JP2017165195A - Unmanned aircraft auxiliary device and unmanned aircraft - Google Patents
Unmanned aircraft auxiliary device and unmanned aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017165195A JP2017165195A JP2016051005A JP2016051005A JP2017165195A JP 2017165195 A JP2017165195 A JP 2017165195A JP 2016051005 A JP2016051005 A JP 2016051005A JP 2016051005 A JP2016051005 A JP 2016051005A JP 2017165195 A JP2017165195 A JP 2017165195A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- balloon
- uav
- gas
- aerial vehicle
- unmanned aerial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、無人で飛行する無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ）を安全に着陸させることが可能な無人航空機補助装置および無人航空機に関する。 The present invention relates to an unmanned aerial vehicle and an unmanned aerial vehicle capable of safely landing an unmanned aerial vehicle (UAV).
無人航空機（ＵＡＶ）には、カメラおよびレーザスキャナ等の計測機器を搭載して飛行することにより周囲環境の情報を取得する用途がある。特に、固定翼が無く、鉛直上方へ向いたプロペラを備えた複数のロータが発生する揚力により飛行するマルチロータ方式のＵＡＶは、各ロータにおけるプロペラの回転数およびプロペラピッチを制御することで、空中での一時停止および低速での飛行が可能であり、周囲環境の情報の計測に適している。 Unmanned aerial vehicles (UAVs) have a purpose of acquiring information on the surrounding environment by flying with measurement devices such as cameras and laser scanners. In particular, a multi-rotor UAV that flies by the lift generated by a plurality of rotors that have no fixed wings and that have propellers oriented vertically upwards is controlled by controlling the number of propellers and the propeller pitch in each rotor. It is possible to pause at low speeds and fly at low speeds, and is suitable for measuring ambient information.
マルチロータ方式のＵＡＶは、制御部へ電力を供給するバッテリの電圧が低下して規定値を下回った場合は、プロペラの回転数を制御できなくなり、飛行状態が制御不能になるため、落下してしまう。そして、カメラおよびレーザスキャナ等の計測機器を搭載したＵＡＶの重量は重いため、落下時にはＵＡＶ、ペイロード、周囲の人および周囲の器物に損傷を与える可能性がある。しかしながら、現状のマルチロータ方式のＵＡＶには、バッテリの電圧低下時にＵＡＶを安全に着陸させるための無人航空機補助装置は搭載されていないのが実情である。 Multi-rotor UAVs fall when the voltage of the battery that supplies power to the control unit drops below the specified value, and the propeller speed cannot be controlled and the flight state becomes uncontrollable. End up. Since the weight of a UAV equipped with a measuring device such as a camera and a laser scanner is heavy, there is a possibility of damaging the UAV, payload, surrounding people and surrounding equipment when dropped. However, the current multi-rotor UAV is not equipped with an unmanned aircraft auxiliary device for safely landing the UAV when the battery voltage drops.
一方、マルチロータ方式ＵＡＶ以外の他の構造を有するＵＡＶの無人航空機補助装置として、特許文献１には、ＵＡＶに搭載されたパラシュートを射出した後、開傘されたパラシュートによりＵＡＶの降下速度を抑制するパラシュート射出装置が開示されている。 On the other hand, as a UAV unmanned aerial vehicle auxiliary device having a structure other than the multi-rotor UAV, Patent Document 1 discloses that the parachute mounted on the UAV is injected and then the UAV descending speed is suppressed by the opened parachute. A parachute injection device is disclosed.
しかしながら、上記パラシュートを用いた無人航空機補助装置をマルチロータ方式のＵＡＶに適用した場合は、ＵＡＶには複数のプロペラが設けられているため、風の影響またはパラシュートが射出された方向によってはパラシュートがプロペラに巻き込まれる可能性がある、という問題があった。パラシュートがプロペラに巻き込まれた場合には、パラシュートが破損し、パラシュートによりＵＡＶの降下速度を抑制することができなくなるため、最終的に落下してしまう。 However, when the unmanned aerial vehicle auxiliary device using the parachute is applied to a multi-rotor UAV, the UAV is provided with a plurality of propellers. There was a problem that it could get caught in the propeller. When the parachute is caught in the propeller, the parachute is damaged, and the UAV descending speed cannot be suppressed by the parachute.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無人航空機、ペイロードおよび着地時における周囲の環境に対する損傷を低減させて無人航空機を着陸させることが可能な無人航空機補助装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an unmanned aerial vehicle auxiliary device capable of landing an unmanned aerial vehicle while reducing damage to the unmanned aircraft, payload, and surrounding environment at the time of landing. And
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無人航空機補助装置は、複数のロータを備えた無人航空機に搭載される無人航空機補助装置である。無人航空機補助装置は、浮揚ガスが流入されて膨張するバルーンと、浮揚ガスが貯留されて浮揚ガスをバルーンに流出するガスボンベと、バルーンをロータと干渉しない位置に固定するとともにバルーンに浮揚ガスが流入する流路を構成するガス導通管とを備える。また、無人航空機補助装置は、無人航空機から送信された起動判定情報が起動条件を満たした場合に、ガスボンベからバルーンに浮揚ガスを流入させてバルーンを膨張させる制御を行うバルーン制御部を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an unmanned aerial vehicle assisting device according to the present invention is an unmanned aerial vehicle assisting device mounted on an unmanned aerial vehicle including a plurality of rotors. The unmanned aerial vehicle is equipped with a balloon that inflates when levitation gas is introduced, a gas cylinder that stores levitation gas and flows the levitation gas into the balloon, fixes the balloon at a position where it does not interfere with the rotor, and the levitation gas flows into the balloon. And a gas conduction pipe constituting a flow path. In addition, the unmanned aerial vehicle assisting device includes a balloon control unit that performs control for inflating the balloon by injecting the floating gas from the gas cylinder into the balloon when the activation determination information transmitted from the unmanned aircraft satisfies the activation condition.
本発明によれば、無人航空機、ペイロードおよび着地時における周囲の環境に対する損傷を低減させて無人航空機を着陸させることが可能な無人航空機補助装置が得られる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to obtain an unmanned aerial vehicle auxiliary device capable of landing an unmanned aerial vehicle by reducing damage to the unmanned aircraft, a payload, and a surrounding environment at the time of landing.
