JP2020071802A - Unmanned aircraft control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無人航空機制御システムに関し、特に、無人航空機を自動で着陸ポートに着陸させる無人航空機制御システムに用いて好適なものである。 The present invention relates to an unmanned aerial vehicle control system, and is particularly suitable for use in an unmanned aerial vehicle control system for automatically landing an unmanned aerial vehicle at a landing port.
近年、ドローンと呼ばれる小型の無人航空機が広く普及してきおり、ホビーとしてだけでなく、上空からの景色の撮影、被検査対象物の検査、農薬の散布、運搬物の運搬等、様々な用途で用いられてきている。この無人航空機に関し、特許文献１には、着陸ポート（着陸誘導ポート装置２）に無人航空機（小型飛行体１）を自動で着陸させる無人航空機制御システム（小型飛行システム）が記載されている。特許文献１の無人航空機制御システムでは、着陸ポートが電波（誘導電波）を送信し、無人航空機が電波に従って自動で着陸する。 In recent years, small unmanned aerial vehicles called drones have become widespread, and are used not only as hobbies, but also for various purposes such as shooting landscapes from the sky, inspecting objects to be inspected, spraying pesticides, and transporting transported objects. Has been done. Regarding this unmanned aerial vehicle, Patent Document 1 describes an unmanned aerial vehicle control system (small flight system) for automatically landing an unmanned aerial vehicle (small aircraft 1) on a landing port (landing guidance port device 2). In the unmanned aerial vehicle control system of Patent Document 1, the landing port transmits radio waves (guided radio waves), and the unmanned aerial vehicle automatically lands according to the radio waves.
特許文献１に記載された無人航空機制御システムのように、着陸ポートが送信する電波を利用して無人航空機の自動的な着陸を実現するシステムでは、無人航空機は、着陸ポートから送信される電波の特性を踏まえた適切な移動を行って、着陸ポートに着陸する必要がある。電波の特性を踏まえた適切な移動を行わなかった場合、着陸のための移動の途中で、無人航空機が電波を受信できなくなり、正常に着陸ができなくなってしまう事態が生じ得るからである。しかしながら、無人航空機の自動的な着陸に着陸ポートが送信する電波を利用するシステムにおいて、電波の特性を踏まえた処理を行って、無人航空機の正常な着陸を実現する技術は未だ提案されていない。例えば、特許文献１には、無人航空機が着陸ポートに着陸するときの動作に関して、「無人航空機（小型飛行体１）が電波（誘導電波）に従って着陸する」旨のみが記載され、無人航空機が着陸ポートに着陸するときの具体的な動作については記載されていない。 In a system that realizes automatic landing of an unmanned aerial vehicle by using the radio waves transmitted by the landing port, such as the unmanned aerial vehicle control system described in Patent Document 1, the unmanned aerial vehicle uses the radio waves transmitted from the landing port. It is necessary to make appropriate movements based on the characteristics and land at the landing port. This is because if an appropriate movement is not performed in consideration of the characteristics of radio waves, the unmanned aerial vehicle may not be able to receive radio waves during the movement for landing, which may prevent normal landing. However, in a system that uses radio waves transmitted from a landing port for automatic landing of an unmanned aerial vehicle, a technique for performing normal landing of an unmanned aerial vehicle by performing processing based on the characteristics of the radio waves has not been proposed yet. For example, in Patent Document 1, regarding the operation when an unmanned aerial vehicle lands at a landing port, only that "unmanned aerial vehicle (small air vehicle 1) lands according to radio waves (guided radio waves)" is described, and the unmanned aerial vehicle lands. No specific action is described when landing at the port.
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、着陸ポートが送信する電波を利用して無人航空機を着陸ポートに自動で着陸させるシステムについて、無人航空機が、電波の特性を利用した適切な移動を行って、正常に着陸ポートに着陸できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and relates to a system for automatically landing an unmanned aerial vehicle on a landing port using a radio wave transmitted by the landing port, the unmanned aerial vehicle having characteristics of radio waves. The purpose is to make appropriate movements using the aircraft so that you can successfully land at the landing port.
上記した課題を解決するために、本発明では、鉛直上方に向かって検出用信号を電波により送信し、応答信号を受信するポート側アンテナを有する着陸ポートに、検出用信号を受信し応答信号を電波により送信する航空機側アンテナを有する無人航空機を自動で着陸させる無人航空機制御システムにおいて、以下の処理を実行する。すなわち、ポート側アンテナによる応答信号の受信が正常に行われると共に、応答信号に基づく無人航空機の測距が正常に行われる電波送信範囲に無人航空機が位置している状態から位置していない状態となる逸脱状態となったこと、および、位置していない状態から位置している状態となる進入状態となったことを検出するようにしている。その上で、着陸ポートへの無人航空機の着陸に際し、電波送信範囲内に位置する無人航空機を鉛直下方に移動させ、着陸ポートに着陸する前に逸脱状態となった場合は、進入状態となるまで無人航空機を鉛直上方に移動させ、水平方向における無人航空機の位置を調整した後、再び、無人航空機を鉛直下方に移動させるようにしている。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a detection signal is transmitted by a radio wave upward in the vertical direction, and a response signal is received by a landing port having a port-side antenna for receiving a response signal. In an unmanned aerial vehicle control system for automatically landing an unmanned aerial vehicle having an aircraft side antenna that transmits by radio waves, the following processing is executed. That is, the response signal is normally received by the port-side antenna, and the unmanned aerial vehicle is located within the radio wave transmission range where the distance measurement of the unmanned aerial vehicle based on the response signal is normally performed. It is configured to detect that the vehicle is in the departure state and that the vehicle is in the approaching state in which the vehicle is located. Then, when landing an unmanned aerial vehicle at the landing port, move the unmanned aerial vehicle located within the radio transmission range vertically downward, and if it deviates before landing at the landing port, until it enters the approaching state. The unmanned aerial vehicle is moved vertically upward, and after adjusting the position of the unmanned aerial vehicle in the horizontal direction, the unmanned aerial vehicle is again moved vertically downward.
検出用信号（電波）は、ポート側アンテナから鉛直上方に向かって送信されるため、電波送信範囲は、鉛直上方に向かうに従って、電波を正常に受信できる水平方向の範囲が徐々に広がっていく一方、電波強度が徐々に弱くなるという特性がある。従って、着陸のために無人航空機を鉛直下方に移動させている場合において、ポート側アンテナが配置された着陸ポートに向かって真っ直ぐ移動していない場合には、いずれ無人航空機が電波送信範囲から外れてしまうことになり、正常に着陸を行うためには、このようなケースに対応する必要がある。 Since the detection signal (radio wave) is transmitted vertically upward from the port side antenna, the radio wave transmission range gradually expands in the horizontal direction where radio waves can be normally received as it goes vertically upward. , There is a characteristic that the radio field strength gradually weakens. Therefore, when the unmanned aerial vehicle is being moved vertically downward for landing, if the unmanned aerial vehicle is not moving straight toward the landing port where the port antenna is located, the unmanned aerial vehicle will eventually fall out of the radio wave transmission range. In order to land normally, it is necessary to deal with such a case.
このことを踏まえ、上記のように構成した本発明によれば、無人航空機の着陸に際し、ポート側アンテナが配置された着陸ポートに向かって真っ直ぐ移動しておらず、無人航空機が電波送信範囲から外れてしまった場合であっても、そのことが検出された上で、確実に電波送信範囲内に復帰可能な方向である鉛直上方に無人航空機が移動されることによって、電波送信範囲内に復帰され、再び、電波送信範囲内での着陸が試行される。このため、無人航空機が電波送信範囲から外れた場合に、無人航空機が電波送信範囲内に戻らず、正常に着陸できないという事態が発生することを防止できる。すなわち、本発明によれば、着陸ポートが送信する電波を利用して無人航空機を着陸ポートに自動で着陸させるシステムについて、無人航空機が、電波の特性を利用した適切な移動を行って、正常に着陸ポートに着陸できるようにすることができる。 Based on this, according to the present invention configured as described above, upon landing of the unmanned aerial vehicle, the unmanned aerial vehicle is not moving straight toward the landing port where the port-side antenna is arranged, and the unmanned aerial vehicle is out of the radio wave transmission range. Even if it does happen, once it is detected, the unmanned aerial vehicle is moved vertically upward, which is a direction that can reliably return to the radio wave transmission range, so that it is returned to the radio wave transmission range. , Again, try to land within the radio transmission range. Therefore, when the unmanned aerial vehicle is out of the radio wave transmission range, it is possible to prevent the situation in which the unmanned aerial vehicle does not return to the radio wave transmission range and cannot land normally. That is, according to the present invention, with respect to a system for automatically landing an unmanned aerial vehicle on the landing port by using the radio waves transmitted by the landing port, the unmanned aerial vehicle performs appropriate movement using the characteristics of the radio wave and normally operates. Allows landing at the landing port.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る無人航空機制御システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、無人航空機制御システム１は、無人航空機２と、着陸ポート３と、制御端末４とを含んで構成されている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an unmanned aerial vehicle control system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the unmanned aerial vehicle control system 1 is configured to include an unmanned aerial vehicle 2, a landing port 3, and a control terminal 4.
