JP2021093215A - Flying body control device, flying body control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飛行体、特には、無人飛行機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)の飛行ルートを制御する飛行体制御装置、飛行体制御方法、及びこれらを実現するための飛行体制御装置、飛行体制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an air vehicle control device for controlling a flight route of an air vehicle, particularly an unmanned aerial vehicle (UAV), a vehicle body control method, and an air vehicle control device and an air vehicle control for realizing these. Regarding methods and programs.
近年、UAVが低空域の有効活用を図る手段として大いなる期待を集めている。これは、電動モータ及びバッテリーの小型化及び高出力化により、小型のUAVが安価で提供されるようになったことによる。とりわけ、操縦性及び安定性の点から、小型のUAVの多くは、複数のローターを備えたマルチコプタータイプとなっている。 In recent years, UAVs have received great expectations as a means of effectively utilizing low airspace. This is because small UAVs have come to be offered at low cost due to the miniaturization and high output of electric motors and batteries. In particular, from the viewpoint of maneuverability and stability, most of the small UAVs are multicopter types equipped with a plurality of rotors.
また、コンピュータの高性能化及び小型化により、UAVには、従来からの遠隔操作の模型ヘリコプター等とは異なり、コンピュータも備えられている。このため、UAVの飛行ルートを制御する方法としては、操縦者がマニュアル操縦する方法のほか、GPS(Global Positioning System)を用いてあらかじめ設定した座標経路に沿って自律的に飛行させる方法なども実現されている。 In addition, due to the high performance and miniaturization of computers, UAVs are also equipped with computers, unlike conventional remote-controlled model helicopters. For this reason, as a method of controlling the flight route of the UAV, in addition to the method of manually maneuvering by the operator, a method of autonomously flying along a preset coordinate path using GPS (Global Positioning System) is also realized. Has been done.
また、UAVを自律的に飛行させる場合においては、鉄塔及び送電線などの障害物とUAVとの衝突を回避する必要がある。このため、特許文献1は、UAVに障害物の座標をあらかじめ飛行ルートと共に入力しておくことで、UAVが障害物に接近しすぎた場合に、UAVに障害物を自動的に回避させる技術を提案している。
Further, when the UAV is to fly autonomously, it is necessary to avoid a collision between the UAV and an obstacle such as a steel tower or a power transmission line. Therefore,
更に、UAVは、防犯の分野での利用も期待されている。例えば、特許文献2は、建物に設置した監視カメラが侵入者を検知すると、UAVをそこに急行させて、UAVに搭載されているカメラによって、侵入者の検知及び追跡を行う技術を開示している。 Furthermore, UAVs are also expected to be used in the field of crime prevention. For example, Patent Document 2 discloses a technique in which when a surveillance camera installed in a building detects an intruder, the UAV is rushed there, and the camera mounted on the UAV detects and tracks the intruder. There is.
しかしながら、UAV、特にマルチコプタータイプのUAVの活用においては、突然落下する危険性が大きいという問題がある。また、突然の落下の原因としては、操縦ミス、電池切れ、燃料切れ、突風などによる環境条件の変化、通信不能事態の発生といったことが考えられる。 However, in utilizing UAVs, especially multicopter type UAVs, there is a problem that there is a high risk of sudden falling. In addition, the cause of the sudden fall may be a change in environmental conditions due to a steering error, a dead battery, a dead fuel, a gust of wind, or the occurrence of a communication failure situation.
そして、このような突然の落下によって、UAVが歩行者の頭上に万一落下すると、生死にかかわる事態となる。また、このような突然の落下を予測することは難しい。このため、現状においては、UAVの突然の落下に対する手立ては、落下のリスクを避けるために、UAVの飛行を、人がいない空間での運用に制限する、または落下の危険性をいとわない緊急事態での運用に制限することしかないのである。 If the UAV should fall over the head of a pedestrian due to such a sudden fall, it would be a life-threatening situation. Moreover, it is difficult to predict such a sudden fall. For this reason, under the present circumstances, measures against a sudden fall of a UAV may limit the flight of the UAV to operation in an unoccupied space or be willing to risk a fall in order to avoid the risk of the fall. There is no choice but to limit the operation in.
本発明の目的の一例は、上記問題を解決し、人が存在する場所及びその付近の空域においても、UAVを低いリスクで運用可能とし得る、飛行体制御装置、飛行体制御方法、及びプログラムを提供することにある。 An example of an object of the present invention provides an air vehicle control device, an air vehicle control method, and a program that can solve the above problems and enable the UAV to be operated with low risk even in the airspace where a person exists and its vicinity. To provide.
上記目的を達成するため、本発明の一側面における飛行体制御装置は、
飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、対象を検知する、検知部と、
前記飛行体の落下範囲を推定する、落下範囲推定部と、
検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、制御部と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the flying object control device in one aspect of the present invention is
A detector that detects the target from the video data output by the image pickup device that captures the lower part of the aircraft.
A fall range estimation unit that estimates the fall range of the flying object,
A control unit that controls the flying object so that the detected position of the target and the fall range do not overlap with each other.
It is characterized by having.
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における飛行体制御方法は、
(a)飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、対象を検知する、ステップと、
(b)前記飛行体の落下範囲を推定する、ステップと、
(c)検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、ステップと、
を有することを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the flying object control method in one aspect of the present invention is:
(A) A step of detecting an object from the video data output by the image pickup device that captures the lower part of the flying object.
(B) A step for estimating the fall range of the flying object, and
(C) A step of controlling the flying object so that the detected position of the target and the falling range do not overlap with each other.
It is characterized by having.
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
コンピュータに、
(a)飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、対象を検知する、ステップと、
(b)前記飛行体の落下範囲を推定する、ステップと、
(c)検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録していることを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the computer-readable recording medium in one aspect of the present invention may be used.
On the computer
(A) A step of detecting an object from the video data output by the image pickup device that captures the lower part of the flying object.
(B) A step for estimating the fall range of the flying object, and
(C) A step of controlling the flying object so that the detected position of the target and the falling range do not overlap with each other.
It is characterized by recording a program including an instruction to execute.
以上のように、本発明によれば、人が存在する場所及びその付近の空域においても、UAVを低いリスクで運用することができる。 As described above, according to the present invention, the UAV can be operated with a low risk even in the airspace in and near the place where a person exists.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における、飛行体制御装置、飛行体制御方法、及びプログラムについて、図1〜図7を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the flying object control device, the flying object control method, and the program according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
[装置構成]
最初に、本実施の形態1における飛行体制御装置の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1における飛行体制御装置の構成を示すブロック図である。
[Device configuration]
First, the configuration of the flying object control device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an air vehicle control device according to a first embodiment of the present invention.