以下に、本発明の実施の形態にかかる無人航空機補助装置および無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an unmanned aerial vehicle and an unmanned aerial vehicle (UAV) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０を備えた無人航空機１０を示す正面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる無人航空機１０における主な構成の機能構成図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０における主な構成の機能構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a front view showing an unmanned
本実施の形態１にかかる無人航空機（ＵＡＶ）１０は、ＵＡＶ機体１１と、ＵＡＶ機体１１に推進動力を与えるロータ１２と、ＵＡＶ機体１１を支持する脚部１３と、周囲環境の情報を収集するための計測部１４と、ＵＡＶ１０の飛行状態を示す計測値である飛行状態情報を検出する慣性航法装置１５と、外部との通信を行う通信部１６と、ＵＡＶ１０の動作を制御する無人航空機（ＵＡＶ）制御部１７と、ロータ１２、計測部１４、慣性航法装置１５、通信部１６およびＵＡＶ制御部１７に電力を供給する無人航空機（ＵＡＶ）制御用バッテリ１８と、ＵＡＶ１０を安全に着陸させるための無人航空機補助装置２０と、を備える。計測部１４、慣性航法装置１５、通信部１６、ＵＡＶ制御部１７およびＵＡＶ制御用バッテリ１８は、たとえば筐体１９にまとめて配置される。なお、筐体１９を使用しなくても構わない。
An unmanned aerial vehicle (UAV) 10 according to the first embodiment collects information on a
ＵＡＶ機体１１は、ＵＡＶ機体１１の中心領域に配置されたベース部１１ａと、ベース部１１ａの外周部から外側に延びて設けられた４本以上の複数本の棒状の延長部１１ｂとを有する。延長部１１ｂの先端部は、ロータ１２が取り付け可能とされている。なお、図１においては、図示の関係上、２本の延長部１１ｂを示しているが、本実施の形態１にかかる無人航空機１０は、紙面の手前側および奥側に延びて設けられた２本の延長部１１ｂを更に有する。したがって、ＵＡＶ機体１１は、４本の延長部１１ｂを有する。
The
ロータ１２は、ＵＡＶ機体１１における各延長部１１ｂの先端の上部に設けられて、ＵＡＶ１０が飛行するための推進動力を発生する。ロータ１２は、プロペラ１２ａと、プロペラ１２ａを回転駆動させるプロペラ駆動部１２ｂとを備える。また、プロペラ駆動部１２ｂは、プロペラ１２ａを回転駆動させるモータ、モータとＵＡＶ制御用バッテリ１８を接続するケーブルを有する。なお、モータおよびケーブルについては、図示を省略している。
The
脚部１３は、ＵＡＶ機体１１の下部に複数本が設けられており、ＵＡＶ機体１１が地上にある場合にＵＡＶ機体１１を支持する。
A plurality of
計測部１４は、ＵＡＶ機体１１の飛行中に周囲環境の情報を収集するための計測機器であり、カメラおよびレーザスキャナ等の計測機器を含む。
The
慣性航法装置１５は、外部から電波による支援を得ることなく、搭載されたセンサのみによってＵＡＶ１０の飛行状態を示す計測値である飛行状態情報を検出する。飛行状態情報は、ＵＡＶ１０の運動を司る３軸の角度、角速度、ＵＡＶ１０の高度、ＵＡＶ１０の降下速度が検出される。
The
通信部１６は、地上局との双方向通信を行う。
The
ＵＡＶ制御部１７は、ＵＡＶ制御部１７に記憶している飛行プログラムに従って、または外部の地上局から送信される指示信号に従って、飛行および着陸するためにＵＡＶ１０内の各部の動作を制御する。ＵＡＶ制御部１７は、ロータ１２、計測部１４、慣性航法装置１５、通信部１６および無人航空機補助装置２０と通信可能とされている。
The
ＵＡＶ制御部１７は、例えば、図４に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図４は、本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。ＵＡＶ制御部１７は、例えば、図４に示すプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。なお、ＵＡＶ制御部１７の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。また、通信部１６を、同様にプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現されるように構成してもよい。また、通信部１６を実現するためのプロセッサおよびメモリは、ＵＡＶ制御部１７を実現するプロセッサおよびメモリと同一であってもよいし、別のプロセッサおよびメモリであってもよい。
The
ＵＡＶ制御用バッテリ１８は、ＵＡＶ１０における電子機器およびロータ１２に、図示しない電源線を介して駆動電力を供給する。また、ＵＡＶ制御用バッテリ１８は、飛行中に、現在の電圧値を既定の周期でＵＡＶ制御部１７に送信する。
The
本発明の実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０は、浮揚ガスが流入されて膨張するバルーン２１と、バルーン２１に設けられてバルーン２１の内部の浮揚ガスをベントするベント機構部２２と、圧縮された浮揚ガスが貯留するとともに浮揚ガスをバルーン２１に流出するガスボンベ２３とを備える。また、無人航空機補助装置２０は、バルーン２１に浮揚ガスが流入する流路を構成するガス導通管２４と、ＵＡＶ１０の高度を計測して高度情報を出力する高度計測部２５とを備える。さらに、無人航空機補助装置２０は、無人航空機１０から送信された起動判定情報が起動条件を満たした場合に、ガスボンベ２３からバルーン２１に浮揚ガスを流入させてバルーン２１を膨張させる動作を制御するバルーン制御部２６と、無人航空機補助装置２０の構成部に電力を供給するバルーン制御用バッテリ２７と、を備える。ガスボンベ２３、ガス導通管２４、高度計測部２５、バルーン制御部２６およびバルーン制御用バッテリ２７は、たとえば筐体２８にまとめて配置される。なお、筐体２８を使用しなくても構わない。
The unmanned aerial
バルーン２１は、正常飛行時においては、内部が真空とされて収縮した状態で小さく畳まれて、ガス導通管２４の一端に接続されたベント機構部２２に接続されている。また、バルーン２１は、ベント機構部２２およびガス導通管２４を通じてガスボンベ２３と接続されている。バルーン２１は、ガスボンベ２３から浮揚ガスが流入されることにより膨張して浮力を発生する。バルーン２１が膨張して浮力を発生することにより、ＵＡＶ１０の飛行状態を制御不能な場合でも、ＵＡＶ１０の落下が防止される。バルーン２１にはガスボンベ２３に貯留された圧縮された浮揚ガスが流入する。これにより、収縮した状態で配置されているバルーン２１は、無人航空機補助装置２０を起動した際に、確実に膨張する。
During normal flight, the
また、バルーン２１は、無人航空機補助装置２０を起動した際にＵＡＶ１０が水平を保った姿勢で安定して降下するように、複数個が分散して配置されている。図１においては、ガスボンベ２３を挟んで対向する位置に設けられた２つのガス導通管２４の先端部にバルーン２１が配置されている。
A plurality of
ベント機構部２２は、電磁弁を内蔵してバルーン２１とガス導通管２４との間に設けられている。ベント機構部２２は、電磁弁を開放することによりバルーン２１の内部の浮揚ガスをベント可能、すなわち外部の放出可能とされている。電磁弁の開閉は、バルーン制御部２６の制御により行われる。ベント機構部２２は、無人航空機補助装置２０の起動後におけるＵＡＶ１０の降下速度の調整時以外は、閉鎖状態とされている。
The
ガスボンベ２３は、バルーン２１を膨張させるための、空気よりも軽い浮揚ガスが圧縮された状態で貯留されている。ガスボンベ２３は、該ガスボンベ２３からの浮揚ガスの流出を制御するための電磁弁２３ａを有する。電磁弁２３ａを開くことにより、内部に貯留された浮揚ガスをガス導通管２４を介してバルーン２１に流入させることが可能とされている。また、ガスボンベ２３は、バルーン２１を膨張させるとき以外は、圧縮された浮揚ガスが貯留された状態で電磁弁２３ａを閉じることにより密閉されている。ガスボンベ２３は、各バルーン２１に対する浮揚ガスの流入を個別に制御できるように、複数のガス導通管２４に対して個別に電磁弁２３ａを有することが好ましい。浮揚ガスには、水素が用いられる。