無人航空機２は、ドローンと呼ばれる無人の航空機であり、本体５と本体５に実装された飛行機構６とを有する。飛行機構６は、４枚のプロペラ７を有しており、無人航空機２は、これらプロペラ７の回転数を調整することによって、上昇、下降、前進、後進、旋回等を行う。本実施形態に係る無人航空機２は、無線操縦機による遠隔操縦に従って飛行することができ、また、自立制御によって飛行することができる。 The unmanned aerial vehicle 2 is an unmanned aircraft called a drone, and has a main body 5 and a flight mechanism 6 mounted on the main body 5. The flight mechanism 6 has four propellers 7, and the unmanned aerial vehicle 2 performs ascent, descent, forward, backward, turn, etc. by adjusting the number of revolutions of these propellers 7. The unmanned aerial vehicle 2 according to the present embodiment can fly according to remote control by a radio controller, and can fly by self-sustaining control.
着陸ポート３は、無人航空機制御システム１による自動着陸処理（後述）によって、無人航空機２が着陸する装置である。本実施形態では、着陸ポート３の筐体は、低い円柱状の台部材であり、その上面に無人航空機２が着陸するための着陸領域８が形成されている。なお、本実施形態で例示する着陸ポート３の形状は一例であり、着陸ポート３の筐体の形状は、無人航空機２が着陸するための水平な面が形成されていれば、どのような形状であってもよい。 The landing port 3 is a device on which the unmanned aerial vehicle 2 lands by an automatic landing process (described later) by the unmanned aerial vehicle control system 1. In the present embodiment, the housing of the landing port 3 is a low columnar base member, and the landing area 8 for the unmanned aerial vehicle 2 to land is formed on the upper surface thereof. The shape of the landing port 3 exemplified in the present embodiment is an example, and the shape of the housing of the landing port 3 is not limited as long as a horizontal surface for the unmanned aerial vehicle 2 to land is formed. May be
制御端末４は、無人航空機２の管理者が使用するコンピューターである。制御端末４は、後述する各種機能を有していればよく、例えば、ノート型コンピューターや、タブレット型端末等を制御端末４として使用することができる。 The control terminal 4 is a computer used by the administrator of the unmanned aerial vehicle 2. The control terminal 4 may have various functions described below, and for example, a notebook computer, a tablet terminal, or the like can be used as the control terminal 4.
図２は、本実施形態に係る無人航空機制御システム１を構成する各装置のハードウェア構成例を機能ブロックと共に示すブロック図である。図３は、無人航空機制御システム１の無人航空機２および制御端末４の機能的構成例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing, together with functional blocks, a hardware configuration example of each device that constitutes the unmanned aerial vehicle control system 1 according to the present embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration example of the unmanned aerial vehicle 2 and the control terminal 4 of the unmanned aerial vehicle control system 1.
図２に示すように、無人航空機２は、航空機側制御ユニット１０、飛行機構駆動ユニット１１、ＧＰＳユニット１２、飛行関連センサー１３、航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４および航空機側無線通信ユニット１５を備えている。 As shown in FIG. 2, the unmanned aerial vehicle 2 includes an aircraft-side control unit 10, a flight mechanism drive unit 11, a GPS unit 12, a flight-related sensor 13, an aircraft-side RF signal processing unit 14, and an aircraft-side wireless communication unit 15. There is.
航空機側制御ユニット１０は、フライトコントローラーであり、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他周辺回路等を備え、無人航空機２の各部を制御する。航空機側制御ユニット１０は、機能構成として、応答部１６および自動着陸制御部１７を備えている（図３も併せて参照）。自動着陸制御部１７は、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行する等、ハードウェアとソフトウェアとの協働により各種処理を実行する。自動着陸制御部１７の機能および処理の詳細については後述する。 The aircraft control unit 10 is a flight controller, which includes a CPU, ROM, RAM, and other peripheral circuits, and controls each unit of the unmanned aerial vehicle 2. The aircraft control unit 10 includes a response unit 16 and an automatic landing control unit 17 as functional configurations (see also FIG. 3). The automatic landing control unit 17 executes various processes in cooperation with hardware and software, such as the CPU reading the control program stored in the ROM into the RAM and executing the control program. Details of the function and processing of the automatic landing control unit 17 will be described later.
飛行機構駆動ユニット１１は、ＰＭＵ（Power Management Unit）、ＥＳＣ（Electric Speed Controller）およびブラシレスモーターを備えている。ブラシレスモーターは、プロペラ７を回転させるモーターであり、４つのプロペラ７ごとに存在する。ＰＭＵは、バッテリーからＥＳＣに供給される電力を制御する。ＥＳＣは、ブラシレスモーターの回転数を制御する。航空機側制御ユニット１０は、飛行機構駆動ユニット１１を制御して、各プロペラ７の回転数を調整することにより、無人航空機２の飛行を制御する。 The flight mechanism drive unit 11 includes a PMU (Power Management Unit), an ESC (Electric Speed Controller), and a brushless motor. The brushless motor is a motor that rotates the propeller 7, and is present for every four propellers 7. The PMU controls the power supplied to the ESC from the battery. The ESC controls the rotation speed of the brushless motor. The aircraft control unit 10 controls the flight mechanism drive unit 11 to adjust the number of revolutions of each propeller 7 to control the flight of the unmanned aerial vehicle 2.
ＧＰＳユニット１２は、ＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に基づいて、無人航空機２の現在位置（現在の無人航空機２の位置の経度、緯度および高度）を検出する。ＧＰＳユニット１２は、航空機側制御ユニット１０に検出値を随時出力する。 The GPS unit 12 receives the GPS signal and detects the current position of the unmanned aerial vehicle 2 (longitude, latitude, and altitude of the current position of the unmanned aerial vehicle 2) based on the GPS signal. The GPS unit 12 outputs the detection value to the aircraft control unit 10 as needed.
飛行関連センサー１３は、ジャイロセンサーや、加速度センサー、気圧センサー、磁気センサー、超音波センサー、ポジショニングカメラ等の各種センサーを備え、各種センサーの検出値を航空機側制御ユニット１０に出力する。航空機側制御ユニット１０は、各種センサーの検出値に基づいて、飛行中の無人航空機２の位置や姿勢を制御する。 The flight-related sensor 13 includes various sensors such as a gyro sensor, an acceleration sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an ultrasonic sensor, and a positioning camera, and outputs detection values of the various sensors to the aircraft control unit 10. The aircraft control unit 10 controls the position and attitude of the unmanned aerial vehicle 2 in flight based on the detection values of various sensors.
航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４は、航空機側アンテナ１８およびＲＦ送受信回路を備え、電波によりＲＦ信号（高周波信号）を送受信する。特に、航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４は、後述する自動着陸処理が行われている間、ポート側アンテナ２０から送信された検出用信号を受信して、航空機側制御ユニット１０に出力し、また、検出用信号に応答するための応答信号を航空機側制御ユニット１０から入力し、航空機側アンテナ１８を介して電波により送信する。なお、無人航空機２が無線操縦機による遠隔操縦に従って飛行する場合、航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４は、無線操縦機が特定の周波数帯の電波に重畳して発信する制御信号を受信し、航空機側制御ユニット１０に出力する。航空機側制御ユニット１０は、制御信号を入力し、制御信号に基づいて、飛行機構駆動ユニット１１を制御する。 The aircraft-side RF signal processing unit 14 includes an aircraft-side antenna 18 and an RF transmitting / receiving circuit, and transmits / receives an RF signal (high-frequency signal) by radio waves. In particular, the aircraft-side RF signal processing unit 14 receives the detection signal transmitted from the port-side antenna 20 and outputs it to the aircraft-side control unit 10 while the automatic landing process described later is being performed, and A response signal for responding to the detection signal is input from the aircraft control unit 10 and transmitted by radio waves via the aircraft antenna 18. When the unmanned aerial vehicle 2 flies according to remote control by the radio controller, the aircraft-side RF signal processing unit 14 receives the control signal transmitted by the radio controller by superimposing it on the radio wave of the specific frequency band, and the aircraft side Output to the control unit 10. The aircraft control unit 10 inputs a control signal and controls the flight mechanism drive unit 11 based on the control signal.
航空機側無線通信ユニット１５は、所定の無線通信規格に従って、制御端末４の端末側無線通信ユニット２１と無線通信する。無線通信に用いる無線通信規格は何でもよい。なお、本実施形態では、航空機側無線通信ユニット１５と、端末側無線通信ユニット２１とは、所定の無線通信規格に従って直接的に無線通信するが、この点について、これら装置が、移動体通信ネットワークを介して通信を行う構成でもよい。 The aircraft side wireless communication unit 15 wirelessly communicates with the terminal side wireless communication unit 21 of the control terminal 4 according to a predetermined wireless communication standard. Any wireless communication standard may be used for wireless communication. In the present embodiment, the aircraft-side wireless communication unit 15 and the terminal-side wireless communication unit 21 directly wirelessly communicate with each other in accordance with a predetermined wireless communication standard. The configuration may be such that communication is performed via.
図２に示すように、着陸ポート３は、ポート側ＲＦ信号処理ユニット２５およびポート側通信インターフェース２６を備えている。 As shown in FIG. 2, the landing port 3 includes a port-side RF signal processing unit 25 and a port-side communication interface 26.
ポート側ＲＦ信号処理ユニット２５は、ポート側アンテナ２０およびＲＦ送受信回路を備え、電波によりＲＦ信号（高周波信号）を送受信する。特に、ポート側ＲＦ信号処理ユニット２５は、後述する自動着陸処理が行われている間、制御端末４の端末側制御ユニット２７の制御に従って検出用信号をポート側アンテナ２０を介して送信し、また、航空機側アンテナ１８から送信された応答信号を受信して、制御端末４の端末側制御ユニット２７に出力する。 The port side RF signal processing unit 25 includes a port side antenna 20 and an RF transmission / reception circuit, and transmits / receives an RF signal (high frequency signal) by radio waves. In particular, the port-side RF signal processing unit 25 transmits a detection signal through the port-side antenna 20 under the control of the terminal-side control unit 27 of the control terminal 4 while the automatic landing process described later is being performed, and , Receives the response signal transmitted from the aircraft side antenna 18, and outputs it to the terminal side control unit 27 of the control terminal 4.
ポート側通信インターフェース２６は、所定の有線通信規格に従って、制御端末４の端末側通信インターフェース２８と有線通信する。通信に用いる有線通信規格は何でもよい。また、ポート側通信インターフェース２６と端末側通信インターフェース２８とが無線通信する構成でもよい。 The port side communication interface 26 performs wired communication with the terminal side communication interface 28 of the control terminal 4 according to a predetermined wired communication standard. Any wired communication standard may be used for communication. Alternatively, the port side communication interface 26 and the terminal side communication interface 28 may be configured to perform wireless communication.
図２に示すように、制御端末４は、端末側制御ユニット２７、端末側通信インターフェース２８および端末側無線通信ユニット２１を備えている。端末側制御ユニット２７は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他周辺回路等を備え、制御端末４の各部を制御する。端末側制御ユニット２７は、機能構成として、距離検出部３０および逸脱進入検出部３１を備えている（図３も併せて参照）。距離検出部３０および逸脱進入検出部３１は、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行する等、ハードウェアとソフトウェアとの協働により各種処理を実行する。距離検出部３０および逸脱進入検出部３１の機能および処理の詳細については後述する。 As shown in FIG. 2, the control terminal 4 includes a terminal side control unit 27, a terminal side communication interface 28, and a terminal side wireless communication unit 21. The terminal-side control unit 27 includes a CPU, ROM, RAM, and other peripheral circuits, and controls each part of the control terminal 4. The terminal-side control unit 27 includes a distance detection unit 30 and a departure approach detection unit 31 as functional configurations (see also FIG. 3). The distance detection unit 30 and the deviation approach detection unit 31 execute various processes by cooperation of hardware and software such as the CPU reading the control program stored in the ROM into the RAM and executing the control program. Details of the functions and processes of the distance detection unit 30 and the deviation approach detection unit 31 will be described later.
端末側通信インターフェース２８は、所定の有線通信規格に従って、ポート側通信インターフェース２６と有線通信する。端末側無線通信ユニット２１は、所定の無線通信規格に従って、航空機側無線通信ユニット１５と無線通信する。 The terminal side communication interface 28 performs wired communication with the port side communication interface 26 according to a predetermined wired communication standard. The terminal side wireless communication unit 21 wirelessly communicates with the aircraft side wireless communication unit 15 according to a predetermined wireless communication standard.
以上の構成の下、本実施形態に係る無人航空機制御システム１は、自動着陸処理を実行して、着陸ポート３への無人航空機２の自動的な着陸（無線操縦機による遠隔操縦を伴わない着陸）を実現する。以下、自動着陸処理において、無人航空機制御システム１の各装置が実行する処理について詳述する。 Under the above configuration, the unmanned aerial vehicle control system 1 according to the present embodiment executes the automatic landing process to automatically land the unmanned aerial vehicle 2 on the landing port 3 (landing without remote control by a radio controller). ) Is realized. Hereinafter, in the automatic landing process, a process executed by each device of the unmanned aerial vehicle control system 1 will be described in detail.
自動着陸処理に際し、制御端末４の距離検出部３０は、着陸ポート３のポート側ＲＦ信号処理ユニット２５を制御して、ポート側アンテナ２０より検出用信号を送信させる。図４は、着陸ポート３のポート側アンテナ２０が検出用信号（厳密には、検出用信号が重畳された所定周波数帯の電波）を送信する様子を模式的に示す図である。図４に示すように、ポート側アンテナ２０は、着陸ポート３に形成された着陸領域８の中央部に配置されている。 In the automatic landing process, the distance detection unit 30 of the control terminal 4 controls the port-side RF signal processing unit 25 of the landing port 3 to cause the port-side antenna 20 to transmit a detection signal. FIG. 4 is a diagram schematically showing how the port-side antenna 20 of the landing port 3 transmits a detection signal (strictly speaking, a radio wave in a predetermined frequency band on which the detection signal is superimposed). As shown in FIG. 4, the port-side antenna 20 is arranged in the center of the landing area 8 formed in the landing port 3.
ポート側アンテナ２０は、指向性アンテナによって構成されており、鉛直上方を送信方向として所定の放射角度で検出用信号を送信する。この結果、検出用信号に係る電波を正常に受信できる電波送信範囲ＨＮは、ポート側アンテナ２０を基点として、鉛直上方に向かうに従って水平方向の範囲が徐々に広がっていくような形状となる（ただし、電波強度は徐々に弱くなる）。図４では、電波送信範囲ＨＮの形状のイメージを模式的に示している。電波送信範囲ＨＮについては、後に詳述する。制御端末４の距離検出部３０は、ポート側ＲＦ信号処理ユニット２５を制御して、所定の周期で検出用信号を送信させる。 The port-side antenna 20 is composed of a directional antenna, and transmits a detection signal at a predetermined radiation angle with the transmission direction vertically upward. As a result, the radio wave transmission range HN in which the radio wave relating to the detection signal can be normally received has a shape in which the horizontal range gradually expands vertically upward with the port-side antenna 20 as the base point (however, , The radio field strength gradually weakens). In FIG. 4, an image of the shape of the radio wave transmission range HN is schematically shown. The radio wave transmission range HN will be described in detail later. The distance detection unit 30 of the control terminal 4 controls the port-side RF signal processing unit 25 to transmit a detection signal at a predetermined cycle.
更に、自動着陸処理に際し、ポート側アンテナ２０から検出用信号が出力されている状態で、無人航空機２が、着陸ポート３の上方側であって、電波送信範囲ＨＮから外れる程度に離間した位置（以下、初期位置という）に配置される。初期位置は、着陸ポート３の着陸領域８の鉛直上方に正確に位置している必要はなく、無人航空機２が鉛直下方に移動した場合に電波送信範囲ＨＮにいずれ至るような位置であればよい。初期位置は、電波送信範囲ＨＮ内であってもよいが、本例では、初期位置は、電波送信範囲ＨＮを上方側に外れた場所に位置しているものとする。図４の符号Ｐ１は、初期位置の一例を示している。 Further, in the automatic landing process, with the detection signal being output from the port-side antenna 20, the unmanned aerial vehicle 2 is located above the landing port 3 and apart from the radio wave transmission range HN ( Hereinafter, it will be referred to as an initial position). The initial position does not have to be accurately positioned vertically above the landing area 8 of the landing port 3, but may be any position that reaches the radio wave transmission range HN when the unmanned aerial vehicle 2 moves vertically below. .. The initial position may be within the radio wave transmission range HN, but in this example, the initial position is assumed to be located outside the radio wave transmission range HN. Reference numeral P1 in FIG. 4 indicates an example of the initial position.
初期位置への配置は、ＧＰＳユニット１２の検出値を利用した自立制御、または、無線操縦機による遠隔操縦によって行われる。初期位置に無人航空機２が配置された後、無人航空機制御システム１の動作モードが自動着陸モードに移行される。例えば、ユーザーにより制御端末４に所定の入力が行われることによって動作モードの移行が行われる。自動着陸モードにおいて無人航空機制御システム１が実行する処理が自動着陸処理である。 The placement at the initial position is performed by self-sustaining control using the detected value of the GPS unit 12 or remote control by a radio controller. After the unmanned aerial vehicle 2 is placed in the initial position, the operation mode of the unmanned aerial vehicle control system 1 is shifted to the automatic landing mode. For example, the operation mode is changed by the user making a predetermined input to the control terminal 4. The process executed by the unmanned aerial vehicle control system 1 in the automatic landing mode is the automatic landing process.
動作モードが自動着陸モードの間、無人航空機２の航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４は、航空機側アンテナ１８を介して検出用信号を受信した場合には、受信した検出用信号を航空機側制御ユニット１０に出力する。無人航空機２の応答部１６は、検出用信号の入力に応じて応答信号を生成し、航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４を制御して、応答信号を送信させる。この応答信号は、ポート側アンテナ２０を介して着陸ポート３のポート側ＲＦ信号処理ユニット２５に受信され、制御端末４の端末側制御ユニット２７に出力される。制御端末４の距離検出部３０は、入力した応答信号に基づいて、ポート側アンテナ２０と航空機側アンテナ１８との離間距離（以下、「アンテナ間距離」という）を検出する。 While the operation mode is the automatic landing mode, when the aircraft-side RF signal processing unit 14 of the unmanned aerial vehicle 2 receives the detection signal through the aircraft-side antenna 18, the aircraft-side control unit 10 receives the detection signal. Output to. The response unit 16 of the unmanned aerial vehicle 2 generates a response signal in response to the input of the detection signal and controls the aircraft-side RF signal processing unit 14 to transmit the response signal. This response signal is received by the port-side RF signal processing unit 25 of the landing port 3 via the port-side antenna 20, and is output to the terminal-side control unit 27 of the control terminal 4. The distance detection unit 30 of the control terminal 4 detects the distance between the port-side antenna 20 and the aircraft-side antenna 18 (hereinafter referred to as “inter-antenna distance”) based on the input response signal.
アンテナ間距離の検出は既存の技術により適切に実行される。なお、応答信号には、アンテナ間距離の検出に利用される情報が不足なく含まれている。応答信号には、検出用信号を受信したときの受信強度を示す情報が少なくとも含まれ、また、アンテナ間距離の検出に飛行関連センサー１３の検出値を利用する場合には、当該センサーの検出値が含まれている。また、距離検出部３０は、応答信号に含まれる情報のほか、検出用信号を送信してから応答信号を受信するまでのレスポンスタイムや、検出用信号と応答信号との位相差等を反映してアンテナ間距離を検出する。 The detection of the distance between the antennas is appropriately performed by the existing technology. The response signal includes information used for detecting the distance between the antennas without any shortage. The response signal includes at least information indicating the reception intensity when the detection signal is received, and when the detection value of the flight-related sensor 13 is used to detect the distance between the antennas, the detection value of the sensor is used. It is included. In addition to the information included in the response signal, the distance detection unit 30 reflects the response time from the transmission of the detection signal to the reception of the response signal, the phase difference between the detection signal and the response signal, and the like. Detects the distance between the antennas.
距離検出部３０は、アンテナ間距離を検出した後、端末側無線通信ユニット２１を制御して、検出したアンテナ間距離を示す情報（以下、「距離通知情報」という）を無線通信で送信させる。無人航空機２の自動着陸制御部１７は、航空機側無線通信ユニット１５を介して距離通知情報を入力し、入力した情報に基づいてアンテナ間距離を認識する。以上の処理が行われる結果、動作モードが自動着陸モードの間、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置している場合には、基本的には、無人航空機２の自動着陸制御部１７は、制御端末４から所定の周期で受信する距離通知情報に基づいて継続的に、アンテナ間距離を認識する。 After detecting the inter-antenna distance, the distance detection unit 30 controls the terminal-side wireless communication unit 21 to transmit information indicating the detected inter-antenna distance (hereinafter referred to as “distance notification information”) by wireless communication. The automatic landing control unit 17 of the unmanned aerial vehicle 2 inputs the distance notification information via the aircraft side wireless communication unit 15 and recognizes the inter-antenna distance based on the input information. As a result of the above processing, when the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN while the operation mode is the automatic landing mode, the automatic landing control unit 17 of the unmanned aerial vehicle 2 basically operates as follows. The antenna distance is continuously recognized based on the distance notification information received from the control terminal 4 in a predetermined cycle.
また、動作モードが自動着陸モードの間、制御端末４の逸脱進入検出部３１は、電波送信範囲ＨＮに無人航空機２が位置している状態から位置していない状態となる逸脱状態となったこと、および、位置していない状態から位置している状態となる進入状態となったことを検出する。図５は、逸脱進入検出部３１の処理を説明するため、無人航空機２と着陸ポート３との位置関係を模式的に示す図である。 Further, while the operation mode is the automatic landing mode, the departure approach detector 31 of the control terminal 4 is in the departure state in which the unmanned aerial vehicle 2 is located in the radio wave transmission range HN from the state in which it is not located. , And detecting that the vehicle is in the approaching state in which the vehicle is in the state where the vehicle is not in the state where the vehicle is in the state where the vehicle is in the state where the vehicle is located. FIG. 5 is a diagram schematically showing the positional relationship between the unmanned aerial vehicle 2 and the landing port 3 in order to explain the processing of the deviation approach detection unit 31.
今、図５において、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内の位置Ｐ２に位置しているとする。この場合、無人航空機２の航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４による検出用信号の受信および応答信号の送信は正常に行われる。制御端末４の逸脱進入検出部３１は、応答信号を入力する。進入検出部３１は、入力した応答信号に関する情報、および、応答信号に基づいて距離検出部３０が検出するアンテナ間距離に関する情報を利用して、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していることを検出する。逸脱進入検出部３１は、航空機側ＲＦ信号処理ユニット１４が検出用信号を受信したときの受信強度の大きさや、検出用信号を送信してから応答信号を受信するまでのレスポンスタイムの遅延の状況、距離検出部３０が検出するアンテナ間距離の精度（信頼性）等を反映して、応答信号の受信および距離検出部３０によるアンテナ間距離の検出が正常に行われるか否かという観点から適切な手段で、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していることを検出する。なお、距離検出部３０が検出するアンテナ間距離の精度（信頼性）について、逸脱進入検出部３１は、アンテナ間距離の推移等に基づいて認識する。 Now, in FIG. 5, it is assumed that the unmanned aerial vehicle 2 is located at the position P2 within the radio wave transmission range HN. In this case, the aircraft-side RF signal processing unit 14 of the unmanned aerial vehicle 2 normally receives the detection signal and transmits the response signal. The deviation / entry detector 31 of the control terminal 4 inputs the response signal. The approach detection unit 31 uses the information on the input response signal and the information on the inter-antenna distance detected by the distance detection unit 30 based on the response signal to detect that the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN. Detect that there is. The departure approach detector 31 determines the magnitude of the reception intensity when the aircraft-side RF signal processing unit 14 receives the detection signal, and the delay time of the response time from the transmission of the detection signal to the reception of the response signal. It is appropriate from the standpoint of whether or not the accuracy (reliability) of the inter-antenna distance detected by the distance detection unit 30 is reflected, and whether the response signal is received and the inter-antenna distance is normally detected by the distance detection unit 30. By any means, it is detected that the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN. Note that the deviation approach detector 31 recognizes the accuracy (reliability) of the inter-antenna distance detected by the distance detector 30, based on the transition of the inter-antenna distance.
なお、電波送信範囲ＨＮは、逸脱進入検出部３１によって、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していることが検出される立体的な領域のことである。従って、図５を含む各図では、電波送信範囲ＨＮの形状を円錐によって表しているが、このような決まった形状となるわけではない。 The radio wave transmission range HN is a three-dimensional area in which the departure approach detector 31 detects that the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN. Therefore, in each of the drawings including FIG. 5, the shape of the radio wave transmission range HN is represented by a cone, but it does not have such a fixed shape.
その後、無人航空機２が、図５の位置Ｐ２から鉛直下方に向かって移動したとする。逸脱進入検出部３１は、無人航空機２の鉛直下方へ向かう移動中、継続して、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置しているか否かを判定する。無人航空機２の鉛直下方へ向かう移動が進むと、いずれ無人航空機２が電波送信範囲ＨＮから外れた状態となる。図５の位置Ｐ３は、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮから外れた直後の状態を示している。 After that, it is assumed that the unmanned aerial vehicle 2 moves vertically downward from the position P2 in FIG. The departure approach detector 31 continuously determines whether or not the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN while the unmanned aerial vehicle 2 is moving vertically downward. When the unmanned aerial vehicle 2 moves downward in the vertical direction, the unmanned aerial vehicle 2 will eventually be out of the radio wave transmission range HN. The position P3 in FIG. 5 shows a state immediately after the unmanned aerial vehicle 2 moves out of the radio wave transmission range HN.
この状態となったときに、逸脱進入検出部３１は、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していないことを検出し、逸脱状態となったこと（電波送信範囲ＨＮ内に無人航空機２が位置している状態から位置していない状態となったこと）を検出する。逸脱進入検出部３１は、応答信号の受信および距離検出部３０によるアンテナ間距離の検出が正常に行われるか否かという観点から適切な手段で無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していないことを検出する。 In this state, the departure approach detection unit 31 detects that the unmanned aerial vehicle 2 is not located within the radio wave transmission range HN, and enters the deviant state (the unmanned aerial vehicle 2 within the radio wave transmission range HN). Is changed from the state where is located to the state where it is not located) is detected. The departure approach detector 31 determines that the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN by appropriate means from the viewpoint of whether the response signal is received and the distance detector 30 normally detects the inter-antenna distance. Detect that there is no.
一方、無人航空機２が、図５の位置Ｐ３から鉛直上方に向かって移動したとする。逸脱進入検出部３１は、無人航空機２の鉛直上方へ向かう移動中、継続して、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置しているか否かを判定する。なお、位置Ｐ３から鉛直上方へ向かう移動の開始直後からしばらくの間は、逸脱進入検出部３１により、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していないことが検出されるものとする。無人航空機２の鉛直上方へ向かう移動が進むと、いずれ無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置した状態となる。本例では、図５の位置Ｐ２において、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置した状態となったものとする。 On the other hand, it is assumed that the unmanned aerial vehicle 2 has moved vertically upward from the position P3 in FIG. The departure approach detecting unit 31 continuously determines whether or not the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN while the unmanned aerial vehicle 2 is moving vertically upward. It is assumed that the departure approach detector 31 detects that the unmanned aerial vehicle 2 is not located within the radio wave transmission range HN for a while immediately after the start of the movement from the position P3 to the vertically upward direction. As the unmanned aerial vehicle 2 moves vertically upward, the unmanned aerial vehicle 2 will eventually be positioned within the radio wave transmission range HN. In this example, it is assumed that the unmanned aerial vehicle 2 is located in the radio wave transmission range HN at the position P2 in FIG.
この状態となったときに、逸脱進入検出部３１は、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置していることを検出し、進入状態となったこと（電波送信範囲ＨＮ内に無人航空機２が位置していない状態から位置している状態となったこと）を検出する。 In this state, the departure approach detector 31 detects that the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN, and enters the approaching state (the unmanned aerial vehicle 2 within the radio wave transmission range HN). Is changed from the state in which is not located to the state in which it is located) is detected.
以上が逸脱進入検出部３１の処理である。逸脱進入検出部３１は、逸脱状態となったことを検出した場合には、端末側無線通信ユニット２１を制御して、逸脱状態となったことを示す情報（以下、「逸脱通知情報」という）を無線通信で送信させる。一方、逸脱進入検出部３１は、進入状態となったことを検出した場合には、端末側無線通信ユニット２１を制御して、進入状態となったことを示す情報（以下、「進入通知情報」という）を無線通信で送信させる。 The above is the processing of the deviation approach detection unit 31. When the deviation entry detection unit 31 detects that the deviation status has been entered, the deviation entry detection unit 31 controls the terminal-side wireless communication unit 21 to indicate that the deviation status has entered (hereinafter referred to as “deviation notification information”). To be transmitted by wireless communication. On the other hand, when the departure approach detection unit 31 detects that the vehicle is in the approaching state, it controls the terminal-side wireless communication unit 21 to provide information indicating that the vehicle is in the approaching state (hereinafter, “entry notification information”). Is sent by wireless communication.
ここで、自動着陸制御部１７は、初期位置に位置する無人航空機２を移動させて、着陸ポート３に着陸させる機能ブロックである。自動着陸制御部１７は、無人航空機２の自動的な着陸に際し、鉛直方向（鉛直上方または鉛直下方）への移動か、または、水平方向への移動のみを無人航空機２に行わせる。これは、無人航空機２の鉛直下方へ向かう成分を含んだ移動を鉛直下方への移動に限定し、無人航空機２が着陸ポート３に着陸する瞬間の無人航空機２の移動方向が必ず鉛直下方となるようにすることによって、無人航空機２の安定的な着陸を実現するためである。なお、自動着陸制御部１７は、飛行関連センサー１３の検出値に基づいて無人航空機２の位置や姿勢を制御しつつ、飛行機構駆動ユニット１１を制御することによって適切に無人航空機２の移動を実行する。 Here, the automatic landing control unit 17 is a functional block that moves the unmanned aerial vehicle 2 located at the initial position to land at the landing port 3. When automatically landing the unmanned aerial vehicle 2, the automatic landing control unit 17 causes the unmanned aerial vehicle 2 to move in the vertical direction (vertically upward or vertically downward) or in the horizontal direction. This limits the movement of the unmanned aerial vehicle 2 that includes a component directed vertically downward to the vertically downward movement, and the direction of movement of the unmanned aerial vehicle 2 at the moment when the unmanned aerial vehicle 2 lands at the landing port 3 is always vertically downward. By doing so, a stable landing of the unmanned aerial vehicle 2 is realized. The automatic landing control unit 17 controls the position and attitude of the unmanned aerial vehicle 2 based on the detection value of the flight-related sensor 13 and controls the flight mechanism drive unit 11 to appropriately move the unmanned aerial vehicle 2. To do.
さて、動作モードが自動着陸モードに移行すると、自動着陸制御部１７は、初期位置（図４の位置Ｐ１）に位置する無人航空機２を鉛直下方へ向かって移動させる。図６の各図は、自動着陸制御部１７の処理を説明するため、無人航空機２と着陸ポート３との位置関係を模式的に示す図である。自動着陸制御部１７によって無人航空機２が鉛直下方へ向かって移動すると、いずれ、無人航空機２は、電波送信範囲ＨＮ内に位置した状態となる。図６（Ａ）の符号Ｐ４は、この状態となったときの無人航空機２の位置の一例を示している。上述の通り、逸脱進入検出部３１は、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に位置した状態となったときに、端末側無線通信ユニット２１に進入通知情報を送信させる。自動着陸制御部１７は、航空機側無線通信ユニット１５を介して進入通知情報を受信し、進入状態となったことを認識し、引き続き無人航空機２を鉛直下方へ向かって移動させる。 Now, when the operation mode shifts to the automatic landing mode, the automatic landing control unit 17 moves the unmanned aerial vehicle 2 located at the initial position (position P1 in FIG. 4) vertically downward. 6A and 6B are schematic diagrams showing the positional relationship between the unmanned aerial vehicle 2 and the landing port 3 in order to explain the processing of the automatic landing control unit 17. When the automatic landing control unit 17 moves the unmanned aerial vehicle 2 downward in the vertical direction, the unmanned aerial vehicle 2 will eventually be positioned within the radio wave transmission range HN. Reference numeral P4 in FIG. 6 (A) shows an example of the position of the unmanned aerial vehicle 2 in this state. As described above, the departure approach detection unit 31 causes the terminal-side wireless communication unit 21 to send the entry notification information when the unmanned aerial vehicle 2 is located in the radio wave transmission range HN. The automatic landing control unit 17 receives the entry notification information via the aircraft-side wireless communication unit 15, recognizes that the entry state has been entered, and continues to move the unmanned aerial vehicle 2 vertically downward.
本例では、初期位置が、着陸領域８の鉛直上方から外れた場所に位置しているため、無人航空機２の鉛直下方への移動が更に進むと、いずれ、無人航空機２は、電波送信範囲ＨＮから外れた状態となる。図６（Ｂ）の符号Ｐ５は、この状態となったときの無人航空機２の位置の一例を示している。上述の通り、逸脱進入検出部３１は、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮから外れたときに、端末側無線通信ユニット２１に逸脱通知情報を送信させる。自動着陸制御部１７は、航空機側無線通信ユニット１５を介して逸脱通知情報を受信し、逸脱状態となったことを認識し、無人航空機２の鉛直下方へ向かう移動を停止する。つまり、自動着陸制御部１７は、無人航空機２の鉛直下方へ向かう移動中に、逸脱状態となった場合には、移動を停止する。 In this example, since the initial position is located at a position deviating from above the landing area 8 in the vertical direction, when the unmanned aerial vehicle 2 moves further downward in the vertical direction, the unmanned aerial vehicle 2 will eventually reach the radio wave transmission range HN. It will be in a state of being separated from. Reference numeral P5 in FIG. 6B indicates an example of the position of the unmanned aerial vehicle 2 in this state. As described above, the departure approach detector 31 causes the terminal-side wireless communication unit 21 to send the departure notification information when the unmanned aerial vehicle 2 is out of the radio wave transmission range HN. The automatic landing control unit 17 receives the departure notification information via the aircraft-side wireless communication unit 15, recognizes that the departure state has been reached, and stops the unmanned aerial vehicle 2 from moving vertically downward. That is, the automatic landing control unit 17 stops the movement of the unmanned aerial vehicle 2 when the vehicle departs from the vertically downward movement.
なお、本例では無人航空機２の鉛直下方へ向かう移動中に逸脱状態となる現象が発生するのは、電波送信範囲ＨＮが、ポート側アンテナ２０を基点として、鉛直上方に向かうに従って水平方向の範囲が徐々に広がっていくような形状をしているからである。 In the present example, the phenomenon that the deviation state occurs during the movement of the unmanned aerial vehicle 2 in the vertically downward direction is that the radio wave transmission range HN is a horizontal range from the port-side antenna 20 toward the vertically upward direction. Because it has a shape that gradually expands.
自動着陸制御部１７は、逸脱状態となったことに応じて無人航空機２の鉛直下方へ向かう移動を停止した後、すぐに無人航空機２を鉛直上方へ向かって移動させる。無人航空機２の鉛直上方への移動が進むと、いずれ、無人航空機２は、電波送信範囲ＨＮ内に位置した状態となる。図６（Ｃ）の符号Ｐ６は、この状態となったときの無人航空機２の位置の一例を示している。上述の通り、逸脱進入検出部３１は、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮから外れた状態から電波送信範囲ＨＮ内に位置した状態となったときに、端末側無線通信ユニット２１に進入通知情報を送信させる。自動着陸制御部１７は、航空機側無線通信ユニット１５を介して進入通知情報を受信し、進入状態となったことを認識し、無人航空機２の鉛直上方へ向かう移動を停止する。つまり、自動着陸制御部１７は、無人航空機２の鉛直上方へ向かう移動中に、進入状態となった場合には、移動を停止する。 The automatic landing control unit 17 stops the movement of the unmanned aerial vehicle 2 in the vertically downward direction in response to the departure state, and immediately moves the unmanned aerial vehicle 2 in the vertically upward direction. When the movement of the unmanned aerial vehicle 2 vertically upward progresses, the unmanned aerial vehicle 2 will eventually be located in the radio wave transmission range HN. Reference numeral P6 in FIG. 6C shows an example of the position of the unmanned aerial vehicle 2 in this state. As described above, when the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN from the state where the unmanned aerial vehicle 2 is outside the radio wave transmission range HN, the departure approach detection unit 31 outputs the entry notification information to the terminal-side wireless communication unit 21. Send it. The automatic landing control unit 17 receives the entry notification information via the aircraft side wireless communication unit 15, recognizes that the entry state has been entered, and stops the movement of the unmanned aerial vehicle 2 in the vertically upward direction. That is, the automatic landing control unit 17 stops the movement of the unmanned aerial vehicle 2 in the approaching state while the unmanned aerial vehicle 2 is moving vertically upward.
なお、電波送信範囲ＨＮが、ポート側アンテナ２０を基点として、鉛直上方に向かうに従って水平方向の範囲が徐々に広がっていくような形状をしていることに起因して逸脱状態が発生するため、逸脱状態となった後に、鉛直上方へ向かって移動することによって、電波送信範囲ＨＮ内に確実に復帰することができる。なお、電波送信範囲ＨＮ内に位置している無人航空機２を鉛直下方に移動させ、着陸ポート３に着陸する前に逸脱状態となった場合に、進入状態となるまで無人航空機２を鉛直上方に移動させる処理は、特許請求の範囲の「上下方向移動処理」に相当する。 Since the radio wave transmission range HN has a shape in which the horizontal range gradually expands vertically upward with the port-side antenna 20 as a base point, a deviation state occurs, After the departure state, it is possible to reliably return to the radio wave transmission range HN by moving vertically upward. If the unmanned aerial vehicle 2 located within the radio wave transmission range HN is moved vertically downward and is in a deviating state before landing at the landing port 3, the unmanned aerial vehicle 2 is vertically moved upward until it enters the approaching state. The process of moving is equivalent to the "up-down movement process" in the claims.
