JP2020173138A - 風向風速計測方法及び風向風速計測システム - Google Patents
風向風速計測方法及び風向風速計測システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020173138A JP2020173138A JP2019074309A JP2019074309A JP2020173138A JP 2020173138 A JP2020173138 A JP 2020173138A JP 2019074309 A JP2019074309 A JP 2019074309A JP 2019074309 A JP2019074309 A JP 2019074309A JP 2020173138 A JP2020173138 A JP 2020173138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- position information
- wind
- wind direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
Description
また、特許文献2では、センサを設置したドローンを上空から自由落下させ、落下中にセンサから検出されたデータを解析することで風向や風速を推定する技術が開示されている。
〔1〕 飛行機能を制御する制御手段と、位置情報を取得する位置情報取得手段と、を備える無人航空機を用いて風向及び/又は風速を計測する風向風速計測方法であって、
前記無人航空機を所望の高度に上昇させた後、前記制御手段により前記無人航空機の姿勢及び高度を一定に保ったまま前記無人航空機を計測開始地点から計測終了地点まで自然風力によって水平移動させ、当該移動中に前記位置情報取得手段により取得した無人航空機の位置情報について解析を行うことにより、風向及び/又は風速を計測する風向風速計測方法。
前記位置情報取得手段により取得した前記無人航空機の位置情報に基づいて風向及び/又は風速を算出する解析手段と、
を備える風向風速計測システムであって、
前記無人航空機を所望の高度に上昇させた後、前記制御手段により前記無人航空機の姿勢及び高度を一定に保ったまま前記無人航空機を計測開始地点から計測終了地点まで自然風力によって水平移動させ、当該移動中に前記位置情報取得手段により取得した無人航空機の位置情報に基づいて前記解析手段により解析を行うことにより、風向及び/又は風速を算出する風向風速計測システム。
機体質量をm、重力加速度をgとすると、機体が高度を維持している間、下降流によって発生する推力はmgと表すことができる。水平からの機体の傾き角をθとすると、水平方向にmg・sinθの推力が発生し、環境風より受ける水平方向の力に対して外乱となることから、微弱な風を検出するためには機体の傾きは小さいほど好ましい。
一定方向・一定速度で風が吹いていると仮定した場合、無人航空機は風力を受けて除々に加速され、理論上は風速と同じ速度になった時点で一定速度に到達する。加速の度合い(風に流される度合い)は、現在の速度と風速の差に依存するので、その過渡的変化を表す曲線又は数理モデルを理論的あるいは実験的に求めておき、無人航空機の測位により得られる実際の加速度と比較することにより風速を算出することができる。移動開始直後の機体は通常風力を受けて加速されており、この方法によれば機体の移動速度が一定になるまで待つことなく、短時間で風速及び風向の推定を行うことができる。なお、加速度はベクトル量であるので、当然のことながら機体が風力を受けて移動する際の加速度の方向から風向の推定を行うことが可能である。
計測開始地点の位置情報(緯度経度)と、計測終了地点の位置情報とから直線距離を算出し、この直線距離を移動するに要した時間で除算することにより平均的な速度、つまり風速を算出する(図2(a)参照)。また、風向についても二点の位置情報に基づいて方位角を算出することで、計測開始地点から計測終了地点へ風が吹いていた方向を求めることができる。
GNSSを利用して測位を行う測位センサは、人工衛星が送信する時刻を含む電波データを受信するので、記録手段には位置情報を取得した時刻と、位置情報として緯度および経度が記録されている。表1の例では、20個のデータが10秒刻みで記録されており、計測開始地点は「北緯39.495334:、東経:140.132198」、190秒後の計測終了地点は「北緯:39.492723、東経:140.144510」となっている。この場合、移動距離は2134.338メートル、計測開始地点から計測終了地点への方位角は112.093290と算出できるため、風速毎秒約11.23mの西北西方向からの風が吹いていたことが算出できる。なお、表1では説明の簡略化のため、データID002以下の一部のデータ記載を省略しているが、各地点の時刻と位置情報を上記同様に算出することで、各地点間での風速と風向を求めることができる。
10 制御手段
20 位置情報取得手段
21、24 位置情報記録手段
22 位置情報送信手段
23 位置情報受信手段
30 解析手段
Claims (10)
- 飛行機能を制御する制御手段と、位置情報を取得する位置情報取得手段と、を備える無人航空機を用いて風向及び/又は風速を計測する風向風速計測方法であって、
前記無人航空機を所望の高度に上昇させた後、前記制御手段により前記無人航空機の姿勢及び高度を一定に保ったまま前記無人航空機を計測開始地点から計測終了地点まで自然風力によって水平移動させ、当該移動中に前記位置情報取得手段により取得した無人航空機の位置情報について解析を行うことにより、風向及び/又は風速を計測する風向風速計測方法。 - 前記無人航空機が、前記位置情報取得手段により取得した位置情報を記録する位置情報記録手段を備える、請求項1に記載の風向風速計測方法。
- 前記無人航空機が、前記制御手段により制御された制御情報を記録する制御情報記録手段を備える、請求項1又は2に記載の風向風速計測方法。
- 前記無人航空機を所望の高度に上昇させた後、前記制御手段による制御情報又は前記位置情報取得手段により取得した位置情報から少なくとも風向を推定し、計測開始地点の風上に前記無人航空機を移動させた後、前記無人航空機を自然風力によって水平移動させ、風上から計測開始地点を通過させた後計測終了地点まで移動させる、請求項1〜3のいずれかに記載の風向風速計測方法。
- 高度を変更し、又は他の計測開始地点から繰り返し自然風力によって前記無人航空機を水平移動させ、風向及び/又は風速を計測する請求項1〜4のいずれかに記載の風向風速計測方法。