The
ガス導通管２４は、一端にバルーン２１が接続され、他端にガスボンベが接続されて、ガスボンベ２３とバルーン２１とを接続して設けられており、ガスボンベ２３からバルーン２１への浮揚ガスの流路を構成している。ＵＡＶ１０が正常飛行を行っている際には、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａが閉鎖状態とされることにより、ガスボンベ２３からバルーン２１への浮揚ガスの流入が遮断されている。
The
ガス導通管２４は、金属チューブにより構成されており、形状が固定されている。そして、ガス導通管２４およびガス導通管２４の他端に接続されたベント機構部２２は、膨張したバルーン２１がＵＡＶ１０と干渉しない位置に、より詳細には膨張したバルーン２１がプロペラ１２ａと干渉しない位置にバルーン２１を固定している。すなわち、ガス導通管２４は、ベント機構部２２を介してバルーン２１をロータ１２と干渉しない位置に固定している。図１においては、バルーン２１は、膨張した際にプロペラ１２ａと干渉しない、プロペラ１２ａから上方に離間した位置に固定されている。これにより、膨張したバルーン２１がプロペラ１２ａに巻き込まれることが防止され、プロペラ１２ａのバルーン２１の巻き込みに起因した無人航空機補助装置２０の動作不良の発生が防止されている。
The
また、ここでは、バルーン２１とベント機構部２２とガス導通管２４とが１つずつで１セットとされており、無人航空機補助装置２０はこれらを２セット備えている。
In addition, here, the
高度計測部２５は、ＵＡＶ１０の高度を既定の周期で計測して、計測した高度を高度情報としてバルーン制御部２６に出力する。高度情報には、高度を計測した時刻の情報が含まれる。高度計測部２５には、気圧高度計が用いられる。
The
バルーン制御部２６は、無人航空機補助装置２０を動作させるために無人航空機補助装置２０内の各部の動作を制御する。すなわち、バルーン制御部２６は、ＵＡＶ１０を安全に着陸させて回収するために、バルーン２１を膨張させ、バルーン２１の浮力を調整することによりＵＡＶ１０の降下速度を調整する制御を行う。バルーン制御部２６は、高度計測部２５から受信した高度情報に基づいてＵＡＶ１０の降下速度を計算し、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量を制御する。バルーン制御部２６は、ベント機構部２２、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａおよび高度計測部２５と通信可能とされている。
The
バルーン制御部２６は、例えば、図４に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図４は、本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。バルーン制御部２６は、例えば、図４に示すプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。なお、バルーン制御部２６の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。
The
バルーン制御用バッテリ２７は、無人航空機補助装置２０の各部を駆動させるための電力を供給する。すなわち、バルーン制御用バッテリ２７は、ベント機構部２２、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａ、高度計測部２５およびバルーン制御部２６に図示しない電源線を介して駆動電力を供給する。
The
そして、無人航空機補助装置２０は、図示しない接続部を介してＵＡＶ１０に搭載されている。ＵＡＶ制御部１７と第１制御部２６とは、接続部内の通信線を介して通信可能とされている。
The unmanned aerial
つぎに、無人航空機補助装置２０の動作について説明する。本実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０は、ＵＡＶ１０が飛行状態を制御不能になった場合およびＵＡＶ１０の飛行状態に異常が発生した場合など、ＵＡＶ１０の飛行中に異常事態が発生した場合にＵＡＶ１０の機体の回収を行う際に動作する。無人航空機補助装置２０は、無人航空機１０から送信された起動判定情報が起動条件を満たした場合に起動する。まず、ＵＡＶ１０が飛行状態を制御不能になった場合、すなわちＵＡＶ１０におけるＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が、ロータ１２のプロペラ１２ａの回転数を制御するために必要な規定値を下回った場合について説明する。図５は、本発明の実施の形態１にかかるＵＡＶ１０におけるＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が規定値を下回った場合における無人航空機補助装置２０の動作の手順を示すフローチャートである。
Next, the operation of the unmanned aerial
ＵＡＶ１０が正常な飛行を行っている状態において、ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８は、現在の電圧値を既定の周期で検出してＵＡＶ制御部１７に送信する。ＵＡＶ制御部１７は、受信したＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧値を、接続部を介して無人航空機補助装置２０のバルーン制御部２６に送信する。
In a state where the
バルーン制御部２６は、ステップＳ１０において、ＵＡＶ制御部１７から受信したＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧値に基づいて、ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が規定の電圧基準値以上であるか否かを判定する。電圧基準値は、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が、ロータ１２のプロペラ１２ａの回転数をＵＡＶ制御部１７が制御するために必要な電圧値を下回っているか否かを判定する基準値である。電圧基準値は、バルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている。
Based on the voltage value of the
バルーン制御部２６は、受信した電圧値を電圧基準値と比較し、受信した電圧値が電圧基準値以上であるか否かを判定する。ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上の場合は、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が、プロペラ１２ａの回転数をＵＡＶ制御部１７が制御するために必要な電圧以上である場合である。すなわち、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上の場合は、プロペラ１２ａは、ＵＡＶ制御部１７により制御される回転数で回転することができる。ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値未満の場合は、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が、プロペラ１２ａの回転数をＵＡＶ制御部１７が制御するために必要な電圧を下回っている場合である。すなわち、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値未満の場合は、プロペラ１２ａは、ＵＡＶ制御部１７により制御される回転数で回転することができない。
The
ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上であると判定された場合、すなわちステップＳ１０においてＹｅｓの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ１０に戻って判定を繰り返す。
If it is determined that the voltage of the
ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上であると判定されない場合、すなわちステップＳ１０においてＮｏの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ２０においてガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開放を指示する指示信号である電磁弁開放指示信号をガスボンベ２３の各電磁弁２３ａに送信する。すなわち、この場合の起動判定情報は、ＵＡＶ制御部１７から受信したＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧値である。また、起動条件は、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値未満であることである。
If it is not determined that the voltage of the
ガスボンベ２３の電磁弁２３ａは、電磁弁開放指示信号を受信すると、ステップＳ３０において電磁弁開放指示信号に基づいて開放動作を行って開放状態となる。電磁弁２３ａが開放状態となることにより、ステップＳ４０において、ガスボンベ２３内の圧縮された浮揚ガスがガス導通管２４を通ってバルーン２１の内部に流入する。これにより、バルーン２１の内部に浮揚ガスが充填され、バルーン２１が膨張する。
When the
電磁弁開放指示信号を受信したガスボンベ２３の２つの電磁弁２３ａは、予め設定された電磁弁開閉量で規定時間だけ開放状態となった後、閉鎖動作を行って閉鎖状態となる。これにより、予め設定された規定量の浮揚ガスが２つのバルーン２１の内部に流入し、ＵＡＶ１０に浮力が発生する。２つのバルーン２１に規定量の浮揚ガスが充填されることにより、２つのバルーン２１には同じ浮力が発生し、ＵＡＶ１０は水平を保った姿勢で安定して浮くことができる。
The two
ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が、プロペラ１２ａの回転数をＵＡＶ制御部１７が制御するために必要な電圧を下回っている場合には、ＵＡＶ制御部１７がプロペラ１２ａの回転数を制御できなくなる。この場合は、ＵＡＶ制御部１７においてＵＡＶ１０の飛行状態を制御することが不可能になるため、ＵＡＶ１０は落下してしまう。このため、無人航空機補助装置２０は、バルーン２１を膨張させて、バルーン２１によって生じる浮力によりＵＡＶ１０の落下を防止する。これにより、ＵＡＶ１０におけるＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が規定値を下回り、ＵＡＶ制御部１７がＵＡＶ１０の飛行状態を制御できない場合においても、ＵＡＶ１０の落下を防止して、ＵＡＶ１０を着陸させることができる。
When the voltage of the
つぎに、無人航空機補助装置２０を起動させた後、すなわちバルーン２１を膨張させた後の、ＵＡＶ１０を安全に着陸させるためのＵＡＶ１０の降下速度の調整について説明する。バルーン制御部２６は、バルーン２１を膨張させた後にバルーン２１の内部の浮揚ガスの充填量を調整してバルーン２１の浮力を調整することにより、ＵＡＶ１０の降下速度を調整する。図６は、本発明の実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０を起動させた後のＵＡＶ１０の降下速度の調整の手順を示すフローチャートである。
Next, adjustment of the descent speed of the
ステップＳ１１０において、バルーン制御部２６は、ＵＡＶ１０の降下速度を計算する。バルーン制御部２６は、高度計測部２５から周期的に出力されるＵＡＶ１０の高度情報に基づいてＵＡＶ１０の降下速度を計算する。
In step S110, the
つぎに、ステップＳ１２０において、バルーン制御部２６は、ＵＡＶ１０の降下速度が規定降下速度であるか否かを判定する。規定降下速度は、ＵＡＶ１０が地上に着地した際に、地面、人または器物など周囲への接触による、ＵＡＶ１０、ペイロード、周囲の人または器物の損壊を回避または減少させることができる降下速度である。規定降下速度は、バルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている。ＵＡＶ１０の降下速度が規定降下速度であると判定された場合は、すなわちステップＳ１２０においてＹｅｓの場合は、バルーン制御部２６はＵＡＶ１０の降下速度の調整処理を終了する。
Next, in step S120, the
ＵＡＶ１０の降下速度が規定降下速度でないと判定された場合は、すなわちステップＳ１２０においてＮｏの場合は、ステップＳ１３０においてバルーン制御部２６はＵＡＶ１０の降下速度が規定降下速度よりも速いか否かを判定する。ＵＡＶ１０の降下速度が規定降下速度よりも速いと判定された場合は、すなわちステップＳ１３０においてＹｅｓの場合は、バルーン制御部２６は、ＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度とするために、現在のＵＡＶ１０の降下速度と規定降下速度との差に基づいてバルーン２１の浮力を増加させてＵＡＶ１０の降下速度を低下させる制御を行う。すなわち、バルーン制御部２６は、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａを再度開放させてバルーン２１の内部に浮揚ガスをさらに充填する制御を行うために、ステップＳ１４０において再電磁弁開放指示信号をガスボンベ２３の２つの電磁弁２３ａに送信する。
If it is determined that the descending speed of the
再電磁弁開放指示信号は、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａの再度の開放を指示する指示信号である。再電磁弁開放指示信号には、現在のＵＡＶ１０の降下速度に対応した、ＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度とするために必要なガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量が含まれる。ＵＡＶ１０の種々の降下速度に対応したガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量は、あらかじめ計算されてバルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている。
The re-solenoid valve opening instruction signal is an instruction signal for instructing the re-opening of the
再電磁弁開放指示信号を受信したガスボンベ２３の電磁弁２３ａは、ステップＳ１５０において再電磁弁開放指示信号に基づいた電磁弁開閉量で規定された一定時間だけ開放状態となった後、閉鎖動作を行って閉鎖状態となる。ガスボンベ２３の電磁弁２３ａが開放状態となることにより、ステップＳ１６０においてガスボンベ２３内の浮揚ガスがガス導通管２４を通ってバルーン２１の内部に流入する。そして、バルーン２１の内部に浮揚ガスがさらに充填され、バルーン２１がさらに膨張する。これにより、バルーン２１の浮力が増加し、ＵＡＶ１０の降下速度が低下する。
The
一方、ＵＡＶ１０の降下速度が規定降下速度よりも速いと判定されない場合は、すなわちステップＳ１３０においてＮｏの場合は、バルーン制御部２６は、ＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度とするために、現在のＵＡＶ１０の降下速度と規定降下速度との差に基づいてバルーン２１の浮力を減少させる制御を行う。すなわち、バルーン制御部２６は、ステップＳ１７０において、ベント機構部２２を開放させてバルーン２１の内部の浮揚ガスをベントする制御を行うために、ベント機構部開放指示信号を２つのベント機構部２２に送信する。
On the other hand, when it is not determined that the descending speed of the
ベント機構部開放指示信号は、ベント機構部２２の開放を指示する指示信号であり、詳細にはベント機構部２２の電磁弁の開放を指示する指示信号である。ベント機構部開放指示信号には、現在のＵＡＶ１０の降下速度に対応した、ＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度とするために必要なベント機構部２２のベント機構開閉量が含まれる。ＵＡＶ１０の種々の降下速度に対応したベント機構部２２のベント機構開閉量は、あらかじめ計算されてバルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている。
The vent mechanism part opening instruction signal is an instruction signal for instructing opening of the
ベント機構部開放指示信号を受信したベント機構部２２は、ステップＳ１８０においてベント機構部開放指示信号に基づいたベント機構開閉量で規定時間だけ開放状態となった後、閉鎖動作を行って閉鎖状態となる。ベント機構部２２の電磁弁が開放状態となることにより、ステップＳ１９０においてガスボンベ２３内の浮揚ガスが大気中に流出する。すなわち、バルーン２１の内部の浮揚ガスが放出され、バルーン２１が収縮する。これにより、バルーン２１の浮力が減少し、ＵＡＶ１０の降下速度が増加する。
In step S180, the
上述したようにＵＡＶ１０の降下速度の調整を繰り返すことにより、ＵＡＶ１０におけるＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が規定値を下回り、ＵＡＶ制御部１７がＵＡＶ１０の飛行状態を制御できない場合においても、ＵＡＶ１０の落下を防止してＵＡＶ１０を着陸させることができる。そして、上述したようにＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度に調整することにより、ＵＡＶ１０が地上に着地した際のＵＡＶ１０、ペイロード、周囲の人または周囲の器物の損壊を回避または減少させて、ＵＡＶ１０を安全に着陸させることができる。
By repeatedly adjusting the descending speed of the
つぎに、ＵＡＶ１０の飛行状態に異常が発生した場合について説明する。図７は、本発明の実施の形態１にかかるＵＡＶ１０の飛行状態に異常が発生した場合における無人航空機補助装置２０の動作の手順を示すフローチャートである。なお、図７においては、図５のフローチャートと同じステップには図５と同じステップ番号を示している。
Next, a case where an abnormality occurs in the flight state of the
ＵＡＶ１０が正常な飛行を行っている状態において、ＵＡＶ１０の慣性航法装置１５は、ＵＡＶ１０の飛行状態情報を既定の周期で検出してＵＡＶ制御部１７に送信する。ＵＡＶ制御部１７は、受信した飛行状態情報を、接続部を介して無人航空機補助装置２０のバルーン制御部２６に送信する。
In a state in which the
バルーン制御部２６は、ＵＡＶ制御部１７から受信した飛行状態情報に基づいて、ＵＡＶ１０の飛行状態が正常であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２１０においてバルーン制御部２６は、受信した飛行状態情報を飛行状態基準値と比較し、受信した飛行状態情報が正常値であるか否かを判定する。ここでの飛行状態基準値は、ＵＡＶ１０の飛行状態が正常状態であるか否かを判定する基準値であり、一定の範囲を有する。
The
飛行状態情報が飛行状態基準値内である場合は、ＵＡＶ１０の飛行状態は正常状態である。飛行状態情報が飛行状態基準値内でない場合は、ＵＡＶ１０の飛行状態は異常状態である。飛行状態基準値は、バルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている。
When the flight state information is within the flight state reference value, the flight state of the
飛行状態情報が飛行状態基準値内であると判定された場合、すなわちステップＳ２１０においてＹｅｓの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ２１０の処理を繰り返す。
If it is determined that the flight state information is within the flight state reference value, that is, if Yes in step S210, the
飛行状態情報が飛行状態基準範囲内でないと判定されない場合、すなわちステップＳ２１０においてＮｏの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ２０においてガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開放を指示する指示信号である電磁弁開放指示信号を電磁弁２３ａに送信する。すなわち、この場合の起動判定情報は、ＵＡＶ制御部１７から受信した飛行状態情報である。また、起動条件は、飛行状態情報が飛行状態基準値内でないことである。
If it is not determined that the flight state information is not within the flight state reference range, that is, No in step S210, the
以降は、上述したステップＳ２０からステップＳ４０の処理を行って、バルーン２１を膨張させてバルーン２１に浮力を発生させる。また、バルーン２１を膨張させた後に、上述したステップＳ１１０からステップＳ１９０の処理を行ってＵＡＶ１０の降下速度を調整する。
Thereafter, the processing from step S20 to step S40 described above is performed, and the
上記のようにバルーン２１を膨張させるとともにＵＡＶ１０の降下速度の調整を行うことにより、ＵＡＶ１０の飛行状態に異常が発生した場合においても、ＵＡＶ１０の落下を防止して、ＵＡＶ１０を着陸させることができる。
By inflating the
つぎに、飛行中にＵＡＶ１０の上側の周囲環境を計測する必要がある場合に好適なＵＡＶ１０の構成について説明する。図８は、本発明の実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０を備えた無人航空機１０の他の構成を示す正面図である。飛行中にＵＡＶ１０の上側の周囲環境を計測する必要がある場合は、カメラおよびレーザスキャナ等の計測機器を備えた計測部１４をＵＡＶ１０における上側、すなわちＵＡＶ機体１１の上面に設置し、無人航空機補助装置２０をＵＡＶ１０における下側、すなわちＵＡＶ機体１１の下面に設置する。このような配置とすることにより、ＵＡＶ１０の上側の周囲環境を計測する際に、計測部１４の上側に遮蔽物が無いため、ＵＡＶ１０の上側の周囲環境を確実且つ正確に計測することができる。
Next, a configuration of the
また、このような配置とすることにより、膨張したバルーン２１がＵＡＶ１０の下部に存在するため、無人航空機補助装置２０を起動させてＵＡＶ１０を着地させる際に地面、人または器物など周囲への接触した場合でも、膨張したバルーン２１が衝撃を緩和するため、ＵＡＶ１０、ペイロード、周囲の人または周囲の器物の損壊を回避または減少させることができる。すなわち、無人航空機補助装置２０をＵＡＶ１０における下側に配置することにより、着地時においてバルーン２１は衝撃を緩和するクッション材として機能する。
Also, with this arrangement, the
なお、上述した本実施の形態１にかかるＵＡＶ１０は、計測部１４が搭載されて周囲環境の情報を収集するために用いられるＵＡＶであるが、ＵＡＶ１０の用途は周囲環境の情報の収集に限定されず、計測部１４が搭載されなくてもよい。すなわち、他の用途に用いられるＵＡＶに無人航空機補助装置２０を搭載してもよい。
The
また、上記においては、ガス導通管２４が金属材料により構成される場合について示したが、ガス導通管２４の材料は金属に限定されない。すなわち、ガス導通管２４は、膨張したバルーン２１をプロペラ１２ａと干渉しない位置にバルーン２１を固定できれば、樹脂材料等の他の材料により構成されてもよい。
Moreover, in the above, although the case where the
また、上記においては、浮揚ガスに水素を用いる場合について示したが、浮揚ガスは水素に限定されない。すなわち、浮揚ガスには、ヘリウム等の他の空気よりも軽いガスを用いることができる。 Moreover, in the above, although the case where hydrogen was used for the levitation gas was shown, the levitation gas is not limited to hydrogen. That is, a gas that is lighter than other air such as helium can be used as the levitation gas.
また、上記においては、バルーン制御部２６が制御に用いる各種の情報がバルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている場合について示したが、上記各種の情報の記憶される場所は限定されない。すなわち、バルーン制御部２６に記憶されている各種の情報は無人航空機補助装置２０が備える他の記憶部に記憶されていてもよい。
Moreover, in the above, although the case where the various information used for control by the
また、上記においては、ＵＡＶ１０の高度情報が高度計測部２５から取得され、ＵＡＶ１０の降下速度がバルーン制御部２６で計算される場合について示したが、ＵＡＶ１０の高度情報およびＵＡＶ１０の降下速度は、ＵＡＶ１０に備え付けられている慣性航法装置１５から取得されてもよい。
In the above description, the
また、上記においては、高度を計測した時刻の情報が高度情報に含まれる場合について示したが、バルーン制御部２６は高度情報を受信した時刻と高度情報とを用いてＵＡＶ１０の降下速度を計算してもよい。
In the above description, the altitude information includes information on the time at which the altitude was measured. However, the
また、上記においては、ＵＡＶ１０の種々の降下速度に対応したガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量があらかじめバルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている場合について示したが、バルーン制御部２６が現在のＵＡＶ１０の降下速度に基づいてガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量を計算してもよい。
In the above description, the opening / closing amount of the
また、上記においては、ＵＡＶ１０の種々の降下速度に対応したベント機構開閉量があらかじめバルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている場合について示したが、バルーン制御部２６が現在のＵＡＶ１０の降下速度に基づいてベント機構開閉量を計算してもよい。
In the above description, the vent mechanism opening / closing amount corresponding to various lowering speeds of the
また、図１ではバルーン２１とベント機構部２２とガス導通管２４とを２セット、すなわちそれぞれ２個備える構成について示したが、これらの数量はこれに限定されない。無人航空機補助装置２０においては、バルーン２１とベント機構部２２とガス導通管２４は、無人航空機補助装置２０およびＵＡＶ１０全体の重量に対応させて変更可能とされている。すなわち、これらの構成部は、降下時におけるＵＡＶ１０の姿勢を安定して水平状態に保持するとともにＵＡＶ１０の降下速度を十分に制御可能な大きさ、数量および配置に適宜設定されればよい。
Further, although FIG. 1 shows a configuration in which two
また、上記においては、ＵＡＶ１０におけるロータ１２の数量が４つである場合について示したが、ロータ１２の数量は限定されない。ロータ１２は、ベース部１１ａの外周部から放射状に外側に延びた複数の延長部１１ｂの先端部に配置された構成とされればよい。
In the above description, the number of
また、無人航空機補助装置２０を含むＵＡＶ１０の重量に対応させて、バルーン２１により得られる浮力が、ＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度にする規定浮力に予め設定されてもよい。すなわち、電磁弁開放指示信号に基づいてバルーン２１を膨張させる際にバルーン２１に流入させる浮揚ガスのガス量が、無人航空機補助装置２０を含むＵＡＶ１０の重量に対応させて、規定浮力が得られるガス量に予め設定されてもよい。
Further, the buoyancy obtained by the
この場合は、電磁弁開放指示信号には、ＵＡＶ１０の降下速度を規定降下速度にする浮力が得られるガス量をバルーン２１に充填するためのガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量が含まれる。ガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量は、あらかじめ計算されてバルーン制御部２６の内部の記憶部に記憶されている。
In this case, the electromagnetic valve opening instruction signal includes an opening / closing amount of the
また、この場合は、ベント機構部２２を用いたＵＡＶ１０の降下速度の調整が不要であるため、ベント機構部２２が設置されずにガス導通管２４とバルーン２１とが直接接続された構成としてもよい。この場合は、ガス導通管２４により、バルーン２１がロータ１２と干渉しない位置に固定される。
Further, in this case, since it is not necessary to adjust the descending speed of the
また、上記においては、バルーン２１に流入させる浮揚ガスの量が、ガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量を制御して一定時間だけ電磁弁２３ａを開放することにより制御される場合について示したが、バルーン２１に流入させる浮揚ガスの量の制御はこれに限定されない。たとえば電磁弁２３ａを開放する時間を制御してもよく、またガスボンベ２３の電磁弁２３ａの開閉量と電磁弁２３ａを開放する時間との両方を制御してもよい。
In the above description, the amount of levitation gas flowing into the
また、上記においては、バルーン２１から放出させる浮揚ガスの量が、ベント機構部２２の電磁弁の開閉量を制御して一定時間だけ電磁弁を開放することにより制御される場合について示したが、バルーン２１から放出させる浮揚ガスの量の制御はこれに限定されない。たとえば電磁弁を開放する時間を制御してもよく、またベント機構部２２の電磁弁の開閉量と電磁弁を開放する時間との両方を制御してもよい。
In the above description, the amount of levitation gas released from the
上述したように、本実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０は、ロータ１２に干渉しない位置においてバルーン２１を浮揚ガス膨張させて浮力を発生させるため、ＵＡＶ１０が飛行状態を制御不能になった場合およびＵＡＶ１０の飛行状態に異常が発生した場合など、ＵＡＶ１０の飛行中に異常事態が発生した場合においても、ＵＡＶ１０の落下を防止して、ＵＡＶ１０を着陸させることができる。
As described above, since the unmanned aerial
また、本実施の形態１にかかる無人航空機補助装置２０は、ＵＡＶ１０の降下速度に基づいてバルーン２１の内部の浮揚ガスの充填量を調整することによりバルーン２１の浮力を調整して、ＵＡＶ１０の降下速度を調整することができるため、ＵＡＶ１０を安全に着陸させることができる。
Further, the unmanned aerial
実施の形態２．
実施の形態２においては、ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧に余裕がある場合に、無人航空機補助装置２０をＵＡＶ１０の補助揚力を発生する揚力発生補助装置として利用する場合について説明する。図９は、本発明の実施の形態２における無人航空機補助装置２０の動作の手順を示すフローチャートである。なお、図９においては、図５のフローチャートと同じステップには図５と同じステップ番号を示している。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a case will be described in which the unmanned aerial vehicle
バルーン制御部２６は、ステップＳ１０において、ＵＡＶ制御部１７から受信した電圧値に基づいて、ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が規定の電圧基準値以上であるか否かを判定する。
In step S10, the
ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上であると判定されない場合、すなわちステップＳ１０においてＮｏの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ２０において電磁弁開放指示信号をガスボンベ２３の２つの電磁弁２３ａに送信する。
If it is not determined that the voltage of the
ＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上であると判定された場合、すなわちステップＳ１０においてＹｅｓの場合は、ステップＳ３１０においてバルーン制御部２６は、ＵＡＶ１０の外部の地上局から起動指示信号を受信したか否かを判定する。起動指示信号は、無人航空機補助装置２０をＵＡＶ１０の揚力発生補助装置として起動する旨の指示信号である。バルーン制御部２６は、地上局から送信された起動指示信号を、ＵＡＶ１０の通信部１６、ＵＡＶ制御部１７、接続部内の通信線を介して受信する。なお、ＵＡＶ制御部１７から受信する電圧値の上限は、ＵＡＶ制御用バッテリ１８の満充電時の電圧である。
If it is determined that the voltage of the
ステップＳ３１０において起動指示信号を受信したと判定されない場合、すなわちステップＳ３１０においてＮｏの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ１０に戻って処理を繰り返す。
If it is not determined in step S310 that the activation instruction signal has been received, that is, if No in step S310, the
ステップＳ３１０において起動指示信号を受信したと判定された場合、すなわちステップＳ３１０においてＹｅｓの場合は、バルーン制御部２６は、ステップＳ２０において電磁弁開放指示信号をガスボンベ２３の２つの電磁弁２３ａに送信する。
When it is determined in step S310 that the activation instruction signal has been received, that is, in step S310, Yes, the
ガスボンベ２３の電磁弁２３ａは、電磁弁開放指示信号を受信すると、ステップＳ３０において電磁弁開放指示信号に基づいて開放動作を行って開放状態となる。ガスボンベ２３の電磁弁２３ａが開放状態となることにより、ステップＳ４０においてガスボンベ２３内の浮揚ガスがガス導通管２４を通ってバルーン２１の内部に流入する。これにより、バルーン２１の内部に浮揚ガスが充填され、バルーン２１が膨張する。
When the
ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧が電圧基準値以上でありＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧に余裕がある状態で無人航空機補助装置２０を起動することにより、バルーン２１の浮力がプロペラ１２ａによる揚力を補助する補助揚力となる。これにより、バルーン２１の浮力による補助揚力分だけプロペラ１２ａで発生させる揚力を減少させることができ、プロペラ用バッテリの電力の消費を抑制することができ、ＵＡＶ１０の連続稼働時間を延長することができる。すなわち、ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧に余裕がある場合には、無人航空機補助装置２０をＵＡＶ１０の補助揚力を発生する揚力発生補助装置として利用することにより、ＵＡＶ制御用バッテリ１８による連続稼働時間を延長することができる。
When the voltage of the
上述したように、本実施の形態２においては、ＵＡＶ１０のＵＡＶ制御用バッテリ１８の電圧に余裕がある場合に無人航空機補助装置２０を揚力発生補助装置として利用することにより、ＵＡＶ制御用バッテリ１８によるＵＡＶ１０の長時間稼働が可能となる。
As described above, in the second embodiment, when the voltage of the
なお、上記においては、バルーン制御部２６が、地上局から送信された起動指示信号を、ＵＡＶ１０の通信部１６、ＵＡＶ制御部１７、接続部内の通信線を介して受信する場合について示したが、無人航空機補助装置２０が通信部を備え、地上局から無人航空機補助装置２０の通信部に起動指示信号を直接送信してもよい。
In the above description, the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、上記の構成同士または別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the content of the present invention, and can be combined with the above configurations or with another known technique, and does not depart from the gist of the present invention. Thus, part of the configuration can be omitted or changed.
