JP2011240745A - 無人飛行体の着陸を支援する方法、及び無人飛行体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無人飛行体(ヘリコプタ10)が、着陸目標地点1814に併設される複数の第1アンテナ2241の夫々から送信される複数の第1無線信号(位置標定信号800)の位相差に基づき着陸目標地点1814から見た自身の方向を取得し、第2無線信号(無線信号1100)を送信し、着陸目標地点1814に併設された第2のアンテナ1021から送信されてくる、第2無線信号に同期させた第3無線信号(無線信号1150)を受信し、第2無線信号と第3無線信号の位相差に基づき、着陸目標地点1814から自身までの距離を取得し、取得した方向と距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第1飛行モード(位置標定自律飛行モード)で着陸目標地点1814に向けて自律飛行するようにする。
【選択図】図18
Description
ヘリコプタ10に搭載されている移動体側位置標定装置100、及び基地局5に設けられている基地局側位置標定装置200は、ヘリコプタ10の現在位置をリアルタイムに取得するための位置標定の仕組み(以下、位置標定システムと称する。)を構成する。以下、位置標定システムについて詳述する。
まず方向測定システムについて説明する。図6Aに方向標定部111のハードウエア構成を示している。同図に示すように、方向標定部111は、CPU121、メモリ122、無線通信インタフェース123、アンテナ124、及び通信インタフェース125を備えている。
α=arcTan(D(m)/L(m))=arcSin(ΔL(cm)/3(cm))
……式1
の関係がある。ここでΔL(cm)は、4つのアンテナ2241のうちの特定の2基についてのヘリコプタ10側のアンテナ124までの伝搬路長の差である。
ΔL(cm)=Δθ/2π/λ(cm) ……式2
の関係がある。
α=arcSin(2Δθ/π) ……式3
となる。上式は、位相差Δθを測定すればヘリコプタ10の基地局5からの方向(上記α)が求まることを示している。尚、位相差Δθの検知能力は、10bitのA/Dコンバータを用いた場合で±(180°/1024)≒±0.2°程度である。
次に距離測定システムについて説明する。図10に第1送受信部151と第2送受信部251の構成を示している。同図に示すように、第1送受信部151は、信号生成部1011、信号処理部1012、送信部1013、受信部1014、アンテナ切換部1015、及びアンテナ1016を備えている。
次に、以上の構成からなるヘリコプタ10の着陸時の動作について説明する。図16はヘリコプタ10の着陸時の動作を説明するフローチャートである。以下、同図とともにヘリコプタ10の着陸時の動作について説明する。
そして位置標定信号800の受信電界強度が、位置標定自律飛行モードで安全に飛行するために必要な閾値以上になっていると判断すると(S1616:YES)、飛行モードをGPS自律飛行モードから位置標定自律飛行モードに切り替えて、位置標定自律飛行モードによる自律飛行を開始する(S1617,S1618)。
図17は位置標定自律飛行モードで自律飛行中のヘリコプタ10の動作を説明するフローチャートである。以下同図とともに説明する。
5 基地局
10 ヘリコプタ
100 移動体側位置標定装置
200 基地局側位置標定装置
110 第1方向測定部
111 方向標定部
131 位置標定信号受信部
132 位置標定部
210 第2方向測定部
211 方向標定信号送信部
231 位置標定信号送信部
150 第1距離測定部
151 第1送受信部
250 第2距離測定部
251 第2送受信部
800 位置標定信号(第1無線信号)
1100 無線信号(第2無線信号)
1150 無線信号(第3無線信号)
Claims (10)
- 無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
間隔をあけて隣接配置した複数の第1アンテナを着陸目標地点に併設し、
前記第1アンテナの夫々から位相の異なる複数の第1無線信号を送信し、
前記無人飛行体は第2無線信号を送信し、
前記着陸目標地点に前記第2無線信号に同期させた第3無線信号を送信する第2アンテナを併設し、
前記無人飛行体は、
前記第1アンテナの夫々から送信される前記第1無線信号を受信し、異なる前記第1アンテナの夫々から送信される前記第1無線信号の位相差に基づき前記着陸目標地点から見た自身の方向を取得し、
前記第3無線信号を受信し、
前記第2無線信号と前記第3無線信号の位相差に基づき、前記着陸目標地点から自身までの距離を取得し、
取得した前記方向と前記距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第1飛行モードで前記着陸目標地点に向けて自律飛行を行う
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。 - 請求項1に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記無人飛行体は、
前記自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき判断し、
着陸が必要であると判断した場合は自動的に前記着陸目標地点を設定し、
前記第1無線信号又は前記第3無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第1飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。 - 請求項2に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記所定の条件は、
予め設定された飛行予定ルートについて飛行を完了したか否か、
搭載している蓄電池の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
搭載燃料の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
飛行中に収集すべきデータを記録しておくための記録媒体の残容量が予め設定された閾値以下であるか否か、
のうちの少なくともいずれかである
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。 - 請求項1に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記無人飛行体は、
GPS受信機から自身の現在位置を取得して飛行する第2飛行モードで自律飛行を行い、
前記第1無線信号又は前記第3無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第1飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。 - 請求項1に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記無人飛行体は、
前記第1飛行モードによる前記自律飛行の開始後、
前記着陸目標地点までの距離が予め設定された閾値以下であるか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点までの距離が前記閾値以下であると判断した場合に前記第1飛行モードによる前記着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始し、
前記着陸目標地点の直上に達したか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点の直上に達したと判断した場合に前記着陸目標地点に向けた着陸動作を開始する
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。 - 着陸目標地点に併設され間隔をあけて隣接配置された複数の第1アンテナの夫々から送信されてくる位相の異なる複数の第1無線信号の位相差に基づき前記着陸目標地点から見た自身の方向を取得し、
第2無線信号を送信し、前記着陸目標地点に併設された第2のアンテナから送信されてくる、前記第2無線信号に同期させた第3無線信号を受信し、前記第2無線信号と前記第3無線信号の位相差に基づき、前記着陸目標地点から自身までの距離を取得し、
取得した前記方向と前記距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第1飛行モードで前記着陸目標地点に向けて自律飛行を行う
ことを特徴とする無人飛行体。 - 請求項7に記載の無人飛行体であって、
前記自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき判断し、
着陸が必要であると判断した場合は自動的に前記着陸目標地点を設定し、
前記第1無線信号又は前記第3無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第1飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体。 - 請求項7に記載の無人飛行体であって、
前記所定の条件は、
予め設定された飛行予定ルートについて飛行を完了したか否か、
搭載している蓄電池の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
搭載燃料の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
飛行中に収集すべきデータを記録しておくための記録媒体の残容量が予め設定された閾値以下であるか否か、
のうちの少なくともいずれかである
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。 - 請求項6に記載の無人飛行体であって、
GPS受信機から自身の現在位置を取得して飛行する第2飛行モードで自律飛行を行い、
前記第1無線信号又は前記第3無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第1飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体。 - 請求項6に記載の無人飛行体であって、
前記第1飛行モードによる前記自律飛行の開始後、
前記着陸目標地点までの距離が予め設定された閾値以下であるか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点までの距離が前記閾値以下であると判断した場合に前記第1飛行モードによる前記着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始し、
前記着陸目標地点の直上に達したか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点の直上に達したと判断した場合に前記着陸目標地点に向けた着陸動作を開始する
ことを特徴とする無人飛行体。
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