- 飛行機能を制御する制御手段と、前記無人航空機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、を備える無人航空機と、
前記位置情報取得手段により取得した前記無人航空機の位置情報に基づいて風向及び/又は風速を算出する解析手段と、
を備える風向風速計測システムであって、
前記無人航空機を所望の高度に上昇させた後、前記制御手段により前記無人航空機の姿勢及び高度を一定に保ったまま前記無人航空機を計測開始地点から計測終了地点まで自然風力によって水平移動させ、当該移動中に前記位置情報取得手段により取得した無人航空機の位置情報に基づいて前記解析手段により解析を行うことにより、風向及び/又は風速を算出する風向風速計測システム。 - 前記無人航空機が、前記位置情報取得手段により取得した位置情報を記録する位置情報記録手段を備える、請求項6に記載の風向風速システム。
- 前記無人航空機が、前記制御手段により制御された制御情報を記録する制御情報記録手段を備える、請求項6又は7に記載の風向風速計測システム。
- 前記無人航空機を所望の高度に上昇させた後、前記制御手段による制御情報又は前記位置情報取得手段により取得した位置情報から少なくとも風向を推定し、計測開始地点の風上に前記無人航空機を移動させた後、前記無人航空機を自然風力によって水平移動させ、風上から計測開始地点を通過させた後計測終了地点まで移動させる、請求項6〜8のいずれかに記載の風向風速計測システム。
- 高度を変更し、又は他の計測開始地点から前記無人航空機を自然風力によって繰り返し水平移動させ、風向及び/又は風速を計測する請求項6〜9のいずれかに記載の風向風速計測システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019074309A JP6729884B6 (ja) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 風向風速計測方法及び風向風速計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019074309A JP6729884B6 (ja) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 風向風速計測方法及び風向風速計測システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6729884B1 JP6729884B1 (ja) | 2020-07-29 |
JP6729884B6 JP6729884B6 (ja) | 2020-08-26 |
JP2020173138A true JP2020173138A (ja) | 2020-10-22 |
Family
ID=71738434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019074309A Active JP6729884B6 (ja) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 風向風速計測方法及び風向風速計測システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6729884B6 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113189366A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-30 | 上海航天测控通信研究所 | 基于机器学习的星载gnss-r风向探测装置及方法 |
CN114113671A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 国家电投集团广西灵川风电有限公司 | 一种基于多旋翼无人机的高时宽分辨率测风系统及测风方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744772C1 (ru) * | 2020-08-12 | 2021-03-15 | Открытое акционерное общество "Радиоавионика" | Способ определения скорости и направления ветра с использованием беспилотного летательного аппарата |
CN114237279B (zh) * | 2021-11-24 | 2024-03-29 | 余姚市浙江大学机器人研究中心 | 一种基于多旋翼无人机的风速风向探测器及其探测方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012083318A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 気象観測装置 |
WO2014199405A1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-12-18 | Kite Gen Research S.R.L | System for measuring the wind speed at a certain height |
JP2015526726A (ja) * | 2012-08-13 | 2015-09-10 | ロッキード マーティン コーポレイションLockheed Martin Corporation | 風ベクトルの推定 |
WO2017098571A1 (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 楽天株式会社 | 風推定システム、風推定方法、及びプログラム |
-
2019
- 2019-04-09 JP JP2019074309A patent/JP6729884B6/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012083318A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 気象観測装置 |
JP2015526726A (ja) * | 2012-08-13 | 2015-09-10 | ロッキード マーティン コーポレイションLockheed Martin Corporation | 風ベクトルの推定 |