１０ 無人航空機、１１ 無人航空機（ＵＡＶ）機体、１１ａ ベース部、１１ｂ 延長部、１２ ロータ、１２ａ プロペラ、１２ｂ プロペラ駆動部、１３ 脚部、１４ 計測部、１５ 慣性航法装置、１６ 通信部、１７ 無人航空機制御部、１８ 無人航空機（ＵＡＶ）制御用バッテリ、２０ 無人航空機補助装置、２１ バルーン、２２ ベント機構部、２３ ガスボンベ、２３ａ 電磁弁、２４ ガス導通管、２５ 高度計測部、２６ バルーン制御部、２７ バルーン制御用バッテリ、２８ 筐体。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
浮揚ガスが流入されて膨張するバルーンと、
前記浮揚ガスが貯留されて前記浮揚ガスを前記バルーンに流出するガスボンベと、
前記バルーンを前記ロータと干渉しない位置に固定するとともに前記バルーンに前記浮揚ガスが流入する流路を構成するガス導通管と、
前記無人航空機から送信された起動判定情報が起動条件を満たした場合に、前記ガスボンベから前記バルーンに前記浮揚ガスを流入させて前記バルーンを膨張させる制御を行うバルーン制御部と、
を備えることを特徴とする無人航空機補助装置。 An unmanned aerial vehicle auxiliary device mounted on an unmanned aerial vehicle having a plurality of rotors,
A balloon that is inflated with buoyant gas,
A gas cylinder in which the levitation gas is stored and the levitation gas flows out into the balloon;
A gas conducting tube that fixes the balloon at a position where it does not interfere with the rotor and constitutes a flow path for the floating gas to flow into the balloon;
A balloon control unit that controls to inflate the balloon by causing the floating gas to flow into the balloon from the gas cylinder when the activation determination information transmitted from the unmanned aircraft satisfies an activation condition;
An unmanned aerial vehicle auxiliary device comprising:
前記バルーン制御部は、無人航空機制御用バッテリの電圧値が規定の電圧基準値未満である場合に、前記ガスボンベから前記バルーンに前記浮揚ガスを流入させて前記バルーンを膨張させる制御を行うこと、
を特徴とする請求項１に記載の無人航空機補助装置。 The activation determination information is a voltage value of an unmanned aircraft control battery used for controlling the unmanned aircraft transmitted from the unmanned aircraft,
The balloon control unit, when the voltage value of the unmanned aerial vehicle control battery is less than a specified voltage reference value, performs control to inflate the balloon by flowing the floating gas from the gas cylinder into the balloon;
The unmanned aerial vehicle assisting device according to claim 1.
前記バルーン制御部は、前記飛行状態情報が規定の飛行状態基準値である場合に、前記ガスボンベから前記バルーンに前記浮揚ガスを流入させて前記バルーンを膨張させる制御を行うこと、
を特徴とする請求項１に記載の無人航空機補助装置。 The activation determination information is flight state information that is a measurement value indicating a flight state of the unmanned aircraft transmitted from the unmanned aircraft,
The balloon control unit performs control to inflate the balloon by flowing the floating gas from the gas cylinder into the balloon when the flight state information is a prescribed flight state reference value.
The unmanned aerial vehicle assisting device according to claim 1.
前記バルーン制御部は、前記電磁弁の開閉を制御することにより前記ガスボンベから前記バルーンに前記浮揚ガスを流入させて前記バルーンを膨張させる制御を行うこと、
を特徴とする請求項２または３に記載の無人航空機補助装置。 The gas cylinder has a solenoid valve for controlling the outflow of the floating gas from the gas cylinder;
The balloon control unit performs control to inflate the balloon by allowing the floating gas to flow into the balloon from the gas cylinder by controlling opening and closing of the electromagnetic valve;
The unmanned aerial vehicle assisting device according to claim 2 or 3.
を特徴とする請求項４に記載の無人航空機補助装置。 The balloon control unit further controls the opening and closing of an electromagnetic valve of the gas cylinder when the descent speed of the unmanned aircraft in a state where the balloon is inflated is higher than a specified speed to further transfer the floating gas from the gas cylinder to the balloon. Performing control to reduce the descent speed of the unmanned aerial vehicle,
The unmanned aerial vehicle assisting device according to claim 4.
前記バルーン制御部は、前記バルーンが膨張した状態の前記無人航空機の降下速度が規定速度よりも遅い場合に、前記ベント機構部の開閉を制御して前記バルーンから前記浮揚ガスを放出させて前記無人航空機の降下速度を増加させる制御を行うこと、
を特徴とする請求項４に記載の無人航空機補助装置。 A vent mechanism for releasing the floating gas inside the balloon into the atmosphere;
The balloon control unit controls the opening and closing of the vent mechanism unit to release the levitation gas from the balloon when the descent speed of the unmanned aircraft with the balloon inflated is slower than a specified speed, thereby releasing the floating gas from the balloon. Control to increase the descent speed of the aircraft,
The unmanned aerial vehicle assisting device according to claim 4.
前記バルーン制御部は、前記高度情報に基づいて前記降下速度を計算すること、
を特徴とする請求項５または６に記載の無人航空機補助装置。 An altitude measurement unit that measures altitude of the unmanned aircraft and outputs altitude information of the unmanned aircraft,
The balloon control unit calculates the descent speed based on the altitude information;
The unmanned aerial vehicle auxiliary device according to claim 5 or 6.
前記バルーン制御部は、無人航空機制御用バッテリの電圧値が規定の電圧基準値以上であり、前記無人航空機補助装置の起動を指示する起動指示信号を受信した場合に、前記ガスボンベから前記バルーンに前記浮揚ガスを流入させて前記バルーンを膨張させる制御を行うこと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無人航空機補助装置。 The activation determination information is a voltage value of an unmanned aircraft control battery used for controlling the unmanned aircraft transmitted from the unmanned aircraft,
When the balloon control unit receives an activation instruction signal for instructing activation of the unmanned aircraft auxiliary device when the voltage value of the unmanned aircraft control battery is equal to or higher than a prescribed voltage reference value, the balloon control unit sends the balloon to the balloon. Performing control to inflate the balloon by introducing a levitation gas;
The unmanned aerial vehicle assisting device according to claim 1, comprising:
を特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の無人航空機補助装置。 The number of the balloons and the gas conduits can be changed;
The unmanned aerial vehicle auxiliary device according to any one of claims 1 to 8.