図1に示す飛行体制御装置100は、飛行体200の制御を行なうための装置である。ここで、飛行体200には、飛行機、ヘリコプター、飛行船等、飛行可能なもの全てが含まれる。また、図1においては、飛行体200の一例として無人飛行機(UAV)を示しているが、飛行体200においては、有人及び無人の別は問われない。
The flying
図1に示すように、飛行体制御装置100は、検知部101と、落下範囲推定部102と、制御部103とを備えている。このうち、検知部101は、飛行体200の下方を撮影する撮像装置201が出力した映像データから、対象を検知する。対象としては、飛行体200の落下による飛行体200との衝突を回避する必要があるもの、例えば、人、ベビーカー、自転車、自動車、列車、船舶、航空機、絶滅が危惧される野生動物、建物等が挙げられる。
As shown in FIG. 1, the flying
また、落下範囲推定部102は、飛行体200の落下範囲を推定する。具体的には、落下範囲推定部102は、飛行体200の機能が停止又は低下することによって、飛行体200が落下した場合の落下範囲を推定する。制御部103は、検知された対象の位置と落下範囲とが重ならないように飛行体200を制御する。
Further, the fall
このように、飛行体制御装置100は、飛行体200に搭載された撮像装置201の映像から、飛行体200との衝突を回避したい対象を検出する。また、飛行体制御装置100は、飛行体200が落下した時に対象との衝突の可能性があると、飛行体200が対象に衝突しないように制御する。このため、飛行体制御装置100によれば、人が存在する場所及びその付近の空域であっても、飛行体200を低リスクで運用することが可能となる。
In this way, the flying
続いて、図1に加えて図2を用いて、本実施の形態1における飛行体制御装置の構成について更に具体的に説明する。図2は、本発明の実施の形態1において制御対象となる飛行体とその落下範囲の一例を示す図である。 Subsequently, the configuration of the flying object control device according to the first embodiment will be described more specifically with reference to FIG. 2 in addition to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of an air vehicle to be controlled and a fall range thereof in the first embodiment of the present invention.
図2に示すように、本実施の形態1においては、飛行体200として、4つのプロペラ備えるマルチコプタータイプのUAVが用いられている。また、飛行体200には、その下方に存在する対象を撮影するための撮像装置201が搭載されている。図2において、206は、衝突回避の対象を示している。なお、図2では、対象206は人を示している。更に、図1に示すように、飛行体200は、各プロペラを駆動するモータ203と、制御部103の指示に応じて各モータに電力を供給するモータ駆動部202とを備えている。
As shown in FIG. 2, in the first embodiment, a multicopter type UAV including four propellers is used as the flying
撮像装置201の具体例としては、例えば、可視光カメラ、遠赤外線カメラ、及びToF(Time of Flight)カメラが挙げられる。また、撮像装置201は、これらのうちの2つ以上を組み合せて構成されていても良い。
Specific examples of the
撮像装置201の撮影方向は、図2の例では、例えば、飛行体200の鉛直下方に設定される。但し、撮影方向は、鉛直下方に限定されることはなく、後述する落下範囲が撮影可能となるように、飛行体200の下方に設定されていれば良い。例えば、撮影方向は、飛行体200の進行方向から下方に傾けた方向であっても良い。
In the example of FIG. 2, the photographing direction of the
また、例えば、特許文献2に開示されているように、飛行体200が、人物を追跡するためのカメラを備えている場合は、撮像装置201は、この追跡用のカメラと兼用であってもよいし、この追跡用のカメラとは別個のカメラであってもよい。
Further, for example, as disclosed in Patent Document 2, when the flying
検知部101は、上述したように、撮像装置201が出力した映像データから、衝突回避の対象となる人等を検知する。検知部101による対象の検知手法としては、既知のさまざまな検知手法を用いることができる。
As described above, the
例えば、撮像装置201が可視光カメラの場合は、事前に機械学習手法を用いて構築され、且つ、認識対象に対応する特徴量が登録された認識辞書を用いることで、人物を検出できる。具体的には、まず、映像データで特定される映像からさまざまな矩形領域が切り出され、次いで、切り出された各矩形領域から特徴量が算出される。その後、算出された特徴量が認識辞書に照合され、それによって、人物を示す領域が特定され、特定された領域が人物として検出される。
For example, when the
また、認識辞書を構築する際の学習アルゴリズムとしては、SVM(Support Vector Machine)、カスケード型識別器などが挙げられる。また、特徴量としては、HoG(Histograms of Oriented Gradients)特徴量、Haar−Like特徴量などを用いることができる。 Moreover, as a learning algorithm when constructing a recognition dictionary, SVM (Support Vector Machine), a cascade type classifier and the like can be mentioned. Further, as the feature amount, HoG (Histograms of Oriented Gradients) feature amount, Haar-Like feature amount and the like can be used.
また、例えば、撮像装置201が遠赤外線カメラの場合は、映像データで特定される赤外線映像から、画素値が体温に近い温度に対応している画素を抽出し、これらの隣接画素を接合して2次元的な領域を抽出することによって、人物を検出できる。更に、撮像装置201が遠赤外線カメラの場合も、可視光カメラの場合と同様に、認識辞書を用いることによって人物を検知できる。具体的には、この場合は、映像データで特定される赤外線画像から、画像処理により、温度が急激に変化している箇所が抽出される。そして、抽出された箇所から特徴量が算出され、その後、算出された特徴量が認識辞書に照合され、それによって、人物が検出される。
Further, for example, when the
加えて、撮像装置201がToFカメラの場合も、可視光カメラの場合と同様に、認識辞書を用いることによって人物を検知できる。具体的には、この場合は、映像データで特定される距離画像から、隣接する画素間の距離が不連続になっている箇所が抽出される。そして抽出された箇所から特徴量が算出され、その後、算出された特徴量が認識辞書に照合され、それによって、人物が検出される。
In addition, even when the
また、検知部101は、対象を検知すると、地表平面上における対象の位置を特定する。具体的には、まず、飛行体200に固有の3次元座標系、撮像装置201の内部パラメータ、飛行体200に固有の3次元座標系に対する撮像装置201の外部パラメータ、飛行体200の地上高が既知であるとする。この場合、検知部101は、映像中の対象の座標を特定し、特定した座標と上記の既知の情報とを用いて、幾何学計算を実行することによって、映像中の対象の地表上での位置を特定することができる。
Further, when the
飛行体200に固有の3次元座標系は、飛行体200の各部の位置を特定するために、飛行体200の内部に設定された座標系であり、あらかじめ設定されていればよい。撮像装置201の内部パラメータ、例えば、焦点距離などは、事前に計測されていればよい。
The three-dimensional coordinate system unique to the
飛行体200に固有の3次元座標系に対する撮像装置201の外部パラメータは、例えば、飛行体200に対するレンズの光軸の角度及びレンズの位置等である。撮像装置200の位置及び向きが飛行体200に対して固定されている場合は、この外部パラメータは、事前に計測されていればよい。一方、撮像装置200の位置及び向きが飛行体200に対して可動する場合は、外部パラメータは、事前の計測値と、飛行体200に対する撮像装置200の位置を検知するセンサからの位置情報とを統合して、計算幾何学を実行することによって算出される。
The external parameters of the
飛行体200の地上高は、例えば、撮像装置201がToFカメラであるならば、ToFカメラが出力する距離情報に基づいて、飛行体200から地面までの距離を算出することによって計測されていればよい。また、飛行体200が電波高度計などの高度を測定する装置を備えている場合は、飛行体200の地上高は、この装置からの情報によって算出されればよい。
If the
また、検知部101においては、対象の地表上での位置を表現するために座標系が設定される。ここでは、この座標系のことを「地表平面座標系」と呼ぶこととする。本実施の形態1において、地表平面座標系としては、どのような座標系が設定されていてもよく、特に限定されるものではない。
Further, in the
具体的には、地表平面座標系としては、設定対象となる飛行体200から地表面に向かって鉛直方向に伸びる垂線と地表面との交わる点を原点とし、飛行体200の正面方向(進行方向)に平行な軸をx軸、x軸に直交する軸をy軸とする、座標系が挙げられる。この座標系は、設定対象となる飛行体200を中心に設定される座標系であり、飛行体200の移動に伴い、原点は時々刻々移動することになる。但し、本実施の形態1においては、飛行体200に対する対象の相対位置を確定できれば、飛行体200の制御を行えるので、この地表平面座標件は、本発明の目的にかなった座標系といえる。
Specifically, as the surface plane coordinate system, the origin is the point where the perpendicular line extending vertically from the flying
また、地表平面座標系としては、撮像装置201からの映像中に設定された座標系、即ち、画像座標系も挙げられる。また、地表平面座標系としては、GPSなどで用いられるECEF(Earth Centered Earth Fixed)直交座標系などのグローバル座標系も挙げられる。グローバル座標系が用いられる場合は、設定対象となる飛行体200のグローバル座標系における位置と、設定対象となる飛行体200を基準とした対象の相対位置とから、対象のグローバル座標系での位置が算出される。これにより、対象の地表上での位置は、グローバル座標系によって表現されることになる。
Further, as the ground plane coordinate system, a coordinate system set in the image from the
落下範囲推定部102は、本実施の形態1では、制御対象となる飛行体200が現時刻に落下を開始した場合に想定される地上の落下範囲を推定する。飛行体200がマルチコプタータイプである場合は、落下時において、飛行体200は滑空することが困難である。このため、図2に示すように、例えば無風の場合は、飛行体200は、その直下に位置する点204を中心とした円205内に落下すると考えられる。従って、この場合、落下範囲推定部102は、円205を落下範囲として推定する。また、円205の半径は、飛行体200の高度に応じて変化することから、落下範囲推定部102は、あらかじめ設定された高度と円205の半径との関係に基づいて、円205の半径を設定する。
In the first embodiment, the fall
また、より実際的には、落下範囲は風の影響を相当に受ける。このため、落下範囲の推定においては、飛行体200の高度に加えて、風の向き及び風速もパラメータとして用いられているのがよい。このため、本実施の形態1においては、落下範囲推定部102が、少なくとも地上からの高度と風速との組み合わせに対する落下範囲をデータベースとしてあらかじめ保持し、データベースを参照して、落下範囲を推定する、のが好ましい。この点について図3及び図4を用いて説明する。
Also, more practically, the fall range is significantly affected by the wind. Therefore, in estimating the fall range, it is preferable that the direction of the wind and the wind speed are used as parameters in addition to the altitude of the flying
図3は、飛行体と風向きとの関係の一例を示す図である。図4は、風速及び高度に応じた落下範囲の一例を示す図である。図3に示すように、飛行体200が風による影響を受けているとする。この場合、落下範囲推定部102は、風の向きを示す仮想的な矢印を鉛直方向に沿って地上に投影して得られた方向(矢印301で示す方向)を主軸方向に設定し、これに直交する方向(矢印302で示す方向)をサブ軸方向に設定する。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the flying object and the wind direction. FIG. 4 is a diagram showing an example of a fall range according to the wind speed and altitude. As shown in FIG. 3, it is assumed that the flying
そして、図4に示すように、風速と飛行体200の現在の高度とを、それぞれパラメータとして、両者の様々な組み合わせ毎に、落下範囲401〜403が設定される。設定された落下範囲401〜403は、対応する組み合わせに関連付けられて、データベースとして保持される。
Then, as shown in FIG. 4, the fall ranges 401 to 403 are set for various combinations of the wind speed and the current altitude of the flying
また、落下範囲推定部102は、データベースを用いる代わりに、風の向き、風速、および飛行体200の高度に基づいて、飛行体200が落下した場合の物理的なシミュレーションを実行して、リアルタイムに落下範囲を算出することもできる。
Further, instead of using the database, the fall
また、図3及び図4において、風向き及び風速は、落下開始以前の自律制御が良好に機能していた時点における飛行体200の姿勢制御情報を用いれば、推定することができる。但し、この場合、風向き及び風速は、飛行体200に固有の3次元座標系上で推定されているので、検知部101による対象検知の場合と同様に、落下範囲推定部102は、計算幾何学を用いて地表平面座標系における落下範囲を設定する。
Further, in FIGS. 3 and 4, the wind direction and the wind speed can be estimated by using the attitude control information of the flying
なお、図3及び図4の例では、風向きを示す仮想的な矢印を鉛直方向に沿って地上に投影して得られた方向301が、主軸方向とされる例について説明しているが、無風の場合は、主軸方向が不定となる。しかし、無風の場合は、落下範囲は、飛行体200の現在位置を中心とした同心円状となるため、主軸方向は任意に設定されていても全く問題はない。
In the examples of FIGS. 3 and 4, an example is described in which the
制御部103は、本実施の形態1では、対象の位置と落下範囲とが地表平面座標系で表現されているので、地表平面座標系上で両者が重なっているかどうかを判定する。判定の結果、両者が重なっている場合は、制御部103は、検知部101によって検出された対象が、落下範囲推定部102によって推定された落下範囲内に位置しないように、飛行体200の位置を制御する。具体的には、制御部103は、対象の位置と落下範囲とが重ならないように、モータ駆動部202を介して、各モータ203の出力を調整して、飛行体200に回避運動を行なわせる。
In the first embodiment, the
対象の位置と落下範囲との重なりを避けるために行なわれる飛行体200の主たる回避運動としては、次の2つが挙げられる。1つは、検出した対象が落下範囲内に入らぬよう、飛行体200を水平方向に移動させる回避運動である。もう1つは、検出した対象が落下範囲内に入らぬよう、飛行体200を降下させて高度を下げる回避運動である。
The following two are the main avoidance movements of the flying