WO2014199405A1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-12-18 | Kite Gen Research S.R.L | System for measuring the wind speed at a certain height |
WO2017098571A1 (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 楽天株式会社 | 風推定システム、風推定方法、及びプログラム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113189366A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-30 | 上海航天测控通信研究所 | 基于机器学习的星载gnss-r风向探测装置及方法 |
CN113189366B (zh) * | 2021-05-06 | 2022-08-12 | 上海航天测控通信研究所 | 基于机器学习的星载gnss-r风向探测装置及方法 |
CN114113671A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 国家电投集团广西灵川风电有限公司 | 一种基于多旋翼无人机的高时宽分辨率测风系统及测风方法 |
CN114113671B (zh) * | 2021-11-24 | 2024-03-22 | 国家电投集团广西灵川风电有限公司 | 一种基于多旋翼无人机的高时空分辨率测风系统及测风方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6729884B6 (ja) | 2020-08-26 |
JP6729884B1 (ja) | 2020-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6729884B1 (ja) | 風向風速計測方法及び風向風速計測システム | |
US11550315B2 (en) | Unmanned aerial vehicle inspection system | |
CN105184776B (zh) | 目标跟踪方法 | |
EP2772725B1 (en) | Aerial Photographing System | |
JP6884003B2 (ja) | 無人航空機の追跡装置、無人航空機の追跡方法、無人航空機の追跡システムおよびプログラム | |
CN103472503B (zh) | 探空仪及基于ins的高空风探测方法 | |
US10613429B1 (en) | Unmanned aerial vehicle with attached apparatus for X-ray analysis of power lines | |
JP2017178301A (ja) | ドローン用の高度推定器 | |
CN104007766A (zh) | 无人飞行器飞行控制方法及装置 | |
US10417755B1 (en) | Drone-based inspection of wireless communication towers and corresponding methods, systems, and apparatuses | |
KR102118157B1 (ko) | 기상관측용 무인비행체의 센서탑재장치, 기상관측용 무인비행체 및 기상관측용 무인비행체를 이용한 기상관측 방법 | |
Donnell et al. | Wind characterization using onboard IMU of sUAS | |
KR102366609B1 (ko) | 드론 착륙 제어 시스템 및 그 착륙 제어 방법 | |
JP2021047026A (ja) | 導通検査システム | |
JP6526308B1 (ja) | データ収集用自律無人航空機、その制御方法及び制御プログラム | |
JP2018136205A (ja) | 制御装置、光学装置、制御方法、無人航空機の追跡システムおよびプログラム | |
US20230122535A1 (en) | Processes for Generating and Updating Flyable Airspace for Unmanned Aerial Vehicles | |
KR100560699B1 (ko) | 모형항공촬영시스템 및 gps/ins 시스템을 이용한3차원 가상현실 수치지도의 제작방법 | |
US20210229810A1 (en) | Information processing device, flight control method, and flight control system | |
JP7112194B2 (ja) | ドローンを用いた計測システムおよび計測方法 | |
JP2010214979A (ja) | 計算機及び着陸経路計算プログラム及び記録媒体 | |
JP2007033258A (ja) | 被観測対象物の観測方法及び装置 | |
CN110345390B (zh) | 携带摄像功能的遥测装置、无人机及燃气泄露的巡检方法 | |
RU2617020C1 (ru) | Способ определения усредненного вектора скорости ветра | |
JP7349710B2 (ja) | 風向及び風速を測定する方法及びそれに用いる無人航空機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190906 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190906 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20191004 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191126 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200318 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200624 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6729884 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |