JP2013127694A - Control apparatus and method therefor, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、海上の物体を捜索する航空機の制御に用いて好適な制御装置及び方法並びにプログラムに関するものである。 The present invention relates to a control device, method, and program suitable for use in, for example, control of an aircraft that searches for an object at sea.
例えば、無人で飛行される無人飛行機と地上管制装置(Ground Control System;以下「GCS」という)とを備える無人機システムは、地上の基地、或いは、海上等の航行体に設置されたGCSから無人飛行機を制御し、所望の飛行経路を飛行させ、地上や海上の捜索を行わせる技術として知られている。
下記特許文献1には、無人飛行機に搭載された偵察システムの視向方向を任意の方向に向け、任意の関心領域の撮影画像を取得することにより、オペレータの関心の対象である目標物を捜索する技術が提案されている。
For example, an unmanned aerial vehicle system including an unmanned airplane that is unmanned and a ground control system (hereinafter referred to as “GCS”) is an unmanned aircraft that is installed on a ground base or a navigation system such as a marine vehicle. This technique is known as a technique for controlling an airplane, flying a desired flight path, and performing a search on the ground or the sea.
In
しかしながら、上記特許文献1の方法では、無人飛行機の飛行経路は、GCSを介してオペレータにより指定され、偵察システムの捜索範囲は、その飛行経路に応じて決定されるので、捜索範囲は飛行経路に沿った限定的な範囲となり、飛行経路の選定が適切でないと目標物を発見できないという問題があった。また、オペレータが手動で光学センサの視向方向やズーム量を逐次指示し、より広範囲を捜索することも考えられるが、手動で逐次指示をするには、オペレータが常時ジョイスティック等の運転装置を操作する必要があり、オペレータのワークロードが過大となるという問題があった。
However, in the method of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡便に海上の物体の発見率を向上させることのできる制御装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the control apparatus, method, and program which can improve the discovery rate of the object on the sea easily.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、海上航行体の進行方向の前方を飛行する無人飛行機を制御する制御装置であって、前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御手段と、前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査する海上走査手段と、前記無人飛行機の速度と、前記海上航行体の速度と、前記所定幅の長さとに基づいて、前記海上航行体と前記無人飛行機との前記進行方向の距離である経路オフセットが一定となるように前記所定距離を算出し、算出された前記所定距離に基づいて前記無人飛行機の飛行経路を決定する経路決定手段とを具備する制御装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is a control device for controlling an unmanned airplane flying in front of a traveling direction of a marine navigation body, wherein the unmanned airplane is placed on the sea in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. A route control means for causing the unmanned airplane to travel a predetermined distance toward the traveling direction of the marine navigation body after the unmanned airplane has traveled in the predetermined width after traveling in a direction intersecting the traveling direction of the navigation body; In a period in which the airplane is traveling in a direction intersecting with the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane, Based on the sea scanning means for scanning the sea, the speed of the unmanned airplane, the speed of the sea navigation body, and the length of the predetermined width, the sea navigation body and the unmanned flight And a route determination unit that calculates the predetermined distance so that a path offset that is a distance in the traveling direction is constant, and determines a flight path of the unmanned airplane based on the calculated predetermined distance. Providing equipment.
このような構成によれば、海上航行体の進行方向に交差する方向の所定幅において、無人飛行機を海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、所定幅の進行後には海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させ、無人飛行機が海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を進行方向に対して左右に移動させることにより、無人飛行機の光学センサで海上を走査させる。また、無人飛行機の速度と、海上航行体の速度と、所定幅の長さとに基づいて、海上航行体と無人飛行機との進行方向の距離である経路オフセットが一定になるよう算出された所定距離に基づいて、無人飛行機の飛行経路が決定される。
このように、無人飛行機が所定幅を進行する期間において、無人飛行機の進行方向に対する左右方向に対して海上が走査されることにより、広範囲の走査が可能となり、海上の目標物の発見率が向上される。また、経路オフセットが一定になるように所定距離が算出され、この所定距離に基づいて決定された飛行経路で無人飛行機が飛行するので、飛行経路の入力等のオペレータによる設定を簡略化できる。さらに、経路オフセットの距離が一定に保たれるので、例えば、海上航行体が被護衛船を護衛する護衛艦とし、護衛艦の速度と無人飛行機の速度とがそれぞれ一定でない場合であっても、時間経過に伴う護衛艦と無人飛行機との距離の乖離を防止できるので、乖離距離が大きくなることで遭遇すると想定される不審船による襲撃等を防ぐことができる。
According to such a configuration, the unmanned airplane is caused to travel in a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body at a predetermined width in a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. In a period in which the unmanned airplane travels a predetermined distance toward the traveling direction and travels in a direction crossing the traveling direction of the marine navigation body, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is set to the left and right with respect to the traveling direction. By moving, the optical sensor of the unmanned airplane scans the sea. The predetermined distance calculated so that the path offset, which is the distance in the direction of travel between the maritime navigation body and the unmanned airplane, is constant based on the speed of the unmanned airplane, the speed of the marine navigation body, and the length of the predetermined width. Based on the above, the flight path of the unmanned airplane is determined.
In this way, during the period when the unmanned airplane travels a predetermined width, the sea is scanned in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane, thereby enabling a wide range of scanning and improving the discovery rate of targets at sea. Is done. In addition, since the predetermined distance is calculated so that the path offset is constant and the unmanned airplane flies along the flight path determined based on the predetermined distance, the setting by the operator such as the input of the flight path can be simplified. In addition, since the distance of the route offset is kept constant, for example, the seagoing body uses an escort ship to escort the escort ship, and even if the speed of the escort ship and the speed of the unmanned airplane are not constant, time elapses. Since the distance between the escort ship and the unmanned airplane can be prevented, it is possible to prevent an assault by a suspicious ship assumed to be encountered when the distance increases.
上記制御装置は、オペレータによって指定された撮像範囲の情報を取得し、前記海上走査手段に出力する取得手段を具備することが好ましい。
これにより、オペレータが撮像範囲を直接指定することができる。
It is preferable that the control device includes an acquisition unit that acquires information on an imaging range designated by an operator and outputs the acquired information to the maritime scanning unit.
As a result, the operator can directly specify the imaging range.
上記制御装置の前記経路決定手段は、目標値として取得した前記経路オフセットの情報である目標経路オフセットの情報と、計測値として取得した前記経路オフセットの情報である計測経路オフセットとの差を誤差とし、該誤差を補正して前記所定距離を算出することが好ましい。 The route determination means of the control device uses as an error the difference between the target route offset information, which is the route offset information acquired as a target value, and the measured route offset, which is the route offset information acquired as a measured value. Preferably, the predetermined distance is calculated by correcting the error.
無人飛行機や海上航行体が常に一定の速度で進まず、経路オフセットの目標値と計測値とに誤差が生じる場合であっても、誤差を加味して所定距離を算出するので、より適切な飛行経路が決定できる。 Even if an unmanned airplane or sea vehicle does not always move at a constant speed and an error occurs between the target value and the measured value of the path offset, the predetermined distance is calculated by taking the error into account, so a more appropriate flight The route can be determined.
上記制御装置の前記海上走査手段は、前記無人飛行機と前記海面との距離に基づいて、前記光学センサのズーム量を調整し、前記光学センサによって撮像される被写体を略一定の大きさで撮像するズーム調整手段を具備することが好ましい。 The sea scanning means of the control device adjusts the zoom amount of the optical sensor based on the distance between the unmanned airplane and the sea surface, and images a subject imaged by the optical sensor with a substantially constant size. It is preferable to include zoom adjusting means.
ズーム量を一定にしている場合に、無人飛行機と海面との距離が比較的長いと、被写体が小さく撮像され、無人飛行機と海面との距離が比較的短いと、被写体が大きく撮像される。本発明では、無人飛行機と海面との距離が比較的長いときにはズーム量を増大させ、距離が比較的短いときにはズーム量を低減させるよう調整することにより、海上の被写体を略一定の大きさで撮像する。これにより、被写体が存在する場合には、監視するオペレータ等が、無人飛行機から撮像される被写体を視認しやすくなる。 When the zoom amount is constant, if the distance between the unmanned airplane and the sea surface is relatively long, the subject is imaged small, and if the distance between the unmanned airplane and the sea surface is relatively short, the subject is imaged large. In the present invention, by adjusting the zoom amount to be increased when the distance between the unmanned airplane and the sea surface is relatively long, and adjusting the zoom amount to be decreased when the distance is relatively short, an object at sea is imaged with a substantially constant size. To do. Thereby, when a subject exists, it becomes easy for a monitoring operator or the like to visually recognize the subject imaged from the unmanned airplane.