前者のメリットは、飛行体200の位置に対する落下範囲の相対位置が基本的に変化しないため、検出した対象が落下範囲内に入らぬように、落下範囲を水平移動させることを考えればよく、制御が容易であるという点である。落下範囲の水平移動する際の方向および距離が、飛行体200を移動させるべき方向および距離に対応することとなる。
The merit of the former is that the relative position of the fall range with respect to the position of the flying
後者のメリットは、落下範囲の面積を絞り込んで小さくすることができる点と、万が一落下した場合の衝撃を小さくできる点とである。落下範囲の面積を小さくできる理由は、後者の回避運動を行なうと、飛行体200が地面に到達するまでの落下時間が短くなり、落下時の飛行体200の水平方向への移動量が確実に低下するからである。
The advantage of the latter is that the area of the fall range can be narrowed down to make it smaller, and the impact in the event of a fall can be made smaller. The reason why the area of the fall range can be reduced is that when the latter avoidance motion is performed, the fall time until the flying
ここで、図5及び図6を用いて、飛行体の高度を低下させる回避運動のメリットについて具体的に説明する。図5は、地上に存在する人と落下範囲との位置関係の一例を示す図である。図6は、図5に示した状態から飛行体200の高度を下げた場合を示す図である。
Here, with reference to FIGS. 5 and 6, the merits of the avoidance motion for lowering the altitude of the flying object will be specifically described. FIG. 5 is a diagram showing an example of the positional relationship between a person existing on the ground and a fall range. FIG. 6 is a diagram showing a case where the altitude of the flying
図5に示すように、例えば、複数の人502が地上に存在しており、飛行体200が現在の高度に位置している場合は、飛行体200がどのように水平移動しても、落下範囲501内に人502が入ってしまう状態にあるとする。このような状態において、飛行体200に、高度を下げる回避運動を行なわせると、図6に示すように、落下範囲601は、落下範囲501よりも狭くなるので、落下範囲601と人602の位置とを重複させないようにすることができる。
As shown in FIG. 5, for example, when a plurality of
[装置動作]
次に、本発明の実施の形態1における飛行体制御装置100の動作について図7を用いて説明する。図7は、本発明の実施の形態1における飛行体制御装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図1〜図6を参酌する。また、本実施の形態1では、飛行体制御装置100を動作させることによって、飛行体制御方法が実施される。よって、本実施の形態1における飛行体制御方法の説明は、以下の飛行体制御装置100の動作説明に代える。
[Device operation]
Next, the operation of the flying
図7に示すように、最初に、検知部101は、撮像装置201が出力した映像データを取得する(ステップA1)。次に、検知部101は、ステップA1で取得した映像データから、対象を検知する(ステップA2)。また、ステップA2では、検知部101は、映像中の対象の座標に各種パラメータを適用して幾何学計算を実行し、検知した対象の地表平面上における位置を特定する。
As shown in FIG. 7, first, the
次に、落下範囲推定部102は、飛行体200が落下した場合の落下範囲を推定する(ステップA3)。このとき、落下範囲推定部102は、飛行体200が飛行している空域の風の方向及び風速を考慮して、落下範囲を推定する。
Next, the fall
その後、制御部103は、ステップA2で検出した対象とステップA3で推定した落下範囲とが重なっているかどうかを判定し、重なっている場合は、対象が落下範囲に入らないように飛行体200を制御する(ステップA4)。具体的には、制御部103は、飛行体200に、水平方向への移動及び高度の低下のいずれか又は両方の回避運動を行なわせ、対象と落下範囲との重なりを解消する。
After that, the
なお、ステップA4では、例えば、制御部103は、飛行体200を水平方向に移動するように制御しても、検知された対象の位置と落下範囲との重なりを解消できない場合に、飛行体200の高度が下がるように飛行体200を制御して、検知された対象の位置と落下範囲とが重ならないようにしても良い。
In step A4, for example, when the
[実施の形態1による効果]
以上のように、本実施の形態1では、飛行体200の運用において、落下によるリスクを低減することが可能となる。本実施の形態1によれば、人が存在する場所及びその付近の空域であっても、飛行体200を低リスクで運用することが可能となる。
[Effect of Embodiment 1]
As described above, in the first embodiment, it is possible to reduce the risk of falling in the operation of the flying
[プログラム]
本実施の形態1におけるプログラムは、コンピュータに、図7に示すステップA1〜A4を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態1における飛行体制御装置100と飛行体制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、検知部101、落下範囲推定部102、及び制御部103として機能し、処理を行なう。
[program]
The program according to the first embodiment may be any program that causes a computer to execute steps A1 to A4 shown in FIG. 7. By installing this program on a computer and executing it, the flying
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、検知部101、落下範囲推定部102、及び制御部103のいずれかとして機能しても良い。
Further, the program in the present embodiment may be executed by a computer system constructed by a plurality of computers. In this case, for example, each computer may function as one of the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における、飛行体制御装置、飛行体制御方法、及びプログラムについて、図8及び図9を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Next, the flying object control device, the flying object control method, and the program according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
[装置構成]
最初に、本実施の形態2における飛行体制御装置の構成について図8を用いて説明する。図8は、本発明の実施の形態2における飛行体制御装置の構成を示すブロック図である。
[Device configuration]
First, the configuration of the flying object control device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an air vehicle control device according to a second embodiment of the present invention.
