。
ここで、「作業不能」状態の具体例としては、（１）無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１により薬剤散布装置５を作動させる旨の操作信号を無人ヘリコプター１に送信しても機体制御部６が当該操作信号を無視することにより薬剤散布装置５が作動しない状態、（２）無線操作手段８０または作業専用無線操作手段８１により機体の高度を上昇させる旨の操作信号を無人ヘリコプター１に送信しても機体制御部６が当該操作信号を無視し、無人ヘリコプター１が所定の低い高度でホバリングする状態（薬剤散布作業を行うための高度まで無人ヘリコプター１を上昇させることができない状態）、（３）その場で地上に着陸し、その後エンジン２を停止する、等が挙げられる。

また、本実施例の無人ヘリコプター１は、例えば監視装置７と送受信可能な距離以上に離れた位置に移動した場合等、監視装置７との送受信が不能となった場合にも同様に「作業不能」となる。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、無人ヘリコプター１は、予め設定された作業範囲内にある場合のみ薬剤散布作業を行うことができるので、当該作業範囲外で誤って薬剤散布作業を行うことを防止することが可能である。
また、無人ヘリコプター１が予め設定された作業範囲の外にある場合には薬剤散布作業を行うことができないので、仮に無人ヘリコプターの機体を盗んだとしても、その後で薬剤散布作業に用いることができず、盗難を抑止することが可能である。

また、監視装置７は、無人ヘリコプター１が作業範囲外にあることを、無線操作手段８０、作業専用無線操作手段８１および監視装置７の少なくとも一つに設けられた表示部（例えば、液晶画面、モニター等）に表示することが可能である。

このように構成することにより、作業者は無人ヘリコプター１が作業範囲外にあることを直ちに認識することが可能であり、作業性が向上する。

さらに、別実施例として、監視装置７は、ＧＰＳにより取得した機体の位置に係る位置情報を無人ヘリコプター１から受信し、該位置情報と、予め監視装置７に設定された無人ヘリコプター１の作業範囲と、を比較することにより、機体が作業範囲内または作業範囲外のいずれにあるかを判定し、無人ヘリコプター１が該作業範囲外にある場合には、無人ヘリコプター１を「作業不能」状態にせずに、無人ヘリコプター１が作業範囲外にあることを無線操作手段８０、作業専用無線操作手段８１および監視装置７の少なくとも一つに設けられた表示部（例えば、液晶画面、モニター等）に表示する構成とすることも可能である。

このように構成することにより、監視装置７が故障して無人ヘリコプター１との間で送受信不能となった場合や、無人ヘリコプター１が誤って作業範囲外に移動してしまった場合でも、無人ヘリコプター１による作業を中断せずに継続して行うことが可能である。

また、無人ヘリコプター１は、使用しないときには機体制御部６への電力供給を停止する主電源の他に、所定の時間経過毎に一時的に機体制御部６への電力供給を行うバックアップ電源（図示せず）を具備し、該バックアップ電源により機体制御部６に電力供給が行われている間に、ＧＰＳにより機体の位置情報（この場合の位置情報は、基準局である監視装置７からのデータが取得できない状況下で無人ヘリコプター１の位置を求めることが想定されるため、多少位置精度が落ちる可能性がある）を取得し、該取得した位置情報を、地上の通信手段９０（地上に設置される携帯電話用の固定式通信アンテナ、電気通信回線（例えばインターネット）、電話回線等）を通じて監視装置７に送信する。

このように構成することにより、無人ヘリコプター１の機体が監視装置７と直接送受信できない位置まで移動した場合でも、作業者は無人ヘリコプター１の機体の位置を把握することが可能である。
すなわち、機体を紛失した場合や、盗難に遭った場合でも容易に機体の位置を把握することが可能であり、作業性に優れるとともに盗難に対する抑止力が向上する。

以下では、図６を用いて、無人ヘリコプター１の機体識別方法の第一実施例について説明する。なお、図６においては便宜上無人ヘリコプター１の構成要素を一部省略しているが、基本的には図３に示す構成と略同じである。
機体識別方法の第一実施例においては、無人ヘリコプター１は、機体に固有の情報（いわゆるＩＤ情報）である第一識別情報を具備している。当該第一識別情報により、自他を識別する（機体を特定する）ことが可能である。なお、第一識別情報は自他識別可能な情報であれば良く、数字や文字の配列でも、他の形式でも良い。
該第一識別情報は無人ヘリコプター１の機体制御部６にデータとして格納されている。該第一識別情報は特定のパスワードを入力する等の操作を行わない限り外部から交換する（書き換える）ことができないように構成される。

図６に示す如く、機体識別方法の第一実施例における無線操作手段８０は、主に制御部８０ａ、操作部８０ｂ、操作用送信アンテナ８０ｃ、通信アンテナ８０ｄ、表示部８０ｅ等で構成される。

制御部８０ａは無線操作手段８０の動作全般を制御するものであり、具体的にはＣＰＵやＲＯＭ等で構成される。無人ヘリコプター１が具備する第一識別情報に対応する情報である第二識別情報は、制御部８０ａにデータとして格納されている。該第二識別情報は特定のパスワードを入力する等の操作を行わない限り外部から交換する（書き換える）ことができないように構成される。結果として、無線操作手段８０は第二識別情報を具備することとなる。
なお、第二識別情報は自他識別可能な情報であれば良く、数字や文字の配列でも、他の形式でも良い。

操作部８０ｂは具体的にはレバーやボタン等で構成され、作業者により操作される。当該レバーやボタン等はそれぞれ無人ヘリコプター１に具備されるアクチュエータ群（エンジン制御サーボ１０、左右傾斜サーボ１１、前後傾斜サーボ１２、左右旋回サーボ１３、作業用サーボ１４、薬剤散布装置５の開閉弁６０のソレノイド７４等）に対応する。
例えば、操作部８０ｂを構成するレバーの一つを所定の操作量だけ操作する（所定の角度傾倒させる）と、制御部８０ａは該レバーの操作量（傾倒角度）を検知し、該検知したレバーの操作量に基づいて、当該レバーに対応する無人ヘリコプター１のアクチュエータを操作するための信号（操作信号）を送信する。

操作用送信アンテナ８０ｃは前記操作信号を無人ヘリコプター１に送信するためのアンテナである。
通信アンテナ８０ｄは、無人ヘリコプター１の監視用通信アンテナ３３および監視装置７の地上側通信アンテナ４１との間で種々の情報を送受信するためのアンテナである。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１、無線操作手段８０および監視装置７は種々の情報を共有することが可能である。

表示部８０ｅは、無線操作手段８０が無人ヘリコプター１および監視装置７から取得した種々の情報、または無線操作手段８０自身の種々の情報を表示するものである。表示部８０ｅは具体的には液晶表示画面やランプ等で構成される。

無線操作手段８０は、無人ヘリコプター１を操作するための信号である操作信号と、自己の第二識別情報とを、操作用送信アンテナ８０ｃにより合わせて無人ヘリコプター１に送信する。
無人ヘリコプター１の機体制御部６は、無線操作手段８０から操作信号とともに受信した第二識別情報が、機体に固有の第一識別情報に対応するものであるか否かを判定する。
その結果、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応する場合には、該無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させる。また、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応しない（すなわち、別の機体に対応する無線操作手段からの操作信号である）場合には該操作信号を無視する（該無線操作手段の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させない）。
さらに、無人ヘリコプター１の機体制御部６は、第二識別情報を伴わない操作信号についても無視するように構成されている。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、無人ヘリコプター１は、特定の（第一識別情報に対応する第二識別情報を送信する）無線操作手段８０によってのみ操作可能であるため、同じ周波数帯の無線電波を用いて複数台の無人ヘリコプターを混信させることなく使用することが可能である。言い換えれば、混信により操作不能となる事態を防止することが可能であるとともに、複数台の無線操作手段により一台の無人ヘリコプターを操作するという誤った使用方法を防止することが可能である。
また、無人ヘリコプター１の機体が盗難に遭った場合でも、対応する無線操作手段８０以外の無線操作手段では該無人ヘリコプター１を操作することができない（無人ヘリコプター１を作業に使用することができない）。そのため、無人ヘリコプター１の機体の盗難を防止することが可能である。

機体識別方法の第一実施例における無人ヘリコプター１は、前記第一識別情報に対応する第二識別情報を受信できないとき（電波障害が起こった場合や、無人ヘリコプター１が無線操作手段８０から遠く離れた場合等）は、無人ヘリコプター１はその場でホバリング状態を保持する（機体の位置、地上からの高さおよび機首の方向を略一定に保持した状態で空中に浮遊する）。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１が操作不能となっても、直ちに墜落するという事態を回避することが可能である。