上記制御装置の前記ズーム調整手段は、前記光学センサによって視向される領域である視向範囲の前記海面と接する接平面である撮像領域のうち上端の前記海面との接線である撮像領域上端から前記無人飛行機までの水平距離と、前記被写体の想定される大きさである想定目標サイズと、前記想定目標サイズを撮像する画素数である撮像画素数と、前記光学センサの水平解像度と、前記無人飛行機の飛行高度と、に基づいて前記ズーム量を調整することとしてもよい。 The zoom adjusting means of the control device includes an imaging area that is a tangent to the sea surface at an upper end in an imaging area that is a tangential plane that is in contact with the sea surface in a viewing range that is an area that is viewed by the optical sensor. The horizontal distance to the unmanned airplane, the assumed target size that is the assumed size of the subject, the number of imaging pixels that is the number of pixels that capture the assumed target size, the horizontal resolution of the optical sensor, and the unmanned The zoom amount may be adjusted based on the flight altitude of the airplane.
このようなパラメータによってズーム量を調整することにより、被写体を略一定の大きさで撮像することができる。 By adjusting the zoom amount using such parameters, the subject can be imaged with a substantially constant size.
上記制御装置の前記海上走査手段は、前記光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対する左右方向のうち、第1方向から第2方向に走査させることが好ましい。 It is preferable that the sea scanning means of the control device scans the imaging direction of the optical sensor from the first direction to the second direction among the left and right directions with respect to the traveling direction of the unmanned airplane.
左右方向の第1方向(左または右)から第2方向(右または左)に走査した後、光学センサの走査位置を第1方向(左または右)に戻し、第1方向(左または右)から第2方向(右または左)への走査を繰り返す。これにより、第1方向から第2方向に走査後、第2方向から第1方向に光学センサの位置を戻しながら走査する場合と比較して、走査のオーバーラップを低減でき、効率的に走査できる。 After scanning from the first direction (left or right) in the left-right direction to the second direction (right or left), the scanning position of the optical sensor is returned to the first direction (left or right), and the first direction (left or right) To the second direction (right or left). Thereby, after scanning from the first direction to the second direction, compared with the case of scanning while returning the position of the optical sensor from the second direction to the first direction, it is possible to reduce scanning overlap and efficiently scan. .
本発明は、海上航行体の進行方向の前方を飛行する無人飛行機を制御する制御装置であって、前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御手段と、前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査手段と、前記無人飛行機と海面との距離に基づいて、前記光学センサが前記海上を走査する速度である走査速度を調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示させる走査速度調整手段とを具備する制御装置を提供する。 The present invention is a control device for controlling an unmanned airplane flying in front of a traveling direction of a marine navigation body, wherein the unmanned airplane is placed on the sea in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. A route control means for causing the unmanned airplane to travel a predetermined distance toward the traveling direction of the marine navigation body after the unmanned airplane has traveled in the predetermined width after traveling in a direction intersecting the traveling direction of the navigation body; In a period in which the airplane is traveling in a direction intersecting with the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane, Based on the sea scanning means for scanning the sea, and the distance between the unmanned airplane and the sea surface, the optical sensor adjusts the scanning speed, which is the speed at which the sea is scanned, and travels. To provide a control device having a scanning speed adjustment means for presenting at a constant speed imaging result obtained by.
このような構成によれば、海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、無人飛行機を海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、所定幅の進行後には海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させ、無人飛行機が海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を進行方向に対して左右に移動させることにより、無人飛行機の光学センサで海上を走査させる。また、光学センサが海上を走査する走査速度は、無人飛行機と海面との距離に基づいて調整され、走査によって得られる撮像結果が一定速度で提示される。 According to such a configuration, the unmanned airplane is caused to travel in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across the direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. The imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is set to the traveling direction during the period when the unmanned airplane is traveling in the direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body. By moving left and right, the sea is scanned with an optical sensor of an unmanned airplane. The scanning speed at which the optical sensor scans the sea is adjusted based on the distance between the unmanned airplane and the sea surface, and the imaging result obtained by the scanning is presented at a constant speed.
光学センサの走査速度を一定にしている場合に、無人飛行機と海面との距離が比較的長いと光学センサによって撮像される領域は大きく変化し、無人飛行機と海面との距離が比較的短いと光学センサによって撮像される領域の変化は小さくなる。本発明では、無人飛行機と海面との距離が比較的長いときには、走査速度を増大させ、距離が比較的短いときには走査速度を低減させるよう調整することにより、撮像結果を一定速度で得られるようにする。これにより、無人飛行機から撮像される海上の監視を行うオペレータ等に対し、複雑な操作なしに安定した撮像結果を提供することができ、かつ、海上の目標物の発見率を向上させることができる。 When the scanning speed of the optical sensor is constant, if the distance between the unmanned airplane and the sea surface is relatively long, the area imaged by the optical sensor changes significantly, and if the distance between the unmanned airplane and the sea surface is relatively short, The change in the area imaged by the sensor is reduced. In the present invention, by adjusting the scanning speed to increase when the distance between the unmanned airplane and the sea surface is relatively long, and to decrease the scanning speed when the distance is relatively short, the imaging result can be obtained at a constant speed. To do. As a result, it is possible to provide a stable imaging result without complicated operations to an operator who performs surveillance on the sea imaged from an unmanned airplane, and can improve the discovery rate of a target on the sea. .
上記制御装置の前記走査速度調整手段は、前記光学センサの視向範囲の前記海面と接する接平面である撮像領域において被写体が含まれる場合に、前記撮像領域内に前記被写体が提示される時間をオペレータが前記被写体を視認できると想定される時間とし、該時間に基づいて走査速度を調整することとしてもよい。 The scanning speed adjusting means of the control device may calculate a time during which the subject is presented in the imaging region when the subject is included in the imaging region that is a tangential plane in contact with the sea surface in the viewing direction range of the optical sensor. It is also possible to set the time when the operator can visually recognize the subject and adjust the scanning speed based on the time.
撮像領域が走査によって移動することにより、被写体が撮像領域の下端(上端)から上端(下端)に向けて移動した場合であっても、オペレータによって確実に被写体を認識することができる。 By moving the imaging region by scanning, even when the subject moves from the lower end (upper end) to the upper end (lower end) of the imaging region, the operator can reliably recognize the subject.
本発明は、海上航行体の進行方向の前方を飛行する無人飛行機を制御する制御方法であって、前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御過程と、前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査過程と、前記無人飛行機の速度と、前記海上航行体の速度と、前記所定幅の長さとに基づいて、前記海上航行体と前記無人飛行機との前記進行方向の距離である経路オフセットが一定となるように前記所定距離を算出し、算出された前記所定距離に基づいて前記無人飛行機の飛行経路を決定する経路決定過程とを有する制御方法を提供する。 The present invention provides a control method for controlling an unmanned airplane flying in front of a traveling direction of a marine navigation body, wherein the unmanned airplane is placed on the sea in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. A route control process in which the unmanned airplane travels in a direction crossing a traveling direction of the navigation body, and the unmanned airplane travels a predetermined distance toward the traveling direction of the marine navigation body after the unmanned airplane travels the predetermined width; In a period in which the airplane is traveling in a direction intersecting with the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane, Based on the sea scanning process for scanning the sea, the speed of the unmanned airplane, the speed of the sea navigation body, and the length of the predetermined width, the sea navigation body and the unmanned flight And a route determination process that calculates the predetermined distance so that a path offset that is a distance in the traveling direction with the aircraft is constant, and determines a flight path of the unmanned airplane based on the calculated predetermined distance. Provide a method.
本発明は、海上航行体の進行方向の前方を飛行する無人飛行機を制御する制御プログラムであって、前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御処理と、前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査処理と、前記無人飛行機の速度と、前記海上航行体の速度と、前記所定幅の長さとに基づいて、前記海上航行体と前記無人飛行機との前記進行方向の距離である経路オフセットが一定となるように前記所定距離を算出し、算出された前記所定距離に基づいて前記無人飛行機の飛行経路を決定する経路決定処理とをコンピュータに実行させるための制御プログラムを提供する。 The present invention is a control program for controlling an unmanned airplane flying in front of a traveling direction of a marine navigation body, wherein the unmanned airplane is placed on the sea in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. A route control process in which the unmanned airplane travels in a direction crossing a traveling direction of the navigation body, and the unmanned airplane travels a predetermined distance in a traveling direction of the marine navigation body after the unmanned airplane travels the predetermined width; In a period in which the airplane is traveling in a direction intersecting with the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane, Based on the sea scanning process for scanning the sea, the speed of the unmanned airplane, the speed of the sea navigation body, and the length of the predetermined width, the sea navigation body and the A route determination process for calculating the predetermined distance so that a path offset which is a distance in the traveling direction with respect to the human airplane is constant, and determining a flight path of the unmanned airplane based on the calculated predetermined distance; Provide a control program to be executed.
