JP2013190167A - Information collection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報収集領域内の情報を収集する情報収集システムに関する。 The present invention relates to an information collection system that collects information in an information collection area.
従来、この種の情報収集システムの一例として、非特許文献1〜3に開示されたものがある。
非特許文献1〜3のうち、非特許文献1に開示されているUAV(UnmannedAerialVehicle)は、人間が進入することができない地上の危険領域を偵察するものである。
また、非特許文献2,3に開示されているものは、ロケットからセンサ等を搭載して危険領域をセンシングする内容のものであり、米国において開発されている下記のSADARMやBATを例として挙げることができる。
Conventionally, as an example of this type of information collection system, there are those disclosed in Non-Patent Documents 1 to 3.
Among Non-Patent Documents 1 to 3, UAV (UnmannedAerialVehicle) disclosed in Non-Patent Document 1 reconnaisses a dangerous area on the ground where humans cannot enter.
Non-patent documents 2 and 3 disclose the contents of sensing a dangerous area by mounting a sensor or the like from a rocket. The following SADARM and BAT developed in the United States are given as examples. be able to.
しかしながら、上記したUAVでは、例えば戦闘区域や活火山等のように当該上空等が危険な状態である場合には、その上空に進入することができず、情報収集を行なうことができない。
また、情報収集を上空から行なう場合には、例えばカメラ解像度等の情報の分解能に制限があり、樹木,建物や煙等があるときには情報収集を行なうことができないという未解決の課題がある。
However, in the UAV described above, when the sky or the like is in a dangerous state such as a battle zone or an active volcano, for example, the user cannot enter the sky and cannot collect information.
Further, when collecting information from the sky, there is an unsolved problem that information is not collected when there is a tree, a building, smoke, or the like because there is a limit to the resolution of information such as camera resolution.
そこで本発明は、情報収集領域の上空が危険な状況であっても、当該領域の情報を精度よく収集することができるとともに、情報収集領域に投入された情報収集体への補給品を補給できる情報収集システムの提供を目的としている。 Therefore, the present invention can accurately collect information in the area even when the information collection area is dangerous, and can replenish supplies to the information collection body put in the information collection area. The purpose is to provide an information collection system.
上記課題を解決するための本発明は、次のとおりである。
本発明に係る情報収集システムは、情報収集領域内の情報を遠隔操縦又は自律移動しながら収集する情報収集体と、上記情報収集体を搭載するとともに、その情報収集体を情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、上記情報収集体に対する補給品を搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出する第二のロケットと、上記第一,第二のロケットを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置と、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置とを有している。
The present invention for solving the above problems is as follows.
An information collection system according to the present invention is equipped with an information collection body that collects information in an information collection area while remotely maneuvering or autonomously moving, and the information collection body. A first rocket to be released in the vehicle, a second rocket to be mounted in the information collection area or in the vicinity of the information collection body loaded in the vicinity of the information collection area, and the first and second Information collection system management device for sending and receiving information between a rocket launcher that launches the rocket toward the information collection area or the vicinity thereof, and an information collection body and supplies supplied in the information collection area or the vicinity thereof And have.
この構成においては、第一のロケットから情報収集領域又はこの近傍に放出された情報収集体は、その情報収集領域内を自律的に移動しつつ情報を収集する。
収集した情報は、情報収集体システム管理装置との間において送受信される。
また、情報収集体に補給する補給品が必要になったときには、その必要な補給品を第二のロケットにより情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出投入する。
In this configuration, the information collector released from the first rocket to the information collection area or in the vicinity thereof collects information while moving autonomously within the information collection area.
The collected information is transmitted / received to / from the information collector system management apparatus.
Further, when a supply item to be replenished to the information collecting body becomes necessary, the necessary supply item is discharged into the information collecting region or the vicinity of the information collecting unit by the second rocket.
本発明によれば、情報収集領域の上空が危険な状況であっても、当該領域の情報を精度よく収集することができるとともに、情報収集領域に投入された情報収集体への補給品を補給することができる。 According to the present invention, even when the sky in the information collection area is dangerous, the information in the area can be collected with high accuracy, and the supplies to the information collection body put in the information collection area can be supplied. can do.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る情報収集システムの概略構成を示すブロック図、図2は、その情報収集システムの一部をなす一例に係るロケットの概略構成を示すブロック図である。また、図3は、その一例に係るロケットの断面図、図4は、その一例に係るロケットのロケットモータを分離した後の断面図、図5は、情報収集領域の説明図である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an information collecting system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a rocket according to an example forming a part of the information collecting system. 3 is a cross-sectional view of the rocket according to the example, FIG. 4 is a cross-sectional view after separating the rocket motor of the rocket according to the example, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the information collection area.
本発明の一実施形態に係る情報収集システムAは、図1に示すように、ロケット発射装置(自走発射機)A1、情報収集体システム管理装置A2、通信装置A3、通信中継体A4、情報収集体B及び補給品の一例である充電装置Dを有して構成されている。
なお、本実施形態においては、情報収集体Bを「ロボットB」として説明し、これに伴い、図1においては、情報収集体システム管理装置A2を、「ロボットシステム管理装置A2」と表記している。
As shown in FIG. 1, an information collection system A according to an embodiment of the present invention includes a rocket launcher (self-propelled launcher) A1, an information collector system management device A2, a communication device A3, a communication relay A4, information It has a charging device D which is an example of a collector B and a supply product.
In this embodiment, the information collector B is described as “robot B”, and accordingly, in FIG. 1, the information collector system management device A2 is expressed as “robot system management device A2”. Yes.
ロケット発射装置A1は、ロケット搭載装置10、ロケット発射制御装置11、自走装置12、及び自己位置評定装置13を有している。
ロケット搭載装置10は、図3,4に示すロケットCを複数装填できるようにしたものである。
The rocket launcher A1 includes a
The
ロケット発射制御装置11は、図5に示す情報収集領域Sとの地理的関係等に基づいて、ロケットCの発射方位、発射角等の制御を行う機能を有している。
自己位置評定装置13は、自己位置を評定できる例えばGPS(GlobalPositioningSystem)である。
The rocket
The self-
ロボットシステム管理装置A2は、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において情報を送受する機能を有するものであり、ロボット制御装置20、ロボット収集情報管理装置21及び自己位置評定装置22を有している。
The robot system management device A2 has a function of transmitting and receiving information between an information collection area and an information collection body and supplies supplied in the vicinity thereof, and includes a
ロボット収集情報管理装置21は、ロボットBが収集した情報収集領域S内の情報、そのロボットBのステータス等を管理する機能を有するものであり、本実施形態においては、以下の機能を有している。
「ロボットBのステータス」は、ロボットB自らの座標位置情報、搭載機器の動作状況、通信電波受信状況や、後記する電源部43にあるバッテリ43Aの充放電情報を含むものである。
The robot collection
“Robot B status” includes the coordinate position information of the robot B itself, the operation status of the mounted device, the communication radio wave reception status, and the charge / discharge information of the
(1)ロボットBのステータスに含まれる充放電情報に基づいて、ロボットBのバッテリ43Aに充電が必要か否かを判定する機能。この機能を「充電判定手段21A」という。
(2)投入した各ロボットBの座標位置情報に基づいて、投入する充電装置Dの個数と位置を決定する手段。この機能を「投入充電装置決定手段21B」という。
(1) A function for determining whether or not the
(2) Means for determining the number and position of charging devices D to be input based on the coordinate position information of each robot B that has been input. This function is referred to as “insertion charging device determination means 21B”.
自己位置評定装置22は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置A2の自己位置を評定するものである。
ロボット制御装置20は、情報収集領域S又はこの情報収集領域S近傍に位置するロボットBを制御する機能を有するものである。
The self-
The
通信装置A3は、上記したロボットシステム管理装置A2とロケットC又はロボットB若しくはそれら双方の間に介在して無線通信を行なうためのものである。
なお、ロケット発射装置A1、ロボットシステム管理装置A2及び通信装置A3は、この通信装置A3と無線又は有線によりネットワーク接続されている。
The communication device A3 is for performing wireless communication by being interposed between the robot system management device A2 and the rocket C or the robot B or both.
Note that the rocket launcher A1, the robot system management device A2, and the communication device A3 are connected to the communication device A3 by wireless or wired network.
通信中継体A4は、トランスポンダ等を搭載した例えば航空機30やUGV(UnmannedGroundVehicle)31等であり、上記した通信装置A3と、ロケットCやロボットBとの通信の中継を行なうものである。
なお、この通信中継体A4は、通信装置A3とロケットCやロボットBとの距離を勘案して、適宜用いればよいものである。
The communication relay body A4 is, for example, an
The communication relay A4 may be used as appropriate in consideration of the distance between the communication device A3 and the rocket C or robot B.
ロケットCは、図2に示すように、ロケットモータ40、ペイロード搭載部41、シーケンス制御部42、電源部43、ロケットモータ40を分離するためのロケットモータ分離装置44、自己位置評定装置46、弾道修正装置45、投下高度評定装置47及び開頭装置48を搭載している。
As shown in FIG. 2, the rocket C includes a
上記した構成のうち、ペイロード搭載部41とロケットモータ40は、これらを飛翔方向α(図3に示す)にほぼ一致する機軸Oに沿って互いに前後して配置されている。
上記ペイロード搭載部41の前部には、レドーム41aと頭部であるフェアリング41bとを配設している。
Among the above-described configurations, the
A
開頭装置48は、火工品等によりフェアリング41bを分離除去することにより開頭するものであり、これにより、レドーム41aを露出させてロケットCの飛翔速度を減速させる機能を有している。
The
ロケットモータ40の外周壁には、機軸Oを中心とする互いに所要の角度間隔にして複数の後部尾翼40aが配設されているとともに、ペイロード搭載部41の外周壁にも、機軸Oを中心とする互いに所要の角度間隔にして、複数の前部尾翼41e(図4参照)が配設されている。
なお、前部尾翼41eは、ロケットモータ40を分離した後の所定のタイミングで突出するようになっている。
A plurality of
The
ペイロード搭載部41は、図2に示すように、ペイロード保持部41A、ペイロードP1,P1(P2,P2)、ペイロード着地装置41B及びペイロード投下装置41Cを有している。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態においては、ロボットBに減速用パラシュート41dと引き出し傘41cと組み合わせたペイロードP1と、充電装置Dに減速用パラシュート41dと引き出し傘41cと組み合わせた示すペイロードP2の二種類である。
2つのペイロードP1,P1(P2,P2)を機軸Oに沿い前後して搭載収容しているとともに、それらのペイロードP1,P1(P2,P2)を順次放出できるようにしている。
In the present embodiment, there are two types of payload P1, which is a combination of the robot B with the
Two payloads P1, P1 (P2, P2) are mounted and accommodated back and forth along the axis O, and the payloads P1, P1 (P2, P2) can be discharged sequentially.
ペイロード着地装置41Bは、ロボットBや充電装置Dを情報収集領域S又はこの近傍に着地させるためのものであり、例えばパラシュートである。
ペイロード投下装置41Cは、ロボットBや充電装置DをロケットCから放出して投下させるためのものである。
本実施形態においては、ロケットモータ分離後、引き出し傘41cが負圧により引き出されるようにしているが、ロケットモータ分離後、圧力をかけて封入されている引き出し傘41cが、蓋が火工品等で分離される飛び出すようにし、負圧により引き出されるようにしてもよい。
The
The
In this embodiment, after the rocket motor is separated, the
投下高度評定装置47は、処理部47Aと高度計測用レーザーセンサ47Bとを有している。
高度計測用レーザーセンサ47Bは、ロケットCと地表との距離をレーザ光の反射によって測定し、対地高度を計測するものである。
処理部47Aは、高度計測用レーザーセンサ47Bによって収集したデータに基づいて、投下高度を評定する機能を有するものである。
The dropped
The altitude measuring
The
シーケンス制御部42は、本ロケットCの制御を行なうものであり、次の機能を有している。
(3)投下高度評定装置47によって評定した投下高度に基づき、ロケットモータ40を分離するのに足る高度(以下、「分離高度」という)となったか否かを判定する機能。この機能を「分離高度判定手段42a」という。なお、分離高度は予め設定しておく。
The
(3) A function for determining whether or not an altitude sufficient to separate the rocket motor 40 (hereinafter referred to as “separation altitude”) is determined based on the dropping altitude evaluated by the dropping
(4)分離高度判定手段42aによって、当該分離高度になったと判定されたときには、ロケットモータ分離装置44によってロケットモータ40を分離する機能。この機能を「ロケットモータ分離手段42bという。
(4) A function of separating the
弾道修正装置45は、ロケットCに配設した後部尾翼40aと、この後部尾翼40aを駆動するための駆動部(図示しない)とを有して構成されており、予め設定した弾道となるように修正するようにしている。
自己位置評定装置46は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定するものである。
The
The self-
図6は、一例に係るロボットの構成を示すブロック図、図7は、そのロボットの外観斜視図、図8(A)は、その正面図、(B)は、その平面図である。
ロボットBは、情報収集領域S内の情報を自律移動しながら収集するものであり、それは、横長円筒形のロボット本体50と、後記する移動機構59の一部をなすとともに、そのロボット本体50の両端部に配設した一対の展開車輪51,51を有する外観構成になっている。
6 is a block diagram showing a configuration of a robot according to an example, FIG. 7 is an external perspective view of the robot, FIG. 8A is a front view thereof, and FIG.
The robot B collects information in the information collection area S while autonomously moving. The robot B forms a part of a horizontally long
ロボット本体50内には、自律行動制御部52、移動機構制御部53、ミッション装置54、バッテリを含む電源部55、通信装置56、環境認識装置57、自己位置評定装置58及び移動機構59を収容している。
In the robot
図8(A),(B)に示すように、ロボット本体50の外周壁面であって、走行方向正面には、環境認識装置57と、偵察用カメラ54とを並列させて配置している。
また、ロボット本体50の外周壁面であって、上方位置には、GPSアンテナ62と通信用アンテナ63とが配置されている。
なお、64で示すものは、ロボット本体50の回転を防止するために延出されたテール部材である。
As shown in FIGS. 8A and 8B, an
In addition, a
In addition, what is shown by 64 is the tail member extended in order to prevent rotation of the robot
展開車輪51,51は、ロボット本体50の左右両端部において車軸に支持され、減速機構(いずれも図示しない)を介して各車軸に個別に連結された2個のモータ(図示しな
い)により回転駆動されるようになっている。
The
展開車輪51,51は、車軸に固定したハブを中心にした所要の角度間隔にした放射状に配列された複数のブレード51aを具備している。
ブレード51aは、捩じりコイルばね等の弾性体の弾性力によって、図7に示すロボット本体50の外周面に添う折畳み位置から、図8(A),(B)に示す走行位置まで展開するようになっている。
The
The
展開車輪51,51のブレード51aを走行位置に移動させた状態において、ロボット本体50に搭載した2個のモータを作動させると、それらの展開車輪51,51を個別に回転駆動して走行することができる。
When the two motors mounted on the
自律行動制御部52は、本ロボットBの動作を自律的に制御する機能を有するものであり、設定されたミッションに従い、また、後述する充電装置Dの座標位置情報に基づき、その充電装置Dに向けての自律移動を行なわせる機能を有している。
The autonomous
移動機構制御部53は、移動機構59のモータを互いに独立して回転制御することにより、上記した自律行動制御部52からの所定の移動経路に沿った移動を行なえるようにしている。
The movement
本実施形態において示すミッション装置54は、情報収集領域S内を撮像する偵察用カメラであるが、その他、例えば特定の物までの距離を測定するためのレーザーポインタ等を採用することができる。
The
本実施形態において示す環境認識装置57は、環境認識用3DLRF(レーザーレンジファインダー)であり、これにより、情報収集領域S内を走行するようにしている。
自己位置評定装置58は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定するものである。
The
The self-
通信装置56は、上記したロボット収集情報管理装置21との間において、自らが収集した情報や自らの座標位置情報等を送受信する機能を有している。
The
次に、図9〜11を参照して、補給品をロボットBに補充する形態について説明する。図9は、充電装置の概略構成を示すブロック図、図10は、その充電装置を投下するときの状態を示す説明図、図11(A)は、充電装置を着地させた後の様子を示す概略側面図、(B)は、その充電装置によってロボットを充電している様子を示す概略側面図である。 Next, with reference to FIGS. 9-11, the form which replenishes a supplement with the robot B is demonstrated. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the charging device, FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state when the charging device is dropped, and FIG. 11A illustrates a state after the charging device is landed. A schematic side view, (B) is a schematic side view showing a state in which the robot is charged by the charging device.
充電装置Dは、上記した情報収集領域S内を移動するロボットBの電源部55に対して充電を行なうためのものであり、ロボット接合部70,70、電源部71、充電制御部72、自己位置評定装置73及び通信装置77を有して構成されている。
The charging device D is for charging the
ロボット接合部70,70は、充電用電池(図示しない)を搭載した直方体形の装置本体76の両端部に配設されており、上記したロボットBのロボット本体50を、これの上下両側から挟持する間隔に突出された各2本の上下電極部74,74、75,75からなる。
The robot joints 70 and 70 are disposed at both ends of a rectangular parallelepiped apparatus
なお、ロボット本体50の外周壁面には、上下電極部74,74、75,75に当接する位置に、充電用電極(図示しない)が形成されており、上下電極部74,74、75,75の所定の位置に移動したロボット本体50に対しての充電を行なえるようにしている。
A charging electrode (not shown) is formed on the outer peripheral wall surface of the
充電制御部72は、ロボットBが上下電極部74,74、75,75間に位置したことを検知したときに充電を開始し、その後、充電の完了を検知したときに充電を終了するようにしている。
ロボットBの上下電極部74,74、75,75間への移動は、展開車輪51,51を回転駆動することによって、上下電極部74,74、75,75の開放端部側から基端部側に移動して電気的に結合する。
自己位置評定装置73は、上記した自己位置評定装置13と同等の機能を有するものであり、本装置の自己位置を評定し、通信装置77を介して自らの座標位置情報を送信する。
The charging
The movement of the robot B between the upper and
The self-
この充電装置Dは、図10に示すように、減速用パラシュート41dに連結された搬送筒78内に収容された状態で情報収集領域Sに投入される。換言すると、上記ロボットBと同様にして、ロケットCから情報収集領域Sに投入される。
As shown in FIG. 10, the charging device D is thrown into the information collecting area S while being accommodated in a transport cylinder 78 connected to a
次に、図12〜16を参照して、上記の構成からなる情報収集システムの動作について説明する。図12は、本発明の一実施形態に係る情報収集システムにおいて、ロボットを投下してから偵察までの運用シーケンスを示すフローチャート、図13は、ロボットBを投下するときの風の影響を示す説明図、図14は、ロボットBを投下するときの風の影響を軽減させた場合の説明図である。
なお、図12においては、「ロボットシステム管理装置」を「管理システム」と表記している。
Next, with reference to FIGS. 12 to 16, the operation of the information collection system having the above-described configuration will be described. FIG. 12 is a flowchart showing an operation sequence from dropping a robot to reconnaissance in the information collecting system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing the influence of wind when dropping the robot B FIG. 14 is an explanatory diagram when the influence of the wind when dropping the robot B is reduced.
In FIG. 12, “robot system management device” is described as “management system”.
<ロボットシステム管理装置A2のシーケンス>
ステップ1(図12中、「S1」と表記する。以下同様):衛星、航空機等により例えば図5に示す森Fを調査領域として決定すると、その周囲が情報収集領域Sである。なお、図5において「×」で示すものが着地位置、この着地位置を中心とする所要半径の円が、一つのロケットCで投下された二つのロボットB,Bによる捜索範囲を示している。
<Sequence of Robot System Management Device A2>
Step 1 (denoted as “S1” in FIG. 12; the same applies hereinafter): For example, when forest F shown in FIG. In FIG. 5, what is indicated by “x” is a landing position, and a circle having a required radius centered on the landing position indicates a search range by two robots B and B dropped by one rocket C.
ステップ2:情報収集領域Sにおける捜索範囲を決め、投下するロボットBの数と座標位置を決定する。
ステップ3:必要に応じて、中継用の航空機30やUGV(中継体)31を配置する。
Step 2: The search range in the information collection area S is determined, and the number and coordinate position of the robot B to be dropped are determined.
Step 3: The
ステップ4:ステップ1〜3において得られた情報をロボットBにセットする。
ステップ5:ロケットシーケンス(投下開始高度等)を設定する。
具体的には、手作業によってシーケンス情報の入力を行なうことにより、ロボットシステム管理装置A2においてロケットシーケンスの設定を行なう。
すなわち、順次放出・投下しようとするペイロードP1,P1の各投下開始高度等を設定する。
Step 4: The information obtained in Steps 1 to 3 is set in the robot B.
Step 5: Set the rocket sequence (e.g., altitude for starting to drop)
Specifically, the rocket sequence is set in the robot system management apparatus A2 by manually inputting sequence information.
That is, the drop start altitudes of the payloads P1 and P1 to be sequentially released / dropped are set.
ステップ6:ロケットCを発射する。この場合、必要に応じ、複数のロケットCを発射する。
ステップ7:ロボットステータスを監視する。
「ロボットステータス」は、搭載機器の動作状況、通信電波受信状態、バッテリ45Aの充放電情報を含むものである。
Step 6: Launch rocket C. In this case, a plurality of rockets C are launched as necessary.
Step 7: Monitor the robot status.
The “robot status” includes the operation status of the mounted device, the communication radio wave reception state, and the charge / discharge information of the battery 45A.
<ロケットCのシーケンス>
ステップ8:ロケットCを飛翔させる。
ステップ9:自己位置評定装置46によって自己の座標位置を評定する。
<Sequence of Rocket C>
Step 8: Launch rocket C.
Step 9: The self-
ステップ10:ロケットモータ40を分離する。
上記した投下高度評定装置47によって評定した投下高度に基づき、ロケットモータ40を分離するのに足る高度(以下、「分離高度」という)となったか否かを判定する。
そして、分離高度判定手段42aによって、分離高度になったと判定されたときには、ロケットモータ分離装置44によってロケットモータ40を分離する。
Step 10: The
Based on the dropped altitude evaluated by the dropped
When the separation
ステップ11:ロケットCのフェアリング41bを開頭装置48によって分離して開頭する。これにより、ロケットCを減速させることができる。
ステップ12:二つのロボットB1,B2のうち、最初のロボットB1のみの投下を開始する。
ステップ13:その後のさらなるロケットCの減速とともに、高度計測用レーザーセンサ47Bによって対地高度計測を開始する。
Step 11: The fairing 41b of the rocket C is separated and opened by the cleaving
Step 12: Start dropping only the first robot B1 out of the two robots B1 and B2.
Step 13: With further deceleration of the rocket C thereafter, ground altitude measurement is started by the altitude measuring
ステップ14:最後の二つ目のロボットB2の投下を開始する。
ステップ15:減速用パラシュート41dを開傘させるとともに、降下,着地させる。
ところで、減速用パラシュート41dを開傘させるときに風に流されると、目標着地位置から大きくズレることになり、このズレを低減させたいという課題がある。
Step 14: Start dropping the last second robot B2.
Step 15: The
By the way, when the
すなわち、高い高度で開傘すると、流される時間が長くなるにつれ、流される量が大きくなるので、できるだけ低い高度でロボットBを投下したい。
また、投下高度に誤差があるために、これを考慮して高めに設定する必要がある。
そこで本実施形態においては、次のような構成としている。
In other words, if the umbrella is opened at a high altitude, the amount of the flow increases as the flow time increases, so it is desired to drop the robot B at the lowest altitude possible.
Also, since there is an error in the drop altitude, it is necessary to set it higher considering this.
Therefore, in this embodiment, the following configuration is adopted.
・GPS高度計誤差:ΔH_gps
・着地位置標高ばらつき(地面の起伏):ΔH_land
・シーケンス動作時間ばらつき
(投下開始からロボットBがロケットCから離れるまでの時間、ロボットBがパラシュートを開くまでの時間、減速用パラシュート41dを開傘してから減速するまでの時間等×降下速度):ΔH_sq
・ GPS altimeter error: ΔH_gps
-Landing position elevation variation (ground relief): ΔH_land
・ Sequence operation time variation (Time from the start of dropping until robot B leaves rocket C, time until robot B opens the parachute, time from opening the
<着地位置標高ばらつきΔH_landの低減>
着地位置標高ばらつきΔH_landを低減するために、GPSによって対地高度を計測するためには、ロケットCの投下位置における地面との標高を知っておく必要がある。
これを知りえない場合には、地面の標高ばらつきが誤差として発生するため、投下高度を高めに設定する必要がある。
<Reduction in landing position elevation variation ΔH_land>
In order to measure the ground altitude by GPS in order to reduce the landing position altitude variation ΔH_land, it is necessary to know the altitude with respect to the ground at the launch position of the rocket C.
If this cannot be known, the altitude variation of the ground occurs as an error, so it is necessary to set the drop altitude high.
そこで、本実施形態においては、測距センサとして上記したレーザーセンサ47Bを搭載して地面との距離を計測している。なお、測距センサとしては、ミリ波センサ等であってもよい。これにより、着地位置標高ばらつきΔH_landを低減させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the above-described
<シーケンス動作時間ばらつきΔH_sqの低減>
ロケットCからのロボットBの投下を開始してから、減速用パラシュート41dを開傘してロボットBが減速するまでの時間は、各種の要因によってばらつきが生じ、これにより、ロボットBが減速を完了する高度がばらつく。
<Reduction of sequence operation time variation ΔH_sq>
The time from when the robot B is dropped from the rocket C until the robot B decelerates after opening the
減速が完了する前に着地すると、ロボットが損傷する虞があり、これを考慮して、投下高度を高めにして減速させる必要がある。
このばらつきの時間は、ロボットを投下したときのロケットCの降下速度が高いほど、高度の誤差として影響してくる。
If landing before deceleration is completed, the robot may be damaged. In consideration of this, it is necessary to increase the drop altitude and decelerate.
This variation time is affected as an altitude error as the descent speed of the rocket C when the robot is dropped is higher.
ロケットCを減速する従来技術としては、バリュートや超音速パラシュート等がある。しかしながら、これらを使用するためには、別途搭載スペースが必要となる。また、ロケットCの設計にも風洞試験等の多大なコストがかかる。 Examples of conventional techniques for decelerating the rocket C include value and supersonic parachute. However, in order to use these, a separate mounting space is required. Also, the design of the rocket C requires a great deal of cost such as a wind tunnel test.
また、本システムでは、ロボットBを情報収集等のために目標位置に投入することを目的としているために、たとえ一つでもロボットBを目標位置に精度よく投入できればよい。
そこで本実施形態においては、図14に示すように、頭部を開頭して鈍体化することに加え、ロボットBを順次投下することにより、最終的に最後のロボットBを投下する際のロケットCの速度を低減させている。
In addition, since this system is intended to input the robot B to the target position for information collection or the like, it is sufficient that even one robot B can be accurately input to the target position.
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, in addition to opening the head and making it blunt, the robot B is sequentially dropped, so that the rocket when finally dropping the last robot B is dropped. The speed of C is reduced.
以上により、次の効果を得ることができる。
・ロボットBの投入位置の精度を低コストで向上させることができる。
レーザーセンサ47Bを用いた対地高度計測により、高度計測の誤差を低減できる。
具体的には、順次投下されるロボットBのうち、最後のロボットBの投下誤差(ΔH_gps、ΔH_land、ΔH_sq)を低減させることができる。また、最後に投下される前に投下されたロボットBはばらついた位置に投下され、広範囲をカバーさせた情報収集を行なうことができる。
・ロケットCを減速させることにより、高度を計測するためのセンサをより低い出力,計測レートのもので実現することができ、これらによってもコストの低減を図ることができる。
As described above, the following effects can be obtained.
-The accuracy of the loading position of the robot B can be improved at low cost.
The altitude measurement error can be reduced by ground altitude measurement using the
Specifically, the dropping errors (ΔH_gps, ΔH_land, ΔH_sq) of the last robot B among the robots B that are sequentially dropped can be reduced. Further, the robot B dropped before the last drop is dropped at a scattered position, and information can be collected covering a wide range.
-By decelerating the rocket C, a sensor for measuring altitude can be realized with a lower output and a measurement rate, and the cost can also be reduced by these.
ステップ16:ロボットシステム管理装置A2との通信を確立する。
ステップ17:自己位置評定装置58によって自己の座標位置を測定する。
ステップ18:捜索に関する情報を情報収集体システム管理装置A2から受信する。
「捜索に関する情報」は、捜索の開始と停止、目標位置がある場合には、捜索位置のGPSデータ又は着地位置からの距離である。また、範囲で捜索する場合には、捜索範囲のGPSデータや着地位置からの距離である。
Step 16: Establish communication with the robot system management apparatus A2.
Step 17: The self-
Step 18: Information related to the search is received from the information collector system management apparatus A2.
“Search information” is the distance from the search position GPS data or the landing position when there is a start and stop of the search and a target position. In addition, when searching in a range, it is the distance from the GPS data or the landing position of the search range.
ステップ19:自律的な捜索を開始する。
ステップ20:収集情報(捜索情報)・ロボットステータスを情報収集体システム管理装置A2に向けて送信する。
Step 19: Start an autonomous search.
Step 20: The collected information (search information) / robot status is transmitted to the information collector system management apparatus A2.
<<充電装置Dの投入を含むシーケンス>>
<ロボットシステム管理装置A2のシーケンス>
図15は、ロボットを情報収集領域に投入した後、補給品を投入してロボットに補充する動作を示すフローチャートである。図16は、補給品を投入する情報収集領域の説明図である。
なお、図15においては、「補給品」として充電装置Dを例として示し、また、図16において示す「×」は、充電装置Dの投入位置を示している。
<< Sequence including charging device D >>
<Sequence of Robot System Management Device A2>
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of supplying the robot after supplying the robot to the information collection area and supplying the robot with the supplies. FIG. 16 is an explanatory diagram of an information collection area into which supplies are supplied.
In FIG. 15, charging device D is shown as an example of “supplement”, and “x” shown in FIG. 16 indicates the charging position of charging device D.
ステップ1(図15中、「Sa1」と表記する。以下同様):ロボットステータスを監視する。
ステップ2:各ロボットBへの充電が必要か否かを判定し、必要があると判定されれば、ステップ3に進む。
ステップ3:投入した各ロボットBの座標位置情報に基づいて、投入する充電装置Dの個数と位置を決定する。
Step 1 (indicated as “Sa1” in FIG. 15; the same applies hereinafter): The robot status is monitored.
Step 2: It is determined whether or not each robot B needs to be charged. If it is determined that charging is necessary, the process proceeds to Step 3.
Step 3: Based on the coordinate position information of each robot B that has been input, the number and position of charging devices D to be input are determined.
ステップ4:充電装置Dを搭載したロケットCを発射する。
ステップ5:後記するステップ12における充電装置Dの投下開始時の座標位置を受信する。
ステップ6:充電装置Dが着地する座標位置を予測する。
ステップ7:ロケットCに搭載しているGPSによって計測した充電装置Dの着地位置を受信する。
ステップ8:充電装置Dが着地した座標位置をロボットBに送信する。
Step 4: Launch rocket C equipped with charging device D.
Step 5: Receive the coordinate position at the start of dropping of the charging device D in
Step 6: Predict the coordinate position where the charging device D will land.
Step 7: The landing position of the charging device D measured by the GPS mounted on the rocket C is received.
Step 8: The coordinate position where the charging device D has landed is transmitted to the robot B.
<ロケットCのシーケンス>
ステップ9:飛翔する。
ステップ10:GPSによってロケットCの座標位置を計測する。
ステップ11:ロケットモータ40を分離する。
ステップ12:充電装置Dの投下を開始する。
ステップ13:引き出し傘41cによって充電装置Dを引き出して降下させる。
ステップ14:パラシュート41dを展開,降下させて着地させる。
ステップ15:搭載しているGPSによって充電装置Dの着地位置を計測するとともに、計測した着地位置をロボット収集情報管理装置21に送信する。
<ロボットのシーケンス>
ステップ16:ロボットシステム管理装置A2から充電装置Dの着地(予想)位置を受信する。
ステップ17:充電装置Dの着地(予想)位置に向けて自律移動する。
ステップ18:充電装置Dと自律的に接続して充電を行なう。
ステップ19:捜索(情報収集)を継続する。なお、再度の充電が必要な場合には、ステップ17に戻る。
<Sequence of Rocket C>
Step 9: Fly.
Step 10: The coordinate position of the rocket C is measured by GPS.
Step 11: The
Step 12: Start dropping of the charging device D.
Step 13: The charging device D is pulled out by the
Step 14: The
Step 15: The landing position of the charging device D is measured by the mounted GPS, and the measured landing position is transmitted to the robot collection
<Robot sequence>
Step 16: The landing (predicted) position of the charging device D is received from the robot system management device A2.
Step 17: It autonomously moves toward the landing (predicted) position of the charging device D.
Step 18: Charging is performed by autonomously connecting to the charging device D.
Step 19: The search (information collection) is continued. If recharging is required, the process returns to step 17.
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上記した実施形態においては、ロボットに対する補給品として、充電装置を一例として説明しているが、これに限るものではなく、例えばロボットに追加する機能部品等が考えられる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be made.
In the above-described embodiment, the charging device is described as an example of a supplement to the robot. However, the present invention is not limited to this. For example, a functional component added to the robot can be considered.
・上記した実施形態においては、同一種類のペイロードP1,P1又はP2、P2を同時に搭載して、それらを順次放出・投下する例について説明したが、異なる種類のペイロードP1,P2を同時に搭載して、それらを順次放出・投下するようにしてもよい。また、一つのロケットに搭載するペイロードの数は、上記した二つに限るものではなく、三つ以上にしてもよいことは勿論である。
・上記した実施形態においては、情報収集領域として陸上を例として説明したが、海上であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the same types of payloads P1, P1 or P2, P2 are simultaneously mounted and sequentially released and dropped has been described. However, different types of payloads P1, P2 are simultaneously mounted. These may be discharged and dropped sequentially. Of course, the number of payloads mounted on one rocket is not limited to the above two, but may be three or more.
-In above-mentioned embodiment, although the land was demonstrated as an example as an information collection area | region, the sea may be sufficient.
・上記実施形態においては、充電装置の自己位置評定装置を搭載した例について説明したが、自己位置評定装置を搭載しないときには、次のようにする。
ロケットCから充電装置Dの投下を開始する。
次に、ロケットステータス(位置、高度、速度)をロボットシステム管理装置A2に送信する。
ロボットシステム管理装置A2では、充電装置Dの着地位置を予測する。
ロボットBでは、着地位置をロボットシステム管理装置A2から受信し、充電装置Dの近傍まで自律移動する。
ロボットシステム管理装置A2のオペレータが偵察用カメラ54によって充電装置Dを索出し、その画像上で充電装置Dの位置を指示して移動させる。
In the above embodiment, the example in which the self-position rating device of the charging device is mounted has been described. However, when the self-position rating device is not mounted, the following is performed.
The launch of the charging device D from the rocket C is started.
Next, the rocket status (position, altitude, speed) is transmitted to the robot system management apparatus A2.
The robot system management device A2 predicts the landing position of the charging device D.
The robot B receives the landing position from the robot system management device A2, and moves autonomously to the vicinity of the charging device D.
The operator of the robot system management device A2 finds out the charging device D by the
30,31 中継体(航空機等)
A1 ロケット発射装置
A2 情報収集体システム管理装置(ロボットシステム管理装置)
B 情報収集体(ロボット)
C ロケット(第一,第二のロケット)
D 補給品(充電装置)
S 情報収集領域
30,31 Relay body (aircraft, etc.)
A1 Rocket launcher A2 Information collector system management device (robot system management device)
B Information collection body (robot)
C rocket (first and second rocket)
D Supplies (charging device)
S Information collection area
Claims (5)
上記情報収集体を搭載するとともに、その情報収集体を情報収集領域又はこの近傍において放出する第一のロケットと、
上記情報収集体に対する補給品を搭載するとともに、情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体近傍に放出する第二のロケットと、
上記第一,第二のロケットを情報収集領域又はこの近傍に向けて発射するロケット発射装置と、
情報収集領域又はこの近傍に投入された情報収集体及び補給品との間において、情報を送受する情報収集体システム管理装置とを有していることを特徴とする情報収集システム。 An information collection body that collects information in the information collection area while remotely controlling or autonomously moving; and
A first rocket that carries the information collection body and releases the information collection body at or near the information collection area;
A second rocket that carries the supplies for the information collection body and releases it to the information collection area or the vicinity of the information collection body thrown in the vicinity thereof,
A rocket launcher that launches the first and second rockets toward or near the information collection area;
An information collection system comprising: an information collection system management device that transmits and receives information between an information collection area and supplies supplied in or near the information collection area.
情報収集体は、評定した自らの座標位置と、補給品の座標位置とに基づいて、移動機構を介し、補給品に向けて自律的に移動する自律移動手段を有している請求項1に記載の情報収集システム。 The information collector and supplies are each equipped with a self-position assessment device for assessing their coordinate position.
The information collecting body has an autonomous moving means that autonomously moves toward the supply item via the movement mechanism based on the coordinate position of the evaluated item and the coordinate position of the supply item. The information collection system described.
情報収集体システム管理装置は、情報収集体により収集した情報及びこれのステータスに関連する関連情報を上記中継体を介して送受信する請求項1又は2に記載の情報収集システム。 A relay body that relays transmission and reception of information between the information collection body and the information collection body system management device;
The information collection system according to claim 1 or 2, wherein the information collection system management apparatus transmits and receives information collected by the information collection body and related information related to the status of the information through the relay body.
上記高度判定手段により予め設定した高度になったと判定したときに、頭部を開頭する開頭装置を設けた請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報収集システム。 The rocket has altitude determination means for determining whether or not the altitude is set in advance,
The information collection system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a craniotomy device that opens the head when the altitude determination means determines that the altitude set in advance is reached.
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