JP2012025216A - Flight control system and flight control method for unmanned flying body using millimeter wave - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠隔制御または自律制御を行う飛翔体を所望の場所まで導くための飛翔管理システムおよび飛翔管理方法に関し、特に、ミリ波を用いた飛翔体の飛翔管理を行う飛翔管理システムおよび飛翔管理方法に関する。 The present invention relates to a flight management system and flight management method for guiding a flying object that performs remote control or autonomous control to a desired location, and in particular, a flight management system and flight management that perform flight management of a flying object using millimeter waves. Regarding the method.
無人飛翔体、例えば小型の飛翔体は、遠隔制御または自律制御により所望の場所に到達させる用途で広く用いられている。例えば、無線操縦ヘリコプタは、玩具として既に実用化されているだけでなく、農薬の散布、映像の空撮等の分野でも利用される技術が知られている。 An unmanned flying body, for example, a small flying body, is widely used for reaching a desired place by remote control or autonomous control. For example, a radio-controlled helicopter is not only already put into practical use as a toy, but also a technique that is used in fields such as spraying of agricultural chemicals and aerial photography of images.
ところで、無人飛翔体(例えば、無線操縦ヘリコプタ)を前記の用途で飛翔させる場合には、使用者は、通常、飛翔の前に、所定の気象条件を満たした状況にあるか否かを判断する。つまり、例えば風雨が強い状況等の悪天候であれば、無人飛翔体を良好に飛翔させて所望の場所に到達させることができない可能性が高い。そこで、使用者は、風雨が一定の値を下回り、良好な天候となるまで、無人飛翔体を飛翔させずに待機すればよい。 By the way, when an unmanned flying object (for example, a radio-controlled helicopter) is caused to fly for the above-described use, the user usually determines whether or not a predetermined weather condition is satisfied before the flight. . That is, for example, in bad weather such as a strong wind and rain situation, there is a high possibility that the unmanned flying object cannot fly well and reach a desired place. Therefore, the user may wait without flying the unmanned flying object until the wind and rain falls below a certain value and the weather is good.
ここで、悪天候の条件下でも無人飛翔体を飛翔させる必要がある分野も存在する。例えば、災害発生時において、被災地に生存者が残っているか否かを確認するために映像の空撮を行う場合には、風雨が強い状況であっても、無人飛翔体を飛翔させる必要がある。このような悪天候の条件下でも無人飛翔体を飛翔させる技術としては、例えば、特許文献1に開示される、ライフライン等の施設の被災、損傷、劣化状況の空撮装置が挙げられる。
Here, there is a field where it is necessary to fly an unmanned flying object even under bad weather conditions. For example, in the event of a disaster, when taking an aerial image to check whether there are survivors remaining in the affected area, it is necessary to fly an unmanned flying object even in a strong wind and rain situation. is there. As a technique for flying an unmanned flying object even under such bad weather conditions, for example, an aerial imaging device disclosed in
この空撮装置においては、無人飛翔体として前記無線操縦ヘリコプタが用いられ、当該無線操縦ヘリコプタを所望の場所まで導く飛翔管理方法としては、(1)GPSによって絶対位置を検出し、目標位置までの相対位置をレーザ等によって検出してその検出信号に基づいてメインロータを制御する方法、(2)プロポと呼ばれる、手動の操縦装置による遠隔無線操縦、(3)GPS、電子地図を利用した自律飛行制御等が例示されており、さらに、環境に関するセンサを搭載し、通信システムを介して遠隔地へ検知した環境情報を伝送したり火災などの状況を撮像装置で捉え、搭載している消化剤等を遠隔操作によって投下したりする構成が可能であることも開示されている。 In this aerial imaging device, the radio control helicopter is used as an unmanned flying object, and as a flight management method for guiding the radio control helicopter to a desired location, (1) the absolute position is detected by GPS, A method of detecting the relative position with a laser or the like and controlling the main rotor based on the detection signal. (2) Remote radio control using a manual control device called “propo”. (3) Autonomous flight using GPS and electronic map. Examples include control, etc. In addition, environmental sensors are installed to transmit environmental information detected to a remote location via a communication system, and the situation such as a fire is captured by an imaging device. It is also disclosed that it is possible to drop the remote control by remote control.
しかしながら、前記従来の技術は、悪天候の条件下において、映像の空撮を良好に行うことを目的としたものであって、無人飛翔体を適切に所望の場所まで飛翔管理を行うことは目的としていない。 However, the above-described conventional technique is intended to satisfactorily take aerial images of images under bad weather conditions, and is intended to appropriately perform flight management of an unmanned flying object to a desired location. Not in.
具体的には、特許文献1においては、無線操縦ヘリコプタに特定構成の撮像装置の配設用台座を設けることが開示されており、これにより、例えば台風の直後等の悪天候下、無線操縦ヘリコプタのホバリング姿勢が風向き等によって厳しく制限される状況にあっても、空撮の対象をあらゆる角度から的確に捉えることが可能であることは記載されている。しかしながら、特許文献1では、無線操縦ヘリコプタの飛翔管理に関しては、前記(1)〜(3)の制御方法が開示されているのみであって、悪天候の条件下で、無線操縦ヘリコプタを的確に飛翔管理することについては、何ら開示も示唆もされていない。
Specifically, in
また、特許文献1では、無線操縦ヘリコプタと地上管理システムとの間で、無線通信手段により通信が可能であることが記載されているが、この無線通信手段の具体的な構成は特に開示されていない。無線通信手段の種類によっては、無線操縦ヘリコプタ(無人飛翔体)の具体的な構成が複雑化し、当該無人飛翔体が大型化または重量化する可能性がある。無人飛翔体の用途によっては、大型化または重量化が飛翔管理の精度低下を招くおそれがあるので、悪天候の条件下であれば、飛翔管理の精度低下はより顕著なものとなり得る。さらにこの技術では、無人飛翔体は自己の位置をGPS(Global Positioning System)のみで取得しているため、位置の精度を向上させるためには、GPSのシステム自体の制約を受けることとなる。
Further, in
また、無線操縦ヘリコプタの分野では、通常、40MHz帯または72MHz帯の超短波が割り当てられている。このような超短波は、直進性を有するとともに山や建物の陰にもある程度回り込んで伝搬する性質も有する。しかしながら、超短波は、大きな情報量の通信には向かない上に、航空、船舶等の通信あるいはテレビ、FMラジオ放送等に用いられていることから、法的な規制を受けるため、使用の自由度が低い。超短波に代えて赤外線またはレーザを用いた通信も考えられるが、これら光による通信は、雨、霧、雲等による減衰が大きく、飛翔管理を十分に行えない可能性がある。 In the field of radio controlled helicopters, 40 MHz band or 72 MHz band ultra high frequency waves are usually assigned. Such an ultra-short wave has a property of propagating by traveling to some extent behind a mountain or a building as well as straight ahead. However, ultra high frequency waves are not suitable for communication with a large amount of information, and are used for communication such as aviation and ships, television, FM radio broadcasting, etc., and are subject to legal restrictions, so the degree of freedom of use. Is low. Although communication using infrared rays or lasers instead of ultrashort waves is also conceivable, communication using these lights is greatly attenuated by rain, fog, clouds, etc., and flight management may not be performed sufficiently.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、悪天候の条件下でも、無人飛翔体の飛翔管理を良好に行うことが可能で、かつ、システムの構成の複雑化を回避することが可能な無人飛翔体の飛翔管理システムおよび飛翔管理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and can perform unmanned flying object flight management well even under bad weather conditions and avoid complicated system configuration. It is an object of the present invention to provide a flight management system and a flight management method of an unmanned flying object that can be performed.
本発明者らは、前記の課題に鑑みて鋭意検討した結果、無人飛翔体の飛翔距離が相対的に短い場合には、ミリ波を無人飛翔体の飛翔管理に好適に利用できることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have uniquely found that millimeter waves can be suitably used for flight management of unmanned flying objects when the flight distance of unmanned flying objects is relatively short. The present invention has been completed.
本発明に係る無人飛翔体の飛翔管理システムは、前記の課題を解決するために、飛翔機構を備える無人の飛翔体と、当該飛翔体を飛翔管理情報により飛翔管理を行う地上管理装置と、を含み、前記地上管理装置は、前記飛翔体の到達目標が存在する領域へ向けてミリ波を発信するとともに、当該ミリ波の反射波を受信するミリ波レーダ部と、前記ミリ波レーダ部で受信した反射波から、前記飛翔管理情報として、少なくとも、前記到達目標の位置情報を生成する飛翔管理情報生成部と、備え、前記ミリ波レーダ部は、生成した前記飛翔管理情報を、ミリ波を用いて前記飛翔体へ送信可能とするよう構成されているとともに、前記飛翔体は、前記飛翔管理情報をミリ波により受信する飛翔側ミリ波通信部を備えている構成である。 In order to solve the above problems, an unmanned flying object flight management system according to the present invention comprises an unmanned flying object equipped with a flying mechanism, and a ground management device that performs flight management of the flying object based on flight management information. The ground management device transmits a millimeter wave toward an area where the target of the flying object exists and receives a reflected wave of the millimeter wave, and the millimeter wave radar unit receives the millimeter wave A flight management information generating unit that generates at least the position information of the reaching target as the flight management information from the reflected wave, and the millimeter wave radar unit uses the millimeter wave as the generated flight management information The flying object is configured to be capable of transmitting to the flying object, and the flying object includes a flying-side millimeter wave communication unit that receives the flight management information by millimeter waves.
ミリ波は、無線操縦ヘリコプタの飛翔管理に用いられる超短波と比較して、強い直進性を有し、かつ、非常に大きな情報量を伝送することが可能なものである。一方、ミリ波は、超短波と比較すれば、悪天候時には雨または霧等による影響を受けるため、遠方へ良好に伝達し難いことが知られているが、本発明者らの検討によれば、無人飛翔体の飛翔距離が相対的に短い場合には、赤外線またはレーザによる通信と比較して、雨または霧等の影響をほとんど無視できることが明らかとなった。 The millimeter wave has a strong straight ahead and can transmit a very large amount of information as compared with an ultrashort wave used for flight management of a radio controlled helicopter. On the other hand, it is known that millimeter waves are not easily transmitted far away because they are affected by rain, fog, etc. in bad weather compared to ultrashort waves. When the flying distance of the flying object is relatively short, it became clear that the influence of rain or fog can be almost ignored as compared with infrared or laser communication.
つまり、前記構成によれば、地上管理装置においては、ミリ波レーダ部で受信したミリ波を用いて飛翔管理情報として少なくとも位置情報を生成し、この位置情報を含む飛翔管理情報をミリ波レーダ部からミリ波で飛翔体に送信する。また、飛翔体においては、受信した飛翔管理情報に基づいて飛翔機構が動作する。 That is, according to the above configuration, in the ground management apparatus, at least position information is generated as flight management information using the millimeter wave received by the millimeter wave radar unit, and the flight management information including the position information is converted to the millimeter wave radar unit. Is sent to the flying object by millimeter wave. In the flying object, the flying mechanism operates based on the received flight management information.
このように、ミリ波レーダ部を、レーダだけでなく飛翔管理用アンテナとして用いることで、飛翔管理情報(位置情報)の生成に利用することができるだけでなく、飛翔管理情報の通信にミリ波を用いているので、超短波を用いる場合よりも、飛翔体に対して、より情報量の多い飛翔管理情報を送信することができる。しかも、ミリ波による通信は、赤外線またはレーザ等の光を用いる場合よりも、悪天候の条件下であっても、十分な通信が可能となる。さらに、ミリ波レーダ部は、前記のとおり、レーダの機能および通信用アンテナの機能を兼ね備えることになるので、より多くの情報量を取り扱うことができるにも関わらず、飛翔管理システムの構成の複雑化を抑制することができる。その結果、悪天候の条件下でも、飛翔体の飛翔管理を良好に行うことができるとともに、システムの構成の複雑化を回避することができる。 In this way, by using the millimeter wave radar unit not only as a radar but also as a flight management antenna, not only can it be used for generating flight management information (position information), but millimeter waves can be used for communication of flight management information. Since it is used, flight management information with a larger amount of information can be transmitted to the flying object than in the case of using ultrashort waves. Moreover, communication using millimeter waves can be performed more satisfactorily even under bad weather conditions than when using light such as infrared rays or lasers. Furthermore, as described above, the millimeter wave radar unit has both a radar function and a communication antenna function, so that the configuration of the flight management system is complicated even though it can handle a larger amount of information. Can be suppressed. As a result, flight management of the flying object can be performed satisfactorily even under bad weather conditions, and complexity of the system configuration can be avoided.
前記構成においては、前記地上管理装置は、前記ミリ波レーダ部として、地上側ミリ波アンテナと、当該地上側ミリ波アンテナから送信するミリ波を発生する地上側送信部と、当該地上側ミリ波アンテナで受信したミリ波から電気信号の情報を生成する地上側受信部と、を備え、前記地上側送信部は、前記飛翔体の到達目標が存在する領域へ向けて発信される目標向けミリ波を発生するとともに、前記飛翔管理情報生成部で生成した前記飛翔管理情報から、前記飛翔体へ向けて送信される飛翔体向けミリ波を発生するよう構成されていることが好ましい。 In the above configuration, the ground management device, as the millimeter wave radar unit, includes a ground side millimeter wave antenna, a ground side transmission unit that generates a millimeter wave transmitted from the ground side millimeter wave antenna, and the ground side millimeter wave. A ground-side receiving unit that generates electrical signal information from the millimeter wave received by the antenna, and the ground-side transmitting unit transmits the target millimeter wave that is transmitted toward an area where the flying target reaches Preferably, the flying management information generated by the flight management information generating unit is configured to generate a flying object-oriented millimeter wave that is transmitted toward the flying object.
前記構成によれば、ミリ波レーダ部が、地上側ミリ波アンテナ、地上側送信部および地上側受信部から少なくとも構成されているので、地上側送信部において、目標向けミリ波および飛翔体向けミリ波を適宜発生させれば、地上側ミリ波アンテナを、レーダおよび通信用アンテナとして用いることができる。それゆえ、飛翔管理システムの構成の複雑化を抑制することができる。 According to the above configuration, since the millimeter wave radar unit includes at least the ground side millimeter wave antenna, the ground side transmission unit, and the ground side reception unit, in the ground side transmission unit, the target millimeter wave and the flying object millimeter wave If waves are appropriately generated, the ground side millimeter wave antenna can be used as a radar and a communication antenna. Therefore, complication of the configuration of the flight management system can be suppressed.
また、前記構成においては、前記飛翔体は、前記飛翔側ミリ波通信部として、飛翔側ミリ波アンテナと、当該飛翔側ミリ波アンテナで受信した飛翔体向けミリ波から前記飛翔管理情報を生成する飛翔側受信部と、を備え、前記飛翔機構は、前記飛翔側受信部で生成された前記飛翔管理情報を用いて動作するよう構成されていることが、より好ましい。 In the above configuration, the flying object generates the flight management information from the flying millimeter wave antenna and the flying millimeter wave received by the flying millimeter wave antenna as the flying millimeter wave communication unit. It is more preferable that the flight mechanism is configured to operate using the flight management information generated by the flight side receiver.
前記構成によれば、飛翔側ミリ波通信部が、飛翔側ミリ波アンテナおよび飛翔側受信部から少なくとも構成されているので、地上管理装置からの飛翔体向けミリ波を好適に受信して、飛翔機構を動作させるための飛翔管理情報を適切に取得することができる。 According to the above configuration, since the flying side millimeter wave communication unit includes at least the flying side millimeter wave antenna and the flying side receiving unit, it preferably receives the flying object millimeter wave from the ground management device and Flight management information for operating the mechanism can be acquired appropriately.
また、前記構成においては、前記飛翔体は、前記飛翔体向けミリ波を反射するミリ波反射器をさらに備え、前記地上管理装置は、前記ミリ波反射器からの前記飛翔体向けミリ波の反射波を前記地上側ミリ波アンテナで受信して、前記地上側受信部により飛翔体情報を生成し、前記飛翔管理情報生成部により、前記位置情報および前記飛翔体情報から、前記飛翔管理情報を生成するよう構成されていることが好ましい。 In the above configuration, the flying object further includes a millimeter wave reflector that reflects the millimeter wave for the flying object, and the ground management device reflects the millimeter wave for the flying object from the millimeter wave reflector. A wave is received by the ground side millimeter wave antenna, the flying object information is generated by the ground side receiving unit, and the flying management information is generated from the position information and the flying object information by the flying management information generating unit. It is preferable to be configured.
前記構成によれば、飛翔体がミリ波反射器を備えているので、地上側ミリ波アンテナをミリ波レーダとして用いるときに、飛翔体そのものに関する情報(飛翔体情報)を取得することができる。それゆえ、例えば、飛翔体の飛翔方向が到達目標からずれている場合であっても、飛翔方向を補正する等の飛翔管理が可能となる。しかも、飛翔体にミリ波反射器を設けるだけで、当該飛翔体から位置情報の取得が可能となるので、飛翔体の構成の複雑化を抑制することができる。その結果、飛翔体の飛翔管理を、より一層良好に行うことができるとともに、システムの構成の複雑化をより一層有効に回避することができる。 According to the above configuration, since the flying object includes the millimeter wave reflector, when the ground-side millimeter wave antenna is used as the millimeter wave radar, information about the flying object itself (flying object information) can be acquired. Therefore, for example, even when the flying direction of the flying object is deviated from the target, flight management such as correcting the flying direction is possible. In addition, since the position information can be acquired from the flying object simply by providing the flying object with the millimeter wave reflector, the configuration of the flying object can be prevented from becoming complicated. As a result, flight management of the flying object can be performed more satisfactorily, and the complexity of the system configuration can be more effectively avoided.
前記構成においては、前記飛翔体は、当該飛翔体に対して前記ミリ波反射器を相対運動させる、反射器運動機構をさらに備えているとともに、当該反射器運動機構による前記ミリ波反射器の相対運動のパターンが、前記飛翔体それぞれで異なっていることが、より好ましい。 In the above configuration, the flying body further includes a reflector motion mechanism that causes the millimeter wave reflector to move relative to the flying body, and a relative movement of the millimeter wave reflector by the reflector motion mechanism. More preferably, the movement pattern is different for each flying object.
前記構成によれば、反射器運動機構によってミリ波反射器が相対運動した状態で前記飛翔体が飛翔していれば、ミリ波反射器で反射される、飛翔体向けミリ波の反射波は偏波情報を有する信号となって地上側ミリ波アンテナで受信される。それゆえ、地上管理装置においては、地上側ミリ波アンテナにより受信されるミリ波が、飛翔体から反射される反射波またはクラッタのいずれであるかを明確に識別することが可能となる。さらに、飛翔体を複数含んでいる場合には、それぞれの飛翔体において、反射器運動機構によるミリ波反射器の運動パターンをそれぞれ変えておけば、各飛翔体から特徴の異なる偏波の反射波が受信されることになるので、地上管理装置は、複数の飛翔体を識別することが可能となる。その結果、飛翔体が複数であっても、その飛翔管理を良好に行うことができる。 According to the above configuration, if the flying object is flying in a state where the millimeter wave reflector is relatively moved by the reflector movement mechanism, the reflected millimeter wave reflected by the millimeter wave reflector is polarized. A signal having wave information is received by the ground side millimeter wave antenna. Therefore, in the ground management device, it is possible to clearly identify whether the millimeter wave received by the ground side millimeter wave antenna is the reflected wave or the clutter reflected from the flying object. In addition, when multiple flying objects are included, if the movement pattern of the millimeter-wave reflectors by the reflector movement mechanism is changed for each flying object, the reflected waves with different characteristics from each flying object Therefore, the ground management apparatus can identify a plurality of flying objects. As a result, even if there are a plurality of flying objects, the flight management can be performed satisfactorily.
前記構成においては、前記反射器運動機構は、どのような構成であってもよいが、特に好ましい一例として、前記ミリ波反射器を回転、振動、揺動または旋回の少なくともいずれかの運動をさせるものを挙げることができる。 In the above configuration, the reflector motion mechanism may have any configuration, but as a particularly preferable example, the millimeter wave reflector is caused to move at least one of rotation, vibration, swinging, and turning. Things can be mentioned.
前記構成によれば、例えば、回転運動であれば、モータ等の簡素な構成でミリ波反射器を回転できることに加え、単位時間当たりの回転数を変えるだけで、反射波に異なる円偏波を与えることができる。また、振動運動、揺動運動または旋回運動のいずれも、モータに公知の運動機構等を組み合わせることで、反射波に偏波を与える構成を容易に実現することができる。それゆえ、飛翔体の構成の複雑化を回避しつつ、複数の飛翔体を良好に識別することが可能となる。 According to the above-described configuration, for example, in the case of rotational motion, in addition to being able to rotate the millimeter wave reflector with a simple configuration such as a motor, only by changing the number of rotations per unit time, different circular polarized waves are generated in the reflected wave Can be given. In addition, any of the vibration motion, the rocking motion, and the turning motion can be easily realized by combining the motor with a known motion mechanism or the like to give a polarized wave to the reflected wave. Therefore, it is possible to favorably identify a plurality of flying objects while avoiding complication of the configuration of the flying objects.
また、前記構成においては、前記飛翔体は、飛翔制御部をさらに備え、当該飛翔制御部は、受信した飛翔管理情報により前記飛翔機構の動作制御を行うよう構成されていることが好ましい。 Moreover, in the said structure, it is preferable that the said flying body is further provided with the flight control part, and the said flight control part is comprised so that operation control of the said flight mechanism may be performed with the received flight management information.
前記構成によれば、飛翔体が飛翔制御部を備えているので、飛翔機構の動作を飛翔制御部により制御できるだけでなく、当該飛翔体が飛翔機構以外の構成を備えていても、飛翔制御部により包括的に制御することができる。 According to the above configuration, since the flying object includes the flight control unit, not only the operation of the flying mechanism can be controlled by the flight control unit, but also the flight control unit, even if the flying object has a configuration other than the flying mechanism. Can be comprehensively controlled.
また、前記構成においては、前記飛翔体を複数含み、前記地上管理装置が備える前記飛翔管理情報生成部は、前記飛翔体それぞれで異なる前記飛翔管理情報を生成し、前記地上側送信部は、各飛翔管理情報に対応してそれぞれ異なるようにコード化された飛翔体向けミリ波を発生する構成であってもよい。 Further, in the above configuration, the flight management information generation unit including a plurality of the flying objects, and provided in the ground management device generates the flight management information different for each of the flying objects, and the ground side transmission unit includes The configuration may be such that millimeter waves for flying objects coded differently corresponding to the flight management information are generated.