図8に示すように、本実施の形態2における飛行体制御装置120は、図1にも示した、検知部101、落下範囲推定部102、及び制御部103に加えて、移動範囲推定部104を更に備えている。本実施の形態2における飛行体制御装置120は、この点で、図1に示した実施の形態1における飛行体制御装置100と異なっている。以下、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
As shown in FIG. 8, the flying
移動範囲推定部104は、飛行体200が落下し始めたと仮定した場合に、落下の開始から地上に到達するまでの間に、検知部101によって検知済みの対象が地上において移動する可能性の範囲(以下「予想移動範囲」と表記する。)を推定する。
Assuming that the flying
例えば、飛行体200が現在の時刻から落下し始め、それが地上に到達するまでの時間が5秒、対象である人の走る速さが最大7m/秒と仮定する。この場合は、移動範囲推定部104は、対象である人の存在位置を中心とした半径35mの円形の範囲を、予想移動範囲として推定する。なお、予想移動範囲も、最終的には地表平面座標系で表現される。
For example, it is assumed that the flying
また、本実施の形態2では、制御部103は、実施の形態1と異なり、移動範囲推定部104によって、対象について予想移動範囲が推定されると、移動範囲推定部104が推定した予想移動範囲と落下範囲とが重なっているかどうかを判定する。判定の結果、両者が重なっている場合は、制御部103は、両者が重ならないように、飛行体200を制御する。なお、上述したように、予想移動範囲も落下範囲と同様に地表平面座標系で表現されるので、制御部103における重なりの判定は容易なものとなる。
Further, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the
[装置動作]
次に、本発明の実施の形態2における飛行体制御装置120の動作について図9を用いて説明する。図9は、本発明の実施の形態2における飛行体制御装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図8を参酌する。また、本実施の形態2では、飛行体制御装置120を動作させることによって、飛行体制御方法が実施される。よって、本実施の形態2における飛行体制御方法の説明は、以下の飛行体制御装置120の動作説明に代える。
[Device operation]
Next, the operation of the flying
図9に示すように、最初に、検知部101は、撮像装置201が出力した映像データを取得する(ステップB1)。次に、検知部101は、ステップB1で取得した映像データから、対象を検知する(ステップB2)。また、ステップB2では、検知部101は、検知した対象の地表平面上における位置を特定する。なお、ステップB1及びB2は、それぞれ、図7に示したステップA1及びA2と同様のステップである。
As shown in FIG. 9, first, the
次に、移動範囲推定部104は、ステップB2で検知された対象の予想移動範囲を推定する(ステップB3)。具体的には、移動範囲推定部104は、映像データ上で、対象の移動速度を算出し、更に、飛行体200の高度及び速度から、現時点で落下し始めた場合の飛行体200が地上に到達するまでの時間も算出する。そして、移動範囲推定部104は、算出した対象の移動速度と時間とを用いて、予想移動範囲を推定する。
Next, the movement
次に、落下範囲推定部102は、飛行体200が落下した場合の落下範囲を推定する(ステップB4)。その後、制御部103は、ステップB3で推定した予想移動範囲とステップB4で推定した落下範囲とが重なっているかどうかを判定し、重なっている場合は、予想移動範囲と落下範囲とが重ならないように飛行体200を制御する(ステップB5)。具体的には、制御部103は、飛行体200に、水平方向への移動及び高度の低下のいずれか又は両方の回避運動を行なわせ、予想移動範囲と落下範囲との重なりを解消する。なお、ステップB4は、図7に示したステップA3と同様のステップである。
Next, the fall
なお、ステップB5では、例えば、制御部103は、飛行体200を水平方向に移動するように制御しても、検知された対象の位置と落下範囲との重なりを解消できない場合に、飛行体200の高度が下がるように飛行体200を制御して、予想移動範囲と落下範囲とが重ならないようにしても良い。
In step B5, for example, when the
[実施の形態2による効果]
以上のように、本実施の形態2によれば、落下時の飛行体200と対象との衝突をより確実に回避することができるので、飛行体200の運用において、落下によるリスクをよりいっそう低減することが可能となる。
[Effect of Embodiment 2]
As described above, according to the second embodiment, the collision between the flying
また、上述の例では、予想移動範囲と落下範囲とが重ならないように飛行体200を制御する例について説明しているが、本実施の形態2は、この例に限定されるものではない。例えば、移動範囲推定部104は、上述の予想移動範囲の代わりに、設定されたエリア毎に、飛行体の落下時における対象の存在確率といった、落下時に飛行体が対象に衝突する可能性を表す数値を算出してもよい。この場合、制御部103は、値が最小値となるエリアに移動するように、飛行体200を制御する。この態様によれば、より多くの人物が存在する場所に飛行体200が落下するリスクを低減させることができ、飛行体200の最適制御が可能となる。
Further, in the above-mentioned example, an example in which the flying
[プログラム]
本実施の形態2におけるプログラムは、コンピュータに、図9に示すステップB1〜B5を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態2における飛行体制御装置120と飛行体制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、検知部101、落下範囲推定部102、制御部103、及び移動範囲推定部104として機能し、処理を行なう。
[program]
The program according to the second embodiment may be any program that causes a computer to execute steps B1 to B5 shown in FIG. By installing this program on a computer and executing it, the flying
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、検知部101、落下範囲推定部102、制御部103、及び移動範囲推定部104のいずれかとして機能しても良い。
Further, the program in the present embodiment may be executed by a computer system constructed by a plurality of computers. In this case, for example, each computer may function as one of the
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における、飛行体制御装置、飛行体制御方法、及びプログラムについて、図10及び図11を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
Next, the flying object control device, the flying object control method, and the program according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
[装置構成]
最初に、本実施の形態3における飛行体制御装置の構成について図10を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態3における飛行体制御装置の構成を示すブロック図である。
[Device configuration]
First, the configuration of the flying object control device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an air vehicle control device according to a third embodiment of the present invention.
図10に示すように、本実施の形態3における飛行体制御装置130は、図1にも示した、検知部101、落下範囲推定部102、及び制御部103に加えて、落下危険性推定部105をさらに備える。本実施の形態3における飛行体制御装置130は、この点で、図1に示した実施の形態1における飛行体制御装置100と異なっている。以下、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
As shown in FIG. 10, the flying
図10に示すように、落下危険性推定部105は、飛行体200の現在の状況に基づいて、飛行体200が落下する危険性を推測する。具体的には、落下危険性推定部105は、例えば、風速、気流の乱れ、バッテリー残量、遠隔操作用の無線電波の受信状態、モータ203の温度、飛行体制御装置130を構築するコンピュータの温度等を、時々刻々モニタリングし、各項目の値(「モニタリング情報」と表記する)を取得する。
As shown in FIG. 10, the fall
そして、モニタリングの対象となっている項目は、それぞれ、その値があるところを超えると落下の危険性を高めるものであるので、項目毎にあらかじめ閾値が設定されている。よって、落下危険性推定部105は、モニタリングの対象となっている各項目について、その値があらかじめ定めた落下の危険性を示す閾値以上となっているかどうかを判定する。
Then, since each item to be monitored increases the risk of falling when the value exceeds a certain value, a threshold value is set in advance for each item. Therefore, the fall
判定の結果、1項目以上において閾値を超えている場合は、落下危険性推定部105は、落下の危険性が高まっていると判断し、その旨を制御部103に出力する。一方、判定の結果、いずれの項目についても閾値を超えていない場合は、落下危険性推定部105は、現時刻における落下の危険性は低いと判断し、その旨を制御部103に出力する。
As a result of the determination, if one or more items exceed the threshold value, the fall
制御部103は、落下危険性推定部105が落下の危険性が高いと判断した場合は、検知部101が検出した対象の位置が、落下範囲推定部102が推定した落下範囲と重ならないように、飛行体200を制御する。
When the
また、制御部103は、落下危険性推定部105が落下の危険性が少ないと判断した場合は、検知部101が検出した対象の位置が、落下範囲推定部102が推定した落下範囲と重なることを許すこともできる。この場合、制御部103が、飛行体200に回避運動を行なわせることはない。
Further, when the
[装置動作]
次に、本発明の実施の形態3における飛行体制御装置130の動作について図11を用いて説明する。図11は、本発明の実施の形態3における飛行体制御装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図10を参酌する。また、本実施の形態3では、飛行体制御装置130を動作させることによって、飛行体制御方法が実施される。よって、本実施の形態3における飛行体制御方法の説明は、以下の飛行体制御装置130の動作説明に代える。
[Device operation]
Next, the operation of the flying
図11に示すように、最初に、検知部101は、撮像装置201が出力した映像データを取得する(ステップC1)。次に、検知部101は、ステップC1で取得した映像データから、対象を検知する(ステップC2)。また、ステップC2では、検知部101は、検知した対象の地表平面上における位置を特定する。次に、落下範囲推定部102は、飛行体200が落下した場合の落下範囲を推定する(ステップC3)。なお、ステップC1〜C3は、それぞれ、図7に示したステップA1〜A3と同様のステップである。
As shown in FIG. 11, first, the
次に、落下危険性推定部105は、飛行体200の現在の状況に基づいて、飛行体200が落下する危険性を推測する(ステップC4)。具体的には、ステップC4では、落下危険性推定部105は、常時モニタリングしている各項目について、その値があらかじめ定めた閾値以上となっているかどうかを判定する。落下危険性推定部105は、判定の結果、1項目以上において閾値を超えている場合は、落下の危険性が高まっていると判断し、そうでない場合は、落下の危険性は低いと判断する。
Next, the fall
その後、制御部103は、ステップC4において危険性が高いと判断されているかどうかを確認し、危険性が高いと判断されている場合は、対象が落下範囲に入らないように飛行体200を制御する(ステップC5)。
After that, the
[実施の形態3による効果]
以上の、本実施の形態3によれば、落下の危険性が小さい場合には、飛行体200は人の上空も飛行できるので、飛行体200による人口密度の高い場所の上空での作業、そうした空域の通過などが可能となる。この結果、飛行体200による作業の効率化が図られることとなる。
[Effect of Embodiment 3]
According to the third embodiment as described above, when the risk of falling is small, the flying
また、図12に示すように、本実施の形態3における飛行体制御装置130は、実施の形態2において図8に示した移動範囲推定部104を備えることもできる。この場合は、制御部103は、ステップC4において危険性が高いと判断されたときに、対象の位置及び予想移動範囲のうちのいずれかと落下範囲とが重ならないように飛行体200を制御する。
Further, as shown in FIG. 12, the flying
[プログラム]
本実施の形態3におけるプログラムは、コンピュータに、図11に示すステップC1〜C5を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態3における飛行体制御装置130と飛行体制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、検知部101、落下範囲推定部102、制御部103、及び落下危険性推定部105として機能し、処理を行なう。
[program]
The program according to the third embodiment may be any program that causes the computer to execute steps C1 to C5 shown in FIG. By installing this program on a computer and executing it, the flying
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、検知部101、落下範囲推定部102、制御部103、及び落下危険性推定部105のいずれかとして機能しても良い。
Further, the program in the present embodiment may be executed by a computer system constructed by a plurality of computers. In this case, for example, each computer may function as one of the
(物理構成)
ここで、実施の形態1〜3におけるプログラムを実行することによって、飛行体制御装置を実現するコンピュータについて図13を用いて説明する。図13は、本発明の実施の形態1〜3における飛行体制御装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
(Physical configuration)
Here, a computer that realizes an air vehicle control device by executing the programs according to the first to third embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram showing an example of a computer that realizes the flying object control device according to the first to third embodiments of the present invention.
図13に示すコンピュータは、飛行体に搭載される組み込みコンピュータである。但し、実施の形態1〜3において、コンピュータは、地上から飛行体とデータ通信を行うコンピュータであっても良い。この場合は、飛行体制御装置は、飛行体とは別の場所に構築されることになる。 The computer shown in FIG. 13 is an embedded computer mounted on the flying object. However, in the first to third embodiments, the computer may be a computer that performs data communication with the flying object from the ground. In this case, the flying object control device will be constructed in a place different from the flying object.
図13に示すように、コンピュータ110は、CPU111と、メインメモリ112と、記憶装置113と、通信インターフェイス114とを備える。これらの各部は、バス115を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
As shown in FIG. 13, the
CPU111は、記憶装置113に格納された、本実施の形態におけるプログラム(コード)をメインメモリ112に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。
The
記憶装置113の具体例としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。メインメモリ112は、典型的には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性の記憶装置である。通信インターフェイス114は、CPU111と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
Specific examples of the
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体116に格納された状態で提供される。記録媒体116の具体例としては、CF(Compact Flash(登録商標))及びSD(Secure Digital)等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク(Flexible Disk)等の磁気記憶媒体、又はCD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)などの光学記憶媒体が挙げられる。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス114を介して提供されていても良い。
The program according to this embodiment is provided in a state of being stored in a computer-
なお、本実施の形態における飛行体制御装置は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、飛行体制御装置は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。 The flying object control device in the present embodiment can also be realized by using the hardware corresponding to each part instead of the computer in which the program is installed. Further, the air vehicle control device may be partially realized by a program and the rest may be realized by hardware.
上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する(付記1)〜(付記18)によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。 A part or all of the above-described embodiments can be expressed by the following descriptions (Appendix 1) to (Appendix 18), but the present invention is not limited to the following description.
(付記1)
飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、対象を検知する、検知部と、
前記飛行体の落下範囲を推定する、落下範囲推定部と、
検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、制御部と、
を備えることを特徴とする飛行体制御装置。
(Appendix 1)
A detector that detects the target from the video data output by the image pickup device that captures the lower part of the aircraft.
A fall range estimation unit that estimates the fall range of the flying object,
A control unit that controls the flying object so that the detected position of the target and the fall range do not overlap with each other.
An air vehicle control device characterized by being provided with.
(付記2)
前記落下範囲推定部は、前記飛行体の地上からの高度と、風の向きおよび風速を特定する風情報とに基づいて、前記落下範囲を推定する、
付記1に記載の飛行体制御装置。
(Appendix 2)
The fall range estimation unit estimates the fall range based on the altitude of the flying object from the ground and wind information that specifies the direction and speed of the wind.
The flying object control device according to
(付記3)
前記落下範囲推定部は、少なくとも地上からの高度と風速との組み合わせに対する落下範囲をデータベースとしてあらかじめ保持し、前記データベースを参照して、前記落下範囲を推定する、
付記2に記載の飛行体制御装置。
(Appendix 3)
The fall range estimation unit holds at least a fall range for a combination of altitude and wind speed from the ground as a database in advance, and estimates the fall range with reference to the database.
The flying object control device according to Appendix 2.
(付記4)
検知された前記対象が、前記飛行体が落下を開始してから地上に到達するまでの間に、地上において移動する可能性のある範囲を予想移動範囲として推定する、移動範囲推定部をさらに備え、
前記制御部は、推定された前記予想移動範囲と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
付記1に記載の飛行体制御装置。
(Appendix 4)
Further provided with a movement range estimation unit that estimates the range in which the detected target may move on the ground from the start of the fall to the arrival at the ground as the expected movement range. ,
The control unit controls the flying object so that the estimated expected movement range and the fall range do not overlap.
