JP2019073084A - Telemetry coordination system between drone and unmanned vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドローンの姿勢安定と航法の技術に関する。 The present invention relates to drone attitude stabilization and navigation techniques.
近年、ドローン(無人航空機)の利用への期待が高まっている。空撮、測量、農業、物流、中継基地、点検・整備などの分野での利用に多く提案がなされている。なお、本明細書中では、ドローンは3つ以上のプロペラ(回転翼)を備える小型無人航空機であるマルチコプターを指すものとする。マルチコプターには、プロペラ(回転翼)が3つのトライコプター、4つのクアッドコプター、6つのヘキサコプターおよび8つのオクトコプターが含まれる。 In recent years, the expectation for the use of drone (unmanned aerial vehicle) is increasing. Many proposals have been made for use in fields such as aerial photography, surveying, agriculture, logistics, relay stations, inspection and maintenance. In the present specification, a drone refers to a multicopter which is a small unmanned aerial vehicle equipped with three or more propellers (rotor blades). The multicopter includes a propeller (rotor) with three tricopters, four quadcopters, six hexacopters and eight octocopters.
ところで、無人船は、許容される積載物の重量が大きく取れることから、ドローンと組み合わせ使用することにより、両者の短所を補完することが期待される。具体的には、無人船が航行可能な水面上におけるドローンとの連携システムが考えられる。その場合、無人船が重量物を担当することで、ドローンが負担すべき重量が軽減できることによるドローンの飛行の長時間化が期待される。また、ドローンによる早期の現場到着と現場状況把握、その後の無人船の到着による救出作業と、救難作業における両者の連携システムなども考えられている(例えば、特許文献1)。 By the way, unmanned vessels are expected to complement the disadvantages of the two by using them in combination with drone since the weight of the permitted load can be increased. Specifically, a coordination system with the drone on the surface of the water where the unmanned vessel can navigate is conceivable. In such a case, it is expected that the drone will be able to extend the flight of the drone by reducing the weight that the drone should bear as the unmanned vessel takes charge of heavy items. In addition, early arrival at the site and grasp of the site condition by the drone, rescue work by arrival of the unmanned vessel thereafter, and a cooperative system of both in rescue work are also considered (for example, Patent Document 1).
ドローンにはフライトコントローラー(以下「FC」という。)が搭載される。FCによって、ドローンの姿勢安定と航法が自動化されている。FCは、マイコンと、センサー類と、GPS受信機を備えている。センサー類としては、ジャイロセンサー、加速度センサー、気圧センサー、磁気コンパス、超音波センサーなどが使用される。ジャイロセンサーや加速度センサーがドローンの姿勢の状態を検知して、ドローンの機体の姿勢の傾きが修正される。 The drone is equipped with a flight controller (hereinafter referred to as "FC"). With FC, drone attitude stability and navigation are automated. The FC has a microcomputer, sensors, and a GPS receiver. As sensors, a gyro sensor, an acceleration sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic compass, an ultrasonic sensor, etc. are used. A gyro sensor or an acceleration sensor detects the posture of the drone to correct the inclination of the drone's posture.
また、ドローンにはビジョンポジショニングシステム(以下「VPS」という。)が搭載される。VPSは、マイコンと、カメラを備えている。VPSは、カメラに写っている物体とドローンとの間の相対運動による画像内の物体の見かけの動きの方向と移動量を画像処理技術により検出する。すなわち、VPSは、ドローンに搭載されたカメラの画像を白黒に2値化して特徴点の画像内平面座標上での移動ベクトルから、ドローンの位置変化を推定する。 In addition, the drone is equipped with a vision positioning system (hereinafter referred to as "VPS"). The VPS has a microcomputer and a camera. The VPS detects the direction and amount of movement of an apparent movement of an object in an image due to relative movement between the object shown in the camera and the drone by image processing technology. That is, the VPS binarizes the image of the camera mounted on the drone into black and white, and estimates the drone position change from the movement vector on the in-image plane coordinates of the feature point.