本発明は、海上航行体の進行方向の前方を飛行する無人飛行機を制御する制御方法であって、前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御過程と、前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査過程と、前記無人飛行機と海面との距離に基づいて、前記光学センサが前記海上を走査する速度である走査速度を調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示させる走査速度調整過程とを有する制御方法を提供する。 The present invention provides a control method for controlling an unmanned airplane flying in front of a traveling direction of a marine navigation body, wherein the unmanned airplane is placed on the sea in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. A route control process in which the unmanned airplane travels in a direction crossing a traveling direction of the navigation body, and the unmanned airplane travels a predetermined distance toward the traveling direction of the marine navigation body after the unmanned airplane travels the predetermined width; In a period in which the airplane is traveling in a direction intersecting with the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane Based on the sea scanning process for scanning the sea and the distance between the unmanned airplane and the sea surface, the optical sensor adjusts the scanning speed, which is the speed at which the optical sensor scans the sea. To provide a control method and a scanning speed adjustment process for presenting imaging results obtained at a constant speed by.
本発明は、海上航行体の進行方向の前方を飛行する無人飛行機を制御する制御プログラムであって、前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御処理と、前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査処理と、前記無人飛行機と海面との距離に基づいて、前記光学センサが前記海上を走査する速度である走査速度を調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示させる走査速度調整処理とをコンピュータに実行させるための制御プログラムを提供する。 The present invention is a control program for controlling an unmanned airplane flying in front of a traveling direction of a marine navigation body, wherein the unmanned airplane is placed on the sea in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body. A route control process in which the unmanned airplane travels in a direction crossing a traveling direction of the navigation body, and the unmanned airplane travels a predetermined distance in a traveling direction of the marine navigation body after the unmanned airplane travels the predetermined width; In a period in which the airplane is traveling in a direction intersecting with the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane, Based on the sea scanning process for scanning the sea and the distance between the unmanned airplane and the sea surface, the scanning speed, which is the speed at which the optical sensor scans the sea, is adjusted. To provide a control program for executing the scan speed adjustment processing in the computer to present the imaging result obtained by scanning at a constant speed.
本発明は、簡便に海上の物体の発見率を向上させるという効果を奏する。 The present invention has an effect of simply improving the discovery rate of objects on the sea.
以下に、本発明に係る制御装置及び方法並びにプログラムの実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第1の実施形態〕
本実施形態においては、海上航行体は被護衛船を護衛する護衛艦であることとし、制御装置が、無人飛行機と護衛艦とによって被護衛船を襲撃する不審船の有無の捜索及び監視に適用されることとして説明するが、海上航行体及び制御装置の適用範囲はこれに限定されない。
Embodiments of a control device and method and a program according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In this embodiment, it is assumed that the maritime navigation body is an escort ship that escorts the escort ship, and the control device is applied to search and monitor whether there is a suspicious ship that attacks the escort ship by an unmanned airplane and an escort ship. As will be described, the application range of the marine navigation body and the control device is not limited to this.
図1は、無人飛行機103と、護衛艦(海上航行体)101と、制御装置10との関係を示した図である。
護衛艦101は、被護衛船102の進行方向前方に位置し、被護衛船102から所定間隔離れて進行し、被護衛船102を護衛する。また、護衛艦101は、水上レーダを備え、水上レーダによって周囲の不審船112を捜索する。護衛艦101に備えられた水上レーダによって捜索される領域は、例えば、図1に示されるように、護衛艦101の360°方向をカバーする護衛艦水上レーダ覆域113である。無人飛行機103は、護衛艦101の進行方向前方を飛行し、備えられる光学センサの撮像方向を進行方向に対して左右に移動させることにより海上を走査(詳細は後述する)し、不審船112を捜索する。また、光学センサとは、例えば、可視光画像センサや赤外線画像センサである。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship among the
The
護衛艦101と無人飛行機103との進行方向の距離は経路オフセットRとし、無人飛行機103は、護衛艦101から経路オフセットRの間隔を空けて飛行するよう制御されている。また、無人飛行機103の光学センサによって走査された走査領域A´と、護衛艦101の水上レーダによって捜索される護衛艦水上レーダ覆域113とは、経路オフセットRを設けることで重複しないように制御されている。
管制装置115は、無人飛行機103と通信可能に接続されており、無人飛行機103と情報(例えば、無人飛行機103の速度や位置等の情報)を交換するとともに、無人飛行機103を制御する。本実施形態においては、管制装置115は、護衛艦101上に設けられていることとして説明する。また、本実施形態における管制装置115は、GPS等のセンシング手段を備えており、管制装置115のセンシング手段により護衛艦101の位置や速度の情報を取得する。また、管制装置115は、制御装置10を備えている。
The distance in the advancing direction between the
The
図2は、本発明の第1の実施形態に係る制御装置10の概略構成を示したブロック図である。図2に示すように、本実施形態に係る制御装置10は、コンピュータシステム(計算機システム)であり、CPU(中央演算処理装置)11、RAM(Random Access Memory)などの主記憶装置12、HDD(Hard Disk Drive)などの補助記憶装置13、キーボードやマウスなどの入力装置14、モニタやプリンタなどの出力装置15、及び外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置16などを備えて構成されている。補助記憶装置13には、各種プログラム(制御プログラム)が格納されており、CPU11が補助記憶装置13からRAMなどの主記憶装置12にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
図3は、制御装置10が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図3に示されるように、制御装置10は、航路制御部(航路制御手段)20、取得部(取得手段)21、海上走査部(海上走査手段)22、経路決定部(経路決定手段)23、及びズーム調整部(ズーム調整手段)24を備えている。
航路制御部20は、護衛艦101の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅Wにおいて、無人飛行機103を護衛艦101の進行方向と交差する方向に進行させ、無人飛行機103が所定幅Wの進行後に、無人飛行機103を護衛艦101の進行方向に向けて所定距離Sだけ進行させる。本実施形態においては、進行方向に対して交差する方向が、進行方向に対して垂直方向であることを例に挙げて説明する。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the functions provided in the
The
取得部21は、管制装置115の操作及び監視等を行うオペレータによって指定された撮像範囲の情報を取得し、海上走査部22に出力する。また、取得部21は、入力装置14等を介して入力された各種パラメータ情報を取得する。
海上走査部22は、無人飛行機103が護衛艦101の進行方向と垂直方向に進行している期間において、無人飛行機103に備えられる光学センサの撮像方向を、無人飛行機103の進行方向に対して左右方向に移動させ、海上を走査する(図1の走査領域A´参照)。具体的には、海上走査部22は、オペレータが取得部21に入力した撮影長さ111及び所定幅Wの情報によって全体の総撮像領域を決定し、海上を走査する。
The
The
また、海上走査部22は、光学センサの撮像方向を、無人飛行機103の進行方向に対する左右方向のうち、第1方向から第2方向に走査させる。具体的には、第1方向が左(右)、第2方向が右(左)である場合には、左(右)から右(左)に走査した後、光学センサの走査位置を左(右)に戻し、左(右)から右(左)への走査を繰り返す。これにより、左(右)から右(左)に走査後、右(左)から左(右)に光学センサの位置を戻しながら走査する場合と比較して、走査のオーバーラップを低減することができ、効率的に不審船112を捜索できる。
海上走査部22は、このように光学センサを介して得られた無人飛行機103からの撮像映像を出力装置15に出力させることで、オペレータに撮像映像を提供する。
Further, the
The
経路決定部23は、無人飛行機103の速度と、護衛艦101の速度と、所定幅Wの長さとに基づいて、護衛艦101と無人飛行機103との進行方向の距離である経路オフセットRが一定となるように所定距離Sを算出し、算出された所定距離Sに基づいて無人飛行機103の飛行経路Pを決定する。また、経路決定部23は、目標値として設定された経路オフセットRの情報である設定経路オフセットRsの情報と、GPS等の計測機器により計測値として取得した経路オフセットRの情報である観測経路オフセットRoとの差を誤差とし、該誤差を補正して所定距離Sを算出する。
Based on the speed of the
具体的に、図4及び図5を用いて無人飛行機103の飛行経路Pの決定方法について説明する。図4に示されるように、時刻t=t1における護衛艦101の位置を101a、無人飛行機103の位置を103a、時刻t=t2における護衛艦101の位置を101b、無人飛行機103の位置を103b、同様に時刻t=t3における護衛艦101の位置を101c、無人飛行機103の位置を103cとする。
Specifically, a method for determining the flight path P of the
無人飛行機103の飛行経路Pは、護衛艦101の進行方向に対して垂直方向にわたる所定幅Wを進行した後、護衛艦101の進行方向に所定距離Sだけ進行し、所定距離S進行後の位置から所定幅Wを進行する。即ち、図4に示されるように、所定幅Wを右から左に進行後、護衛艦101の進行方向に所定距離S1だけ進行し、所定幅Wを左から右に進行後、護衛艦101の進行方向に所定距離S2だけ進行し、所定幅Wを右から左に進行する。このように飛行経路Pは、所定幅Wと所定距離Sとの和によって算出される。
The flight path P of the
ここで、所定距離Sの算出方法について、図5を用いて説明する。所定幅Wは、取得部21を介してオペレータ等により予め設定(入力)される値とし、時刻t=tnにおける所定距離Snと、と時刻t=t(n+1)における所定距離S(n+1)は、無人飛行機103が距離X1を移動する時間と、護衛艦101が距離X2を移動する時間とが等しいことに基づいて、以下の(1)式が成立する。
Here, a method of calculating the predetermined distance S will be described with reference to FIG. The predetermined width W is a value preset (input) by an operator or the like via the
ここで、Wは捜索幅〔メートル:m〕、Sは進行方向の移動距離〔m〕、Vaは無人飛行機103の速度〔m/s〕、Vdは護衛艦101の速度〔m/s〕、Vrtは無人飛行機103の速度と護衛艦101の速度との比率、rtは旋回半径とし、ΔRは観測経路オフセットRo〔m〕と設定経路オフセットRs〔m〕との差Ro−Rs〔m〕として誤差補正に用いられる。
(W+(2π×rt×1/4)×2+(S−2rt))/Va=(S+ΔR)/Vd・・・(1)
Where W is the search width [m: m], S is the travel distance [m], Va is the speed of the unmanned airplane 103 [m / s], Vd is the speed of the destroyer 101 [m / s], Vrt Is the ratio between the speed of the
(W + (2π × rt × 1/4) × 2 + (S−2rt)) / Va = (S + ΔR) / Vd (1)
上記(1)式をSについて解くと、以下のようになる。
S=(−ΔR×Va+(W+(π−2)×rt)×Vd)/(−Vd+Va)
=(−ΔR×(Va/Vd)+(W+(π−2)×rt))/((Va/Vd)−1)
=(−ΔR×(Va/Vd)/((Va/Vd)−1)+(W+(π−2)×rt)/((Va/Vd)−1)・・・(2)
Solving the above equation (1) for S is as follows.
S = (− ΔR × Va + (W + (π−2) × rt) × Vd) / (− Vd + Va)
= (− ΔR × (Va / Vd) + (W + (π−2) × rt)) / ((Va / Vd) −1)
= (− ΔR × (Va / Vd) / ((Va / Vd) −1) + (W + (π−2) × rt) / ((Va / Vd) −1) (2)
また、Va/Vd=Vrtとすると、上記(2)式は、
S=((W+(π−2)×rt)−ΔR×Vrt)/(Vrt−1)・・・(3)
となる。
このように、無人飛行機103を護衛艦101の進行方向に向けて進行させる所定距離Sを算出し、算出された所定距離S及び所定幅Wに基づいて飛行経路Pを決定し、無人飛行機103を制御する。
When Va / Vd = Vrt, the above equation (2) is
S = ((W + (π−2) × rt) −ΔR × Vrt) / (Vrt−1) (3)
It becomes.
In this way, the predetermined distance S for causing the
ズーム調整部24は、無人飛行機103と海面との距離に基づいて、光学センサのズーム量を調整し、光学センサによって撮像される被写体(例えば、オペレータの関心の対象である海上の目標物)を略一定の大きさで撮像する。具体的には、図6に示されるように、ズーム調整部24は、光学センサによって視向される領域である視向範囲の海面と接する接平面である撮像領域Aのうち上端の海面との接線である撮像領域上端203aから無人飛行機103までの水平距離Lと、被写体の想定される大きさである想定目標サイズM〔m〕と、想定目標サイズMを撮像する画素数である撮像画素数dと、光学センサの水平解像度dhと、無人飛行機103の飛行高度hと、に基づいてズーム量を調整する。具体的には、ズーム量の調整は、水平画角θhの調整によってなされることとする。
The
より具体的に、図6を用いて、ズーム調整部24による光学センサのズーム量の制御について説明する。図6は、無人飛行機103が飛行高度h〔m〕で横方向に光学センサを視向している状況を示した図である。光学センサのズーム量、即ち、水平画角θh〔rad:ラジアン〕を設定すると、光学センサの水平画角θhと垂直画角θvとは一定比率であることから、垂直画角θv〔rad〕が従属的に決まる。ここで、撮像領域Aの幅を水平視野幅b〔m:メートル〕とし、無人飛行機103から撮像領域上端203aまでの水平距離を水平距離L〔m〕、無人飛行機103から撮像領域上端203aまでの直線距離を直線距離l〔m〕、光学センサの仰角を仰角θs〔rad〕とする。
More specifically, the control of the zoom amount of the optical sensor by the
図7には、光学センサによる撮像領域Aの概念図を示す。光学センサは水平方向と垂直方向とに解像度を有しており、それぞれを水平解像度dh〔画素〕、垂直解像度dv〔画素〕とする。水平画角θhが設定されると撮像領域上端203aまでの水平距離Lに応じて、水平視野幅bが決まり、図7に示される撮像映像上ではbの物理長の映像が水平解像度dhの画素数(例えば、640画素)に対応する。水平画角θhが大きくなると水平視野幅bが大きくなり、水平画角θhが小さくなると水平視野幅bが小さくなる。つまり、水平画角θhが大きくなると、1画素に対応する物理的な長さが大きくなるので映像上で小さな目標を識別困難となる。逆に水平画角θhを小さくすると1画素に対応する物理的な長さは小さくなるため、小さな目標の識別をしやすくなるが、図7の撮像領域Aが小さくなるので、広範囲の捜索には不向きである。
In FIG. 7, the conceptual diagram of the imaging area A by an optical sensor is shown. The optical sensor has resolutions in the horizontal direction and the vertical direction, and each of them has a horizontal resolution dh [pixel] and a vertical resolution dv [pixel]. When the horizontal angle of view θh is set, the horizontal visual field width b is determined according to the horizontal distance L to the imaging region
そこで、想定される不審船(想定目標のサイズM)と、その目標サイズを映像上で何画素で撮像するかの設定値(想定目標の撮像画素数d)とを管制装置115において設定し、その設定値に応じて水平画角θhを制御する。例えば、5メートルの大きさの目標が10画素で撮像できるようにする場合には、光学センサの仰角θsに対応して、常に5メートルの大きさの目標が10画素の大きさで撮像されるよう、水平視野幅bが、(M/d)×dh=(5/10)×640=320メートルの一定の長さとなるように水平画角θhを制御する(以下(6)式参照)。
Therefore, the
図6の俯瞰図において、撮像領域上端203aまでの直線距離lが決定されると、図7の水平視野幅bに応じて、水平画角θhは下記(4)式のように三角関数によって表わされる。ここで、θhは水平画角〔rad〕、Mは想定目標のサイズ〔m:メートル〕、dは想定目標の撮像画素数〔画素〕、dhは光学センサの水平解像度〔画素〕、hは飛行高度〔m〕、Lは無人飛行機から撮像領域上端までの水平距離〔m:メートル〕とする。
tan(θh/2)=(b/2)/l ・・・(4)
In the overhead view of FIG. 6, when the linear distance l to the imaging region
tan (θh / 2) = (b / 2) / l (4)
一方、図6に示されるように、光学センサの仰角θsと水平画角θhとが定まると、三平方の定理より、撮像領域上端203aまでの直線距離lが、下記(5)式のように表わされる。
また、撮像領域Aにおいて、想定目標の撮像画素数dと想定目標のサイズMと水平解像度dhの値に応じて、水平視野幅bは以下の(6)式のように表わされる。
b=(M/d)×dh ・・・(6)
上記(4)式に、(5)式及び(6)式を代入し、水平画角θhと垂直画角θvとの関係式θv=θh×(dv/dh)、及び三角関数の公式である以下の(7)式を用いると、(8)式となる。
Further, in the imaging area A, the horizontal visual field width b is expressed by the following equation (6) according to the assumed target imaging pixel number d, the assumed target size M, and the horizontal resolution dh.
b = (M / d) × dh (6)
By substituting the equations (5) and (6) into the above equation (4), the relational expression θv = θh × (dv / dh) between the horizontal field angle θh and the vertical field angle θv, and a trigonometric function formula. When the following formula (7) is used, formula (8) is obtained.
本実施形態においては、無人飛行機103と海面との距離が比較的長いときにはズーム量を増大させ、距離が比較的短いときにはズーム量を低減させるよう調整することにより、海上の被写体を略一定の大きさで撮像する。これにより、無人飛行機103から撮像される被写体の監視を行うオペレータ等に対し、被写体が存在する場合には視認しやすくさせることができる。
In the present embodiment, by adjusting the zoom amount to increase when the distance between the
次に、上述した制御装置10における制御方法について、図1から図7を用いて説明する。
取得部21を介して、捜索幅W、オペレータが指定する撮像範囲、設定経路オフセットRs、旋回半径rt等のパラメータ情報が入力される。制御装置10に取得された設定経路オフセットRsの情報に基づいて、無人飛行機103は、護衛艦101との経路オフセットRの距離を保ち、護衛艦101の進行方向前方の上空に位置するよう制御されている(時刻t1)。無人飛行機103が時刻t1の位置にある場合、無人飛行機103と管制装置115、及び護衛艦101と管制装置115のそれぞれが情報交換することにより、無人飛行機103の速度Va及び護衛艦101の速度Vdの速度情報と、観測経路オフセットRoの情報が、制御装置10に入力される。
Next, the control method in the
Parameter information such as the search width W, the imaging range designated by the operator, the set route offset Rs, and the turning radius rt are input via the
続いて、無人飛行機103の速度Va及び護衛艦101の速度Vdから、速度Vaと速度Vdとの比率Vrtが算出され、観測経路オフセットRoと設定経路オフセットRsとに基づいて経路オフセットの差ΔRが算出される。こうして得られた無人飛行機103の速度Va、護衛艦101の速度Vd、速度Va速度Vdの比率Vrt、旋回半径rt、及び経路オフセットの差ΔRに基づいて所定距離S1の距離、即ち、無人飛行機103の時刻t2の位置が算出される。また、無人飛行機103が、時刻t2の位置となった場合には、時刻t3の位置が算出され、所定距離S2の距離が決定される。
このように、時刻tnにおいて算出される時刻t(n+1)のタイミングの無人飛行機103の位置に応じて算出される所定距離Sと、所定幅Wと、に基づいて、経路決定部23によって飛行経路Pが決定される。
Subsequently, the ratio Vrt between the speed Va and the speed Vd is calculated from the speed Va of the
As described above, the
無人飛行機103は、決定された飛行経路Pに基づき、航路制御部20によって飛行制御される。また、航路制御部20は、無人飛行機103を所定幅Wの距離を進行させると、無人飛行機103を護衛艦101の進行方向に向けて所定距離S1だけ進行させ、さらに、進行させた位置から前回の所定幅W進行の向きとは逆向きに、所定幅W進行させる。無人飛行機103が所定幅Wを進行するよう制御されている場合に、無人飛行機103の進行方向の左右方向に光学センサの撮像方向が設定され、撮像される全体の領域である総撮像領域内にオペレータによって指定された撮像領域を含むように海上が走査される。
The
また、取得部21を介して、目標物の想定目標のサイズMと、想定目標の撮像画素数dとが取得されると、上述した(8)式に基づいて、撮像映像の水平画角θhが算出される。ズーム調整部24において、上記算出された水平画角θhに基づいて撮像領域のズーム量が調整され、出力装置15に示される撮像映像に目標物が含まれる場合には、目標物は一定の大きさで提示される。
Further, when the assumed target size M of the target and the imaging pixel number d of the assumed target are acquired via the
このように、目標物が一定の大きさで示されることにより、オペレータが出力装置15を確認した場合に目標物を視認しやすくなり、目標物を確実に把握することができる。また、オペレータに目標物をより確実に発見させる方法として、出力装置15は、撮像映像上に目標物を示すだけでなく、目標物の周囲に枠線等の強調表示を加えることとしてもよい。さらに、出力装置15は、ディスプレイ等を介して映像を提示するだけでなく、スピーカ等を介して警告音等の音声情報を加えて目標物の存在を通知し、より一層オペレータに発見させやすくしてもよい。これにより、オペレータはディスプレイを常に注視し続けなくても、目標物を見逃す事態が低減され,オペレータの作業負担等のワークロードが低減する。
Thus, by displaying the target with a certain size, it becomes easier to visually recognize the target when the operator confirms the
以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置10及び方法並びにプログラムによれば、護衛艦101の進行方向に対して垂直方向にわたる所定幅Wにおいて、無人飛行機103を護衛艦101の進行方向と垂直方向に進行させ、所定幅Wの進行後には護衛艦101の進行方向に向けて所定距離Sだけ進行させ、無人飛行機103が護衛艦101の進行方向と垂直方向に進行している期間において、無人飛行機103に備えられる光学センサの撮像方向を進行方向に対して左右に移動させることにより、無人飛行機103の光学センサで海上を走査させる。また、無人飛行機103の速度と、護衛艦101の速度と、所定幅Wの長さとに基づいて、護衛艦101と無人飛行機103との進行方向の距離である経路オフセットRが一定になるよう算出された所定距離Sに基づいて、無人飛行機103の飛行経路Pが決定される。
As described above, according to the
このように、無人飛行機103が所定幅Wを進行する期間において、無人飛行機103の進行方向に対する左右方向に対して海上が走査されることにより、広範囲の走査が可能となり、海上の目標物の発見率が向上される。また、経路オフセットRが一定になるように所定距離Sが算出され、この所定距離Sに基づいて決定された飛行経路で無人飛行機103が飛行するので、飛行経路の入力等のオペレータによる設定を簡略化できる。さらに、経路オフセットRの距離が一定に保たれるので、護衛艦101の速度と無人飛行機103の速度とがそれぞれ一定でない場合であっても、時間経過に伴う護衛艦101と無人飛行機103との距離の乖離を防止できるので、乖離距離が大きくなることで遭遇すると想定される不審船による襲撃等を防ぐことができる。
また、入力装置14等を介してオペレータにより指定された撮像領域を直接指定することができるので、総撮像領域内に所望の撮像領域を確実に含んだ状態で海上を捜索できる。
In this way, during the period in which the
In addition, since the imaging area designated by the operator can be directly designated via the
上述した(8)式では、水平画角θhの満たすべき条件を示していたが、ここで、ニュートン法を用いて数値解析を用いることにより、上記(8)式で求めた条件式から水平画角θhが算出されることを以下の例に示す。
ニュートン法は、f(X)=0となるXの解を繰り返し計算で求める数値解析手法である。数値解析にはf(X)の導関数であるf´(X)を用い、以下の計算を繰り返し、f(X)=0となるXに近づけていく。
Xn=Xn−1−(f(Xn−1)/f´(Xn−1))
In the above-described equation (8), the condition to be satisfied by the horizontal angle of view θh is shown. Here, by using numerical analysis using Newton's method, the horizontal image is obtained from the conditional equation obtained by the above equation (8). The calculation of the angle θh is shown in the following example.
The Newton method is a numerical analysis method for obtaining a solution of X where f (X) = 0 by repeated calculation. For numerical analysis, f ′ (X), which is a derivative of f (X), is used, and the following calculation is repeated to approach X where f (X) = 0.
Xn = Xn-1- (f ( Xn-1 ) / f '( Xn-1 ))
以下の数値を例に、上記(8)式の水平画角θhをニュートン法によって求める。(8)式から、ア関数f(θh)とし、ア関数f(θh)の導関数f´(θh)を三角関数の微分公式を用い、イ関数とする。
飛行高度h=914.4〔m〕
光学センサの仰角θs=50〔deg〕=0.873〔rad〕
想定目標のサイズM=5〔m〕
想定目標の撮像画素数d=10〔画素〕
光学センサの水平解像度dh=640〔画素〕
Taking the following numerical value as an example, the horizontal angle of view θh of the above equation (8) is obtained by the Newton method. From the equation (8), it is assumed that a function f (θh) is used, and a derivative function f ′ (θh) of the function f (θh) is a function using a trigonometric differentiation formula.
Flight altitude h = 914.4 [m]
The elevation angle θs of the optical sensor = 50 [deg] = 0.873 [rad]
Assumed target size M = 5 [m]
Assumed target imaging pixel number d = 10 [pixel]
Optical sensor horizontal resolution dh = 640 [pixels]
θhの初期値をθh(0)=0.5〔rad〕(一般的な光学センサの最大水平画角が60〔deg〕程度であり、θhの初期値をその半分30〔deg〕≒0.5〔rad〕とする)とし、ニュートン法による計算を繰り返すと以下となる。
0回目 θh(0)=0.500rad、f(θh(0))=0.170
1回目 θh(1)=0.212rad、f(θh(1))=0.005
2回目 θh(2)=0.203rad、f(θh(2))=0.000
2回目の計算でf(θh)≒0に収束し、よって、水平画角θh=0.203〔rad〕となる。
このように、上記(8)式に、所定のパラメータを入力することにより、容易に水平画角θhを算出することができるので、各種パラメータに応じた水平画角θhの制御ができる。
The initial value of θh is θh (0) = 0.5 [rad] (the maximum horizontal field angle of a general optical sensor is about 60 [deg], and the initial value of θh is half that [30] [deg] ≈0. 5 [rad]) and the calculation by the Newton method is repeated as follows.
0th time θh (0) = 0.500 rad, f (θh (0)) = 0.170
First time θh (1) = 0.212 rad, f (θh (1)) = 0.005
Second time θh (2) = 0.203 rad, f (θh (2)) = 0.000
The second calculation converges to f (θh) ≈0, so that the horizontal angle of view θh = 0.203 [rad].
In this way, by inputting a predetermined parameter to the above equation (8), the horizontal angle of view θh can be easily calculated, so that the horizontal angle of view θh can be controlled according to various parameters.
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態に係る制御装置について図8を用いて説明する。本実施形態に係る制御装置は、第1の実施形態における構成に加え、光学センサによって海上を走査する速度を調整する点で、上述の第1の実施形態と異なる。以下、本実施形態に係る制御装置について、第1の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control device according to the present embodiment is different from the first embodiment described above in that in addition to the configuration in the first embodiment, an optical sensor adjusts the speed of scanning the sea. Hereinafter, regarding the control device according to the present embodiment, description of points that are common to the first embodiment will be omitted, and different points will be mainly described.
走査速度調整部(走査速度調整手段)は、無人飛行機と海面との距離に基づいて、光学センサが海上を走査する速度である走査速度ωsを調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示する。また、走査速度調整部は、光学センサの視向範囲の海面と接する接平面である撮像領域において被写体が含まれる場合に、撮像領域内に被写体が提示される時間をオペレータが被写体を視認できると想定される時間とし、該時間に基づいて走査速度を調整する。 The scanning speed adjustment unit (scanning speed adjustment means) adjusts the scanning speed ωs, which is the speed at which the optical sensor scans the sea, based on the distance between the unmanned airplane and the sea surface, and obtains the imaging result obtained by scanning at a constant speed. Present. In addition, when the subject is included in an imaging region that is a tangential plane that is in contact with the sea surface in the viewing range of the optical sensor, the scanning speed adjustment unit can visually recognize the subject when the subject is presented in the imaging region. The expected time is set, and the scanning speed is adjusted based on the time.
ここで、走査速度調整部による走査速度の調整方法について説明する。
図8から図11は、捜索のある1場面において、静止する目標303をオペレータが認識できる速度によって撮像する光学センサの制御方法を説明するための図である。図8に示される進行方向断面図において、撮像飛行中の無人飛行機103の光学センサの指向方向と撮像領域を示し、無人飛行機103は紙面奥向きに飛行していることとする。また、図9は、無人飛行機103から取得された撮像映像を示す。図10及び図11は、図8及び図9の図から光学センサの仰角が変化し、目標303が1画素移動したときの図である。
Here, a method of adjusting the scanning speed by the scanning speed adjustment unit will be described.
FIGS. 8 to 11 are diagrams for explaining a control method of an optical sensor that captures an image of a
図9に示されるように、無人飛行機103が時計回りに光学センサの視向方向を移動させ海上を走査すると、目標303は静止している場合であっても、撮像映像上においては目標303が下から上へ移動する。ここで、オペレータが、撮像映像上で目標303を認識できると想定される撮像時間を必要撮像時間Tとする。
As shown in FIG. 9, when the
光学センサの走査速度ωsを遅く制御すれば、撮像映像上に提示される目標303の移動も遅くなり、目標303を必要撮像時間T以上撮像することができるが、その場合には無人飛行機103の左右方向の走査(撮像)が遅くなるので捜索効率は低下する。そのため、本実施形態の制御装置では、オペレータが目標303を認識できる光学センサの走査速度ωsのうち、最も速い光学センサの走査速度ωsを設定する。
If the scanning speed ωs of the optical sensor is controlled to be slow, the movement of the
まず、図9の撮像映像において、静止する目標303が撮像映像上を1画素動く場合の所要時間を考える。走査速度ωsが最も速くなる場合とは、目標303が、撮像映像上の下端から上端までの画素dvを、必要撮像時間Tの期間(時間)で移動する場合であり、即ち、目標303が撮像映像上を1画素動く場合の所要時間は、T/dv(下記(9)式参照)となる。ここで、垂直画角θvは光学センサの仰角θsによらず一定であることとし、ωsは光学センサ走査速度[rad/s]、θhは水平画角[rad]、θvは垂直画角[rad]、dhは水平解像度[画素]、dvは垂直解像度[画素]、Tは映像上でオペレータが目標を認識するのに必要とされる撮像時間[s]とする。
目標が撮像映像上を1画素動く際の所要時間:
T/dv[s]・・・(9)
First, consider the time required when the
Time required for the target to move one pixel on the captured image:
T / dv [s] (9)
次に、静止する目標303が撮像映像上を1画素動く場合の光学センサの仰角θsの変化量を考える。図10に示される進行方向断面図のように、目標303が撮像映像上で1画素動くように光学センサの仰角θsを変化させた場合、光学センサの仰角θsの変化量は垂直画角θvの1画素当たりの画角と等しい。つまり、光学センサの仰角θsの変化量は、θv/dv(下記(10)式)となる。
目標が撮像映像で1画素動く場合の光学センサの仰角の変化量:
(θv/dv)[rad]・・・(10)
Next, consider the amount of change in the elevation angle θs of the optical sensor when the
The amount of change in the elevation angle of the optical sensor when the target moves one pixel in the captured image:
(Θv / dv) [rad] (10)
これらのことから、光学センサの走査速度ωsは、撮像映像上で目標303が1画素分移動する場合の所要時間において、目標303が1画素分移動する分量の光学センサの仰角θsの変化が生じればよいため、以下の(11)式となる。
また、垂直画角θvと水平画角θhとの比率が、水平解像度dhと垂直解像度dvとの一定の比率関係(通常は4:3程度)と等しい場合には、垂直画角θvは、下記(13)式によって表される。これにより、(12)式と(13)式とに基づいて、(14)式が導出され、走査速度ωsが求められる。
For these reasons, the scanning speed ωs of the optical sensor changes in the elevation angle θs of the optical sensor by an amount by which the
When the ratio between the vertical angle of view θv and the horizontal angle of view θh is equal to a certain ratio (usually about 4: 3) between the horizontal resolution dh and the vertical resolution dv, the vertical angle of view θv is It is expressed by equation (13). As a result, the equation (14) is derived based on the equations (12) and (13), and the scanning speed ωs is obtained.
ここで、垂直画角θvが水平画角θhの変化に従属して変化する場合を考える。厳密には目標303が、撮像映像上で1画素動く前後において水平画角θvは微小変化するが、(11)式の垂直解像度dvが十分大きいと考えると、目標303が撮像映像上で1画素動く前後において水平画角θvは一定とみなすことができ、結果は(12)式となり、最終的に走査速度ωsは(14)式で表わされる。
Here, consider a case where the vertical angle of view θv changes depending on the change of the horizontal angle of view θh. Strictly speaking, the horizontal angle of view θv slightly changes before and after the
ωs=(θv/dv)/(T/dv)・・・(11)
=θv/T ・・・(12)
θv=θh×(dv/dh) ・・・(13)
ωs=(θh×(dv/dh))/T ・・・(14)
ωs = (θv / dv) / (T / dv) (11)
= Θv / T (12)
θv = θh × (dv / dh) (13)
ωs = (θh × (dv / dh)) / T (14)
次に、上述した制御装置10における制御方法について、説明する。
(手順A−1)制御装置において、取得部を介して上記パラメータ設定値が設定され、光学センサの仰角θsの初期値が設定される。(手順A−2)第1の実施形態で示した(8)式に基づいて、仰角θsの初期値における水平画角θhが算出されると、(手順A−3)上記(14)式に基づいて、上記算出された水平画角θhに対応した光学センサの走査速度ωsが算出される。このように算出された走査速度ωsで光学センサの視向方向が移動することにより、光学センサの仰角θsが変化する。(手順A−4)仰角θsが計測されており、仰角θsが所定量変化したことが検出されると、次の走査速度ωsの算出処理に移行する。ここでは、例えば、仰角θsが1〔deg〕変化する毎に、次の計算処理を実行することとする。
Next, the control method in the
(Procedure A-1) In the control device, the parameter setting value is set via the acquisition unit, and the initial value of the elevation angle θs of the optical sensor is set. (Procedure A-2) When the horizontal angle of view θh at the initial value of the elevation angle θs is calculated based on the equation (8) shown in the first embodiment, (procedure A-3) Based on this, the scanning speed ωs of the optical sensor corresponding to the calculated horizontal field angle θh is calculated. As the viewing direction of the optical sensor moves at the calculated scanning speed ωs, the elevation angle θs of the optical sensor changes. (Procedure A-4) When the elevation angle θs is measured and it is detected that the elevation angle θs has changed by a predetermined amount, the process proceeds to the next calculation process of the scanning speed ωs. Here, for example, every time the elevation angle θs changes by 1 [deg], the following calculation process is executed.
(手順A−5)新たな光学センサの仰角θsに応じた水平画角θhが算出されると、(手順A−6)新たな水平画角θhに対応する光学センサの走査速度ωsが算出される。こうして算出された新たな走査速度ωsで光学センサの視向方向が移動され、光学センサの仰角θsが変化する。このような上記(手順A−4)から(手順A−6)を光学センサの仰角θsの範囲内で繰り返すことにより、海上走査によって時々刻々と変化する光学センサの仰角θsに応じて、水平画角θh及び光学センサの走査速度ωsを算出される。 (Procedure A-5) When the horizontal angle of view θh corresponding to the elevation angle θs of the new optical sensor is calculated, (Procedure A-6) The scanning speed ωs of the optical sensor corresponding to the new horizontal angle of view θh is calculated. The The viewing direction of the optical sensor is moved at the new scanning speed ωs thus calculated, and the elevation angle θs of the optical sensor changes. By repeating the above-described (Procedure A-4) to (Procedure A-6) within the range of the elevation angle θs of the optical sensor, a horizontal image is displayed according to the elevation angle θs of the optical sensor that changes momentarily by sea scanning. The angle θh and the scanning speed ωs of the optical sensor are calculated.
図12には、下記の各種パラメータ設定値を与え、光学センサの仰角θsに応じて、逐次算出された走査速度ωsと水平画角θhとの算出結果の一例を示している。ここでは、角度の単位をradでなくdegを用い、光学センサの仰角θsが1deg変化する毎に、水平画角θh及び光学センサの走査速度ωsの計算を行うこととする。また、各種パラメータ設定値として、光学センサの仰角θsの範囲は、−80degから80deg(−1.396radから1.396rad)、飛行高度は1,000〔m:メートル〕、水平解像度は640画素、垂直解像度は480画素、想定目標サイズは5〔m〕、想定目標の撮像画素数は10画素、撮像映像上でオペレータが目標を認識するのに必要とする撮像時間Tは0.333秒(1/3秒)であることとしている。 FIG. 12 shows an example of calculation results of the scanning speed ωs and the horizontal angle of view θh that are sequentially calculated according to the elevation angle θs of the optical sensor given the following various parameter setting values. Here, the angle unit is deg instead of rad, and every time the elevation angle θs of the optical sensor changes by 1 deg, the horizontal angle of view θh and the scanning speed ωs of the optical sensor are calculated. Further, as various parameter setting values, the range of the elevation angle θs of the optical sensor is −80 deg to 80 deg (−1.396 rad to 1.396 rad), the flight altitude is 1,000 [m: meter], the horizontal resolution is 640 pixels, The vertical resolution is 480 pixels, the assumed target size is 5 [m], the assumed target number of pixels is 10 pixels, and the imaging time T required for the operator to recognize the target on the captured image is 0.333 seconds (1 / 3 seconds).
図12に示されるように、仰角θs(θsの絶対値)が大きく水平画角θhが小さい(例えば、無人飛行機の側方のように無人飛行機と海面との距離が遠い)場合には、光学センサの走査速度が低速に制御され、仰角θsが小さく(θsがゼロ近傍)水平画角θhが大きい(例えば、無人飛行機の真下付近のように無人飛行機と海面との距離が近い)場合には、走査速度ωsが高速に制御される。 As shown in FIG. 12, when the elevation angle θs (the absolute value of θs) is large and the horizontal angle of view θh is small (for example, the distance between the unmanned airplane and the sea surface is long like the side of the unmanned airplane), the optical When the scanning speed of the sensor is controlled to be low, the elevation angle θs is small (θs is near zero), and the horizontal angle of view θh is large (for example, the distance between the unmanned airplane and the sea surface is close, such as near the unmanned airplane) The scanning speed ωs is controlled at a high speed.
以上説明してきたように、本実施形態にかかる制御装置及び方法並びにプログラムによれば、撮像領域内に被写体が提示される時間をオペレータが被写体を視認できると想定される時間とし、この時間に基づいて走査速度を調整される。これにより、撮像領域が走査によって移動することにより、被写体が撮像領域の下端(上端)から上端(下端)に向けて移動した場合であっても、出力装置15に出力される撮像映像を一定の速度とし、撮像映像を監視するオペレータに対し、目標を視認させやくするので、海上の物体の発見率が向上される。
As described above, according to the control device, method, and program according to the present embodiment, the time that the subject is presented in the imaging area is set as the time that the operator can visually recognize the subject, and based on this time. To adjust the scanning speed. Thus, even when the subject moves from the lower end (upper end) to the upper end (lower end) of the imaging region by moving the imaging region by scanning, the captured image output to the
10 制御装置
20 航路制御部(航路制御手段)
21 取得部(取得手段)
22 海上走査部(海上走査手段)
23 経路決定部(経路決定手段)
24 ズーム調整部(ズーム調整手段)
10
21 Acquisition unit (acquisition means)
22 Marine scanning unit (sea scanning means)
23 route determination unit (route determination means)
24 Zoom adjustment unit (zoom adjustment means)
Claims (12)
前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御手段と、
前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査する海上走査手段と、
前記無人飛行機の速度と、前記海上航行体の速度と、前記所定幅の長さとに基づいて、前記海上航行体と前記無人飛行機との前記進行方向の距離である経路オフセットが一定となるように前記所定距離を算出し、算出された前記所定距離に基づいて前記無人飛行機の飛行経路を決定する経路決定手段と
を具備する制御装置。 A control device for controlling an unmanned aerial vehicle that flies ahead in the traveling direction of a marine vehicle,
The unmanned airplane is advanced in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body, and the unmanned airplane travels the unmanned airplane after traveling the predetermined width. Route control means for causing the airplane to travel a predetermined distance in the traveling direction of the marine navigation body;
During the period in which the unmanned airplane is traveling in a direction crossing the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane. Sea scanning means for scanning the sea;
Based on the speed of the unmanned airplane, the speed of the marine navigation body, and the length of the predetermined width, a path offset that is a distance in the traveling direction between the marine navigation body and the unmanned airplane is constant. A control device comprising: route determination means for calculating the predetermined distance and determining a flight route of the unmanned airplane based on the calculated predetermined distance.
前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御手段と、
前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査手段と、
前記無人飛行機と海面との距離に基づいて、前記光学センサが前記海上を走査する速度である走査速度を調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示させる走査速度調整手段と
を具備する制御装置。 A control device for controlling an unmanned aerial vehicle that flies ahead in the traveling direction of a marine vehicle,
The unmanned airplane is advanced in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body, and the unmanned airplane travels the unmanned airplane after traveling the predetermined width. Route control means for causing the airplane to travel a predetermined distance in the traveling direction of the marine navigation body;
During the period in which the unmanned airplane is traveling in a direction crossing the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane. Sea scanning means for scanning the sea;
Scanning speed adjusting means for adjusting a scanning speed, which is a speed at which the optical sensor scans the sea, based on a distance between the unmanned airplane and the sea surface, and presenting an imaging result obtained by scanning at a constant speed. Control device.
前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御過程と、
前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査過程と、
前記無人飛行機の速度と、前記海上航行体の速度と、前記所定幅の長さとに基づいて、前記海上航行体と前記無人飛行機との前記進行方向の距離である経路オフセットが一定となるように前記所定距離を算出し、算出された前記所定距離に基づいて前記無人飛行機の飛行経路を決定する経路決定過程と
を有する制御方法。 A control method for controlling an unmanned aerial vehicle that flies ahead in the direction of travel of a marine vehicle,
The unmanned airplane is advanced in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body, and the unmanned airplane travels the unmanned airplane after traveling the predetermined width. A route control process in which an airplane travels a predetermined distance in the direction of travel of the maritime vehicle,
During the period in which the unmanned airplane is traveling in a direction crossing the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane. A sea scanning process for scanning the sea;
Based on the speed of the unmanned airplane, the speed of the marine navigation body, and the length of the predetermined width, a path offset that is a distance in the traveling direction between the marine navigation body and the unmanned airplane is constant. A control method comprising: a route determination step of calculating the predetermined distance and determining a flight route of the unmanned airplane based on the calculated predetermined distance.
前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御処理と、
前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査処理と、
前記無人飛行機の速度と、前記海上航行体の速度と、前記所定幅の長さとに基づいて、前記海上航行体と前記無人飛行機との前記進行方向の距離である経路オフセットが一定となるように前記所定距離を算出し、算出された前記所定距離に基づいて前記無人飛行機の飛行経路を決定する経路決定処理と
をコンピュータに実行させるための制御プログラム。 A control program for controlling an unmanned aerial vehicle that flies ahead in the direction of travel of a marine vehicle,
The unmanned airplane is advanced in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body, and the unmanned airplane travels the unmanned airplane after traveling the predetermined width. A route control process for advancing a predetermined distance toward the traveling direction of the marine navigation body;
During the period in which the unmanned airplane is traveling in a direction crossing the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane. A sea scanning process for scanning the sea;
Based on the speed of the unmanned airplane, the speed of the marine navigation body, and the length of the predetermined width, a path offset that is a distance in the traveling direction between the marine navigation body and the unmanned airplane is constant. A control program for causing the computer to execute route determination processing for calculating the predetermined distance and determining a flight route of the unmanned airplane based on the calculated predetermined distance.
前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御過程と、
前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査過程と、
前記無人飛行機と海面との距離に基づいて、前記光学センサが前記海上を走査する速度である走査速度を調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示させる走査速度調整過程と
を有する制御方法。 A control method for controlling an unmanned aerial vehicle that flies ahead in the direction of travel of a marine vehicle,
The unmanned airplane is advanced in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body, and the unmanned airplane travels the unmanned airplane after traveling the predetermined width. A route control process in which an airplane travels a predetermined distance in the direction of travel of the maritime vehicle,
During the period in which the unmanned airplane is traveling in a direction crossing the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane. A sea scanning process for scanning the sea;
A control having a scanning speed adjustment process of adjusting a scanning speed, which is a speed at which the optical sensor scans the sea based on a distance between the unmanned airplane and the sea surface, and causing an imaging result obtained by the scanning to be presented at a constant speed. Method.
前記海上航行体の進行方向に対して交差する方向にわたる所定幅において、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行させ、前記無人飛行機が前記所定幅の進行後に、前記無人飛行機を前記海上航行体の進行方向に向けて所定距離だけ進行させる航路制御処理と、
前記無人飛行機が前記海上航行体の進行方向と交差する方向に進行している期間において、前記無人飛行機に備えられる光学センサの撮像方向を、前記無人飛行機の進行方向に対して左右方向に移動させ、前記海上を走査させる海上走査処理と、
前記無人飛行機と海面との距離に基づいて、前記光学センサが前記海上を走査する速度である走査速度を調整し、走査によって得られる撮像結果を一定速度で提示させる走査速度調整処理と
をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
A control program for controlling an unmanned aerial vehicle that flies ahead in the direction of travel of a marine vehicle,
The unmanned airplane is advanced in a direction intersecting with the traveling direction of the marine navigation body in a predetermined width across a direction intersecting the traveling direction of the marine navigation body, and the unmanned airplane travels the unmanned airplane after traveling the predetermined width. A route control process for advancing a predetermined distance toward the traveling direction of the marine navigation body;
During the period in which the unmanned airplane is traveling in a direction crossing the traveling direction of the maritime vehicle, the imaging direction of the optical sensor provided in the unmanned airplane is moved in the left-right direction with respect to the traveling direction of the unmanned airplane. A sea scanning process for scanning the sea;
Based on the distance between the unmanned airplane and the sea surface, the computer adjusts the scanning speed, which is the speed at which the optical sensor scans the sea, and causes the computer to perform a scanning speed adjustment process that presents the imaging result obtained by scanning at a constant speed. Control program to be executed.
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WO (1) | WO2013094526A1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105303899A (en) * | 2015-11-12 | 2016-02-03 | 范云生 | Child-mother type robot cooperation system of combination of unmanned surface vessel and unmanned aerial vehicle |
JP2016068764A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 富士重工業株式会社 | Method of controlling flight of aircraft and flight control system of the aircraft |
JP2016119629A (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | セコム株式会社 | Image acquisition device |
WO2017051961A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 엘지전자 주식회사 | Terminal apparatus and control method therefor |
CN106595666A (en) * | 2016-11-30 | 2017-04-26 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | Method for planning distant air route of unmanned aerial vehicle |
WO2017161563A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 深圳前海达闼云端智能科技有限公司 | Control method and apparatus for aircraft |
JP6275358B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-02-07 | 株式会社オプティム | Distance calculation system, method and program |
CN112631331A (en) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 西安羚控电子科技有限公司 | Multi-unmanned-aerial-vehicle search and rescue system and method based on mobile communication |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6393157B2 (en) * | 2014-11-06 | 2018-09-19 | 株式会社Ihiエアロスペース | Spacecraft search and recovery system |
EP3195076B1 (en) | 2015-06-26 | 2021-01-20 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | System and method for selecting an operation mode of a mobile platform |
CN110362115B (en) * | 2019-07-31 | 2022-02-18 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | Time constraint simultaneous arrival multi-unmanned aerial vehicle path planning algorithm |
JP6867465B2 (en) * | 2019-11-29 | 2021-04-28 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Systems and methods for selecting mobile platform operating modes |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4625349B2 (en) * | 2005-03-14 | 2011-02-02 | 三菱重工業株式会社 | Monitoring device |
-
2011
- 2011-12-19 JP JP2011276896A patent/JP5859300B2/en active Active
-
2012
- 2012-12-14 WO PCT/JP2012/082449 patent/WO2013094526A1/en active Application Filing
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016068764A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 富士重工業株式会社 | Method of controlling flight of aircraft and flight control system of the aircraft |
JP2016119629A (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | セコム株式会社 | Image acquisition device |
WO2017051961A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 엘지전자 주식회사 | Terminal apparatus and control method therefor |
CN105303899A (en) * | 2015-11-12 | 2016-02-03 | 范云生 | Child-mother type robot cooperation system of combination of unmanned surface vessel and unmanned aerial vehicle |
TWI686686B (en) * | 2016-03-25 | 2020-03-01 | 大陸商深圳前海達闥雲端智能科技有限公司 | Method and apparatus for controlling aircraft |
WO2017161563A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 深圳前海达闼云端智能科技有限公司 | Control method and apparatus for aircraft |
US9994329B2 (en) | 2016-03-25 | 2018-06-12 | Cloudminds (Shenzhen) Robotics Systems Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling aircraft |
CN106595666A (en) * | 2016-11-30 | 2017-04-26 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | Method for planning distant air route of unmanned aerial vehicle |
CN106595666B (en) * | 2016-11-30 | 2020-04-28 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | Unmanned aerial vehicle long-distance route planning method |
JP6275358B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-02-07 | 株式会社オプティム | Distance calculation system, method and program |
WO2018158820A1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 株式会社オプティム | Distance computing system, method, and program |
US10630877B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-04-21 | Optim Corporation | System, method, and program for calculating distance |
CN112631331A (en) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 西安羚控电子科技有限公司 | Multi-unmanned-aerial-vehicle search and rescue system and method based on mobile communication |
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