The flying object control device according to
(付記5)
前記制御部は、前記飛行体を水平方向に移動するように制御しても、検知された前記対象の位置と前記落下範囲との重なりを解消できない場合、前記飛行体の高度が下がるように前記飛行体を制御して、検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないようにする、
付記1に記載の飛行体制御装置。
(Appendix 5)
If the control unit cannot eliminate the overlap between the detected position of the target and the fall range even if the control unit controls the flying object to move in the horizontal direction, the control unit reduces the altitude of the flying object. Control the flying object so that the detected position of the target and the fall range do not overlap.
The flying object control device according to
(付記6)
前記飛行体の状況に基づいて、前記飛行体が落下する危険性を推測する、落下危険性推定部をさらに備え、
前記制御部は、推測された前記危険性があらかじめ定めた水準を超える場合に、検知された前記対象の位置及び前記予想移動範囲のうちいずれかと前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
付記4に記載の飛行体制御装置。
(Appendix 6)
Further provided with a fall risk estimation unit that estimates the risk of the flying object falling based on the situation of the flying object.
When the estimated danger exceeds a predetermined level, the control unit sets the flying object so that one of the detected target position and the predicted movement range does not overlap with the fall range. Control,
The flying object control device according to Appendix 4.
(付記7)
(a)飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、対象を検知する、ステップと、
(b)前記飛行体の落下範囲を推定する、ステップと、
(c)検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、ステップと、
を有することを特徴とする飛行体制御方法。
(Appendix 7)
(A) A step of detecting an object from the video data output by the image pickup device that captures the lower part of the flying object.
(B) A step for estimating the fall range of the flying object, and
(C) A step of controlling the flying object so that the detected position of the target and the falling range do not overlap with each other.
A flying object control method characterized by having.
(付記8)
前記(b)のステップにおいて、前記飛行体の地上からの高度と、風の向きおよび風速を特定する風情報とに基づいて、前記落下範囲を推定する、
付記7に記載の飛行体制御方法。
(Appendix 8)
In step (b), the fall range is estimated based on the altitude of the flying object from the ground and the wind information that specifies the direction and speed of the wind.
The flying object control method according to Appendix 7.
(付記9)
前記(b)のステップにおいて、少なくとも地上からの高度と風速との組み合わせに対する落下範囲をデータベースとしてあらかじめ保持し、前記データベースを参照して、前記落下範囲を推定する、
付記8に記載の飛行体制御方法。
(Appendix 9)
In step (b), the fall range for at least the combination of altitude and wind speed from the ground is stored in advance as a database, and the fall range is estimated with reference to the database.
The flying object control method according to Appendix 8.
(付記10)
(d)検知された前記対象が、前記飛行体が落下を開始してから地上に到達するまでの間に、地上において移動する可能性のある範囲を予想移動範囲として推定する、ステップをさらに有し、
前記(c)のステップにおいて、推定された前記予想移動範囲と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
付記7に記載の飛行体制御方法。
(Appendix 10)
(D) Further, there is a step of estimating the range in which the detected target may move on the ground from the start of the fall to the arrival at the ground as the expected movement range. And
In step (c), the flying object is controlled so that the estimated expected movement range and the fall range do not overlap.
The flying object control method according to Appendix 7.
(付記11)
前記(c)のステップにおいて、前記飛行体を水平方向に移動するように制御しても、検知された前記対象の位置と前記落下範囲との重なりを解消できない場合、前記飛行体の高度が下がるように前記飛行体を制御して、検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないようにする、
付記7に記載の飛行体制御方法。
(Appendix 11)
In the step (c), if the overlap between the detected position of the target and the fall range cannot be eliminated even if the flying object is controlled to move in the horizontal direction, the altitude of the flying object is lowered. The flying object is controlled so that the detected position of the target and the falling range do not overlap with each other.
The flying object control method according to Appendix 7.
(付記12)
(e)前記飛行体の状況に基づいて、前記飛行体が落下する危険性を推測する、ステップをさらに有し、
前記(c)のステップにおいて、推測された前記危険性があらかじめ定めた水準を超える場合に、検知された前記対象の位置及び前記予想移動範囲のうちいずれかと前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
付記10に記載の飛行体制御方法。
(Appendix 12)
(E) Further having a step of estimating the risk of the flying object falling based on the situation of the flying object.
In the step (c), when the estimated risk exceeds a predetermined level, the fall range is not overlapped with any of the detected target position and the expected movement range. Control the flying object,
The flying object control method according to Appendix 10.
(付記13)
コンピュータに、
(a)飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、対象を検知する、ステップと、
(b)前記飛行体の落下範囲を推定する、ステップと、
(c)検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、ステップと、
を実行させるプログラム。
(Appendix 13)
On the computer
(A) A step of detecting an object from the video data output by the image pickup device that captures the lower part of the flying object.
(B) A step for estimating the fall range of the flying object, and
(C) A step of controlling the flying object so that the detected position of the target and the falling range do not overlap with each other.
A program that executes.
(付記14)
前記(b)のステップにおいて、前記飛行体の地上からの高度と、風の向きおよび風速を特定する風情報とに基づいて、前記落下範囲を推定する、
付記13に記載のプログラム。
(Appendix 14)
In step (b), the fall range is estimated based on the altitude of the flying object from the ground and the wind information that specifies the direction and speed of the wind.
The program described in Appendix 13.
(付記15)
前記(b)のステップにおいて、少なくとも地上からの高度と風速との組み合わせに対する落下範囲をデータベースとしてあらかじめ保持し、前記データベースを参照して、前記落下範囲を推定する、
付記14に記載のプログラム。
(Appendix 15)
In step (b), the fall range for at least the combination of altitude and wind speed from the ground is stored in advance as a database, and the fall range is estimated with reference to the database.
The program described in Appendix 14.
(付記16)
前記コンピュータに、
(d)検知された前記対象が、前記飛行体が落下を開始してから地上に到達するまでの間に、地上において移動する可能性のある範囲を予想移動範囲として推定する、ステップをさらに実行させ、
前記(c)のステップにおいて、推定された前記予想移動範囲と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
付記13に記載のプログラム。
(Appendix 16)
On the computer
(D) Further execution of the step of estimating the range in which the detected target may move on the ground from the start of the fall to the arrival at the ground as the expected movement range. Let me
In step (c), the flying object is controlled so that the estimated expected movement range and the fall range do not overlap.
The program described in Appendix 13.
(付記17)
前記(c)のステップにおいて、前記飛行体を水平方向に移動するように制御しても、検知された前記対象の位置と前記落下範囲との重なりを解消できない場合、前記飛行体の高度が下がるように前記飛行体を制御して、検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないようにする、
付記13に記載のプログラム。
(Appendix 17)
In the step (c), if the overlap between the detected position of the target and the fall range cannot be eliminated even if the flying object is controlled to move in the horizontal direction, the altitude of the flying object is lowered. The flying object is controlled so that the detected position of the target and the falling range do not overlap with each other.
The program described in Appendix 13.
(付記18)
前記コンピュータに、
(e)前記飛行体の状況に基づいて、前記飛行体が落下する危険性を推測する、ステップをさら実行させ、
前記(c)のステップにおいて、推測された前記危険性があらかじめ定めた水準を超える場合に、検知された前記対象の位置及び前記予想移動範囲のうちいずれかと前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
付記16に記載のプログラム。
(Appendix 18)
On the computer
(E) Based on the situation of the flying object, the step of estimating the risk of the flying object falling is further executed.
In the step (c), when the estimated risk exceeds a predetermined level, the fall range is not overlapped with any of the detected target position and the expected movement range. Control the flying object,
The program according to Appendix 16.
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the structure and details of the present invention.
この出願は、2015年8月25日に出願された日本出願特願2015−165850を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2015-165850 filed on August 25, 2015, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
以上のように、本発明によれば、UAVといった飛行体を、人が存在する場所及びその付近の空域においても、低いリスクで運用することができる。本発明は、種々の飛行体に有用である。 As described above, according to the present invention, an air vehicle such as a UAV can be operated with a low risk even in an airspace where a person exists and in the vicinity thereof. The present invention is useful for various flying objects.
100 飛行体制御装置
101 検知部
102 落下範囲推定部
103 制御部
104 移動範囲推定部
105 落下危険性推定部
110 コンピュータ
111 CPU
112 メインメモリ
113 記憶装置
114 通信インターフェイス
115 バス
116 記録媒体
200 飛行体
201 撮像装置
202 モータ駆動部
203 モータ
204 飛行体の直下に位置する点
205 落下範囲となる円
206 対象(人)
301 風の向きを示す仮想的な矢印を地上に投影して得られた方向(主軸方向)
302 主軸方向に直交する方向(サブ軸方向)
401、402、403 風速および高度の組み合せ毎に設定された落下範囲
501 人の存在位置と重なりのある落下範囲
502 人
601 人の存在位置と重なりのない落下範囲
602 人
100 Flying
112
301 Direction obtained by projecting a virtual arrow indicating the direction of the wind on the ground (main axis direction)
302 Direction orthogonal to the main axis direction (sub-axis direction)
401, 402, 403 Fall range set for each combination of wind speed and
Claims (9)
前記検知部により検出された前記対象の位置と前記飛行体の着地範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、制御部と、
を備えることを特徴とする飛行体制御装置。 A detector that detects an object using a machine learning method from the video data output by an image pickup device that has an infrared detection device and captures the lower part of the flying object.
A control unit that controls the air vehicle so that the position of the target detected by the detection unit and the landing range of the air vehicle do not overlap with each other.
An air vehicle control device characterized by being provided with.
前記飛行体の地上からの高度と、風の向きおよび風速を特定する風情報と、に基づいて、前記落下範囲を推定する落下範囲推定部、
を備える、飛行体制御装置。 The flying object control device according to claim 1.
A fall range estimation unit that estimates the fall range based on the altitude of the flying object from the ground and wind information that specifies the direction and speed of the wind.
A flying object control device.
前記落下範囲推定部は、少なくとも地上からの高度と風速との組み合わせに対する落下範囲をデータベースとしてあらかじめ保持し、前記データベースを参照して、前記落下範囲を推定する、
飛行体制御装置。 The flying object control device according to claim 2.
The fall range estimation unit holds at least a fall range for a combination of altitude and wind speed from the ground as a database in advance, and estimates the fall range with reference to the database.
Aircraft control device.
検知された前記対象が、前記飛行体が落下を開始してから地上に到達するまでの間に、地上において移動する可能性のある範囲を予想移動範囲として推定する、移動範囲推定部、
をさらに備え、
前記制御部は、推定された前記予想移動範囲と前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
飛行体制御装置。 The flying object control device according to any one of claims 1 to 3.
The movement range estimation unit, which estimates the range in which the detected target may move on the ground between the time when the flying object starts falling and the time when it reaches the ground, is estimated as the expected movement range.
With more
The control unit controls the flying object so that the estimated expected movement range and the fall range do not overlap.
Aircraft control device.
前記移動範囲推定部は、前記検知部により検知された対象の移動速度を算出する、
飛行体制御装置。 The flying object control device according to any one of claims 1 to 4.
The movement range estimation unit calculates the movement speed of the target detected by the detection unit.
Aircraft control device.
前記制御部は、前記飛行体を水平方向に移動するように制御しても、検知された前記対象の位置と前記落下範囲との重なりを解消できない場合、前記飛行体の高度が下がるように前記飛行体を制御して、検知された前記対象の位置と前記落下範囲とが重ならないようにする、
飛行体制御装置。 The flying object control device according to any one of claims 1 to 5.
If the control unit cannot eliminate the overlap between the detected position of the target and the fall range even if the control unit controls the flying object to move in the horizontal direction, the control unit reduces the altitude of the flying object. Control the flying object so that the detected position of the target and the fall range do not overlap.
Aircraft control device.
前記飛行体の状況に基づいて、前記飛行体が落下する危険性を推測する、落下危険性推定部をさらに備え、
前記制御部は、推測された前記危険性があらかじめ定めた水準を超える場合に、検知された前記対象の位置及び前記予想移動範囲のうちいずれかと前記落下範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、
飛行体制御装置。 The flying object control device according to claim 4.
Further provided with a fall risk estimation unit that estimates the risk of the flying object falling based on the situation of the flying object.
When the estimated danger exceeds a predetermined level, the control unit sets the flying object so that one of the detected target position and the predicted movement range does not overlap with the fall range. Control,
Aircraft control device.
(b)前記対象の位置と前記飛行体の着地範囲とが重ならないように前記飛行体を制御する、ステップと、
を有することを特徴とする飛行体制御方法。 (A) A step of detecting an object by using a machine learning method from the video data output by an imaging device that captures the lower part of the flying object.
(B) A step of controlling the flying object so that the position of the target and the landing range of the flying object do not overlap with each other.
A flying object control method characterized by having.
(a)飛行体の下方を撮影する撮像装置が出力した映像データから、機械学習手法を用いて対象を検知する、ステップと、
(b)前記対象の位置と前記飛行体の着地範囲とが重ならないように前記飛行体を制御
する、ステップと、
を実行させるプログラム。
On the computer
(A) A step of detecting an object by using a machine learning method from the video data output by an imaging device that captures the lower part of the flying object.
(B) A step of controlling the flying object so that the position of the target and the landing range of the flying object do not overlap with each other.
A program that executes.
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