JP2022028520A - Work support device - Google Patents

Work support device Download PDF

Info

Publication number
JP2022028520A
JP2022028520A JP2020131983A JP2020131983A JP2022028520A JP 2022028520 A JP2022028520 A JP 2022028520A JP 2020131983 A JP2020131983 A JP 2020131983A JP 2020131983 A JP2020131983 A JP 2020131983A JP 2022028520 A JP2022028520 A JP 2022028520A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zone
flight
control device
hovering
information
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
Application number
JP2020131983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7472708B2 (en
Inventor
智宙 福田
Tomomichi Fukuda
昭彦 ▲栄▼田
Akihiko Sakaeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobelco Construction Machinery Co Ltd filed Critical Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2020131983A priority Critical patent/JP7472708B2/en
Publication of JP2022028520A publication Critical patent/JP2022028520A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7472708B2 publication Critical patent/JP7472708B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

To suppress deterioration of visibility of an image captured by an imaging device caused by change in a state of a work machine.SOLUTION: A work support device controls a positional relation between a work machine and a flying body mounted with an imaging device. The work machine includes a lower structure, a revolving super structure mounted on the lower structure, and a display device for displaying an image captured by the imaging device. The work support device includes an information acquiring unit for acquiring information indicating a state of the work machine and a state of the flying body, and a flight control unit for controlling a flying state of the flying body on the basis of the information acquired by the information acquiring unit. Even when a turning angle of the revolving super structure with respect to the lower structure is changed, the flight control unit executes hovering maintaining control for maintaining the flying body in the prescribed flight state in correspondence with the prescribed zone when the turning angle is in the prescribed zone.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、作業支援装置に関する。 The present disclosure relates to a work support device.

ショベルの上部旋回体に取り付けられた撮像装置では撮像できない空間を、自律式の飛行体に取り付けられた撮像装置で撮像する技術が知られる(例えば、特許文献1参照)。 A technique is known in which a space that cannot be imaged by an image pickup device attached to an upper swivel body of an excavator is imaged by an image pickup device attached to an autonomous flying object (see, for example, Patent Document 1).

国際公開公報WO2017/131194号International Publication No. WO2017 / 131194

しかしながら、上記のような従来技術では、ショベルの動きに追従して飛行体の位置等を常に変化させるので、その際の飛行体の揺れ(加速度に起因した振動等)に起因して撮像装置の撮像画像の視認性が低下しやすい。 However, in the conventional technology as described above, since the position of the flying object is constantly changed according to the movement of the excavator, the image pickup device is caused by the shaking of the flying object (vibration caused by acceleration, etc.) at that time. The visibility of the captured image tends to decrease.

そこで、1つの側面では、本発明は、作業機械の状態の変化に起因した撮像装置の撮像画像の視認性の低下を抑制することを目的とする。 Therefore, in one aspect, it is an object of the present invention to suppress a decrease in visibility of an image captured by an image pickup device due to a change in the state of a work machine.

1つの側面では、
作業機械と、撮像装置を搭載した飛行体との位置関係を制御する作業支援装置であって、
前記作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記撮像装置が撮像した画像を表示する表示装置とを有し、
当該作業支援装置は、
前記作業機械の状態及び前記飛行体の状態を表す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記飛行体の飛行状態を制御する飛行制御部とを備え、
前記飛行制御部は、前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回角度が変化した場合でも、前記旋回角度が所定のゾーンにある場合は、前記飛行体を前記所定のゾーンに対応付けられた所定の飛行状態に維持するためのホバリング維持制御を実行する、作業支援装置を提供する。
On one side,
It is a work support device that controls the positional relationship between the work machine and the flying object equipped with the image pickup device.
The work machine has a lower traveling body, an upper swivel body mounted on the lower traveling body, and a display device for displaying an image captured by the image pickup device.
The work support device is
An information acquisition unit that acquires information representing the state of the work machine and the state of the flying object, and
A flight control unit that controls the flight state of the flying object based on the information acquired by the information acquisition unit is provided.
Even when the turning angle of the upper turning body with respect to the lower traveling body changes, the flight control unit associates the flying body with the predetermined zone when the turning angle is in a predetermined zone. Provide a work support device that performs hovering maintenance control to maintain the flight condition of the aircraft.

1つの側面では、本発明によれば、作業機械の状態の変化に起因した撮像装置の撮像画像の視認性の低下を抑制することが可能となる。 On one aspect, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in visibility of an image captured by an image pickup device due to a change in the state of a work machine.

実施例1による作業機械及び無人飛行機の構成に関する説明図である。It is explanatory drawing about the structure of the work machine and the unmanned aerial vehicle by Example 1. FIG. 作業機械の制御系に係るハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware composition which concerns on the control system of a work machine. 各種制御装置により実現される機能を説明する図である。It is a figure explaining the function realized by various control devices. 上部旋回体の旋回角度が属するゾーンを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the zone to which the turning angle of the upper turning body belongs. 飛行制御装置により実行される処理の一例を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows an example of the process executed by a flight control device. 飛行制御装置により実行される処理の別の一例を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows another example of the processing performed by a flight control device.

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[実施例1]
図1は、一実施例による作業機械1及び無人飛行機40の構成に関する説明図である。なお、図1には、作業機械1及び無人飛行機40に加えて、飛行制御装置50(作業支援装置の一例)と遠隔操作装置52が図示されている。
[Example 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram regarding a configuration of a work machine 1 and an unmanned airplane 40 according to an embodiment. In addition to the work machine 1 and the unmanned aerial vehicle 40, FIG. 1 shows a flight control device 50 (an example of a work support device) and a remote control device 52.

作業機械1は、無人飛行機40と連携しながら所定の作業を遂行する。作業機械1は、例えば解体作業等に好適な破砕機145を備えた建設機械であり、クローラ式の下部走行体110と、下部走行体110に旋回機構130を介して旋回可能に搭載される上部旋回体120と、作業機構140と、を備えている。上部旋回体120の前方左側部にはキャブ(運転室)122が設けられる。上部旋回体120の前方中央部には作業機構140が設けられ、作業機構140の先端に破砕機145が設けられる。なお、作業機械1は、無人飛行機40が発着するベースメントを備えてもよい。 The work machine 1 carries out a predetermined work in cooperation with the unmanned airplane 40. The work machine 1 is a construction machine provided with a crusher 145 suitable for, for example, dismantling work, and is a crawler type lower traveling body 110 and an upper portion rotatably mounted on the lower traveling body 110 via a turning mechanism 130. It includes a swivel body 120 and a working mechanism 140. A cab (driver's cab) 122 is provided on the front left side portion of the upper swivel body 120. A work mechanism 140 is provided at the front center portion of the upper swivel body 120, and a crusher 145 is provided at the tip of the work mechanism 140. The work machine 1 may be provided with a basement to which the unmanned aerial vehicle 40 arrives and departs.

作業機構140は、上部旋回体120に起伏可能に装着されるブーム141と、ブーム141の先端に回動可能に連結されるアーム143と、アーム143の先端に取り付けられた破砕機145と、を備えている。作業機構140には、伸縮可能な油圧シリンダにより形成されるブームシリンダ142、アームシリンダ144及びバケットシリンダ146が装着される。破砕機145に代えてバケットなどの他の先端アタッチメントがアーム143の先端部に取り付けられていてもよい。 The working mechanism 140 includes a boom 141 undulatingly mounted on the upper swing body 120, an arm 143 rotatably connected to the tip of the boom 141, and a crusher 145 attached to the tip of the arm 143. I have. The work mechanism 140 is equipped with a boom cylinder 142, an arm cylinder 144 and a bucket cylinder 146 formed by a telescopic hydraulic cylinder. Instead of the crusher 145, another tip attachment such as a bucket may be attached to the tip of the arm 143.

ブームシリンダ142は、作動油の供給を受けることにより伸縮してブーム141を起伏方向に回動させるようにブーム141と上部旋回体120との間に介在する。アームシリンダ144は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム143をブーム141に対して水平軸回りに回動させるようにアーム143とブーム141との間に介在する。バケットシリンダ146は、作動油の供給を受けることにより伸縮して破砕機145をアーム143に対して水平軸回りに回動させるように破砕機145とアーム143との間に介在する。破砕機用シリンダ147は、作動油の供給を受けることにより伸縮して破砕機145を開閉させるように破砕機145に設けられる。 The boom cylinder 142 is interposed between the boom 141 and the upper swing body 120 so as to expand and contract by receiving the supply of hydraulic oil and rotate the boom 141 in the undulating direction. The arm cylinder 144 expands and contracts by receiving the supply of hydraulic oil, and is interposed between the arm 143 and the boom 141 so as to rotate the arm 143 about a horizontal axis with respect to the boom 141. The bucket cylinder 146 expands and contracts by receiving the supply of hydraulic oil and is interposed between the crusher 145 and the arm 143 so as to rotate the crusher 145 about the horizontal axis with respect to the arm 143. The crusher cylinder 147 is provided in the crusher 145 so as to expand and contract by receiving the supply of hydraulic oil to open and close the crusher 145.

無人飛行機40は、回転翼機であり、複数(例えば、4、6又は8)の羽根、当該複数の羽根を回転させるための電動モータ(アクチュエータ)等に電力を供給するバッテリなどを備える。なお、かかるバッテリに代えて又は加えて、無人飛行機40は、地上から電力供給線が接続されてもよい。 The unmanned aerial vehicle 40 is a rotorcraft and includes a plurality of (for example, 4, 6 or 8) blades, a battery for supplying electric power to an electric motor (actuator) for rotating the plurality of blades, and the like. In addition to or in addition to such a battery, the unmanned aerial vehicle 40 may be connected to a power supply line from the ground.

無人飛行機40は、制御装置400と、撮像装置410とを備える。 The unmanned aerial vehicle 40 includes a control device 400 and an image pickup device 410.

制御装置400は、後述する飛行制御装置50からの制御情報(指令)や遠隔操作装置52からの操作情報に応じて、無人飛行機40の各種飛行状態(前進状態、後進状態、上昇状態、下降状態、ホバリング等)を実現する。また、制御装置400は、撮像装置410で取得される画像(前方環境画像)を作業機械1に送信する。 The control device 400 receives various flight states (forward state, reverse state, ascending state, descending state) of the unmanned aerial vehicle 40 according to control information (command) from the flight control device 50 and operation information from the remote control device 52, which will be described later. , Hovering, etc.). Further, the control device 400 transmits the image (front environment image) acquired by the image pickup device 410 to the work machine 1.

撮像装置410は、カメラを含む。カメラの種類等は任意であり、例えば広角カメラであってもよい。撮像装置410は、取り外し可能に無人飛行機40に取り付けられてもよいし、無人飛行機40に強固に固定されてもよい。撮像装置410は、CCD(charge-coupled device)やCMOS(complementary metal oxide semiconductor)等の撮像素子により、無人飛行機40の機体前方の前方環境画像を取得する。撮像装置410は、例えば、リアルタイムに前方環境画像を取得し、所定のフレーム周期のストリーム形式で制御装置400に供給するものであってよい。 The image pickup apparatus 410 includes a camera. The type of camera is arbitrary, and may be, for example, a wide-angle camera. The image pickup apparatus 410 may be detachably attached to the unmanned aerial vehicle 40, or may be firmly fixed to the unmanned aerial vehicle 40. The image pickup device 410 acquires a front environment image of the front of the unmanned aerial vehicle 40 by an image pickup element such as a CCD (charge-coupled device) or a CMOS (complementary metal oxidase semiconductor). The image pickup device 410 may, for example, acquire a front environment image in real time and supply it to the control device 400 in the form of a stream having a predetermined frame period.

撮像装置410は、好ましくは、ジンバル(図示せず)を備える。ジンバルは、無人飛行機40の姿勢が変化しても、撮像装置410の光軸が一定の向き(例えば水平面内の所定方向)に保つように機能する。 The image pickup apparatus 410 preferably includes a gimbal (not shown). The gimbal functions to keep the optical axis of the image pickup apparatus 410 in a fixed direction (for example, a predetermined direction in a horizontal plane) even if the attitude of the unmanned aerial vehicle 40 changes.

飛行制御装置50は、無人飛行機40の各種制御を実行する。一実施例では、飛行制御装置50は、サーバ(サーバコンピュータ)により実現され、この場合、飛行制御装置50は、ネットワーク(図示せず)を介して作業機械1及び無人飛行機40に接続される。この場合、ネットワークは、無線通信網や、インターネット、VPN(Virtual Private Network)、WAN(Wide Area Network)、有線ネットワーク、又はこれらの任意の組み合わせ等を含んでもよい。他の実施例では、飛行制御装置50は、作業機械1の制御装置10により実現されてもよい。また、他の実施例では、飛行制御装置50は、無人飛行機40の制御装置400により実現されてもよい。あるいは、他の実施例では、飛行制御装置50の機能は、サーバ、制御装置10、及び制御装置400のうちの、いずれか2つの組み合わせ又はすべてにより協働して実現されてもよい。飛行制御装置50の詳細は後述する。 The flight control device 50 executes various controls of the unmanned aerial vehicle 40. In one embodiment, the flight control device 50 is realized by a server (server computer), in which case the flight control device 50 is connected to the work machine 1 and the unmanned aerial vehicle 40 via a network (not shown). In this case, the network may include a wireless communication network, the Internet, a VPN (Virtual Private Network), a WAN (Wide Area Network), a wired network, or any combination thereof. In another embodiment, the flight control device 50 may be realized by the control device 10 of the work machine 1. Further, in another embodiment, the flight control device 50 may be realized by the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40. Alternatively, in another embodiment, the function of the flight control device 50 may be realized in cooperation with any two combinations or all of the server, the control device 10, and the control device 400. Details of the flight control device 50 will be described later.

遠隔操作装置52は、例えばリモートコントローラの形態であり、ユーザ(例えば、作業機械1の操作者又は操作者とは異なる作業者)により操作されてよい。なお、ユーザが、作業機械1の操作者である場合、遠隔操作装置52は、キャブ122内に持ち込まれうる。遠隔操作装置52は、無人飛行機40と無線通信可能であり、ユーザの操作に応じた操作信号を無人飛行機40に向けて送信する。この場合、無人飛行機40は遠隔操作装置52からの操作情報を受信すると、無人飛行機40の制御装置400は、操作情報に応じた無人飛行機40の動き(前進、後退、昇降等)を実現する。なお、変形例では、遠隔操作装置52は省略されてもよい。また、遠隔操作装置52は、スマートフォン等により実現されてもよい。 The remote control device 52 is, for example, in the form of a remote controller, and may be operated by a user (for example, an operator of the work machine 1 or an operator different from the operator). If the user is the operator of the work machine 1, the remote control device 52 may be brought into the cab 122. The remote control device 52 can wirelessly communicate with the unmanned aerial vehicle 40, and transmits an operation signal according to the user's operation to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the unmanned aerial vehicle 40 receives the operation information from the remote control device 52, the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 realizes the movement (forward, backward, up / down, etc.) of the unmanned aerial vehicle 40 according to the operation information. In the modified example, the remote control device 52 may be omitted. Further, the remote control device 52 may be realized by a smartphone or the like.

図2は、作業機械1の制御系に係るハードウェア構成の一例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration related to the control system of the work machine 1.

作業機械1は、図2に示すように、周辺機器8と、制御装置10とを備える。 As shown in FIG. 2, the work machine 1 includes a peripheral device 8 and a control device 10.

周辺機器8は、作業機械1に搭載される電子制御可能な機器や各種センサ等である。周辺機器8は、例えば、画像出力装置80(表示装置の一例)や、ブザー、音声出力装置(図示せず)、作業機構140を作動させる油圧発生装置(図示せず)、各種操作部材の操作状態を検出する各種センサ類82等を含んでよい。なお、油圧発生装置は、エンジン及び/又は電動モータにより駆動される油圧ポンプであってよい。電動モータにより駆動される油圧ポンプを利用する場合、油圧発生装置は、電動モータを駆動するためのインバータを含んでよい。各種センサ類82は、ジャイロセンサや、GPS(Global Positioning System)センサ、各種の角度センサ、加速度センサ(傾斜センサ)、油圧発生装置により付与される油圧ライン(図示せず)の所定箇所の油圧を検出する油圧センサ等を含んでよい。 The peripheral device 8 is an electronically controllable device, various sensors, and the like mounted on the work machine 1. The peripheral device 8 is, for example, an operation of an image output device 80 (an example of a display device), a buzzer, an audio output device (not shown), a hydraulic pressure generator for operating a work mechanism 140 (not shown), and various operation members. Various sensors 82 and the like for detecting the state may be included. The hydraulic pressure generator may be a hydraulic pump driven by an engine and / or an electric motor. When utilizing a hydraulic pump driven by an electric motor, the hydraulic pressure generator may include an inverter for driving the electric motor. The various sensors 82 are gyro sensors, GPS (Global Positioning System) sensors, various angle sensors, acceleration sensors (tilt sensors), and hydraulic pressure at predetermined points on the hydraulic line (not shown) applied by the hydraulic pressure generator. It may include a hydraulic sensor or the like to detect.

画像出力装置80は、作業機械1の操作者が視認できるようにキャブ122内に設けられる。画像出力装置80は、任意であるが、例えば液晶ディスプレイや、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等であってよい。なお、変形例では、画像出力装置80は、作業機械1の操作者によりキャブ122に持ち込まれうる携帯型の装置(例えばタブレット端末等)であってもよい。 The image output device 80 is provided in the cab 122 so that the operator of the work machine 1 can see it. The image output device 80 is optional, but may be, for example, a liquid crystal display, an organic EL (Electro-Luminescence) display, or the like. In the modified example, the image output device 80 may be a portable device (for example, a tablet terminal or the like) that can be brought into the cab 122 by the operator of the work machine 1.

制御装置10は、バス19で接続されたCPU(Central Processing Unit)11、RAM(Random Access Memory)12、ROM(Read Only Memory)13、補助記憶装置14、ドライブ装置15、及び通信インターフェース17、並びに、通信インターフェース17に接続された有線送受信部25及び無線送受信部26を含む。 The control device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a RAM (Random Access Memory) 12, a ROM (Read Only Memory) 13, an auxiliary storage device 14, a drive device 15, and a communication interface 17 connected by a bus 19. , A wired transmission / reception unit 25 and a wireless transmission / reception unit 26 connected to the communication interface 17 are included.

補助記憶装置14は、例えばHDD(Hard Disk Drive)や、SSD(Solid State Drive)などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。 The auxiliary storage device 14 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like, and is a storage device for storing data related to application software or the like.

有線送受信部25は、有線ネットワークを利用して通信可能な送受信部を含む。有線送受信部25には、周辺機器8が接続される。ただし、周辺機器8の一部又は全部は、バス19に接続されてもよいし、無線送受信部26に接続されてもよい。 The wired transmission / reception unit 25 includes a transmission / reception unit capable of communicating using a wired network. A peripheral device 8 is connected to the wired transmission / reception unit 25. However, a part or all of the peripheral device 8 may be connected to the bus 19 or may be connected to the wireless transmission / reception unit 26.

無線送受信部26は、無線ネットワークを利用して通信可能な送受信部である。無線ネットワークは、携帯電話の無線通信網や、インターネット、VPN、WAN等を含んでよい。また、無線送受信部26は、近距離無線通信(NFC:Near Field Communication)部、ブルートゥース(Bluetooth、登録商標)通信部、Wi-Fi(Wireless-Fidelity、登録商標)送受信部、赤外線送受信部などを含んでもよい。例えば、無線送受信部26は、サーバの形態の飛行制御装置50との間で通信を実現できる。 The wireless transmission / reception unit 26 is a transmission / reception unit capable of communicating using a wireless network. The wireless network may include a wireless communication network of a mobile phone, the Internet, a VPN, a WAN, and the like. Further, the wireless transmission / reception unit 26 includes a short-range wireless communication (NFC: Near Field Communication) unit, a Bluetooth (Bluetooth, registered trademark) communication unit, a Wi-Fi (Wireless-Fidelity, registered trademark) transmission / reception unit, an infrared transmission / reception unit, and the like. It may be included. For example, the wireless transmission / reception unit 26 can realize communication with the flight control device 50 in the form of a server.

なお、制御装置10は、記録媒体16と接続可能であってもよい。記録媒体16は、所定のプログラムを格納する。この記録媒体16に格納されたプログラムは、ドライブ装置15を介して制御装置10の補助記憶装置14等にインストールされる。インストールされた所定のプログラムは、制御装置10のCPU11により実行可能となる。例えば、記録媒体16は、CD(Compact Disc)-ROM、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する記録媒体、ROM、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等であってよい。なお、記録媒体16には、搬送波は含まれない。 The control device 10 may be connectable to the recording medium 16. The recording medium 16 stores a predetermined program. The program stored in the recording medium 16 is installed in the auxiliary storage device 14 or the like of the control device 10 via the drive device 15. The installed predetermined program can be executed by the CPU 11 of the control device 10. For example, the recording medium 16 is a recording medium such as a CD (Compact Disc) -ROM, a flexible disk, a magneto-optical disk, or the like that optically, electrically, or magnetically records information, a ROM, a flash memory, or the like. It may be a semiconductor memory or the like that electrically records. The recording medium 16 does not include a carrier wave.

ここでは、図2を参照して、作業機械1の制御系について説明したが、無人飛行機40についても、周辺機器8に係る構成を除いて、実質的に同様であってよい。例えば、無人飛行機40の制御系の場合、制御装置400のハードウェア構成は、制御装置10と同様であってよい。また、周辺機器8に対応する周辺機器は、撮像装置410(図1参照)や各種センサ類を含む。 Here, the control system of the work machine 1 has been described with reference to FIG. 2, but the unmanned aerial vehicle 40 may be substantially the same except for the configuration related to the peripheral device 8. For example, in the case of the control system of the unmanned aerial vehicle 40, the hardware configuration of the control device 400 may be the same as that of the control device 10. The peripheral device corresponding to the peripheral device 8 includes an image pickup device 410 (see FIG. 1) and various sensors.

また、飛行制御装置50のハードウェア構成についても、図2に示す制御装置10のハードウェア構成と実質的に同様であってよい。 Further, the hardware configuration of the flight control device 50 may be substantially the same as the hardware configuration of the control device 10 shown in FIG.

次に、図3以降を参照して、制御装置10及び制御装置400とともに、飛行制御装置50を詳説する。 Next, the flight control device 50 will be described in detail together with the control device 10 and the control device 400 with reference to FIGS. 3 and later.

図3は、制御装置10、制御装置400、及び飛行制御装置50により実現される機能を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating functions realized by the control device 10, the control device 400, and the flight control device 50.

制御装置10は、図3に示すように、位置情報取得部150と、姿勢情報取得部151と、旋回角度情報取得部152と、通信処理部153と、画像出力処理部154とを含む。位置情報取得部150のような各機能部は、図2に示したCPU11が、図2に示したROM13のような記憶装置内のプログラムを実行することで、実現できる。 As shown in FIG. 3, the control device 10 includes a position information acquisition unit 150, a posture information acquisition unit 151, a turning angle information acquisition unit 152, a communication processing unit 153, and an image output processing unit 154. Each functional unit such as the position information acquisition unit 150 can be realized by the CPU 11 shown in FIG. 2 executing a program in a storage device such as the ROM 13 shown in FIG.