さらに、機体識別方法の第一実施例における無人ヘリコプター１は、第一識別情報に対応する第二識別情報を受信できないことによりホバリング状態となった場合、当該ホバリング状態が所定時間（例えば数分）継続した場合、または、エンジン２の燃料の残量が所定量以下となった場合には降下し、着地後エンジン２を停止する。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１が操作不能となっても、機体を破損させることなく着地させることが可能である。

なお、機体識別方法の第一実施例における監視装置７の制御部４２は、無人ヘリコプター１の具備する第一識別情報に対応する第二識別情報をデータとして格納している。これは、監視装置７が優先操作信号と当該第二識別情報とを合わせて送信しなければ無人ヘリコプター１はこれを無視するためである。

以下では、図７を用いて、無人ヘリコプター１の機体識別方法の第二実施例について説明する。図７においては便宜上無人ヘリコプター１の構成要素を一部省略しているが、基本的には図３に示す構成と略同じである。
機体識別方法の第二実施例における無線操作手段８０は、操作用送信アンテナ８０ｃにより操作信号とともに第二識別情報を無人ヘリコプター１に送信するという点では前記機体識別方法の第一実施例と共通している。

機体識別方法の第二実施例が機体識別方法の第一実施例と異なる点は、無線操作手段８０自体は第二識別情報を具備しておらず、無線操作手段８０に着脱可能に装着される鍵装置８２が第二識別情報を具備している点である。鍵装置８２はその内部にＲＯＭ等の記憶部８２ａを具備しており、該記憶部８２ａには第二識別情報がデータとして格納されている。該記憶部８２ａに格納されている第二識別情報は特定のパスワードを入力する等の操作を行わない限り外部から交換する（書き換える）ことができないように構成される。鍵装置８２を無線操作手段８０に装着すると無線操作手段８０の制御部８０ａと鍵装置８２とが接続される。
無線操作手段８０の制御部８０ａは、無線操作手段８０に鍵装置８２が装着されている時のみ、鍵装置８２の記憶部８２ａに格納されている第二識別情報を取得し、操作用送信アンテナ８０ｃにより操作信号と第二識別情報とを合わせて無人ヘリコプター１に送信することが可能である。
なお、無線操作手段８０の制御部８０ａは、鍵装置８２を取り外すと取得していた第二識別情報を失い、無人ヘリコプター１に第二識別情報を送信することが不可能となる。

無人ヘリコプター１の機体制御部６は、無線操作手段８０から操作信号とともに受信した第二識別情報が、機体に固有の第一識別情報に対応するものであるか否かを判定する。
その結果、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応する場合には、該無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させる。また、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応しない（すなわち、別の機体に対応する無線操作手段からの操作信号である）場合には、無線操作手段８０の操作信号を無視する（該無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させない）。
さらに、鍵装置８２を取り外した状態の無線操作手段８０からの操作信号を無人ヘリコプター１の機体制御部６が受信した場合は、該操作信号は第二識別情報を伴っていないため、機体制御部６は当該操作信号を無視する。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、無人ヘリコプター１は特定の（第一識別情報に対応する第二識別情報を具備する鍵装置８２が装着され、該第二識別情報を送信可能な）無線操作手段８０によってのみ操作可能であるため、同じ周波数帯の無線電波を用いて複数台の無人ヘリコプターを混信させることなく使用することが可能である（言い換えれば、混信により操作不能となる事態を防止することが可能である）。
また、無人ヘリコプター１の機体が盗難に遭った場合でも、鍵装置８２が装着された無線操作手段８０以外の無線操作手段では該無人ヘリコプター１を操作することができない。
さらに、作業者が鍵装置８２を無線操作手段８０から取り外して別途管理しておけば、無人ヘリコプター１の機体と無線操作手段８０の両方が盗難に遭った場合でも、鍵装置８２を装着していない無線操作手段８０は該無人ヘリコプター１を操作することができない（無人ヘリコプター１を作業に使用することができない）。そのため、無人ヘリコプター１の機体の盗難を防止することが可能である。

機体識別方法の第二実施例における無人ヘリコプター１は、前記第一識別情報に対応する第二識別情報を受信できないとき（電波障害が起こった場合や、無人ヘリコプター１が無線操作手段８０から遠く離れた場合等）は、無人ヘリコプター１はその場でホバリング状態を保持する（機体の位置、地上からの高さおよび機首の方向を略一定に保持した状態で空中に浮遊する）。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１が操作不能となっても、直ちに墜落するという事態を回避することが可能である。

さらに、機体識別方法の第二実施例における無人ヘリコプター１は、第一識別情報に対応する第二識別情報を受信できないことによりホバリング状態となった場合、当該ホバリング状態が所定時間（例えば数分）継続した場合、または、エンジン２の燃料の残量が所定量以下となった場合には降下し、着地後エンジン２を停止する。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１が操作不能となっても、機体を破損させることなく着地させることが可能である。

なお、機体識別方法の第二実施例における監視装置７の制御部４２は、無人ヘリコプター１の具備する第一識別情報に対応する第二識別情報をデータとして格納している。これは、監視装置７が優先操作信号と当該第二識別情報とを合わせて送信しなければ無人ヘリコプター１はこれを無視するためである。

以下では、図８を用いて、無人ヘリコプター１の機体識別方法の第三実施例について説明する。図８においては便宜上無人ヘリコプター１の構成要素を一部省略しているが、基本的には図３に示す構成と略同じである。
無人ヘリコプター１は、機体を識別するための固有の情報である第一識別情報を具備している。より具体的には、該第一識別情報は無人ヘリコプター１の機体制御部６にデータとして格納されている。
また、無人ヘリコプター１には鍵装置８３が着脱可能に装着される。鍵装置８３はその内部にＲＯＭ等の記憶部８３ａを具備しており、該記憶部８３ａには第二識別情報がデータとして格納されている。該記憶部８３ａに格納されている第二識別情報は特定のパスワードを入力する等の操作を行わない限り外部から交換する（書き換える）ことができないように構成される。鍵装置８３を無人ヘリコプター１に装着すると機体制御部６と鍵装置８３とが接続される。

機体制御部６は、無人ヘリコプター１に鍵装置８３が装着されている時のみ当該鍵装置８３に格納されている第二識別情報を取得することが可能であり、無人ヘリコプター１から鍵装置８３を取り外すと機体制御部６内の第二識別情報を失う。

機体制御部６は、鍵装置８３から取得した第二識別情報が、機体に固有の第一識別情報に対応するものであるか否かを判定する。
その結果、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応する場合には、無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させる。また、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応しない（機体に対応しない鍵装置を装着した）場合には、無線操作手段８０の操作信号を無視する（該無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させない）。
さらに、無人ヘリコプター１から鍵装置８３を取り外した場合には、機体制御部６は第二識別情報を取得することができず、このときには無人ヘリコプター１（より厳密には、機体制御部６）は無線操作手段８０からの操作信号を無視するように構成される。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、無人ヘリコプター１を使用しない時に作業者が鍵装置８３を無人ヘリコプター１から取り外して別途管理しておけば、無人ヘリコプター１の機体と無線操作手段８０の両方が盗難に遭った場合でも、当該無人ヘリコプター１を作業に使用することができない。そのため、無人ヘリコプター１の機体の盗難を防止することが可能である。

以下では、図９を用いて、無人ヘリコプター１の機体識別方法の第四実施例について説明する。図９においては便宜上無人ヘリコプター１の構成要素を一部省略しているが、基本的には図３に示す構成と略同じである。
無人ヘリコプター１は、機体を識別するための固有の情報である第一識別情報を具備している。より具体的には、該第一識別情報は無人ヘリコプター１の機体制御部６にデータとして格納されている。
機体識別方法の第四実施例においては、無線操作手段８０とは別体の発信装置８４を用意する。図９に示す如く、発信装置８４は、主に制御部８４ａ、送信アンテナ８４ｂ等で構成される。

制御部８４ａは発信装置８４の動作全般を制御するものであり、具体的にはＣＰＵやＲＯＭ等で構成される。無人ヘリコプター１が具備する第一識別情報に対応する情報である第二識別情報は、制御部８４ａにデータとして格納されている。該第二識別情報は特定のパスワードを入力する等の操作を行わない限り外部から交換する（書き換える）ことができないように構成される。結果として、発信装置８４は第二識別情報を具備することとなる。

送信アンテナ８４ｂは制御部８４ａがデータとして格納している第二識別情報を無人ヘリコプター１に送信するためのアンテナである。

無人ヘリコプター１（より厳密には、機体制御部６）は、発信装置８４から受信した第二識別情報が、機体に固有の第一識別情報に対応するものであるか否かを判定する。
その結果、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応する場合には、該無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させる。また、当該第二識別情報が機体に固有の第一識別情報に対応しない（発信装置が機体に対応しない）場合には該操作信号を無視する（該無線操作手段８０の操作信号に基づいて無人ヘリコプター１のアクチュエータ群等を作動させない）。
さらに、無人ヘリコプター１が発信装置８４から第二識別情報を受信していないとき（例えば発信装置８４の電源がオフになっている場合等）に操作信号を受信した場合にも、無人ヘリコプター１（より厳密には、機体制御部６）は該操作信号を無視する。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、作業者は発信装置８４を別途管理しておけば、無人ヘリコプター１の機体および無線操作手段８０が盗難に遭った場合でも、発信装置８４からの第二識別情報を受信できない状態では無人ヘリコプター１を操作することができない（無人ヘリコプター１を作業に使用することができない）。そのため、無人ヘリコプター１の機体の盗難を防止することが可能である。

機体識別方法の第四実施例における無人ヘリコプター１は、前記第一識別情報に対応する第二識別情報を受信できないとき（電波障害が起こった場合や、無人ヘリコプター１が無線操作手段８０から遠く離れた場合等）は、無人ヘリコプター１はその場でホバリング状態を保持する（機体の位置、地上からの高さおよび機首の方向を略一定に保持した状態で空中に浮遊する）。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１が操作不能となっても、直ちに墜落するという事態を回避することが可能である。

さらに、機体識別方法の第四実施例における無人ヘリコプター１は、第一識別情報に対応する第二識別情報を受信できないことによりホバリング状態となった場合、当該ホバリング状態が所定時間（例えば数分）継続した場合、または、エンジン２の燃料の残量が所定量以下となった場合には降下し、着地後エンジン２を停止する。
このように構成することにより、無人ヘリコプター１が操作不能となっても、機体を破損させることなく着地させることが可能である。

無人ヘリコプターの左側面図。 無人ヘリコプターの正面図。 無人ヘリコプターの監視システムを示す模式図。 薬剤散布装置の全体構成を示す図。 開閉弁の側面一部断面図。 機体識別方法の第一実施例を示す模式図。 機体識別方法の第二実施例を示す模式図。 機体識別方法の第三実施例を示す模式図。 機体識別方法の第四実施例を示す模式図。 従来の薬剤散布装置の全体構成を示す図。

符号の説明

１ 無人ヘリコプター
５ 薬剤散布装置（作業装置）
７ 監視装置
８０ 無線操作手段

Claims (5)

1. 所定の作業を行うための作業装置を具備し、無線操作手段により操作される無人ヘリコプターの監視装置において、
   飛行中の自己診断結果を該無人ヘリコプターから取得可能であるとともに、
   無人ヘリコプターの飛行に係る飛行情報と、該無人ヘリコプターが行う所定の作業に係る作業情報と、を飛行中の無人ヘリコプターから取得し、
   該飛行情報と、該作業情報と、に基づいて、無線操作手段に所定の指示を表示する、または、無人ヘリコプターを操作するために無線操作手段が無人ヘリコプターに送信する操作信号に優先する優先操作信号を飛行中の無人ヘリコプターに送信する、
   ことを特徴とする無人ヘリコプターの監視装置。
2. 前記飛行情報は、無人ヘリコプターの位置に係る位置情報と、無人ヘリコプターの姿勢に係る姿勢情報と、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプターの監視装置。
3. 前記位置情報はＧＰＳにより取得され、前記姿勢情報はジャイロセンサ、加速度センサおよび方位センサにより取得されることを特徴とする請求項２に記載の無人ヘリコプターの監視装置。
4. 前記所定の作業は、圃場への薬剤散布作業であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の無人ヘリコプターの監視装置。
5. 前記監視装置は、飛行情報および作業情報の内容を表示可能な表示部を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の無人ヘリコプターの監視装置。

Images