JP2021068263A - 着陸支援システム - Google Patents

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Abstract

【課題】着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速を推定することにより、着陸可否の判断精度を向上させることが可能な着陸支援システムを提供すること。【解決手段】本実施の形態にかかる着陸支援システム1は、上空から地表の可動構造物を撮像する撮像部11と、撮像部11によって撮像された撮像画像に基づいて、地表の局所領域における風向及び風速を推定する推定部12と、を備え、推定部12による推定結果に基づいて、地表の局所領域への着陸可否の判断が行われる。それにより、着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速を推定することができるため、着陸可否の判断精度を向上させることができる。【選択図】図1

Description

本発明は、着陸支援システムに関する。
搭乗者の移動手段として用いられる空中を移動可能な飛行体や、上空から地表の様子を撮影するため等に用いられる遠隔操作可能な飛行体の開発が進んでいる。特に、近年では、移動手段として誰もが手軽に利用可能な飛行体の開発が進んでいる。
このような飛行体は、機体に何らかの異常が発生した場合、緊急の着陸場所を決定して安全且つ速やかに着陸する必要がある。しかしながら、緊急の着陸場所の風向及び風速によっては、飛行体は、その風の影響を受けて安全に着陸できない可能性がある。
このような問題に対する解決策は、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1には、気象センサによって検出された風向及び風速に基づいて着陸可否の判断を支援する着陸支援システムが開示されている。
特許第6473979号公報
しかしながら、特許文献1に開示された着陸支援システムは、大局的な風向及び風速を推定しているに過ぎず、着陸予定の地表における局所的な風向及び風速を推定しているわけではない。そのため、特許文献1に開示された着陸支援システムでは、精度良く着陸可否の判断をすることができない、という課題があった。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速を推定することにより、着陸可否の判断精度を向上させることが可能な着陸支援システムを提供することを目的とする。
本発明の一実施態様に係る着陸支援システムは、上空から地表の可動構造物を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、前記地表の局所領域における風向及び風速を推定する推定部と、を備え、前記推定部による推定結果に基づいて、前記局所領域への着陸可否の判断が行われる。着陸支援システムを搭載した飛行体は、着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速を推定することができるため、着陸可否の判断精度を向上させることができる。
本発明によれば、着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速を推定することにより、着陸可否の判断精度を向上させることが可能な着陸支援システムを提供することができる。
本実施の形態に係る着陸支援システムの構成例を示すブロック図である。 図1に示す着陸支援システムによる大局的な風向及び風速の推定方法を説明するための図である。 図1に示す着陸支援システムによる局所的な風向及び風速の推定方法を説明するための図である。 樹木の幹の直径、樹木の高さ、樹木の密度、及び、それらに対応する、所定の運動方程式に用いられる係数m,c,kのテーブルを示す図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る着陸支援システム1の構成例を示すブロック図である。着陸支援システム1は、搭乗者の移動手段として用いられる空中を移動可能な飛行体や、上空から地表の様子を撮影するため等に用いられる遠隔操作可能な飛行体に搭載されている。特に本実施の形態では、着陸支援システム1が、移動手段として誰もが手軽に利用可能な300m〜1000m程度の低空を飛行する飛行体に搭載されている場合を例に説明する。
図1に示すように、着陸支援システム1は、撮像部11と、推定部12と、を少なくとも備える。撮像部11は、所謂カメラであって、上空から着陸予定の地表を含む地表を撮像する。なお、撮像部11は、ステレオカメラであることが好ましい。それにより、撮像部11は、着陸予定の地表付近の可動構造物(風の影響を受けて揺動する物体)がどの方向に変化してもその変化量を精度良く推定することが可能となる。
推定部12は、撮像部11によって撮像された地表の可動構造物の変位状態に基づいて、着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速を推定する。それにより、着陸支援システム1は、地表の大局的な風向及び風速を推定する場合よりも、着陸可否の判断精度を向上させることができる。
なお、推定部12は、例えば、演算処理、制御処理等を行うCPU(Central Processing Unit)、CPUによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)、各種のデータなどを記憶するRAM(Random Access Memory)、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部(I/F)、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。CPU、ROM、RAM及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
(推定部12による風推定方法の詳細)
推定部12による風推定方法について、さらに具体的に説明する。
まず、推定部12は、撮像部11によって撮像された撮像画像から、着陸予定の地表付近の可動構造物を抽出する。例えば、推定部12は、着陸予定の地表付近に植えられた樹木群を抽出する。
その後、推定部12は、地表の大局的な風向及び風速の推定を行う。例えば、推定部12は、撮像部11によって撮像された地表付近の樹木群が風によって揺らされている領域自体が移動した量から、地表の大局的な風向及び風速を推定する(図2参照)。
その後、推定部12は、着陸予定の地表付近における局所的な風向及び風速の推定を行う。例えば、推定部12は、まず、撮像部11によって撮像された撮像画像から、例えば、樹木Trの幹の直径、樹木Trの高さ、樹木Trの密度、及び、樹木Trの枝の単位時間当たりの変位量、を推定する(図3参照)。
なお、樹木Trの幹の直径、及び、樹木Trの高さは、例えば、道路の車幅や、自動車の大きさとの相対比較によって推定される。また、樹木Trの密度は、例えば、撮像部11によって撮像された樹木Trの形状及び色などから当該樹木Trの種類を特定することによって推定される。また、樹木Trの枝の単位時間当たりの変位量は、例えば図3の撮像画像を参照すると、時刻tから時刻t+Δtまでの間の樹木Trの枝の変化量ΔXから、ΔX/Δtとして求められる。
ここで、本実施の形態では、例えば事前の風洞実験により、風から樹木が受ける外力の大きさFと、樹木Trの幹の直径、樹木Trの高さ、樹木Trの密度、及び、樹木Trの枝の単位時間当たりの変位量と、の関係が、例えば、以下の式(1)のような運動方程式としてモデル化されている。
Figure 2021068263
なお、係数mは質量、係数cは減衰係数、係数kはバネ係数を表している。また、x1は、地表面のx1軸方向における樹木の枝の単位時間当たりの変位量を表し、x2は、地表面のx1軸と直交するx2軸方向における樹木の枝の単位時間当たりの変位量を表している。
例えば、樹木Trの幹の直径、樹木Trの高さ、及び、樹木Trの密度と、それらに対応する係数m、c、kの値は、図4に示すようなテーブルとして、着陸支援システム1における図示しない格納部に格納されている。なお、図4に示すテーブルのうち、A01〜A27、B01〜B27、C01〜C27は、それぞれモデルM001〜M027における係数m、c、kの値を示している。
したがって、式(1)に、樹木Trの幹の直径、樹木Trの高さ、及び、樹木Trの密度に基づいて決定される係数m、c、kの値を代入し、かつ、樹木Trの枝の単位時間当たりの変位量x1,x2の値を代入することにより、外力Fを算出することができる。
ここで、外力の大きさFは、以下の式(2)のように表される。
Figure 2021068263
なお、Cdは樹木の空気抵抗係数を表し、ρは樹木の密度を表し、Aは枝の前面投影面積を表し、vは風速を表している。
したがって、式(1)によって算出された外力Fの値を、式(2)に代入することにより、風速vを算出することができる。
要するに、推定部12は、機械学習によって学習済みの推定モデルを用いて推定を行っている。それにより、着陸支援システム1は、推定部12による推定処理を高速化させることができる。
このように、本実施の形態に係る着陸支援システム1は、撮像部11によって撮像された撮像画像から抽出された地表の可動構造物の変位状態に基づいて、着陸予定の地表付近(局所領域)における局所的な風向及び風速を推定する。それにより、本実施の形態に係る着陸支援システム1は、地表の大局的な風向及び風速を推定する場合よりも、着陸可否の判断精度を向上させることができる。
ここで、低空を飛行する飛行体は、機体に何らかの異常が発生した場合、風向及び風速を考慮しつつ緊急の着陸場所を決定し、安全且つ速やかに着陸する必要がある。そのため、低空を飛行する飛行体に着陸支援システム1を搭載して、風向及び風速を考慮しつつ着陸の可否を判断することは特に有効である。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
本実施の形態では、着陸予定の地表付近に植えられた樹木を用いて、着陸予定の地表付近の風向及び風速を推定する場合を例に説明したが、これに限られない。樹木以外の風によって揺動する物体を用いて、着陸予定の地表付近の風向及び風速が推定されても良い。
また、本実施の形態では、樹木Trの幹の直径、樹木Trの高さ、樹木Trの密度、及び、樹木Trの枝の単位時間当たりの変位量から、地表の風向及び風速を推定する場合を例に説明したが、これに限られない。地表の風向及び風速を推定するために必要な入力データの種類は、追加されも良いし、許容される精度の範囲内で削減されても良い。
なお、推定部12は、算出された推定値と、同一地点の過去の推定値と、を比較することにより、算出された推定値の信頼度を出力するようにしても良い。或いは、推定部12は、他の飛行体によって得られた推定値を共有するようにしても良い。
1 着陸支援システム
11 撮像部
12 推定部
Tr 樹木