FCに含まれるGPSによっては、ドローンの絶対的な位置は検出できるが、ドローンの機体の向きまでは検出できない。ドローンの機体の向きは、磁気コンパスを用いて検出する。 Although the GPS included in FC can detect the absolute position of the drone, it can not detect the orientation of the drone. The orientation of the drone's airframe is detected using a magnetic compass.
ところが、鉄筋等の金属が多い場所・施設の近くや、電線・アンテナ等磁場が影響する範囲では地磁気を上回る磁界によって、磁気コンパスによる地磁気の検出ができなくなる。その場合、ドローンの機体の向きが検出できなくなってしまう。 However, near a place or facility where there are many metals such as reinforcing bars, or in a range affected by a magnetic field such as a wire or antenna, a magnetic field exceeding the geomagnetism can not detect the geomagnetism by the magnetic compass. In that case, the direction of the drone aircraft can not be detected.
そこで、本発明は、上述した磁気コンパスの異常に対応することができる、ドローンと無人船とによるテレメトリー連携システムを構築することを目的とする。 Then, this invention aims at constructing the telemetry cooperation system by a drone and an unmanned vessel which can respond to the abnormality of the magnetic compass mentioned above.
第1の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、三次元移動可能なドローンと水面上移動可能な無人船とのテレメトリー連携システムであって、前記ドローンは、ドローン側フライトコントローラー(以下「FC」という。)と、ドローン側ビジョンポジショニングシステム(以下「VPS」という。)と、を備え、前記無人船は、無人船側FCと、無人船側VPSと、を備え、前記ドローンと前記無人船とは、前記ドローン側FCと前記ドローン側VPSが取得した情報と、前記無人船側FCと前記無人船側VPSが取得した情報と、を相互にテレメトリー通信しており、前記ドローンが認識した前記無人船の方位と前記無人船が認識した前記ドローンの方位とが相互に反対方位である場合は、前記ドローン側FCが正常であると判断され、前記ドローンが認識した前記無人船の方位と前記無人船が認識した前記ドローンの方位とが相互に反対方位でない場合は、前記ドローン側FCが異常であると判断される、ことを特徴とする。 The telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel according to the first invention is a telemetry cooperation system between a three-dimensional movable drone and an unmanned vessel movable on the water surface, wherein the drone is a drone side flight controller And the drone-side vision positioning system (hereinafter referred to as "VPS"), the unmanned vessel comprises an unmanned vessel FC and an unmanned vessel VPS, the drone and the unmanned vessel And the unmanned vessel FC and the unmanned vessel VPS acquired information obtained by the drone side FC and the drone side VPS are mutually telemetrically communicated with each other, and the unmanned vessel recognized by the drone If the heading of the drone and the heading of the drone recognized by the unmanned vessel are opposite to each other, the drone side FC If it is determined that the direction of the unmanned vessel recognized by the drone and the direction of the drone recognized by the unmanned vessel are not opposite to each other, the drone side FC is determined to be abnormal. , It is characterized.
第1の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、ドローンのFCの磁気コンパスがドローンの機体の正しい向きを検出できなくなると、前記ドローンが認識した前記無人船の方位と前記無人船が認識した前記ドローンの方位とが相互に反対方位でなくなることにより、前記ドローン側FCが異常であると判断することができる。 The telemetry cooperation system between the drone and the unmanned vessel according to the first aspect of the present invention is directed to the unmanned vessel and the direction of the unmanned vessel recognized by the drone when the drone FC magnetic compass can not detect the correct direction of the drone airframe. The drone side FC can be determined to be abnormal when the drone direction recognized by the drone does not have mutually opposite directions.
第2の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、前記ドローン側FCが異常であると判断された場合は、前記ドローンは、前記ドローン側FCが取得した情報に代え前記無人船側FCが取得した情報を採用することを特徴とする。 In the telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel according to the second invention, when the drone side FC is determined to be abnormal, the drone is replaced with the information acquired by the drone side FC, the unmanned vessel side FC Is characterized by adopting the information acquired by
第2の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、ドローンのFCの磁気コンパスがドローンの機体の正しい向きを検出できなくなっても、前記無人船のFCの磁気コンパスが検出した絶対方位をドローンのFCが採用するので、ドローンは正しい方位を認識することができる。 The telemetry cooperation system between the drone and the unmanned vessel according to the second invention is an absolute orientation detected by the unmanned vessel's FC magnetic compass even if the drone FC's magnetic compass can not detect the correct orientation of the drone's airframe. Because the drone FC adopts, the drone can recognize the correct heading.
第3の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、三次元移動可能なドローンと水面上移動可能な無人船とのテレメトリー連携システムであって、前記ドローンは、ドローン側磁気コンパス、ドローン側カメラ、及びドローン側画像認識装置と、を備え、前記ドローンは、前記ドローン側カメラが写し出した前記無人船を前記ドローン側画像認識装置が画像認識することで算出した方向と、前記ドローン側磁気コンパスが検出した絶対方位と、から前記ドローンから見た前記無人船の方位を算出し、前記無人船は、無人船側磁気コンパス、無人船側カメラ、及び無人船側画像認識装置と、を備え、前記無人船は、前記無人船側カメラが写し出した前記ドローンを前記無人船側画像認識装置が画像認識することで算出した方向と、前記無人船側磁気コンパスが検出した絶対方位とから前記無人船から見た前記ドローンの方位を算出し、前記ドローンと前記無人船とは、前記ドローンから見た前記無人船の方位情報と、前記無人船から見た前記ドローンの方位情報と、を相互にテレメトリー通信しており、前記ドローンから見た無人船の方位と、前記無人船から見た前記ドローンの方位と、が相互に反対方位である場合は、前記ドローン側磁気コンパスが正常であると判断され、前記ドローンから見た前記無人船の方位と、前記無人船から見た前記ドローンの方位と、が相互に反対方位でない場合は、前記ドローン側磁気コンパスが異常であると判断される、ことを特徴とする。 The telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel according to the third invention is a telemetry cooperation system between a three-dimensional movable drone and an unmanned vessel movable on the water surface, the drone comprising a drone magnetic compass and a drone A drone camera and a drone image recognition device, wherein the drone is a direction calculated by the drone image recognition device performing image recognition on the unmanned vessel captured by the drone camera, and the drone magnetism The direction of the unmanned vessel viewed from the drone is calculated from the absolute orientation detected by the compass, and the unmanned vessel comprises an unmanned vessel magnetic compass, an unmanned vessel camera, and an unmanned vessel image recognition device; The ship is calculated by the unmanned vessel image recognition device performing image recognition on the drone captured by the unmanned vessel camera. The direction of the drone viewed from the unmanned vessel is calculated from the absolute direction detected by the unmanned vessel-side magnetic compass, and the drone and the unmanned vessel are azimuth information of the unmanned vessel viewed from the drone. The direction information of the drone viewed from the unmanned vessel is mutually telemetrically communicated, and the direction of the unmanned boat viewed from the drone and the direction of the drone viewed from the unmanned vessel are mutually opposite directions When it is determined that the drone magnetic compass is normal, the orientation of the unmanned vessel viewed from the drone and the orientation of the drone viewed from the unmanned vessel are not opposite to each other. And the drone magnetic compass is determined to be abnormal.
第3の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、ドローンのFCの磁気コンパスが地磁気の検出ができなくなりドローンの機体の向きが検出できなくなると、前記ドローンが認識した前記無人船の方位と前記無人船が認識した前記ドローンの方位とが相互に反対方位でなくなることにより、前記ドローン側FCが異常であると判断することができる。 The telemetry cooperation system between the drone and the unmanned vessel according to the third invention is characterized in that when the magnetic compass of the drone FC can not detect the geomagnetism and the direction of the drone can not be detected, the drone recognizes the unmanned vessel When the direction and the direction of the drone recognized by the unmanned vessel are not opposite to each other, it can be determined that the drone side FC is abnormal.
第4の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、前記ドローン側磁気コンパスが異常であると判断された場合は、前記ドローンは、前記ドローン側磁気コンパスが検出した絶対方位に代え前記無人船側磁気コンパスが検出した絶対方位を採用することを特徴とする。 In the telemetry cooperation system of a drone and an unmanned vessel according to the fourth invention, when the drone magnetic compass is determined to be abnormal, the drone is replaced with the absolute direction detected by the drone magnetic compass. It is characterized in that the absolute direction detected by the unmanned vessel side magnetic compass is adopted.
第4の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、前記ドローン側磁気コンパスが正しい絶対方位を検出できなくなっても、前記無人船側磁気コンパスが検出した絶対方位を前記ドローンが採用するので、前記ドローンは正しい方位を認識することができる。 The telemetry cooperation system between the drone and the unmanned vessel according to the fourth aspect of the invention allows the drones to adopt the absolute orientation detected by the unmanned vessel magnetic compass even if the drone magnetic compass can not detect the correct absolute orientation. , The drone can recognize the correct orientation.
第5の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、前記ドローンは、下方から視認可能に取り付けられたドローン側マーカーを備え、前記無人船は、上方から視認可能に取り付けられた無人船側マーカーを備え、前記ドローン側画像認識装置は、前記ドローン側カメラが写し出した前記無人船側マーカーを画像認識し、前記無人船側画像認識装置は、前記無人船側カメラが写し出した前記ドローン側マーカーを画像認識することを特徴とする。 The telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel according to the fifth invention, the drone includes a drone side marker attached so as to be visible from below, and the unmanned vessel is an unmanned vessel side attached so as to be visible from above The drone image recognition device is provided with a marker, the drone image recognition device recognizes the unmanned vessel marker captured by the drone camera, and the unmanned boat image recognition device recognizes the drone marker captured by the unmanned boat camera. It is characterized by
第5の発明に係るドローンと無人船とのテレメトリー連携システムは、前記ドローン側VPSが前記無人船側マーカーを確実に画像認識することができ、前記無人船側VPSが前記ドローン側マーカーを確実に認識することができる。 According to the telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel of the fifth invention, the drone side VPS can reliably recognize the unmanned vessel side marker and the unmanned vessel side VPS reliably recognizes the drone side marker. be able to.
本発明により、ドローンの磁気コンパスの異常に対応することができる、ドローンと無人船とによるテレメトリー連携システムを構築することができる。 According to the present invention, it is possible to construct a telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel, which can cope with the abnormality of the magnetic compass of the drone.
図1は、本発明に係るドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムの全体図である。ドローン1は、巨大な鋼構造物である吊り橋3の空撮、測量、点検・整備を行っている。無人船2は、吊り橋3の近くの水面4上を航行していて、ドローン1と相互にテレメトリー通信している。吊り橋3又はその周辺の陸地には、ドローン1と無人船2の操縦者がいる。操縦者は、ラジコン送信機(以下「プロポ」という。)を使って、ドローン1と無人船2を操縦している。なお、図1に示すようにドローン1と無人船2とは高度差を有しており、その高度差以上に水平方向の位置ズレを有している。
FIG. 1 is an overall view of a telemetry cooperation system between a drone 1 and an
図2は、ドローン1の内部ブロック図である。ドローン1は、送受信機10、FC(フライトコントローラー)20、VPS(ビジョンポジショニングシステム)30、エレクトリックスピードコントローラ(以下「ESC」という。)40、モーター41、バッテリー42を備えている。
FIG. 2 is an internal block diagram of the drone 1. The drone 1 includes a
送受信機10は、プロポからの操作電波を受信する。また、送信機10は、無人船2の送受信機とテレメトリー信号を送受信する。さらに、ドローン1内部で、送受信機10は、FC20との間で信号をやり取りする。
The
FC20は、マイコン21、ジャイロセンサー22、加速度センサー23、気圧センサー24、磁気コンパス25、超音波センサー26、GPS受信機27を備えている。ジャイロセンサー22は、ドローン1の角速度を検出する。加速度センサー23は、ドローン1の加速度を検出する。気圧センサー24は、ドローン1が位置する高さの気圧を検出することでドローン1の高度を検出する。磁気コンパス25は、地磁気の絶対方位を検出することでドローン1の機体の向きを検出する。超音波センサー26は、地面に向け超音波を発し、返ってきた超音波を検出することで、ドローン1の地面からの高さを検出する。GPS受信機27は、GPS衛星からの電波を受信することでドローン1の絶対位置を検出する。マイコン21は、ジャイロセンサー21、加速度センサー23、気圧センサー24、磁気コンパス25、超音波センサー26、GPS受信機27からの検出信号を受け取り、ドローン1の姿勢安定と航法の演算を行う。FC20は、VPS30との間で信号をやり取りする。また、FC20は、ESC40に信号を送りバッテリー42からモーター41への電流を制御することで、モーター41の回転制御を行う。
The FC 20 includes a
VPS30は、マイコン31と、カメラ32を備えている。VPS30は、カメラ32に写っている物体とドローン1との間の相対運動による画像内の物体の見かけの動きの方向と移動量を画像処理技術により検出する。すなわち、VPS30のマイコン31は、ドローン1に搭載されたカメラ32の画像を白黒に2値化して特徴点の画像内平面座標上での移動ベクトルから、ドローン1の位置変化を推定する。本実施の形態では、ドローン1のカメラ32に写る無人船2の画像を画像処理により検出し、ドローン1の機体に対する無人船2の方位を把握する。
The
バッテリー42は、リチウムポリマーバッテリーが使用される。リチウムポリマーバッテリーは、小型・軽量にも関わらず、1セル当たり3.7Vと高い起電力があり、大容量、高エネルギー密度であるという特徴を有する。
As the
ESC40は、FC20からのモーター出力指令値に従った電流値をモーター41に供給する。モーター41は、ブラシレスDCモーターが使用される。ブラシレスDCモーターには強力な磁力を有するネオジム磁石が用いられる。実施の形態に係るドローン1は、4枚のプロペラを有するクアッドコプターであるため、それぞれのプロペラを回転するESC40とモーター41が4組配置されている。もし仮に、ドローン1(マルチコプター)が、トライコプターであれば3組、ヘキサコプターであれば6組、オクトコプターであれば8組のESC40とモーター41が配置されることになる。
The
図3は、無人船2の内部ブロック図である。無人船2は、送受信機10、FC50、VPS30、ESC40、モーター41、バッテリー42を備えている。図3に示した無人船2の内部ブロック図は、図2に示したドローン1の内部ブロック図と近似している。そのため、共通する構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明を省略する。以下、図3に示す無人船2の内部ブロック図について、図2に示すドローン1の内部ブロック図と相違する部分を説明する。
FIG. 3 is an internal block diagram of the
ドローン1のFC20が超音波センサー26を備えているのに対し、無人船2のFC50は超音波センサーを備えていない点が相違する。超音波センサー26は、2cmから4mぐらいの範囲の地上との距離を測定する高度計として使用するので、水上を移動する無人船2には必要ないからである。また、ドローン1がESC40とモーター41に関しては4つの組合せを備えているのに対し、無人船2がESC40とモーター41の2つの組合せしか備えていない点が相違する。ドローン1が4つのプロペラを駆動するのに対し、無人船2は、1つのスクリューと舵を動かせば足りるからである。
The
無人船2のVPS30は、無人船2のカメラ32に写るドローン1の画像を画像処理により検出し、無人船2の船体に対するドローン1の方向を把握する。
The
本発明の実施の形態に係る、ドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムについて、以下に説明する。
The telemetry cooperation system of the drone 1 and the
ドローン1の送受信機10と無人船2の送受信機10とは、ドローン1のFC20とVPS30が取得した情報と、無人船2のFC50とVPS30が取得した情報と、を相互にテレメトリー通信する。具体的には、ドローン1が取得した、ドローン1の角速度、ドローン1の加速度、ドローン1の高度、ドローン1の機体の絶対方位、ドローン1の機体の絶対位置、ドローン1の機体に対する無人船2の方向、の情報を無人船2は受け取る。一方、無人船2が取得した、無人船2の角速度、無人船2の加速度、無人船2の高度、無人船2の船体の絶対方位、無人船2の船体の絶対位置、無人船2の船体に対するドローン1の方向、の情報をドローン1は受け取る。
The
(正常時)
図4は、正常時のドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムの機能を説明する図である。また、図4は、ドローン1と無人船2とを上方から見た図となっている。ドローン1は、ドローン1の磁気コンパス25によってドローン1の機体の絶対方位60(ドローン1の機体を中心に東、西、南、北(E、W、S、N)で示される方位)を把握している。また、カメラ32と画像処理装置31とによって、ドローン1の機体のカメラ32から見える無人船2の方向を算出している。この2つの情報からドローン1は、ドローン1から見た無人船2の方位62は、SSW(南南西)であることを算出する。
(Normal)
FIG. 4 is a diagram for explaining the function of the telemetry cooperation system between the drone 1 and the
一方、無人船2は、無人船2の磁気コンパス25によって無人船2の船体に対する絶対方位61(無人船2の船体を中心に東、西、南、北(E、W、S、N)で示される方位)を把握している。また、カメラ32と画像処理装置31とによって、無人船2の船体のカメラ32から見えるドローン1の方向を算出している。この2つの情報から無人船2は、無人船2から見たドローン1の方位63は、NNE(北北東)であることを算出する。
On the other hand, the
ドローン1から見た無人船2の方位62SSW(南南西)と、無人船2から見たドローン1の方位63NNE(北北東)は、相互に反対方位である。それによって、ドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムは、ドローンの磁気コンパス25(図2参照)が検出した絶対方位60が正しいことを判断する。
The heading 62 SSW (south-south-west) of the
(異常時)
図5は、異常時のドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムの機能を説明する図である。また、図5は、ドローン1と無人船2とを上方から見た図となっている。図1に示すようにドローン1は、巨大な鋼構造物である吊り橋3のすぐ近くを飛行している。そのため、ドローン1は、ドローン1の磁気コンパス25によってドローン1の機体に対する絶対方位70(ドローン1の機体を中心に東、西、南、北(E、W、S、N)で示される方位)を誤って把握している。また、カメラ32と画像処理装置31とによって、ドローン1の機体のカメラ32から見える無人船の方向を算出している。この2つの情報からドローン1は、ドローン1から見た無人船2の方位72は、WSW(西南西)であると誤って算出する。
(When abnormal)
FIG. 5 is a diagram for explaining the function of the telemetry cooperation system between the drone 1 and the
一方、無人船2は、吊り橋3から少し離れて航行しているので、無人船2の磁気コンパス25によって無人船2の船体に対する絶対方位71(無人船2の船体を中心に東、西、南、北(E、W、S、N)で示される方位)を正しく把握している。また、カメラ32と画像処理装置31とによって、無人船2の船体のカメラ32から見えるドローン1の方向を算出している。この2つの情報から無人船2は、無人船2から見たドローン1の方位73は、NNE(北北東)であることを算出する。
On the other hand, since the
図5に示すように、ドローン1から見た無人船2の方位72WSW(西南西)と、無人船2から見たドローン1の方位73NNE(北北東)は、相互に反対方位でない。それによって、ドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムは、ドローン1の磁気コンパス25(図2参照)が検出した絶対方位70が誤っていることを判断する。ドローン1と無人船2とのテレメトリー連携システムによって発見された、ドローン1の磁気コンパス24が検出した絶対方位70が誤っていることは、送受信機10からプロポに送信し、プロポが異常を警報するようにしてもよい。そうすることにより、ドローン1と無人船2の操縦者は、ドローン1の磁気コンパス25(図2参照)が検出した絶対方位70が誤っていることを知ることができる。
As shown in FIG. 5, the heading 72 WSW (west-southwest) of the
この場合、ドローン1は、ドローン1の磁気コンパス25(図2参照)が検出した絶対方位70に代え、無人船2の磁気コンパス25(図3参照)が検出した絶対方位71を採用するようにすることができる。これにより、ドローン1は正しい絶対方位71に基づく姿勢安定と航法を継続することができる。
In this case, the drone 1 adopts the