前記構成によれば、各飛翔体に対応させてコード化された飛翔体向けミリ波を各飛翔体にそれぞれ送信することになるので、地上管理装置は、複数の飛翔体の飛翔管理をそれぞれ独自に行うことが可能となる。その結果、飛翔体が複数であっても、その飛翔管理を良好に行うことができる。 According to the above configuration, since the millimeter wave for the flying object coded corresponding to each flying object is transmitted to each flying object, the ground management device uniquely manages the flying management of a plurality of flying objects. Can be performed. As a result, even if there are a plurality of flying objects, the flight management can be performed satisfactorily.
また、前記構成においては、前記飛翔体は、前記飛翔側ミリ波アンテナから前記地上管理装置へ向けて送信する地上向けミリ波を発生する飛翔側送信部を、さらに備えているとともに、前記地上管理装置は、前記飛翔側ミリ波アンテナから送信される地上向けミリ波を前記地上側ミリ波アンテナで受信して、前記地上側受信部により通信情報を生成するよう構成されてもよい。 In the above configuration, the flying object further includes a flying-side transmitting unit that generates a ground-oriented millimeter wave that is transmitted from the flying-side millimeter-wave antenna toward the ground management device. The apparatus may be configured to receive ground-oriented millimeter waves transmitted from the flying-side millimeter-wave antenna with the ground-side millimeter-wave antenna and generate communication information by the ground-side receiving unit.
前記構成によれば、飛翔体と地上管理装置との間でミリ波を介して相互通信が可能となるので、地上側ミリ波アンテナは、レーダ、飛翔管理用アンテナ、および相互通信用アンテナの機能を兼ね備えることになる。それゆえ、飛翔管理システムの構成の複雑化を抑制しつつ、より多くの情報量を取り扱うことができる。 According to the above-described configuration, mutual communication is possible between the flying object and the ground management device via millimeter waves. Therefore, the ground side millimeter wave antenna functions as a radar, a flight management antenna, and a mutual communication antenna. Will be combined. Therefore, a larger amount of information can be handled while suppressing the complexity of the configuration of the flight management system.
また、前記構成においては、前記飛翔体を複数含み、前記飛翔体が備える前記飛翔側送信部は、前記飛翔体それぞれで異なるようにコード化された地上向けミリ波を発生する構成であってもよい。 Further, in the above configuration, the flight side transmission unit including the plurality of flying bodies and provided in the flying body may generate ground-oriented millimeter waves that are coded differently for each flying body. Good.
前記構成によれば、複数の飛翔体に対応させてコード化された地上向けミリ波を地上管理装置に送信することになるので、地上管理装置は、複数の飛翔体をそれぞれ識別することが可能となる。その結果、飛翔体が複数であっても、その飛翔管理を良好に行うことができる。 According to the above configuration, since the ground-oriented millimeter wave encoded corresponding to a plurality of flying objects is transmitted to the ground management apparatus, the ground management apparatus can identify each of the plurality of flying objects. It becomes. As a result, even if there are a plurality of flying objects, the flight management can be performed satisfactorily.
また、前記構成においては、前記飛翔体は、撮像部をさらに備えているとともに、
前記飛翔側送信部は、前記撮像部により撮像された画像情報から前記地上向けミリ波を発生するよう構成されてもよい。
Moreover, in the said structure, while the said flying body is further equipped with the imaging part,
The flight-side transmission unit may be configured to generate the ground-oriented millimeter wave from the image information captured by the imaging unit.
前記構成によれば、飛翔体からの静止画または動画等の画像情報を、ミリ波を介して地上管理装置に送信できる。それゆえ、例えば、地上管理装置が表示部を備えていれば、当該表示部で飛翔体から送信された画像情報を使用者が確認し、飛翔体の飛翔管理に活用することが可能となる。 According to the said structure, image information, such as a still image or a moving image from a flying body, can be transmitted to a ground management apparatus via a millimeter wave. Therefore, for example, if the ground management device includes a display unit, the user can check the image information transmitted from the flying object on the display unit, and can use it for the flying management of the flying object.
また、前記構成においては、前記地上管理装置は、前記位置情報に含まれる、クラッタに相当するノイズを除去して、前記飛翔管理情報生成部に出力する、位置情報選別部をさらに備えている構成であってもよい。 Moreover, in the said structure, the said ground management apparatus is further equipped with the positional information selection part which removes the noise corresponded to the clutter contained in the said positional information, and outputs to the said flight management information generation part. It may be.
前記構成によれば、目標向けミリ波の反射波に含まれるクラッタを除去して、飛翔管理情報の生成に用いることになるので、より精度の高い飛翔管理情報を生成することが可能となる。その結果、飛翔体の飛翔管理を良好に行うことができる。 According to the above configuration, since the clutter included in the reflected millimeter wave for the target is removed and used for generating the flight management information, it is possible to generate more accurate flight management information. As a result, flight management of the flying object can be performed satisfactorily.
また、前記構成においては、前記地上管理装置を複数含み、かつ、当該地上管理装置は、前記ミリ波レーダ部により互いに通信できるように構成され、前記飛翔体は、複数の前記地上管理装置によって飛翔管理が行われるよう構成されてもよい。 Further, in the configuration, the ground management device includes a plurality of ground management devices, and the ground management devices are configured to be able to communicate with each other by the millimeter wave radar unit, and the flying object is flying by the plurality of ground management devices. It may be configured to be managed.
前記構成によれば、複数の地上管理装置によって複数の位置から飛翔体の飛翔管理を行うことができるので、例えば、到達目標までの地形が入り組んでいる場合であっても、位置の異なる複数の地上管理装置により飛翔体の制御を中継することで、当該飛翔体の飛翔管理を、より一層良好に行うことができる。 According to the above configuration, since the flying object can be managed from a plurality of positions by a plurality of ground management devices, for example, even when the terrain to the target is complicated, a plurality of different positions By relaying the control of the flying object by the ground management device, the flying management of the flying object can be performed even better.
前記いずれの構成における無人飛翔体の飛翔管理システムにおいても、前記飛翔体の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、前記飛翔体として、固定翼機、回転翼機、または誘導弾のいずれかを挙げることができる。 In the flight management system of the unmanned flying vehicle in any of the above configurations, the specific configuration of the flying vehicle is not particularly limited. For example, the flying vehicle may be any one of a fixed wing aircraft, a rotary wing aircraft, and a guided bullet Can be mentioned.
また、本発明には、前記無人飛翔体の飛翔管理システムだけでなく、無人飛翔体の飛翔管理方法も含まれる。 Further, the present invention includes not only the flight management system for the unmanned flying object but also the flight management method for the unmanned flying object.
具体的には、例えば、本発明に係る無人飛翔体の飛翔管理方法は、飛翔機構を備える無人の飛翔体を、地上管理装置から送信する飛翔管理情報によって飛翔管理する飛翔管理方法であって、前記飛翔体の到達目標へ向けて前記地上管理装置からミリ波を発信するとともに、当該ミリ波の反射波を受信して前記到達目標の位置情報を取得するステップと、少なくとも当該位置情報に基づいて前記地上管理装置において前記飛翔管理情報を生成するステップと、生成した前記飛翔管理情報を前記地上管理装置からミリ波通信により前記飛翔体へ送信するステップと、ミリ波通信により受信した前記飛翔管理情報により、前記飛翔体の飛翔機構が動作するステップと、を有する構成を挙げることができる。 Specifically, for example, a flight management method for an unmanned flying vehicle according to the present invention is a flight management method for performing flight management on an unmanned flying vehicle equipped with a flight mechanism using flight management information transmitted from a ground management device, Transmitting a millimeter wave from the ground management device toward the target of the flying object, receiving a reflected wave of the millimeter wave to obtain position information of the target, and at least based on the position information Generating the flight management information in the ground management device; transmitting the generated flight management information from the ground management device to the flying object by millimeter wave communication; and the flight management information received by millimeter wave communication. Thus, the step of operating the flying mechanism of the flying object can be mentioned.
前記構成においては、前記飛翔体向けミリ波が前記飛翔体で反射されて生じる反射波を、前記地上管理装置で受信するステップ、または、前記飛翔体から送信されるミリ波を前記地上管理装置で受信するステップと、受信した前記反射波または前記ミリ波により得られる情報から、前記飛翔管理情報を生成するステップと、をさらに有する構成であると好ましい。 In the above-mentioned configuration, the step of receiving the reflected wave generated by reflecting the millimeter wave for the flying object by the flying object by the ground management apparatus, or the millimeter wave transmitted from the flying object by the ground management apparatus Preferably, the configuration further includes a step of receiving and a step of generating the flight management information from the information obtained from the received reflected wave or millimeter wave.
また、前記構成においては、前記飛翔体が複数含まれており、複数の前記飛翔体から受信した反射波またはミリ波により得られる情報を、それぞれの飛翔体別に選別するステップをさらに有する構成であるとより好ましい。 Further, the configuration includes a plurality of the flying objects, and further includes a step of selecting information obtained by reflected waves or millimeter waves received from the plurality of flying objects for each flying object. And more preferred.
以上のように、本発明では、悪天候の条件下でも、無人飛翔体の飛翔管理を良好に行うことが可能で、かつ、システムの構成の複雑化を回避することが可能な無人飛翔体の飛翔管理システムおよび飛翔管理方法を実現できるという効果を奏する。 As described above, in the present invention, it is possible to perform unmanned flying object flight management satisfactorily even under bad weather conditions, and to avoid the complexity of the system configuration. The management system and the flight management method can be realized.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted.
(実施の形態1)
[飛翔管理システムの全体構成]
まず、本実施の形態に係る無人飛翔体の飛翔管理システムの全体構成について、図1ないし図3を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明では、適宜、無人飛翔体の飛翔管理システムを単に飛翔管理システムと略し、無人飛翔体も単に飛翔体と略す。
(Embodiment 1)
[Overall configuration of flight management system]
First, the overall configuration of the unmanned flying object flight management system according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 3. In the following description, the unmanned flying object flight management system is simply abbreviated as a flight management system, and the unmanned flying object is also simply abbreviated as a flying object.