Claims (1)

  1. 上空から地表の可動構造物を撮像する撮像部と、
    前記撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、前記地表の局所領域における風向及び風速を推定する推定部と、
    を備え、
    前記推定部による推定結果に基づいて、前記局所領域への着陸可否の判断が行われる、
    着陸支援システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230097656A (ko) * 2021-12-24 2023-07-03 국방과학연구소 비행체 착륙 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05195515A (ja) * 1992-01-20 1993-08-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ヘリポート
JP2017173238A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 東京電力ホールディングス株式会社 風状態判定装置及び飛行体
JP2018091794A (ja) * 2016-12-07 2018-06-14 本田技研工業株式会社 走行制御装置及び走行制御方法
WO2018155700A1 (ja) * 2017-02-27 2018-08-30 国立大学法人 東京大学 飛行管理システム
WO2019107179A1 (ja) * 2017-12-01 2019-06-06 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法、および植生管理システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05195515A (ja) * 1992-01-20 1993-08-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ヘリポート
JP2017173238A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 東京電力ホールディングス株式会社 風状態判定装置及び飛行体
JP2018091794A (ja) * 2016-12-07 2018-06-14 本田技研工業株式会社 走行制御装置及び走行制御方法
WO2018155700A1 (ja) * 2017-02-27 2018-08-30 国立大学法人 東京大学 飛行管理システム
WO2019107179A1 (ja) * 2017-12-01 2019-06-06 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法、および植生管理システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230097656A (ko) * 2021-12-24 2023-07-03 국방과학연구소 비행체 착륙 시스템
KR102595128B1 (ko) * 2021-12-24 2023-10-27 국방과학연구소 비행체 착륙 시스템

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