さらに、ドローン1は、下方から視認可能に取り付けられたドローン側マーカーを備え、無人船2は、上方から視認可能に取り付けられた無人船側マーカーを備えるようにしてもよい。その場合、図2に示すドローン1のドローン側画像認識装置31は、ドローン側カメラ32が写し出した無人船側マーカーを画像認識し、図3に示す無人船2の無人船側画像認識装置31は、無人船側カメラ32が写し出したドローン側マーカーを画像認識する。これにより、ドローン1と無人船2との距離が大きい場合、あるいは、早朝、夕暮れ、霧などで視界が悪い場合であっても、VPS30(図2、図3参照)によるドローン1と無人船2との相互の画像認識をより確実に行うことができる。
Furthermore, the drone 1 may be provided with a drone side marker attached so as to be visible from below, and the
以上説明したように、本発明により、ドローン1の磁気コンパス25(図2参照)の異常に対応することができる、ドローン1と無人船2によるテレメトリー連携システムを構築することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to construct a telemetry cooperation system by the drone 1 and the
1:ドローン
2:無人船
20:FC(フライトコントローラー)
25:磁気コンパス
30:VPS(ビジョンポジショニングシステム)
32:カメラ
50:FC(フライトコントローラー)
60:ドローンの絶対方位
61:無人船の絶対方位
62:ドローンから見た無人船の方向
63:無人船から見たドローンの方向
70:ドローンの絶対方位
71:無人船の絶対方位
72:ドローンから見た無人船の方向
73:無人船から見たドローンの方向
1: Drone 2: Unmanned ship 20: FC (Flight controller)
25: Magnetic compass 30: VPS (vision positioning system)
32: Camera 50: FC (flight controller)
60: absolute direction of the drone 61: absolute direction of the unmanned vessel 62: direction of the unmanned vessel seen from the drone 63: direction of the drone viewed from the unmanned vessel 70: absolute direction of the drone 71: absolute orientation of the unmanned vessel 72: from the drone Unmanned vessel direction seen 73: Drone direction seen from unmanned vessel
Claims (5)
前記ドローンは、ドローン側フライトコントローラー(以下「FC」という。)と、ドローン側ビジョンポジショニングシステム(以下「VPS」という。)と、を備え、
前記無人船は、無人船側FCと、無人船側VPSと、を備え、
前記ドローンと前記無人船とは、前記ドローン側FCと前記ドローン側VPSが取得した情報と、前記無人船側FCと前記無人船側VPSが取得した情報と、を相互にテレメトリー通信しており、
前記ドローンが認識した前記無人船の方位と前記無人船が認識した前記ドローンの方位とが相互に反対方位である場合は、前記ドローン側FCが正常であると判断され、
前記ドローンが認識した前記無人船の方位と前記無人船が認識した前記ドローンの方位とが相互に反対方位でない場合は、前記ドローン側FCが異常であると判断される、ことを特徴とするドローンと無人船とのテレメトリー連携システム。 A telemetry cooperation system of a three-dimensional movable drone and an unmanned ship movable on the surface, comprising:
The drone includes a drone flight controller (hereinafter referred to as "FC") and a drone vision positioning system (hereinafter referred to as "VPS").
The unmanned vessel comprises an unmanned vessel side FC and an unmanned vessel side VPS,
The drone and the unmanned vessel mutually telemetry communicate the information acquired by the drone side FC and the drone side VPS, and the information acquired by the unmanned vessel side FC and the unmanned vessel side VPS,
When the direction of the unmanned vessel recognized by the drone and the direction of the drone recognized by the unmanned vessel are opposite to each other, it is determined that the drone side FC is normal.