図1に示すように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Aは、地上管理装置20Aおよび飛翔体30Aを含んでいる。地上管理装置20Aと飛翔体30Aとの間では、ミリ波W1が送信され、これによって、地上管理装置20Aが飛翔体30Aの飛翔管理を行う。また、地上管理装置20Aは、到達目標Qmが存在する領域に向かってミリ波R1を発信し、その反射波R2を受信することで、到達目標Qmの位置情報を取得するよう構成されている。なお、以下の説明では、便宜上、反射波R2を受信するために送信されるミリ波R1を「目標向けミリ波」と称し、飛翔体30Aに向かって送信されるミリ波W1を「飛翔体向けミリ波」と称する。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、地上管理装置20Aは、地上側ミリ波アンテナ21、表示操作部22、地上側送信部23、地上側受信部24、地上管理制御部25Aを備えており、飛翔体30Aは、飛翔側ミリ波アンテナ31、飛翔側受信部32、飛翔制御部33および飛翔機構34を備えている。
As shown in FIG. 1, the
地上側ミリ波アンテナ21は、前述のとおり、到達目標Qmが存在する領域に向かって目標向けミリ波R1を発信し、その反射波R2を受信するとともに、飛翔体30Aに向かって飛翔体向けミリ波W1を送信することで、当該飛翔体30Aと地上管理装置20Aとの間で通信を行う。地上側ミリ波アンテナ21の具体的な構成は特に限定されないが、目標向けミリ波R1を到達目標Qmが存在する領域に向かって好適に発信させるために、レーダとして構成されていると特に好ましい。
As described above, the ground-side
表示操作部22は、使用者が、飛翔体30Aの飛翔管理を行うためのものであり、その具体的な構成は特に限定されない。なお、表示操作部22の具体的な一例については、飛翔管理システムの具体的な適用例とともに後述する。
The
地上側送信部23は、地上側ミリ波アンテナ21から送信するためのミリ波を発生するものであり、地上側受信部24は、地上側ミリ波アンテナ21で受信したミリ波から電気信号の情報を生成するものである。地上側送信部23および地上側受信部24の具体的な構成は特に限定されず、ミリ波の分野で公知の送信機および受信機を好適に用いることができる。また、図2に示す構成では、地上側送信部23および地上側受信部24は、それぞれ単一のブロックとして表示しているが、これらは一つの通信機(送受信機)を構成してもよい。
The ground
地上側送信部23は、到達目標Qmが存在する領域へ向けて発信される目標向けミリ波R1を発生するとともに、地上管理制御部25Aで生成した、後述する飛翔管理情報から、飛翔体30Aへ向けて送信される飛翔体向けミリ波W1を発生する。このうち目標向けミリ波R1は、レーダ用ミリ波であり、レーダとして好適に用いられる帯域のミリ波であればよい。一方、飛翔体向けミリ波W1は、通信用ミリ波であり、情報通信を目的として好適に用いられる帯域であり、かつ、必要に応じてコード化されている。なお、いずれのミリ波も具体的な帯域等については特に限定されない。
The ground-
地上管理装置20Aにおいては、地上側ミリ波アンテナ21、地上側送信部23および地上側受信部24によりミリ波レーダ部210が構成されている。このミリ波レーダ部210は、レーダだけでなく飛翔管理用アンテナとして用いられることになる。つまり、ミリ波レーダ部210は地上側ミリ波通信部でもある。なお、ミリ波レーダ部210の構成はこれに限定されず、公知の他の構成であってもよい。
In the ground management apparatus 20 </ b> A, a ground wave
地上管理制御部25Aは、地上管理装置20Aの制御を行うとともに、飛翔体30Aの飛翔管理に用いられる飛翔管理情報を生成する。具体的には、図2に示すように、地上管理制御部25Aは、演算部251、記憶部252および位置情報生成部253を備えている。演算部251は、例えば、マイクロコンピュータのCPUで構成され、地上管理装置20Aの動作に関する演算を行う。また、演算部251は、記憶部252に記憶されたプログラムを用いて、飛翔管理に用いる電気信号の情報を処理するよう構成されてもよい。記憶部252の具体的構成としては、マイクロコンピュータの内部メモリとして構成されてもよいし、独立したメモリとして構成されてもよい。また、記憶部252は、単一である必要はなく、複数の記憶装置(例えば、内部メモリと外付け型のハードディスクドライブ)として構成されてもよい。
The ground
位置情報生成部253は、目標向けミリ波R1の反射波R2から、到達目標Qmの位置情報を生成する。この位置情報は、飛翔制御部33において飛翔体30Aの飛翔管理に用いられるもので、そのまま飛翔管理情報として用いることができ、また、当該位置情報と記憶部252に格納される他の情報とともに、別途、飛翔管理情報を生成することもできる。つまり、位置情報生成部253は、飛翔管理情報生成部に相当する。位置情報生成部253の具体的な構成は特に限定されず、ミリ波レーダの分野で公知の回路として構成されてもよいし、CPUが記憶部252に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成、すなわち演算部251の機能構成であってもよい。
The position
飛翔側ミリ波アンテナ31は、地上側ミリ波アンテナ21から送信された飛翔体向けミリ波W1を受信することで、当該飛翔体30Aと地上管理装置20Aとの間で通信を行う。飛翔側ミリ波アンテナ31の具体的な構成は特に限定されず、公知の構成のアンテナを好適に用いることができる。また、飛翔側受信部32は、飛翔側ミリ波アンテナ31で受信したミリ波から電気信号の情報を生成するものであり、ミリ波の分野で公知の受信機を好適に用いることができる。なお、飛翔側ミリ波アンテナ31および飛翔側受信部32により飛翔側ミリ波通信部が構成される。
The flying-side
飛翔制御部33は、飛翔体30Aそのものについての飛翔制御を行うものであり、例えば、マイクロコンピュータのCPUで構成され、飛翔体30Aの動作に関する演算を行う。なお、図2には具体的に図示しないが、地上管理装置20Aと同様に、各種メモリ等の記憶部を備えていてもよい。飛翔制御部33は、飛翔側ミリ波アンテナ31で受信した飛翔管理情報である位置情報を用いて、飛翔機構34の動作制御を行うよう構成されている。この点については後述する。また、飛翔制御部33により「飛翔制御」は、地上管理装置20Aによる飛翔体30Aの飛翔管理とは異なる制御である。
The
飛翔機構34は、飛翔体30Aの飛翔を行うために備えられている動力源および動力機構等により構成される。この飛翔機構34は、飛翔管理情報により動作するものであり、本実施の形態では、飛翔体30Aが無線操縦ヘリコプタであるので、回転翼およびこれを回転させるモータまたはエンジンが飛翔機構34に相当する。
The flying
飛翔管理システム10Aの具体的な適用例は特に限定されないが、本実施の形態では、例えば、図3に示すように、災害発生時に被災者を救援する場合を挙げている。具体的には、地上管理装置20Aは、災害救助用車両11に搭載されており、飛翔体30Aとしては、無線操縦ヘリコプタが用いられている。また、飛翔体30Aの飛翔目的としては、例えば、山麓で発生した災害現場において被災者が確認されれば、当該被災者の所在する地点を到達目標Qmとし、無人操縦ヘリコプタ(飛翔体30A)で搬送可能な最低限の救援物資を、到達目標Qm(被災者の所在地点)まで輸送する場合を想定する。
Although a specific application example of the
この適用例においては、表示操作部22としては、例えば、表示部としてフラットパネルディスプレイ(FPD)221を備え、操作部としてFPD221に接続されるジョイスティック222を備えている構成が用いられる。
In this application example, as the
表示部としては、FPD221としては、例えば、液晶ディスプレイが用いられるが、これに限定されず、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等の公知のものを用いることができる。また、フラットパネルディスプレイ以外の表示装置が用いられてもよい。操作部としては、ジョイスティック222に代えてトラックボールを用いることができる。また、操作部に加えて、キーボード、マウス、ペンタブレット等の入力装置を備えていてもよい。
As the display unit, for example, a liquid crystal display is used as the
さらに、FPD221の表示画面223には、到達目標Qm近傍の地形画像、各種の文字情報等が表示可能であり、加えて、到達目標Qmに対応するアイコン224a、飛翔体30Aに対応するアイコン224b、飛翔体30Aの飛翔軌跡224c等が表示可能となっている。もちろん表示画面223にはこれら以外の情報が表示可能であることは言うまでもない。
Further, the
[飛翔管理システムの動作]
次に、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Aの動作について、例えば、次に示す前提条件の下で、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Aが運用されるものとし、この運用時における制御の一例について、図1ないし図3に加えて、図4を参照して具体的に説明する。なお、図4に示すフローチャートにおいては、飛翔管理システム10Aによる飛翔管理に伴うステップのみを示し、地上管理装置20Aが備える地上管理制御部25Aまたは飛翔体30Aが備える飛翔制御部33による単独の制御については、示していない。
[Operation of flight management system]
Next, regarding the operation of the
具体的な前提条件としては、例えば、台風または長雨等が原因で、山麓において土砂崩れ等の災害が発生したとする。そこで、地上管理装置20Aおよび飛翔体30Aを搭載した災害救助用車両11が災害現場まで出動するが、道路が遮断されることで、災害現場にまで到達できないとする。災害現場に被災者が残っていれば、道路の遮断が復旧するまでの間、前述した飛翔目的のとおり、食料、水、医薬品等の最低限の救援物資を飛翔体30Aにより輸送するものとする。
As a specific precondition, for example, it is assumed that a disaster such as a landslide occurred at the foot of a mountain due to a typhoon or a long rain. Therefore, it is assumed that the
このとき、災害救助用車両11に搭載されている地上管理装置20Aは、飛翔体30Aの飛翔を開始する前に、まず、災害現場に被災者が残っているか否かを確認する。すなわち、使用者(操作者)が表示操作部22を操作することで、図1および図3に示すように、到達目標Qmである被災者が所在する可能性のある領域に向かって、地上側ミリ波アンテナ21により目標向けミリ波R1を発信する(図4に示すステップS101)。次に、図2に示すように、目標向けミリ波R1の反射波R2が地上側ミリ波アンテナ21により受信され、地上側受信部24により電気信号が生成される(図4に示すステップS102)。
At this time, the
地上側ミリ波アンテナ21は、前記のとおり、レーダとして用いられることになるので、地上管理装置20Aの地上管理制御部25Aにおいては、レーダで受信した反射波R2から、災害現場の地形情報、気象条件(減衰量から雨量等を推定)等の情報を取得できるとともに、災害現場で被災者が動いていれば、被災者の存在、すなわち到達目標Qmの存在を確認でき、また、到達目標Qmまでの距離および位置を確認することができる。また、レーダ以外の各種のセンサ等を用いて、他の情報(風速、気温、気圧、撮像装置による画像情報等)を取得することもできる。
As described above, since the ground side
次に、使用者は、公知の方法で、到達目標Qmの位置情報を飛翔体30Aに記憶させる。具体的には、ミリ波を介した無線通信により行ってもよいし、飛翔前の飛翔体30Aと地上管理装置20Aとを通信配線で接続することで、有線通信により行ってもよい。その後、使用者が表示操作部22を操作することで、地上管理装置20Aから到達目標Qmに向かって飛翔体30Aの飛翔を開始させる。なお、飛翔体30Aでは、飛翔制御部33による自律的な飛翔制御が行われている。また、地上管理装置20Aでは、目標向けミリ波R1の発信が継続しているので、到達目標Qmの位置は、飛翔体30Aの飛翔中も確認され続けている(ステップS101およびステップS102)。
Next, the user stores the position information of the reaching target Qm in the flying
それゆえ、飛翔体30Aが飛翔中であっても、地上管理装置20Aの地上管理制御部25Aでは、飛翔管理情報である位置情報が位置情報生成部253により生成される(図4に示すステップS103)。地上側送信部23は、この位置情報に対応する飛翔体向けミリ波W1を発生し、図1および図3に示すように、地上側ミリ波アンテナ21から飛翔体向けミリ波W1として飛翔体30Aに向かって送信される(図4に示すステップS104)。
Therefore, even when the flying
飛翔体30Aにおいては、飛翔側ミリ波アンテナ31で飛翔体向けミリ波W1を受信して、飛翔側受信部32により電気信号としての位置情報を生成するので、飛翔制御部33は、当該位置情報を用いて飛翔機構34を動作させるよう飛翔制御を行う(図4に示すステップS105)。なお、図4に示すステップS101〜S105までの制御は、飛翔体30Aが到達目標Qmに到達するまで継続される。
In the flying
このように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Aにおいては、地上側ミリ波アンテナ21をミリ波レーダとして用いることで、飛翔管理情報の取得または生成に利用することができるだけでなく、飛翔管理情報の送受信にミリ波を用いていることになる。
Thus, in the
ここで、一般的な無線操縦ヘリコプタの飛翔管理に対しては、通常、40MHz帯または72MHz帯の超短波が割り当てられている。ミリ波は、この超短波と比較して、強い直進性を有し、かつ、非常に大きな情報量を伝送することが可能なものとなっている。一方、ミリ波は、超短波と比較すれば、悪天候時には雨または霧等による影響を受けるため、遠方へ良好に伝達し難いことが知られているが、本実施の形態に例示するように、飛翔体30Aの飛翔距離が相対的に短い場合には、雨または霧等の影響をほとんど無視することができる。
Here, for the flight management of a general radio controlled helicopter, an ultrashort wave of 40 MHz band or 72 MHz band is usually assigned. Compared with the ultrashort wave, the millimeter wave has strong straightness and can transmit a very large amount of information. On the other hand, it is known that the millimeter wave is not easily transmitted to a distant place because it is affected by rain or fog in bad weather compared to the ultra short wave. When the flight distance of the
さらに、全天候性に優れた通信を実現する手法として、マイクロ波を用いることも知られているが、本実施の形態に示すように、飛翔体30Aの飛翔距離が相対的に短い場合には、ミリ波の方がマイクロ波よりも有利な点を有している。
Furthermore, it is also known to use microwaves as a technique for realizing communication excellent in all weather characteristics. However, as shown in the present embodiment, when the flight distance of the flying
具体的には、マイクロ波およびミリ波は、いずれもドップラー効果を活用した反射方式により、移動物体の検出を可能としているが、マイクロ波は静止物体の検出を行うことが困難である。これに対してミリ波は静止物体の検出が可能であるので、図1および図2に示すような、目標向けミリ波R1の送信によって、移動物体(到達目標Qmである被災者)だけでなく、静止物体(到達目標Qmに至るまでの地形情報、または、被災者周囲の情報等)も検出することが可能である。 Specifically, both microwaves and millimeter waves can detect a moving object by a reflection method utilizing the Doppler effect, but it is difficult to detect a stationary object using a microwave. On the other hand, since a millimeter wave can detect a stationary object, transmission of a target millimeter wave R1 as shown in FIG. 1 and FIG. It is also possible to detect a stationary object (terrain information up to the reaching target Qm, information about the victims, etc.).
また、ミリ波は、マイクロ波と比較して帯域を確保しやすいため、反射波R2から得られる情報が多く、到達目標Qmの識別性を高いものとできるが、マイクロ波は、ドップラー効果を活用した解析で、移動物体の識別しかできない。それゆえ、本実施の形態であれば、例えば、到達目標Qmとしての被災者と、被災者ではない移動物体とを識別することが可能となる。 Also, since millimeter waves are easier to secure the band than microwaves, much information can be obtained from the reflected wave R2, and the discrimination of the target Qm can be made high, but microwaves use the Doppler effect. In this analysis, only moving objects can be identified. Therefore, according to the present embodiment, for example, it is possible to identify a disaster victim as the achievement target Qm and a moving object that is not a disaster victim.
さらに、ミリ波は、既存利用が少ないことから、帯域を確保しやすいだけでなく、無線局免許の取得の可能性がマイクロ波よりも高い。それゆえ、例えば、高精度な移動体識別および通信設備を有する飛翔管理システムを実現することが可能となるので、災害発生時だけでなく、常時の訓練等も行いやすくなる。 Furthermore, since millimeter waves are not widely used, not only is it easy to secure a band, but the possibility of obtaining a radio station license is higher than that of microwaves. Therefore, for example, it is possible to realize a flight management system having high-accuracy mobile object identification and communication equipment, so that it is easy to perform regular training as well as when a disaster occurs.
加えて、ミリ波の送受信に関わる部品または機器は、マイクロ波と比較して小型軽量化が可能であり、マルチプラットホーム化が可能となる。それゆえ、飛翔体30Aの複雑化または大型化を抑制することも可能となる。
In addition, components or devices related to transmission / reception of millimeter waves can be reduced in size and weight as compared to microwaves, and can be made multi-platform. Therefore, it is also possible to suppress the complication or enlargement of the flying
このように、本実施の形態によれば、超短波またはマイクロ波を用いる場合よりも、飛翔体30Aに対して、より情報量の多い飛翔管理情報を送信することができる。また、地上側ミリ波アンテナ21は、前記のとおり、飛翔管理情報を送信する手段(飛翔管理用アンテナ)と、反射波R2を受信する手段(レーダ)とを兼ね備えることになるので、より多くの情報量を取り扱うことができるにも関わらず、飛翔管理システム10Aの複雑化を抑制することができる。
Thus, according to the present embodiment, it is possible to transmit flight management information with a larger amount of information to the flying
[変形例]
本実施の形態では、飛翔体30Aは、飛翔の開始から到達目標Qmの到達(飛翔の終末)まで地上管理装置20Aにより自動で飛翔管理されているが、到達目標Qmが複数存在する場合には到達目標Qmの変更を、使用者(操作者)による手動で行ってもよいし、到達目標Qmの近傍まで飛翔体30Aが達すれば、飛翔体30Aの着地等といった飛翔の終末を手動で行ってもよい。
[Modification]
In the present embodiment, the flying
また、本実施の形態では、表示操作部22の操作により、目標向けミリ波R1の送信から飛翔体30Aの飛翔開始までを、地上管理制御部26による自動制御によって行ってもよい。このとき、到達目標Qmとなり得る目標候補が複数確認されれば、特定の目標候補を到達目標Qmに選択するステップのみを使用者による手動で行うように構成すればよい。
In the present embodiment, by the operation of the
また、本実施の形態では、表示操作部22の表示画面223には、到達目標Qmに相当するアイコン224aは1つのみ表示されている例を挙げているが、到達目標Qmが複数存在する場合もあり得る。この場合、使用者(操作者)は、表示画面223で表示された複数の候補の中から、特定の目標を到達目標Qmに指定して、飛翔体30Aを飛翔させればよい。つまり、複数の候補から特定の目標を選択する操作は、使用者の手動で行えばよい。
Further, in the present embodiment, an example is shown in which only one
また、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Aは、地上管理装置20Aおよび飛翔体30Aから構成されているが、これに限定されず、これらと通信可能な他の機器を含んでもよいし、飛翔管理システム10Aそのものが外部のネットワークに接続可能に構成されてもよい。
Further, the
また、本実施の形態に係る飛翔管理方法は、図4に示すように5ステップから構成されているが、これら以外のステップを含んでもよい。ここで、図4に示すフローチャートでは、飛翔体30Aが飛翔を開始するタイミングは図示していないが、これは、飛翔体30Aが飛翔しない状態で図4に示す飛翔管理方法が実行されることによって、ステップS105が実行されると同時に、当該飛翔体30Aが飛翔を開始してもよいし、飛翔体30Aが飛翔を開始してから図4に示す飛翔管理方法を実行してもよいことに基づく。つまり、本実施の形態においては、飛翔体30Aが飛翔を開始するタイミングは、飛翔管理方法における各ステップとは独立して設定することが可能なものである。
Further, the flight management method according to the present embodiment is composed of five steps as shown in FIG. 4, but may include other steps. Here, in the flowchart shown in FIG. 4, the timing at which the flying
また、本実施の形態では、地上側ミリ波アンテナ21が、レーダおよび飛翔管理用アンテナを兼ねているが、レーダおよび飛翔管理用アンテナは、それぞれ独立した構成となっていてもよい。つまり、地上管理装置20Aは、ミリ波レーダ部210とは別個に、飛翔管理通信部を備える構成であってもよい。
In the present embodiment, the ground-side millimeter-
本実施の形態では、地上管理装置20Aは、災害救助用車両11等の車両に搭載されているが、これに限定されず、有人ヘリコプタのような航空機に搭載されてもよい。また、地上管理装置20Aは、図1に例示するように、地上側ミリ波アンテナ21が、災害救助用車両11の上面に設けられているため、実質的に災害救助用車両11と一体化しているが、これに限定されず、災害救助用車両11から独立した機器として、当該災害救助用車両11から搬出して車外に設置するように構成されてもよい。さらに、車両の種類は、消防または防災関係の自動車に限定されず、防衛関係の自動車またはその他の車両であってもよいし、被災地等の状況によっては鉄道車両等であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、飛翔体30Aは、無線操縦ヘリコプタであるが、これに限定されず、無人の飛翔体であれば、どのような種類のものにも適用することができる。例えば、無線操縦ヘリコプタ等の回転翼機以外に、無線操縦プロペラ機、無線操縦グライダー等の固定翼機;気球、飛行船等の浮力型の航空機;ミサイル(誘導弾);等を挙げることができる。
In the present embodiment, the flying
(実施の形態2)
前記実施の形態1に係る飛翔管理システム10Aは、地上管理装置20Aから飛翔体30Aへ飛翔体向けミリ波W1が送信されるのみの構成であったが、本実施の形態では、飛翔体向けミリ波W1の反射波を受信する構成の飛翔管理システムとなっている。この構成の一例について、図5ないし図7を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 2)
The
[飛翔管理システムの構成]
図5に示すように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Bは、基本的な構成については、前記飛翔管理システム10Aと同様であるが、飛翔体30Bがミリ波反射器35を備えており、地上管理装置20Bが備える地上管理制御部25Bが、図6に示すように、飛翔管理情報生成部として、位置情報生成部253に代えて差分情報生成部254を備えている点で異なっている。
[Configuration of flight management system]
As shown in FIG. 5, the
飛翔体30Bが備えるミリ波反射器35は、地上管理装置20Bの地上側ミリ波アンテナ21から送信される飛翔体向けミリ波W1を反射するものである。飛翔体向けミリ波W1の反射波W2は、地上側ミリ波アンテナ21で受信され、地上側受信部24により電気信号の情報を生成される。この情報は、飛翔体30Bの位置情報を含むので、以下の説明では、飛翔体情報と称する。
The
ミリ波反射器35の具体的な構成は特に限定されず、ミリ波またはマイクロ波の分野で公知の反射板等を好適に用いることができる。ミリ波反射器35が設けられる位置は特に限定されないが、通常は、飛翔体30Bの後部であればよい。これは、ミリ波の指向性が高いこと、飛翔体30Bは原則として到達目標Qmと地上管理装置20Bとの間を飛翔することと、に基づく。なお、より具体的な部位については、飛翔体30Bの種類または形状に応じて設定されるものであり、特に限定されない。
The specific configuration of the
地上管理装置20Bが備える差分情報生成部254は、目標向けミリ波R1の反射波R2から得られる到達目標Qmの位置情報と、飛翔体向けミリ波W1の反射波W2から得られる飛翔体情報(飛翔体30Bの位置情報)から、これらの差分情報を生成する。この差分情報は、飛翔制御部33において飛翔体30Bの飛翔位置の補正を行うために用いられるもので、飛翔管理情報に相当する。差分情報生成部254の具体的な構成は特に限定されず、公知の差分回路として構成されてもよいし、CPUが記憶部252に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成、すなわち演算部251の機能構成であってもよい。
The difference
[飛翔管理システムの動作]
次に、前記実施の形態1と同様の前提条件の下で、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Bが運用されるものとし、この運用時における飛翔管理システム10Bの動作の一例について、図7を参照して具体的に説明する。
[Operation of flight management system]
Next, it is assumed that the
まず、図7には図示されないが、飛翔体30Bが地上管理装置20Bから飛翔を開始する。次に、使用者が表示操作部22を操作することで、図5に示すように、到達目標Qmである被災者が所在する可能性のある領域に向かって、地上側ミリ波アンテナ21により目標向けミリ波R1を送信するとともに、飛翔体30Bに向かって飛翔体向けミリ波W1が送信される(図7に示すステップS201)。
First, although not shown in FIG. 7, the flying
次に、目標向けミリ波R1の反射波R2が地上側ミリ波アンテナ21により受信され、地上側受信部24により電気信号の情報が生成されるとともに、飛翔体向けミリ波W1の反射波W2が地上側ミリ波アンテナ21より受信され、地上側受信部24により電気信号の情報が生成される(図7に示すステップS202)。
Next, the reflected wave R2 of the target millimeter wave R1 is received by the ground side
次に、地上管理装置20Bの地上管理制御部25Bでは、差分情報生成部254により、反射波R2および反射波W2から到達目標Qmの位置情報および飛翔体30Bの位置情報(飛翔体情報)が生成され、さらにこれらの差分情報が飛翔管理情報として生成される(図7に示すステップS203)。地上側送信部23は、この差分情報に対応する飛翔体向けミリ波W1を発生し、図5に示すように、地上側ミリ波アンテナ21から飛翔体向けミリ波W1として飛翔体30Bに向かって送信される(図7に示すステップS204)。
Next, in the ground
飛翔体30Bにおいては、飛翔側ミリ波アンテナ31で飛翔体向けミリ波W1を受信して、飛翔側受信部32により電気信号としての差分情報を生成するので、飛翔制御部33は、当該差分情報を用いて飛翔機構34を動作させるよう飛翔制御を行う(図7に示すステップS205)。なお、図7に示すステップS201〜S205までの制御は、飛翔体30Bが到達目標Qmに到達するまで継続される。
In the flying
このように、本実施の形態では、飛翔体30Bがミリ波反射器35を備えているので、地上側ミリ波アンテナ21をミリ波レーダとして用いるときに、飛翔体30Bの到達目標Qmの位置情報に加えて、飛翔体30Bそのものの位置情報を高い精度で取得することができる。それゆえ、飛翔管理情報として、到達目標Qmの位置と飛翔体30Bの位置との差分情報を生成することができるので、当該差分情報を用いて飛翔体30Bの飛翔管理を行うことにより、例えば、飛翔体30Bの飛翔方向が到達目標からずれている場合であっても、飛翔方向を補正することが可能となる。しかも、飛翔体30Bに反射板等のミリ波反射器35を設けるだけで、当該飛翔体30Bから位置情報の取得が可能となるので、飛翔体30Bの構成の複雑化を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, since the flying
(実施の形態3)
前記実施の形態1に係る飛翔管理システム10A、または、前記実施の形態2に係る飛翔管理システム10Bにおいては、飛翔体30Aまたは飛翔体30Bは1機のみであったが、本実施の形態では、飛翔体を複数含む飛翔管理システムについて、図8ないし図10を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 3)
In the
[飛翔管理システムの構成]
図8に示すように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Cは、基本的な構成については、前記飛翔管理システム10Aおよび飛翔管理システム10Bと同様であるが、飛翔体30Cが複数(図8では3機)含まれている。この飛翔体30Cは、図9(a)に示すように、ミリ波反射器35を相対移動させる反射器運動機構36を備えており、さらに、図9(b)に示すように、地上管理装置20Cが備える地上管理制御部25Cが、飛翔体情報選別部255および飛翔体別差分情報生成部256を備えている点で異なっている。
[Configuration of flight management system]
As shown in FIG. 8, the flight management system 10C according to the present embodiment has the same basic configuration as the
反射器運動機構36は、ミリ波反射器35が設けられている飛翔体30Cに対して、当該ミリ波反射器35を相対運動させるものであり、具体的には、ミリ波反射器35を回転させるモータ、ギア機構等から構成された回転機構となっている。このように、反射器運動機構36によってミリ波反射器35が相対運動した状態で飛翔体30Cが飛翔していれば、飛翔体向けミリ波W1の反射波W2は偏波情報を有する信号となって地上側ミリ波アンテナ21で受信されることになる。
The
なお、反射器運動機構36は、前記回転機構に限定されず、ミリ波反射器35を、振動、揺動または旋回させる機構であってもよい。例えば、振動機構であればモータおよびギア機構に加えて公知のカム機構等を用いて容易に実現することができる。また揺動機構であればモータおよびギア機構に加えて公知のリンク機構等を用いて容易に実現することができる。また旋回機構であればモータおよびギア機構に加えて公知の減速機構およびフレーム機構等を組み合わせることにより容易に実現することができる。
The
また、複数の飛翔体30Cに設けられている各反射器運動機構36は、ミリ波反射器35を相対運動させるためのパターンがそれぞれ異なっている。具体的には、反射器運動機構36が回転機構であれば、単位時間当たりの回転数が異なる、回転の周期が異なる、回転方向が正逆で異なる等、あるいは、これらの組合せを挙げることができる。そして、反射器運動機構36の相対運度のパターンが、各飛翔体30Cでそれぞれ異なっていれば、それぞれの飛翔体30Cのミリ波反射器35から反射される反射波W2は、それぞれ異なる偏波情報を有する信号となる。
Further, each of the
なお、反射器運動機構36が回転機構であると、他の構成(振動、揺動または旋回機構等)と比較して、モータ(あるいはエアタービン)等の簡素な構成でミリ波反射器35を回転運動できることに加え、単位時間当たりの回転数を変えるだけで、反射波W2に異なる円偏波を与えることができる。それゆえ、飛翔体30Cの構成の複雑化を回避しつつ、複数の飛翔体30Cを良好に識別できるという利点がある。
When the
飛翔体情報選別部255は、複数の飛翔体30Cそれぞれから反射される反射波W2について、偏波の特徴の異なりによって反射元となる飛翔体30Cを特定して選別し、飛翔体別差分情報生成部256へ出力する。飛翔体別差分情報生成部256は、それぞれの飛翔体30C別に差分情報を単に生成するのではなく、飛翔体30Cそれぞれで異なるように各差分情報をコード化して生成する。飛翔体情報選別部255および飛翔体別差分情報生成部256の具体的な構成は特に限定されず、公知の回路として構成されてもよいし、CPUが記憶部252に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成、すなわち演算部251の機能構成であってもよい。
The flying object
[飛翔管理システムの動作]
次に、前記実施の形態1と同様の前提条件の下で、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Cが運用されるものとし、この運用時における飛翔管理システム10Cの動作の一例について、図10を参照して具体的に説明する。
[Operation of flight management system]
Next, it is assumed that the flight management system 10C according to the present embodiment is operated under the same preconditions as in the first embodiment, and an example of the operation of the flight management system 10C during this operation is shown in FIG. It demonstrates concretely with reference to.
まず、図10には図示されないが、飛翔体30Cが地上管理装置20Cから飛翔を開始する。次に、使用者が表示操作部22を操作することで、図8に示すように、到達目標Qmである被災者が所在する可能性のある領域に向かって、地上側ミリ波アンテナ21により目標向けミリ波R1を送信するとともに、飛翔体30Cに向かって飛翔体向けミリ波W1が送信される(図10に示すステップS301)。
First, although not shown in FIG. 10, the flying
次に、目標向けミリ波R1の反射波R2が地上側ミリ波アンテナ21により受信され、地上側受信部24により電気信号の情報が生成されるとともに、複数の飛翔体30Cそれぞれから反射される反射波W2が地上側ミリ波アンテナ21より受信され、地上側受信部24により電気信号の情報が生成される(図10に示すステップS302)。
Next, the reflected wave R2 of the target millimeter wave R1 is received by the ground side
次に、地上管理装置20Cの地上管理制御部25Cにおいては、まず、飛翔体情報選別部255により、反射波W2から生成した情報のうち、それぞれの飛翔体30Cに対応する情報が選別され(図10に示すステップS303)、次に、飛翔体別差分情報生成部256により、到達目標Qmの位置情報およびそれぞれの飛翔体30Cの位置情報(飛翔体情報)が生成され、さらに、それぞれの飛翔体30C別に、異なる差分情報が飛翔管理情報として生成される(図10に示すステップS304)。
Next, in the ground
地上側送信部23は、各差分情報に対応する、異なるコードの飛翔体向けミリ波W1を発生し、図8に示すように、地上側ミリ波アンテナ21から飛翔体向けミリ波W1として各飛翔体30Cに向かって送信される(図10に示すステップS305)。
The ground
飛翔体30Cにおいては、飛翔側ミリ波アンテナ31で飛翔体向けミリ波W1を受信して、飛翔側受信部32により電気信号としての差分情報を生成するので、飛翔制御部33は、当該差分情報を用いて飛翔機構34を動作させるよう飛翔制御を行う(図10に示すステップS306)。なお、図10に示すステップS301〜S306までの制御は、飛翔体30Bが到達目標Qmに到達するまで継続される。
In the flying
このように、本実施の形態によれば、複数の飛翔体30Cにおいて、反射器運動機構36によるミリ波反射器35の運動パターンがそれぞれ異なっているので、各飛翔体30Cから異なる特徴の偏波情報を有する反射波W2が受信される。それゆえ、地上管理装置20Cにおいては、複数の飛翔体30Cをそれぞれ識別することが可能となる。また、地上管理装置20Cにおいては、複数の反射波W2から各飛翔体30Cに対応する飛翔管理情報を異なる電気信号で生成し、当該電気信号から異なるコードのミリ波を発生して各飛翔体30Cにそれぞれ送信する。それゆえ、地上管理装置20Cは、複数の飛翔体30Cの飛翔管理をそれぞれ独自に行うことが可能となる。その結果、飛翔体30Cが複数であっても、その飛翔管理を良好に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the movement patterns of the
[変形例]
本実施の形態では、飛翔体30Cに反射器運動機構36を設けることは、複数の飛翔体30Cを地上管理装置20Cで識別することを主たる目的とするものであるが、これに限定されず、同一の飛翔体30Cにおいて、反射器運動機構36の運動パターンを経時的に変化させることにより偏波のパターンを変えてもよい。これにより、同一の飛翔体30Cから反射される反射波W2に、より多くの情報を含ませることができる。この変形例は、前記実施の形態2に係る飛翔管理システム10Bのように、単一の飛翔体30Bを含む構成にも適用できることはいうまでもない。
[Modification]
In the present embodiment, the provision of the
また、前記実施の形態1に係る飛翔管理システム10Aのように、飛翔体30Aがミリ波反射器35を備えておらず、かつ、本実施の形態のように飛翔体30Aを複数含んでいる場合には、地上管理装置20Cにおいては、飛翔体30Aそれぞれについて異なる位置情報を生成し、当該異なる位置情報に対応する異なるコードのミリ波に発生して、各飛翔体30Aに送信すればよい。
Further, unlike the
また、本実施の形態では、複数の飛翔体30Cを含む構成であるが、前記実施の形態2のように飛翔体30Cを1機のみ含む構成であってもよい。この場合、地上管理装置20Cで受信するミリ波においては、偏波情報を有する反射波は飛翔体30Cからのもののみであるので、受信されたミリ波が、反射波またはクラッタのいずれであるかを明確に識別することが可能となる。この利点は、本実施の形態においても同様に奏することができる。
In the present embodiment, the configuration includes a plurality of flying
(実施の形態4)
本実施の形態は、前記実施の形態1ないし3において、目標向けミリ波R1の反射波R2にクラッタが多く含まれ、それゆえ到達目標Qmが特定できない場合に対応できる構成となっている。この構成について、図11(a),(b)を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 4)
This embodiment has a configuration that can cope with the case where, in the first to third embodiments, the reflected wave R2 of the target millimeter wave R1 includes a large amount of clutter, and therefore the target Qm cannot be specified. This configuration will be specifically described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b).
図11(a)に示すように、本実施の形態では、地上管理制御部26が、位置情報選別部257を備えている点が、前記実施の形態1ないし3とは異なっている。この位置情報選別部257は、目標向けミリ波R1の反射波R2にクラッタが多く含まれているとき、反射波R2から生成される情報に含まれる、クラッタに相当するノイズを除去して、前記飛翔管理情報生成部260に出力するよう構成されている。
As shown in FIG. 11A, the present embodiment is different from the first to third embodiments in that the ground
位置情報選別部257の具体的な構成は特に限定されず、結果的にクラッタに相当するノイズが除去できればどのような構成であってもよい。例えば、ミリ波ゲイン設定によるクラッタの抑圧、地図情報による候補の絞込み、移動速度によるクラッタの抑圧、背景に対する検出率によるクラッタの抑圧、到達目標Qmを捜索したい範囲の設定による候補の絞込み、等を挙げることができる。これらは公知の回路として構成されてもよいし、CPUが記憶部252に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成、すなわち演算部251の機能構成であってもよい。
The specific configuration of the position
なお、図11(a)における飛翔管理情報生成部260は、前記実施の形態1における位置情報生成部253、前記実施の形態2における差分情報生成部254、前記実施の形態3における飛翔体別差分情報生成部256に相当する構成であり、また、飛翔管理情報を生成するものであれば、他の構成であってもよい。同様に、地上管理制御部26は、前記実施の形態1〜3における地上管理制御部25A〜25Cのいずれかに対応するが、他の構成であってもよい。
Note that the flight management
そして、図11(b)における向かって左側に示すように、表示画面223上で、到達目標Qmの候補となり得るアイコン224dが複数表示されていれば、位置情報選別部257により、これら複数のアイコン224dからクラッタに相当するものを除去する。これにより、図11(b)における向かって右側に示すように、到達目標Qmに相当するアイコン224aのみが抽出され、表示画面223に表示される。
Then, as shown on the left side in FIG. 11B, if a plurality of
このように、本実施の形態では、飛翔管理情報を生成する機能ブロックの前段に、クラッタに相当するノイズを除去する位置情報選別部257を備えていれば、より精度の高い飛翔管理情報を生成することが可能となる。
As described above, in this embodiment, if the position
なお、図11(b)における向かって左側に示す例で、明らかにクラッタであると判別できるアイコン224dについては、到達目標Qmに相当するアイコン224aとは異なる色または形状等により表示されるように構成されてもよい。この場合、使用者(操作者)は、表示画面223で表示された複数の候補の中から、特定の目標を指定することができる。
In the example shown on the left side in FIG. 11B, the
(実施の形態5)
前記実施の形態1〜4では、飛翔体30A〜30Cは、地上管理装置20A〜20Cに対してミリ波を送信することができない構成となっていたが、本実施の形態では、飛翔体が飛翔側送信部を備えており、地上管理装置20A〜20Cに対してミリ波を送信できる構成となっている。この構成について、図12を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 5)
In the first to fourth embodiments, the flying
図12に示すように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Dは、基本的な構成については、前記飛翔管理システム10A〜10Cと同様であるが、飛翔体30Dが飛翔側送信部37と撮像部38とを備えている点が異なっている。
As shown in FIG. 12, the
飛翔側送信部37は、飛翔側ミリ波アンテナ31から地上管理装置20A〜20Cへ向けて送信する地上向けミリ波W3を発生するものであり、地上管理装置20A〜20Cが備える地上側送信部23と同様の構成を用いることができる。また、飛翔側送信部37は、飛翔側ミリ波アンテナ31および飛翔側受信部32とともに飛翔側ミリ波通信部を構成する。
The flying
地上管理装置20A〜20Cは、前記実施の形態2〜4における飛翔体向けミリ波W1の反射波W2を受信する代わりに、飛翔側ミリ波アンテナ31から送信される地上向けミリ波W3を受信し、地上側受信部24により通信情報を生成すればよい。したがって、本実施の形態においては、地上管理装置20A〜20Cは、実質的に前記実施の形態1〜4で挙げた構成と同じものを用いることができるので、符号も同じものを付している。
The
この構成によれば、飛翔体30Dと地上管理装置20A〜20Cとの間では、ミリ波を介して相互通信が可能となるので、地上側ミリ波アンテナ21は、反射波R2を取得する手段(レーダ)、飛翔管理情報を送信する手段(飛翔管理用アンテナ)および双方向の通信手段(相互通信用アンテナ)を兼ね備えることになる。これにより、例えばGPS等を利用しなくても、飛翔体30Dを到達目標Qmまで飛翔させることができる。
According to this configuration, the flying object 30D and the
ここで、本実施の形態では、飛翔体30Dが撮像部38を備えている。それゆえ、飛翔体30Dは、撮像部38により撮像された画像情報から地上向けミリ波W3を発生し、飛翔側ミリ波アンテナ31から地上管理装置20A〜20Cに送信することができる。つまり、本実施の形態においては、飛翔体30Dと地上管理装置20A〜20Cとがミリ波により相互通信できるため、撮像部38で撮影された画像情報のように、データ量の多い情報を地上管理装置20A〜20Cに送信することができる。地上管理装置20A〜20Cにおいては、例えば、使用者(操作者)が表示操作部22の表示画面223で画像情報を確認することができるだけでなく、当該画像情報を飛翔管理情報の生成に用いることも可能となる。
Here, in the present embodiment, the flying object 30 </ b> D includes the
なお、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Dの飛翔管理の制御は、前記実施の形態2〜4における反射波W2を地上向けミリ波W3に変えたこと以外は、基本的に同様であるので、フローチャートに基づく説明は省略する。
The flight management control of the
また、本実施の形態では、飛翔体30Dは1機のみを例示しているが、前記実施の形態3と同様に、飛翔体30Dは複数であってもよい。この場合、それぞれの飛翔体30Dから送信される地上向けミリ波W3は、それぞれ区別可能にコード化されていると好ましい。これにより、地上管理装置20A〜20Cにおいては、複数の飛翔体30Dから送信された各種の情報(飛翔体30Dの識別情報だけでなく、撮像部38で得られる画像情報等)を、それぞれの飛翔体30D別に選別できるので、多くの情報を適切に利用することができる。
In the present embodiment, only one flying object 30D is illustrated, but a plurality of flying objects 30D may be provided as in the third embodiment. In this case, it is preferable that the ground-oriented millimeter waves W3 transmitted from the flying bodies 30D are coded so as to be distinguishable from each other. Thereby, in the
(実施の形態6)
前記実施の形態1〜5では、飛翔体30A〜30Dは、飛翔制御部33を備えていたが、本実施の形態では、飛翔制御部33を備えない構成となっている。この構成について、図13および図14を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 6)
In the first to fifth embodiments, the flying
図13に示すように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Eは、前記実施の形態2〜4と同様の地上管理装置20B,20Cを備えているが、飛翔体30E−1または飛翔体30E−2は、いずれも飛翔制御部33を備えておらず、飛翔側受信部32で生成された電気信号の情報に基づいて、飛翔機構34を直接動作する構成となっている。
As shown in FIG. 13, the
例えば、前記実施の形態1〜3においては、さまざまな制約により、地上管理装置20A〜20Cのミリ波レーダ(地上側ミリ波アンテナ21)の角度分解能が低下し、到達目標Qmのサイズよりも角度分解能の最低レベルの方が大きくなることがある。この場合は、飛翔体30A〜30Cは、飛翔制御部33による自律制御で到達目標Qmに向かって飛翔すればよい。
For example, in the first to third embodiments, due to various restrictions, the angular resolution of the millimeter wave radar (ground side millimeter wave antenna 21) of the
これに対して、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Eでは、地上管理装置20B,20Cのミリ波レーダの角度分解能が十分に確保できる状態にあるとする。この状態において、地上管理装置20B,20Cは、飛翔体向けミリ波W1の反射波W2を受信し、飛翔体向けミリ波W1により飛翔体30E−1へ飛翔管理情報を送信する点は、前記各実施の形態と同様であるが、飛翔体30E−1において、受信した飛翔管理情報により飛翔機構34が直接動作するように構成されていれば、飛翔体30E−1は、飛翔制御部33を備えていなくても、適切に飛翔管理が行われる。到達目標Qmに向かって飛翔させることが可能となる。
On the other hand, in the
あるいは、前記実施の形態5のように、飛翔体30E−2が飛翔側送信部37を備えていれば、地上管理装置20B,20Cと飛翔体30E−2との間で相互通信が可能となる。それゆえ、飛翔制御部33を設けなくても、ミリ波通信により飛翔管理情報を送受信することで適切な飛翔管理を行うことができるので、飛翔体30E−2を到達目標Qmに向かって飛翔させることが可能となる。
Or if the flying
なお、飛翔管理情報により飛翔機構34を直接動作させる構成については、特に限定されないが、例えば、スイッチング素子等を用いて飛翔機構34の動作を切り換える等の構成が挙げられる。
The configuration for directly operating the
(実施の形態7)
前記実施の形態1〜6では、飛翔体30A〜30E−2は、地上管理装置20A〜20Cに対してミリ波を送信することができない構成となっていたが、本実施の形態では、飛翔体が飛翔側送信部を備えており、地上管理装置20A〜20Cに対してミリ波を送信できる構成となっている。この構成について、図14を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 7)
In the first to sixth embodiments, the flying
図14に示すように、本実施の形態に係る飛翔管理システム10Fは、前記実施の形態1〜6と同様の地上管理装置20A〜20Cおよび飛翔体30A〜30E−2を備えているが、地上管理装置20A〜20Cとして、第一の地上管理装置20F−1と第二の地上管理装置20F−2とが含まれている。各地上管理装置20F−1,20F−2は、それぞれ地上側ミリ波アンテナ21(図14には図示せず)により、互いにミリ波通信W4ができるように構成されており、1機の飛翔体30F(飛翔体30A〜30E−2のいずれかに相当)は、これら複数の地上管理装置20F−1,20F−2によって飛翔管理が行われる。
As shown in FIG. 14, the
図14に示す例では、第一の山Mt1と第二の山Mt2とがあり、到達目標Qmは、第一の山Mt1から見て、第二の山Mt2の向こう側に所在している。そして、第一の地上管理装置20F−1は、第一の山Mt1の頂上に配置され、第二の地上管理装置20F−2は、到達目標Qmから見て第二の山Mt2の向こう側であって、第一の山Mt1の山麓に配置される。そして、飛翔体30Fの飛翔開始の直後には、第一の地上管理装置20F−1で当該飛翔体30Fを飛翔管理し、その後、第二の地上管理装置20F−2へ飛翔体30Fの飛翔管理を移管することが可能となる。
In the example shown in FIG. 14, there are a first mountain Mt1 and a second mountain Mt2, and the reaching target Qm is located on the other side of the second mountain Mt2 when viewed from the first mountain Mt1. The first
このように、複数の地上管理装置20F−1,20F−2によって複数の位置から飛翔体30Fの飛翔管理を行うことができるので、例えば、到達目標までの地形が入り組んでいる場合であっても、位置の異なる複数の地上管理装置20F−1,20F−20により飛翔体30Fの制御を中継することで、当該飛翔体30Fの飛翔管理を、より一層良好に行うことができる。
Thus, since the flight management of the flying
ここで、図14に示す例では、第一の地上管理装置20F−1が全体を見通すことができる位置(第一の山Mt1の頂上)に配置され、第二の地上管理装置20F−2は、第一の地上管理装置20F−1よりも到達目標Qmに近い位置から飛翔体30Fの飛翔管理を行う構成となっているが、もちろんこれに限定されず、逆に、第一の地上管理装置20F−1から見通せない位置の到達目標Qmに向かうように、第二の地上管理装置20F−2で飛翔体30Fの飛翔管理を行ってもよい。
Here, in the example shown in FIG. 14, the first
なお、本発明は前記各実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the description of each of the embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the claims, and are disclosed in different embodiments and a plurality of modifications. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means provided are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、遠隔制御または自律制御を行う飛翔体を所望の場所まで導くための飛翔管理システムおよび飛翔管理方法の分野に広く好適に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely and suitably used in the field of flight management systems and flight management methods for guiding a flying object that performs remote control or autonomous control to a desired location.
10A〜10F 飛翔管理システム
20A〜20C,20F 地上管理装置
30A〜30F 飛翔体
21 飛翔側ミリ波アンテナ(ミリ波レーダ部、地上側ミリ波通信部)
23 地上側送信部(ミリ波レーダ部、地上側ミリ波通信部)
24 地上側受信部(ミリ波レーダ部)
25,26 地上管理制御部(地上制御部)
31 地上側ミリ波アンテナ(飛翔側ミリ波通信部)
32 飛翔側受信部(飛翔側ミリ波通信部)
33 飛翔制御部
34 飛翔機構
35 ミリ波反射器
36 反射器運動機構
37 飛翔側送信部(飛翔側ミリ波通信部)
38 撮像部
253 位置情報生成部(飛翔管理情報生成部)
254 差分情報生成部(飛翔管理情報生成部)
256 飛翔体別差分情報生成部(飛翔管理情報生成部)
257 位置情報選別部
260 飛翔管理情報生成部(飛翔管理情報生成部)
10A to 10F
23 Ground side transmitter (millimeter wave radar unit, ground side millimeter wave communication unit)
24 Ground side receiver (millimeter wave radar)
25, 26 Ground management control unit (ground control unit)
31 Ground side millimeter wave antenna (flying side millimeter wave communication part)
32 Flying side receiver (flying side millimeter wave communication unit)
33
38
254 Difference information generation unit (flight management information generation unit)
256 Difference information generating unit for each flying object (flight management information generating unit)
257 Position
Claims (17)
前記地上管理装置は、
前記飛翔体の到達目標が存在する領域へ向けてミリ波を発信するとともに、当該ミリ波の反射波を受信するミリ波レーダ部と、
前記ミリ波レーダ部で受信した反射波から、前記飛翔管理情報として、少なくとも、前記到達目標の位置情報を生成する飛翔管理情報生成部と、
を備え、
前記ミリ波レーダ部は、生成した前記飛翔管理情報を、ミリ波を用いて前記飛翔体へ送信可能とするよう構成されているとともに、
前記飛翔体は、
前記飛翔管理情報をミリ波により受信する飛翔側ミリ波通信部
を備えていることを特徴とする無人飛翔体の飛翔管理システム。 An unmanned flying object provided with a flying mechanism, and a ground management device that performs flight management of the flying object using flight management information,
The ground management device is
A millimeter wave radar unit that transmits a millimeter wave toward an area where the target of the flying object exists and receives a reflected wave of the millimeter wave;
From the reflected wave received by the millimeter wave radar unit, as the flight management information, at least a flight management information generation unit that generates position information of the reaching target;
With
The millimeter wave radar unit is configured to transmit the generated flight management information to the flying object using a millimeter wave,
The flying object is
A flight management system for an unmanned flying object, comprising a flight side millimeter wave communication unit that receives the flight management information by millimeter waves.
地上側ミリ波アンテナと、
当該地上側ミリ波アンテナから送信するミリ波を発生する地上側送信部と、
当該地上側ミリ波アンテナで受信したミリ波から電気信号の情報を生成する地上側受信部と、
を備え、
前記地上側送信部は、前記飛翔体の到達目標が存在する領域へ向けて発信される目標向けミリ波を発生するとともに、前記飛翔管理情報生成部で生成した前記飛翔管理情報から、前記飛翔体へ向けて送信される飛翔体向けミリ波を発生するよう構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The ground management device, as the millimeter wave radar unit,
With ground side millimeter wave antenna,
A ground side transmitter that generates millimeter waves to be transmitted from the ground side millimeter wave antenna;
A ground-side receiving unit that generates electrical signal information from millimeter waves received by the ground-side millimeter-wave antenna;
With
The ground side transmitting unit generates a millimeter wave for a target transmitted toward a region where the target of the flying object exists, and from the flying management information generated by the flying management information generating unit, the flying object The flight management system for an unmanned flying vehicle according to claim 1, wherein the flight management system is configured to generate a millimeter wave for a flying vehicle transmitted toward the vehicle.
飛翔側ミリ波アンテナと、
当該飛翔側ミリ波アンテナで受信した飛翔体向けミリ波から前記飛翔管理情報を生成する飛翔側受信部と、
を備え、
前記飛翔機構は、前記飛翔側受信部で生成された前記飛翔管理情報を用いて動作するよう構成されていることを特徴とする、請求項2に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The flying object as the flying millimeter wave communication unit,
Flying side millimeter wave antenna,
A flight-side receiving unit that generates the flight management information from a millimeter-wave for a flying object received by the flight-side millimeter-wave antenna;
With
The flight management system for an unmanned flying vehicle according to claim 2, wherein the flight mechanism is configured to operate using the flight management information generated by the flight-side receiving unit.
前記地上管理装置は、
前記ミリ波反射器からの前記飛翔体向けミリ波の反射波を前記地上側ミリ波アンテナで受信して、前記地上側受信部により飛翔体情報を生成し、
前記飛翔管理情報生成部により、前記位置情報および前記飛翔体情報から、前記飛翔管理情報を生成するよう構成されていることを特徴とする、請求項3に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The flying object further includes a millimeter wave reflector that reflects the millimeter wave for the flying object,
The ground management device is
A reflected wave of the millimeter wave for the flying object from the millimeter wave reflector is received by the ground side millimeter wave antenna, and the flying object information is generated by the ground side receiving unit,
The unmanned flying object flight management system according to claim 3, wherein the flying management information generation unit is configured to generate the flight management information from the position information and the flying object information.
当該反射器運動機構による前記ミリ波反射器の相対運動のパターンが、前記飛翔体それぞれで異なっていることを特徴とする、請求項4に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The flying body further includes a reflector movement mechanism for moving the millimeter wave reflector relative to the flying body, and
The unmanned flying object flight management system according to claim 4, wherein a pattern of relative movement of the millimeter wave reflector by the reflector movement mechanism is different for each flying object.
当該飛翔制御部は、受信した飛翔管理情報により前記飛翔機構の動作制御を行うよう構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The flying object further includes a flight control unit,
The flight management system for an unmanned flying vehicle according to claim 1, wherein the flight control unit is configured to control operation of the flight mechanism based on the received flight management information.
前記地上管理装置が備える前記飛翔管理情報生成部は、前記飛翔体それぞれで異なる前記飛翔管理情報を生成し、
前記地上側送信部は、各飛翔管理情報に対応してそれぞれ異なるようにコード化された飛翔体向けミリ波を発生することを特徴とする、請求項2に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 Including a plurality of the flying objects,
The flight management information generation unit included in the ground management device generates the flight management information that is different for each flying object,
The unmanned flying object flight management system according to claim 2, wherein the ground side transmission unit generates millimeter waves for the flying object that are coded differently corresponding to each flight management information. .
前記地上管理装置は、前記飛翔側ミリ波アンテナから送信される地上向けミリ波を前記地上側ミリ波アンテナで受信して、前記地上側受信部により通信情報を生成するよう構成されていることを特徴とする、請求項3に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The flying object further includes a flying-side transmitting unit that generates a ground-oriented millimeter wave that is transmitted from the flying-side millimeter-wave antenna toward the ground management device, and
The ground management device is configured to receive a ground-oriented millimeter wave transmitted from the flying-side millimeter-wave antenna by the ground-side millimeter-wave antenna and generate communication information by the ground-side receiving unit. The unmanned flying object flight management system according to claim 3, wherein
前記飛翔体が備える前記飛翔側送信部は、前記飛翔体それぞれで異なるようにコード化された地上向けミリ波を発生することを特徴とする、請求項9に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 Including a plurality of the flying objects,
The flight management system for an unmanned flying vehicle according to claim 9, wherein the flying transmission unit included in the flying vehicle generates ground-oriented millimeter waves encoded differently for each flying vehicle. .
前記飛翔側送信部は、前記撮像部により撮像された画像情報から前記地上向けミリ波を発生するよう構成されていることを特徴とする、請求項9に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 The flying object further includes an imaging unit,
The unmanned flying object flight management system according to claim 9, wherein the flying-side transmission unit is configured to generate the ground-oriented millimeter wave from image information captured by the imaging unit.
前記飛翔体は、複数の前記地上管理装置によって飛翔管理が行われるよう構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の無人飛翔体の飛翔管理システム。 A plurality of the ground management devices, and the ground management devices are configured to communicate with each other by the millimeter wave radar unit;
The unmanned flying object flight management system according to claim 1, wherein the flying object is configured such that flight management is performed by a plurality of the ground management devices.
前記飛翔体の到達目標へ向けて前記地上管理装置からミリ波を発信するとともに、当該ミリ波の反射波を受信して前記到達目標の位置情報を取得するステップと、
少なくとも当該位置情報に基づいて前記地上管理装置において前記飛翔管理情報を生成するステップと、
生成した前記飛翔管理情報を前記地上管理装置からミリ波通信により前記飛翔体へ送信するステップと、
ミリ波通信により受信した前記飛翔管理情報により、前記飛翔体の飛翔機構が動作するステップと、
を有することを特徴とする飛翔管理方法。 A flight management method for managing a flight of an unmanned flying object equipped with a flight mechanism according to flight management information transmitted from a ground management device,
Transmitting a millimeter wave from the ground management device toward the target of the flying object, and receiving the reflected wave of the millimeter wave to obtain position information of the target;
Generating the flight management information in the ground management device based on at least the position information;
Transmitting the generated flight management information from the ground management device to the flying object by millimeter wave communication;
A step of operating a flying mechanism of the flying object according to the flight management information received by millimeter wave communication;
A flight management method characterized by comprising:
前記飛翔体から送信されるミリ波を前記地上管理装置で受信するステップと、
受信した前記反射波または前記ミリ波により得られる情報から、前記飛翔管理情報を生成するステップと、をさらに有することを特徴とする、請求項15に記載の無人飛翔体の飛翔管理方法。 Receiving the reflected wave generated by the millimeter wave for the flying object being reflected by the flying object at the ground management device; or
Receiving the millimeter wave transmitted from the flying object by the ground management device;
The flight management method for an unmanned flying vehicle according to claim 15, further comprising: generating the flight management information from the received information obtained from the reflected wave or the millimeter wave.
複数の前記飛翔体から受信した反射波またはミリ波により得られる情報を、それぞれの飛翔体別に選別するステップをさらに有することを特徴とする、請求項16に記載の無人飛翔体の飛翔管理方法。 A plurality of the flying objects are included,
The flight management method for an unmanned flying vehicle according to claim 16, further comprising a step of selecting information obtained by reflected waves or millimeter waves received from the plurality of flying vehicles for each flying vehicle.
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