自動着陸制御部１７は、進入状態となったことに応じて無人航空機２の鉛直上方へ向かう移動を停止した後、移動方向決定処理を実行する。移動方向決定処理は、特許請求の範囲の「水平方向移動処理」に含まれる処理である。図７は、移動方向決定処理の説明に利用する図であり、図６（Ｃ)の位置Ｐ６に位置する無人航空機２を図６（Ｃ）の矢印Ｙ１に向かって見たときの様子を示している。図７では、無人航空機２を非常に単純化して描画している。図７において、破線Ｈ１は、位置Ｐ６と同一水平面上の電波送信範囲ＨＮの外縁を示している。以下の説明では、進入状態となったことに応じて移動が停止した直後の無人航空機２の位置を、「基点位置」と表現する。図６（Ｃ）、図７の位置Ｐ６は、基点位置である。 The automatic landing control unit 17 executes the movement direction determination process after stopping the movement of the unmanned aerial vehicle 2 in the vertical direction in response to the approach state. The moving direction determination process is a process included in the “horizontal direction moving process” in the claims. FIG. 7 is a diagram used for explaining the movement direction determination process, and shows a state when the unmanned aerial vehicle 2 located at the position P6 in FIG. 6C is viewed toward the arrow Y1 in FIG. 6C. ing. In FIG. 7, the unmanned aerial vehicle 2 is depicted in a greatly simplified manner. In FIG. 7, the broken line H1 indicates the outer edge of the radio wave transmission range HN on the same horizontal plane as the position P6. In the following description, the position of the unmanned aerial vehicle 2 immediately after the movement of the unmanned aerial vehicle 2 is stopped in response to the approach state is referred to as a “base point position”. The position P6 in FIGS. 6C and 7 is the base point position.
図７を参照し、移動方向決定処理において、自動着陸制御部１７は、基点位置と同一水平面上で、基点位置を中心とする所定長（例えば、３０ｃｍ）の半径の円を描くように、無人航空機２を移動させた後、無人航空機２を基点位置に戻らせる。図７の符号Ｚ１は、無人航空機２の軌跡の一例を示している。図７の例では、自動着陸制御部１７は、位置Ｐ６（基点位置）に位置する無人航空機２を所定長だけ水平方向に離間した位置Ｑ１に移動させる。その後、自動着陸制御部１７は、位置Ｐ６（基点位置）からの離間距離が所定長である状態を維持しつつ、無人航空機２を位置Ｑ１→位置Ｑ２→位置Ｑ３→位置Ｑ４→位置Ｑ５→位置Ｑ６の順番で移動させ、その後、位置Ｐ６（基点位置）に移動させている。 Referring to FIG. 7, in the movement direction determination process, the automatic landing control unit 17 draws a circle with a radius of a predetermined length (for example, 30 cm) centered on the base point position on the same horizontal plane as the base point position. After moving the aircraft 2, the unmanned aerial vehicle 2 is returned to the base position. Reference numeral Z1 in FIG. 7 indicates an example of the trajectory of the unmanned aerial vehicle 2. In the example of FIG. 7, the automatic landing control unit 17 moves the unmanned aerial vehicle 2 located at the position P6 (base point position) to the position Q1 horizontally separated by a predetermined length. After that, the automatic landing control unit 17 maintains the unmanned aerial vehicle 2 at the position Q1 → the position Q2 → the position Q3 → the position Q4 → the position Q5 → the position while maintaining the state where the distance from the position P6 (the base point position) is a predetermined length. It is moved in the order of Q6, and then moved to the position P6 (base point position).
自動着陸制御部１７は、基点位置と同一水平面上で、基点位置を中心として円を描くように無人航空機２を移動させている間、所定のサンプリング周期で、無人航空機２の位置（ただし、基点位置に対する相対的な位置）、アンテナ間距離（ただし、位置Ｑ１、Ｑ２、Ｑ６に位置している場合）、および、電波送信範囲ＨＮ内に無人航空機２が位置しているか否かを示す情報を記録する。なお、自動着陸制御部１７は、飛行関連センサー１３の検出値に基づいて上述した態様で無人航空機２を移動させる機能、および、移動中に基点位置に対する相対的な位置を認識する機能を有している。また、自動着陸制御部１７は、距離検出部３０から受信する距離通知情報に基づいてアンテナ間距離を認識し、また、逸脱進入検出部３１から受信する情報に基づいて電波送信範囲ＨＮ内に無人航空機２が位置しているか否かを認識する。 The automatic landing control unit 17 moves the position of the unmanned aerial vehicle 2 (at the base point) at a predetermined sampling period while moving the unmanned aerial vehicle 2 so as to draw a circle around the base point position on the same horizontal plane as the base point position. The position relative to the position), the distance between the antennas (provided that they are located at positions Q1, Q2, and Q6), and information indicating whether or not the unmanned aerial vehicle 2 is located within the radio wave transmission range HN. Record. The automatic landing control unit 17 has a function of moving the unmanned aerial vehicle 2 in the above-described manner based on the detection value of the flight-related sensor 13, and a function of recognizing a relative position with respect to the base point position during movement. ing. Further, the automatic landing control unit 17 recognizes the inter-antenna distance based on the distance notification information received from the distance detection unit 30 and unmanned within the radio wave transmission range HN based on the information received from the departure approach detection unit 31. Recognize whether the aircraft 2 is located.
そして、自動着陸制御部１７は、所定のサンプリング周期の各タイミングで記録した情報に基づいて、情報の記録が行われた位置のうち、電波送信範囲ＨＮ内であって、最もアンテナ間距離が短くなる位置を特定する。例えば、図７の例において、位置Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のそれぞれで情報の記録が行われたとする。そして、位置Ｑ１、Ｑ２、Ｑ６が電波送信範囲ＨＮ内に位置しており、かつ、位置Ｑ１が最もアンテナ距離が短くなる位置であるとする。この場合、自動着陸制御部１７は、位置Ｑ１を、電波送信範囲ＨＮ内であって、最もアンテナ間距離が短くなる位置として特定する。 Then, based on the information recorded at each timing of the predetermined sampling cycle, the automatic landing control unit 17 has the shortest inter-antenna distance within the radio wave transmission range HN among the positions where the information is recorded. Specify the position. For example, in the example of FIG. 7, it is assumed that information is recorded at each of the positions Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, and Q6. It is also assumed that the positions Q1, Q2, Q6 are located within the radio wave transmission range HN, and the position Q1 is the position where the antenna distance is the shortest. In this case, the automatic landing control unit 17 specifies the position Q1 as a position within the radio wave transmission range HN where the inter-antenna distance is shortest.
次いで、自動着陸制御部１７は、基点位置から、特定した位置に向かう方向を無人航空機２の水平方向における移動方向として決定する。図７の例では、自動着陸制御部１７は、位置Ｐ６（基点位置）から位置Ｑ１に向かう方向（矢印Ｙ２が示す方向）を無人航空機２の水平方向における移動方向として決定する。ここで、理論的には、基点位置が属する水平面では、この水平面と、ポート側アンテナ２０から鉛直上方に延びる仮想線との交点に無人航空機２が位置したときに、アンテナ間距離が最も短くなる。従って、決定された移動方向は、基点位置から、当該交点へ向かう方向ということができる。 Next, the automatic landing control unit 17 determines the direction from the base position to the specified position as the horizontal moving direction of the unmanned aerial vehicle 2. In the example of FIG. 7, the automatic landing control unit 17 determines the direction from the position P6 (base position) to the position Q1 (the direction indicated by the arrow Y2) as the horizontal movement direction of the unmanned aerial vehicle 2. Here, theoretically, in the horizontal plane to which the base point position belongs, when the unmanned aerial vehicle 2 is located at the intersection of this horizontal plane and an imaginary line extending vertically upward from the port-side antenna 20, the inter-antenna distance becomes the shortest. .. Therefore, it can be said that the determined movement direction is the direction from the base point position to the intersection.
以上が、自動着陸制御部１７が実行する移動方向決定処理である。以上のように、自動着陸制御部１７は、上下方向移動処理により進入状態となった無人航空機２の位置を基点として、基点位置からの水平距離が同じ複数の位置に無人航空機２を水平移動させると共に、複数の位置のそれぞれにおいて距離検出部３０により検出されるアンテナ間距離を取得し、基点位置から、複数の位置のうち最も短いアンテナ間距離が検出された位置に向かう方向を無人航空機２の移動方向とする。このような構成のため、アンテナ間距離が取得可能であることを活用して、ポート側アンテナ２０から鉛直上方に延びる仮想線に向かう方向を移動方向として的確に決定することができる。 The above is the movement direction determination processing executed by the automatic landing control unit 17. As described above, the automatic landing control unit 17 horizontally moves the unmanned aerial vehicle 2 to a plurality of positions having the same horizontal distance from the base point position, with the position of the unmanned aerial vehicle 2 that has entered the vertical movement process as the base point. At the same time, the inter-antenna distance detected by the distance detection unit 30 at each of the plurality of positions is acquired, and the direction from the base position to the position where the shortest inter-antenna distance is detected among the plurality of positions is set to the direction of the unmanned aerial vehicle 2. Set as the moving direction. With this configuration, it is possible to accurately determine the direction from the port-side antenna 20 toward the virtual line extending vertically upward as the moving direction by utilizing the fact that the inter-antenna distance can be acquired.
移動方向決定処理により移動方向を決定した後、自動着陸制御部１７は、実移動処理を実行する。実移動処理は、特許請求の範囲の「水平方向移動処理」に含まれる処理である。図８は、実移動処理の説明に利用する図であり、図６（Ｃ)、図７の位置Ｐ６に位置する無人航空機２が移動する様子を示している。実移動処理において、自動着陸制御部１７は、決定した移動方向に無人航空機２を水平移動させる。自動着陸制御部１７は、無人航空機２を水平移動させている間、所定のサンプリング周期でアンテナ間距離を認識する。 After the movement direction is determined by the movement direction determination processing, the automatic landing control unit 17 executes the actual movement processing. The actual movement process is a process included in the "horizontal movement process" in the claims. FIG. 8 is a diagram used for explaining the actual movement process, and shows a state in which the unmanned aerial vehicle 2 located at the position P6 in FIGS. 6C and 7 moves. In the actual movement processing, the automatic landing control unit 17 horizontally moves the unmanned aerial vehicle 2 in the determined movement direction. The automatic landing control unit 17 recognizes the inter-antenna distance at a predetermined sampling period while the unmanned aerial vehicle 2 is horizontally moved.
移動の開始直後からしばらくの間は、無人航空機２がポート側アンテナ２０から鉛直上方に延びる仮想線に向かう方向に移動しているため、アンテナ間距離は、徐々に短くなっていく。一方で、移動が進むと、一のタイミングで認識したアンテナ間距離よりも、次のタイミングで認識したアンテナ間距離の方が長くなる状態となる。自動着陸制御部１７は、この状態となった場合、当該一のタイミングのときの位置に向かって無人航空機２を水平移動させ、当該一のタイミングのときの位置に無人航空機２を戻し、その位置で無人航空機２の移動を停止する。ただし、当該一のタイミングと当該他のタイミングとが非常に短く設定されている場合は、無人航空機２を戻す処理は実行しなくてもよい。 For a while immediately after the start of movement, the unmanned aerial vehicle 2 is moving in the direction from the port-side antenna 20 toward the imaginary line extending vertically upward, so the inter-antenna distance gradually decreases. On the other hand, as the movement progresses, the inter-antenna distance recognized at the next timing becomes longer than the inter-antenna distance recognized at one timing. In this state, the automatic landing control unit 17 horizontally moves the unmanned aerial vehicle 2 toward the position at the one timing, returns the unmanned aerial vehicle 2 to the position at the one timing, and then moves the position. Then, the movement of the unmanned aerial vehicle 2 is stopped. However, if the one timing and the other timing are set to be extremely short, the process of returning the unmanned aerial vehicle 2 may not be executed.
図８の例において、自動着陸制御部１７が、位置Ｐ６（基点位置）から、位置Ｒ１→位置Ｒ２→位置Ｒ３→位置Ｒ４の順番で無人航空機２を移動させ、位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のそれぞれでアンテナ間距離を認識したものとする。また、この場合において、位置Ｒ１から位置Ｒ３までは、徐々にアンテナ間距離が小さくなっていく一方、位置Ｒ４で認識したアンテナ間距離が、位置Ｒ３で認識したアンテナ間距離よりも大きかったとする。この場合、自動着陸制御部１７は、無人航空機２が位置Ｒ４まで移動した段階で、無人航空機２を位置Ｒ３まで戻し、位置Ｒ３において無人航空機２の移動を停止する。 In the example of FIG. 8, the automatic landing control unit 17 moves the unmanned aerial vehicle 2 in the order of the position R1 → the position R2 → the position R3 → the position R4 from the position P6 (the base point position), and the positions R1, R2, R3, R4. It is assumed that the distance between the antennas is recognized in each of. Further, in this case, it is assumed that the inter-antenna distance gradually decreases from the position R1 to the position R3, while the inter-antenna distance recognized at the position R4 is larger than the inter-antenna distance recognized at the position R3. In this case, the automatic landing control unit 17 returns the unmanned aerial vehicle 2 to the position R3 when the unmanned aerial vehicle 2 has moved to the position R4, and stops the movement of the unmanned aerial vehicle 2 at the position R3.
以上が、自動着陸制御部１７が実行する実移動処理である。上述したように、理論的には、基点位置が属する水平面では、この水平面と、ポート側アンテナ２０から鉛直上方に延びる仮想線との交点に無人航空機２が位置したときに、アンテナ間距離が最も短くなる。従って、実移動処理の完了後の無人航空機２は、当該交点（または、当該交点に近い場所）に位置しているものと想定される。 The above is the actual movement processing executed by the automatic landing control unit 17. As described above, theoretically, in the horizontal plane to which the base point position belongs, when the unmanned aerial vehicle 2 is located at the intersection of this horizontal plane and a virtual line extending vertically upward from the port-side antenna 20, the inter-antenna distance is the largest. It gets shorter. Therefore, it is assumed that the unmanned aerial vehicle 2 after the completion of the actual movement process is located at the intersection (or a place near the intersection).
ただし、無人航空機２の移動中に自動着陸制御部１７が認識するアンテナ間距離（＝距離検出部３０が検出するアンテナ間距離）は、常に正確な値というわけではなく、測位誤差によって正しい値から乖離した値となる場合がある。また、移動方向決定処理によって決定された移動方向は、常に正確というわけではなく、ポート側アンテナ２０から鉛直上方に延びる仮想線に向かう方向からずれている場合もある。このため、実移動処理の完了後の無人航空機２の位置が、ポート側アンテナ２０から鉛直上方に延びる仮想線からずれた位置である可能性も排除できない。 However, the inter-antenna distance recognized by the automatic landing control unit 17 while the unmanned aerial vehicle 2 is moving (= the inter-antenna distance detected by the distance detecting unit 30) is not always an accurate value, and may be a correct value due to a positioning error. The values may be different. Further, the movement direction determined by the movement direction determination processing is not always accurate, and may be deviated from the direction toward the virtual line extending vertically upward from the port-side antenna 20. Therefore, it is not possible to exclude the possibility that the position of the unmanned aerial vehicle 2 after the completion of the actual movement processing is a position deviated from an imaginary line extending vertically upward from the port-side antenna 20.
その後、再び、自動着陸制御部１７は、電波送信範囲ＨＮ内に位置している無人航空機２を鉛直下方に移動させ、着陸ポート３に着陸する前に逸脱状態となった場合には、進入状態となるまで無人航空機２を鉛直上方に移動させる処理（上下方向移動処理）を実行し、進入状態となるまで無人航空機２を鉛直上方に移動させた場合には、水平方向移動処理（移動方向決定処理および実移動処理）を実行する。すなわち、自動着陸制御部１７は、着陸ポート３への着陸が完了するまで、上下方向移動処理と水平方向移動処理とを交互に繰り返し実行する。なお、詳細は省略するが、上下方向移動処理において、鉛直下方へ向かって無人航空機２が移動されているときに、無人航空機２が着陸ポート３に着陸した場合には、適切にそのことが検出された上で、必要な処理（プロペラ７の駆動を停止する処理等）が実行される。 After that, the automatic landing control unit 17 again moves the unmanned aerial vehicle 2 located within the radio wave transmission range HN vertically downward, and when the vehicle is in the departure state before landing on the landing port 3, the approach state is entered. When the unmanned aerial vehicle 2 is moved vertically upward until it reaches the approach state, the horizontal movement processing (movement direction determination) Processing and actual movement processing). That is, the automatic landing control unit 17 alternately repeats the vertical movement processing and the horizontal movement processing until the landing on the landing port 3 is completed. Although details are omitted, when the unmanned aerial vehicle 2 lands at the landing port 3 while the unmanned aerial vehicle 2 is moving vertically downward in the vertical movement processing, this is appropriately detected. Then, necessary processing (processing for stopping driving of the propeller 7 and the like) is executed.
図９は、初期位置に位置する無人航空機２が着陸ポート３に着陸する際に、無人航空機２が辿る軌跡の一例を、その位置が変位する様子と共に示す図である。図９の例では、矢印Ｃ１から矢印Ｃ７の順番で無人航空機２が移動し、着陸ポート３に着陸している。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a trajectory that the unmanned aerial vehicle 2 follows when the unmanned aerial vehicle 2 located at the initial position lands at the landing port 3 along with how the position is displaced. In the example of FIG. 9, the unmanned aerial vehicle 2 moves in the order of arrow C1 to arrow C7 and lands at the landing port 3.
以上のように、本実施形態に係る無人航空機制御システム１では、逸脱状態および進入状態となったことを検出するようにした上で、着陸ポート３への無人航空機２の着陸に際し、電波送信範囲ＨＮ内に位置する無人航空機２を鉛直下方に移動させ、着陸ポート３に着陸する前に逸脱状態となった場合は、進入状態となるまで無人航空機２を鉛直上方に移動させ、水平方向における無人航空機２の位置を調整した後、再び、無人航空機２を鉛直下方に移動させるようにしている。 As described above, in the unmanned aerial vehicle control system 1 according to the present embodiment, when the departure state and the approaching state are detected, the radio wave transmission range when landing the unmanned aerial vehicle 2 on the landing port 3 is detected. If the unmanned aerial vehicle 2 located in the HN is moved vertically downward and is in a deviating state before landing at the landing port 3, the unmanned aerial vehicle 2 is moved vertically upward until it is in an approaching state, and the unmanned aerial vehicle in the horizontal direction After adjusting the position of the aircraft 2, the unmanned aerial vehicle 2 is moved vertically downward again.
この構成によれば、無人航空機２の着陸に際し、ポート側アンテナ２０が配置された着陸ポート３に向かって真っ直ぐ移動しておらず、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮから外れてしまった場合であっても、そのことが検出された上で、確実に電波送信範囲ＨＮ内に復帰可能な方向である鉛直上方に無人航空機２が移動されることによって、電波送信範囲ＨＮ内に復帰され、再び、電波送信範囲ＨＮ内での着陸が試行される。 According to this configuration, when the unmanned aerial vehicle 2 is landed, the unmanned aerial vehicle 2 has not moved straight toward the landing port 3 in which the port-side antenna 20 is arranged, and the unmanned aerial vehicle 2 is out of the radio wave transmission range HN. However, after the fact is detected, the unmanned aerial vehicle 2 is moved vertically upward, which is a direction that can surely return to the radio wave transmission range HN, so that the unmanned aerial vehicle 2 is returned to the radio wave transmission range HN and again, Attempts to land within the radio transmission range HN.
このため、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮから外れた場合に、無人航空機２が電波送信範囲ＨＮ内に戻らず、正常に着陸できないという事態が発生することを防止できる。すなわち、本実施形態の構成によれば、着陸ポート３が送信する電波を利用して無人航空機２を着陸ポート３に自動で着陸させるシステムについて、無人航空機２が、電波の特性を利用した適切な移動を行って、正常に着陸ポート３に着陸できるようにすることができる。 Therefore, when the unmanned aerial vehicle 2 is out of the radio wave transmission range HN, it is possible to prevent the situation in which the unmanned aerial vehicle 2 does not return to the radio wave transmission range HN and cannot land normally. That is, according to the configuration of the present embodiment, with respect to the system for automatically landing the unmanned aerial vehicle 2 on the landing port 3 using the radio wave transmitted by the landing port 3, the unmanned aerial vehicle 2 can appropriately use the characteristics of the radio wave. It can be moved so that it can land normally at landing port 3.
以上、本発明の実施形態について説明しが、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is merely an example of the embodiment for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is construed in a limited way. It must not be. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.
例えば、上記実施形態で一の装置が有していた一の機能ブロックを、他の装置が有する構成としてもよい（ただし、当該他の装置において、当該一の機能ブロックの機能を発揮できる場合に限る）。一例として、距離検出部３０および逸脱進入検出部３１を、無人航空機２が有する構成としてもよく、着陸ポート３が有する構成としてもよい。また、一例として、自動着陸制御部１７を、制御端末４が有する構成としてもよい。 For example, one functional block that one device has in the above embodiment may be configured to have another device (provided that the function of the one functional block can be exerted in the other device). Limited). As an example, the distance detection unit 30 and the departure approach detection unit 31 may be included in the unmanned aerial vehicle 2 or may be included in the landing port 3. Further, as an example, the automatic landing control unit 17 may be included in the control terminal 4.
また、上述した実施形態では、飛行機構６は、４枚のプロペラ７を有していた。しかしながら、飛行機構６が、実施形態で例示した構造に限定されないことは勿論である。例えば、プロペラの数は、４枚である必要は無く、例えば、３枚や、６枚、８枚等であってもよい。また例えば、飛行機構２は、通常のヘリコプターのように、メインローター（回転翼）を有し、無人航空機は、メインローターの揚力により浮上し、飛行する構成でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the flight mechanism 6 has four propellers 7. However, it goes without saying that the flight mechanism 6 is not limited to the structure illustrated in the embodiment. For example, the number of propellers need not be four, and may be three, six, eight, or the like. Further, for example, the flight mechanism 2 may have a main rotor (rotary wing) like an ordinary helicopter, and an unmanned aerial vehicle may be configured to levitate by the lift of the main rotor and fly.
１ 無人航空機制御システム
２ 無人航空機
３ 着陸ポート
１７ 自動着陸制御部
１８ 航空機側アンテナ
２０ ポート側アンテナ
３０ 距離検出部
３１ 逸脱進入検出部
1 Unmanned aerial vehicle control system 2 Unmanned aerial vehicle 3 Landing port 17 Automatic landing control unit 18 Aircraft side antenna 20 Port side antenna 30 Distance detection unit 31 Departure approach detection unit
Claims (4)
前記応答信号に基づいて前記ポート側アンテナと前記航空機側アンテナとの離間距離であるアンテナ間距離を検出する距離検出部と、
前記ポート側アンテナによる前記応答信号の受信が正常に行われると共に前記距離検出部による測距が正常に行われる電波送信範囲に前記無人航空機が位置している状態から位置していない状態となる逸脱状態となったこと、および、位置していない状態から位置している状態となる進入状態となったことを検出する逸脱進入検出部と、
前記距離検出部の検出結果および前記逸脱進入検出部の検出結果に基づいて、鉛直下方に移動しながら前記着陸ポートに着陸するように前記無人航空機を移動させる自動着陸制御部とを備え、
前記自動着陸制御部は、
前記電波送信範囲内に位置する前記無人航空機を鉛直下方に移動させ、前記着陸ポートに着陸する前に前記逸脱状態となった場合は、前記進入状態となるまで前記無人航空機を鉛直上方に移動させ、水平方向における前記無人航空機の位置を調整した後、再び、前記無人航空機を鉛直下方に移動させる
ことを特徴とする無人航空機制御システム。 An unmanned aerial vehicle having an aircraft-side antenna that receives a detection signal and transmits the response signal by radio waves to a landing port that has a port-side antenna that transmits a detection signal by radio waves and receives a response signal in the vertical upward direction. Is an unmanned aerial vehicle control system for automatically landing
A distance detection unit that detects an inter-antenna distance that is a distance between the port-side antenna and the aircraft-side antenna based on the response signal,
Deviation from a state where the unmanned aerial vehicle is located to a state where the response signal is normally received by the port-side antenna and a distance is normally measured by the distance detection unit from a state where the unmanned aerial vehicle is located to a state where the unmanned aircraft is not located. A deviation approach detection unit that detects that the vehicle is in a state and that the vehicle is in an approaching state in which the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state where the vehicle is in a state of traveling
Based on the detection result of the distance detection unit and the detection result of the departure approach detection unit, an automatic landing control unit for moving the unmanned aerial vehicle so as to land at the landing port while moving vertically downward,
The automatic landing control unit,
If the unmanned aerial vehicle located within the radio wave transmission range is moved vertically downward, and if it is in the departure state before landing at the landing port, move the unmanned aerial vehicle vertically upward until it is in the approach state. The unmanned aerial vehicle control system is characterized in that, after adjusting the position of the unmanned aerial vehicle in the horizontal direction, the unmanned aerial vehicle is moved vertically downward again.
前記電波送信範囲内に位置する前記無人航空機を鉛直下方に移動させ、前記着陸ポートに着陸する前に前記逸脱状態となった場合は、前記進入状態となるまで前記無人航空機を鉛直上方に移動させる上下方向移動処理と、
前記上下方向移動処理により前記進入状態となった前記無人航空機が位置する水平面上で、前記ポート側アンテナの配置位置から鉛直上方に延びる仮想線と前記水平面との交点に向かって前記無人航空機を移動させる水平方向移動処理とを交互に繰り返し実行する
ことを特徴とする無人航空機制御システム。 The automatic landing control unit,
If the unmanned aerial vehicle located within the radio wave transmission range is moved vertically downward, and if it is in the deviation state before landing at the landing port, the unmanned aerial vehicle is moved vertically upward until it is in the approach state. Vertical movement processing,
On the horizontal plane where the unmanned aerial vehicle in the approaching state by the vertical movement processing is located, move the unmanned aerial vehicle toward the intersection of the horizontal plane and a virtual line extending vertically upward from the position of the port-side antenna. The unmanned aerial vehicle control system is characterized by alternately performing the horizontal movement processing that is performed.
前記水平方向移動処理において、前記上下方向移動処理により前記進入状態となった前記無人航空機について、前記逸脱状態とならず、かつ、同じ距離だけ水平方向に移動したときに移動後における前記アンテナ間距離が短くなる方向に向かって前記無人航空機を移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の無人航空機制御システム。 The automatic landing control unit,
In the horizontal movement process, the unmanned aerial vehicle that has entered the entry state due to the vertical movement process does not enter the departure state, and the inter-antenna distance after movement when moved horizontally by the same distance The unmanned aerial vehicle control system according to claim 2, wherein the unmanned aerial vehicle is moved in a direction in which the length becomes shorter.
前記水平方向移動処理において、前記上下方向移動処理により前記進入状態となった前記無人航空機の位置を基点として、前記基点からの水平距離が同じ複数の位置に前記無人航空機を水平移動させると共に、複数の位置のそれぞれにおいて前記測距部により検出される前記アンテナ間距離を取得し、
前記基点から、複数の位置のうち最も短い前記アンテナ間距離が検出された位置に向かう方向を前記無人航空機の移動方向とする
ことを特徴とする請求項３に記載の無人航空機制御システム。 The automatic landing control unit,
In the horizontal movement process, with the position of the unmanned aerial vehicle in the approaching state by the vertical movement process as a base point, the unmanned aerial vehicle is horizontally moved to a plurality of positions having the same horizontal distance from the base point, and Acquiring the inter-antenna distance detected by the distance measuring unit at each of the positions,
The unmanned aerial vehicle control system according to claim 3, wherein a direction from the base point to a position where the shortest inter-antenna distance among a plurality of positions is detected is a moving direction of the unmanned aerial vehicle.
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