If the direction of the unmanned vessel recognized by the drone and the direction of the drone recognized by the unmanned vessel are not opposite to each other, it is determined that the drone side FC is abnormal. And telemetry cooperation system with unmanned vessels.
前記ドローンは、ドローン側磁気コンパス、ドローン側カメラ、及びドローン側画像認識装置と、を備え、
前記ドローンは、前記ドローン側カメラが写し出した前記無人船を前記ドローン側画像認識装置が画像認識することで算出した方向と、前記ドローン側磁気コンパスが検出した絶対方位と、から前記ドローンから見た前記無人船の方位を算出し、
前記無人船は、無人船側磁気コンパス、無人船側カメラ、及び無人船側画像認識装置と、を備え、
前記無人船は、前記無人船側カメラが写し出した前記ドローンを前記無人船側画像認識装置が画像認識することで算出した方向と、前記無人船側磁気コンパスが検出した絶対方位とから前記無人船から見た前記ドローンの方位を算出し、
前記ドローンと前記無人船とは、前記ドローンから見た前記無人船の方位情報と、前記無人船から見た前記ドローンの方位情報と、を相互にテレメトリー通信しており、
前記ドローンから見た無人船の方位と、前記無人船から見た前記ドローンの方位と、が相互に反対方位である場合は、前記ドローン側磁気コンパスが正常であると判断され、
前記ドローンから見た前記無人船の方位と、前記無人船から見た前記ドローンの方位と、が相互に反対方位でない場合は、前記ドローン側磁気コンパスが異常であると判断される、ことを特徴とするドローンと無人船とのテレメトリー連携システム。 A telemetry cooperation system of a three-dimensional movable drone and an unmanned ship movable on the surface, comprising:
The drone includes a drone magnetic compass, a drone camera, and a drone image recognition device.
The drone is viewed from the drone from the direction calculated by image recognition of the drone-side image recognition device and the absolute direction detected by the drone-side magnetic compass from the unmanned ship captured by the drone-side camera Calculate the direction of the unmanned vessel,
The unmanned vessel comprises an unmanned vessel side magnetic compass, an unmanned vessel side camera, and an unmanned vessel side image recognition device;
The unmanned vessel is viewed from the unmanned vessel from the direction calculated by the unmanned vessel image recognition device recognizing the drone captured by the unmanned vessel camera and the absolute direction detected by the unmanned vessel magnetic compass Calculate the direction of the drone,
The drone and the unmanned vessel mutually telemetrically communicate the orientation information of the unmanned vessel viewed from the drone and the orientation information of the drone viewed from the unmanned vessel,
If the direction of the unmanned vessel viewed from the drone and the direction of the drone viewed from the unmanned vessel are opposite to each other, it is determined that the drone magnetic compass is normal.
When the direction of the unmanned vessel seen from the drone and the direction of the drone seen from the unmanned vessel are not opposite to each other, it is determined that the drone magnetic compass is abnormal. Telemetry cooperation system between the drone and the unmanned vessel.
前記無人船は、上方から視認可能に取り付けられた無人船側マーカーを備え、
前記ドローン側VPSは、前記ドローン側カメラが写し出した前記無人船側マーカーを画像認識し、
前記無人船側VPSは、前記無人船側カメラが写し出した前記ドローン側マーカーを画像認識することを特徴とする、請求項3又は4に記載されたドローンと無人船とのテレメトリー連携システム。 The drone comprises a drone-side marker mounted visible from below,
The unmanned vessel comprises an unmanned vessel side marker mounted visible from above,
The drone side VPS image-recognizes the unmanned vessel side marker photographed by the drone side camera,
The telemetry cooperation system between a drone and an unmanned vessel according to claim 3 or 4, characterized in that the unmanned vessel side VPS performs image recognition on the drone side marker captured by the unmanned vessel side camera.
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