を特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の無人航空機補助装置。 Being arranged at either the upper or lower part of the unmanned aerial vehicle,
The unmanned aerial vehicle auxiliary device according to any one of claims 1 to 9.
を特徴とする無人航空機。 Comprising the unmanned aerial vehicle assisting device according to any one of claims 1 to 10,
An unmanned aerial vehicle characterized by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016051005A JP2017165195A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Unmanned aircraft auxiliary device and unmanned aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016051005A JP2017165195A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Unmanned aircraft auxiliary device and unmanned aircraft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017165195A true JP2017165195A (en) | 2017-09-21 |
Family
ID=59909584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016051005A Pending JP2017165195A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Unmanned aircraft auxiliary device and unmanned aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017165195A (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107985574A (en) * | 2017-11-22 | 2018-05-04 | 安徽天鹰兄弟无人机科技创新有限公司 | A kind of auxiliary liter of unmanned plane of buoyancy |
| CN107985573A (en) * | 2017-11-22 | 2018-05-04 | 安徽天鹰兄弟无人机科技创新有限公司 | A kind of auxiliary liter of device of buoyancy for unmanned plane |
| CN109204799A (en) * | 2018-09-30 | 2019-01-15 | 江苏省生态环境评估中心（江苏省排污权登记与交易管理中心） | The original place gas-dynamic monitoring device and its application method of reconnaissance are transported and visualized based on unmanned plane |
| JP2019111871A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-11 | 株式会社クボタ | Agricultural multicopter |
| WO2019146112A1 (en) * | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 株式会社ドローンネット | Indoor balloon toy |
| JP2019172257A (en) * | 2017-11-06 | 2019-10-10 | 株式会社エアロネクスト | Flying body and method for controlling flying body |
| CN111717405A (en) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 长沙航华电子科技有限公司 | Buoyancy auxiliary lifting device for unmanned aerial vehicle |
| KR20200124566A (en) * | 2019-04-24 | 2020-11-03 | 이나연 | Apparatus for reducing fine dust with floating structure |
| CN111959769A (en) * | 2020-07-09 | 2020-11-20 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Unmanned aerial vehicle hovering in air through air bag and control method |
| JP2021046161A (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社フジタ | Water bottom shape measuring apparatus |
| JP2021062652A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 株式会社フジタ | Submersible measuring device |
| JP7302431B2 (en) | 2019-10-24 | 2023-07-04 | 横河電機株式会社 | Measuring system and method |
| US20230222809A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-13 | Mazen A. Al-Sinan | Autonomous low-altitude uav detection system |
| CN111959769B (en) * | 2020-07-09 | 2024-04-30 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Unmanned aerial vehicle hovering through air bag and control method |
-
2016
- 2016-03-15 JP JP2016051005A patent/JP2017165195A/en active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019172257A (en) * | 2017-11-06 | 2019-10-10 | 株式会社エアロネクスト | Flying body and method for controlling flying body |
| CN107985573A (en) * | 2017-11-22 | 2018-05-04 | 安徽天鹰兄弟无人机科技创新有限公司 | A kind of auxiliary liter of device of buoyancy for unmanned plane |
| CN107985574A (en) * | 2017-11-22 | 2018-05-04 | 安徽天鹰兄弟无人机科技创新有限公司 | A kind of auxiliary liter of unmanned plane of buoyancy |
| JP2019111871A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-11 | 株式会社クボタ | Agricultural multicopter |
| WO2019146112A1 (en) * | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 株式会社ドローンネット | Indoor balloon toy |
| CN109204799A (en) * | 2018-09-30 | 2019-01-15 | 江苏省生态环境评估中心（江苏省排污权登记与交易管理中心） | The original place gas-dynamic monitoring device and its application method of reconnaissance are transported and visualized based on unmanned plane |
| CN109204799B (en) * | 2018-09-30 | 2023-11-10 | 生态环境部南京环境科学研究所 | Unmanned plane transportation and visual point selection-based in-situ gas dynamic monitoring device and application method thereof |
| KR102260210B1 (en) | 2019-04-24 | 2021-06-03 | 이나연 | Apparatus for reducing fine dust with floating structure |
| KR20200124566A (en) * | 2019-04-24 | 2020-11-03 | 이나연 | Apparatus for reducing fine dust with floating structure |
| JP7378891B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-11-14 | 株式会社フジタ | Underwater bottom shape measuring device |
| JP2021046161A (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社フジタ | Water bottom shape measuring apparatus |
| JP7280799B2 (en) | 2019-10-10 | 2023-05-24 | 株式会社フジタ | Underwater measuring device |
| JP2021062652A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 株式会社フジタ | Submersible measuring device |
| JP7302431B2 (en) | 2019-10-24 | 2023-07-04 | 横河電機株式会社 | Measuring system and method |
| CN111717405A (en) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 长沙航华电子科技有限公司 | Buoyancy auxiliary lifting device for unmanned aerial vehicle |
| CN111959769A (en) * | 2020-07-09 | 2020-11-20 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Unmanned aerial vehicle hovering in air through air bag and control method |
| CN111959769B (en) * | 2020-07-09 | 2024-04-30 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Unmanned aerial vehicle hovering through air bag and control method |
| US20230222809A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-13 | Mazen A. Al-Sinan | Autonomous low-altitude uav detection system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2017165195A (en) | Unmanned aircraft auxiliary device and unmanned aircraft | |
| US7954752B2 (en) | Crash attenuation system for aircraft | |
| US8418957B2 (en) | Crash attenuation system for aircraft | |
| KR101883896B1 (en) | Buoyant aerial vehicle | |
| US9260192B2 (en) | Active vent and re-inflation system for a crash attentuation airbag | |
| US8348192B2 (en) | Crash attenuation system for aircraft | |
| CA2821326C (en) | Active vent and re-inflation system for a crash attenuation airbag | |
| US8678309B2 (en) | Lifting gas replenishment in a tethered airship system | |
| US20210061458A1 (en) | Fixed-wing aerial underwater vehicle and control method thereof | |
| US11772814B2 (en) | System including a drone, a wire, and a docking station, enabling autonomous landings of the drones in degraded conditions | |
| US20190152577A1 (en) | Flight vehicle operating method and operating system using same | |
| US20140012433A1 (en) | Self-powered releasable aerostat and method and system for releasing and controlling the aerostat | |
| JP6866143B2 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
| KR20140115910A (en) | Aircraft for Astronomical Observation | |
| CN102470921A (en) | Aircraft occupant protection system | |
| US11584518B2 (en) | Aircraft provided with a buoyancy system, and a buoyancy method | |
| US20170320563A1 (en) | Aircraft provided with a buoyancy system, and a buoyancy method | |
| US10661878B1 (en) | Unmanned aerial vehicle (UAV) launch systems and methods | |
| US20220402605A1 (en) | Flight Control Apparatus | |
| GB2366274A (en) | A compact, economic and manoeuverable aircraft | |
| CN110382355B (en) | Parachute | |
| JP3801859B2 (en) | Airship and rising start method of the airship | |
| JP2018127070A (en) | Air bag device for aircraft and aircraft comprising the same | |
| JP2001233294A (en) | Airship | |
| JP2001048094A (en) | Soft high altitude airship and operating and controlling method therefor |