位置情報取得部150は、センサ類82のうちの、GPSセンサ(図示せず)から、作業機械1の位置情報を取得する。作業機械1の位置情報は、緯度、経度、及び高度で表現される。なお、GPSセンサは、GPS受信機を含み、衛星からの電波に基づいて、干渉測位等により、緯度、経度、及び高度を算出する。 The position information acquisition unit 150 acquires the position information of the work machine 1 from the GPS sensor (not shown) among the sensors 82. The position information of the work machine 1 is expressed by latitude, longitude, and altitude. The GPS sensor includes a GPS receiver, and calculates latitude, longitude, and altitude by interference positioning or the like based on radio waves from satellites.

姿勢情報取得部151は、センサ類82のうちの、作業機械1の姿勢に係るパラメータを取得する各種センサに基づいて、作業機械1の姿勢情報を取得する。この場合、姿勢に係るパラメータを取得する各種センサは、例えば、ブーム角度センサや、アーム角度センサ、バケット角度センサ、機体傾斜センサ等であってよい。なお、ブーム角度センサは、ブーム角度を取得するセンサであり、例えば、ブームフートピンの回転角度を検出する回転角センサ、ブームシリンダ142のストローク量を検出するストロークセンサ、ブーム141の傾斜角度を検出する傾斜(加速度)センサ等を含む。また、アーム角度センサ及びバケット角度センサについても同様である。機体傾斜センサは、機体傾斜角度を取得するセンサであり、例えば、水平面に対する上部旋回体120の傾斜角度を検出する。 The posture information acquisition unit 151 acquires the posture information of the work machine 1 based on various sensors among the sensors 82 that acquire the parameters related to the posture of the work machine 1. In this case, the various sensors that acquire the parameters related to the posture may be, for example, a boom angle sensor, an arm angle sensor, a bucket angle sensor, an airframe tilt sensor, or the like. The boom angle sensor is a sensor that acquires the boom angle, for example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the boom foot pin, a stroke sensor that detects the stroke amount of the boom cylinder 142, and a tilt angle of the boom 141. Includes tilt (acceleration) sensors and the like. The same applies to the arm angle sensor and the bucket angle sensor. The airframe tilt sensor is a sensor that acquires the airframe tilt angle, and detects, for example, the tilt angle of the upper swivel body 120 with respect to the horizontal plane.

旋回角度情報取得部152は、センサ類82のうちの、下部走行体110に対する上部旋回体120の旋回角度(以下、単に「上部旋回体120の旋回角度」とも称する)に係るパラメータを取得する各種センサに基づいて、上部旋回体120の旋回角度を表す旋回角度情報を取得する。この場合、上部旋回体120の旋回角度に係るパラメータを取得する各種センサは、例えば、地磁気センサや、旋回機構130の旋回軸まわりの旋回角度を検出する回転角センサ(例えばレゾルバ等)、ジャイロセンサ等であってよい。 The turning angle information acquisition unit 152 acquires various parameters related to the turning angle of the upper turning body 120 with respect to the lower traveling body 110 (hereinafter, also simply referred to as “turning angle of the upper turning body 120”) among the sensors 82. Based on the sensor, the turning angle information representing the turning angle of the upper turning body 120 is acquired. In this case, the various sensors that acquire the parameters related to the turning angle of the upper turning body 120 are, for example, a geomagnetic sensor, a rotation angle sensor (for example, a resolver) that detects the turning angle around the turning axis of the turning mechanism 130, and a gyro sensor. And so on.

通信処理部153は、位置情報取得部150、姿勢情報取得部151、及び旋回角度情報取得部152により取得される各種情報等を、飛行制御装置50に送信する。例えば、通信処理部153は、飛行制御装置50からの要求に応じて、所定周期ごとに最新の情報を飛行制御装置50に送信してもよい。 The communication processing unit 153 transmits various information acquired by the position information acquisition unit 150, the attitude information acquisition unit 151, and the turning angle information acquisition unit 152 to the flight control device 50. For example, the communication processing unit 153 may transmit the latest information to the flight control device 50 at predetermined intervals in response to a request from the flight control device 50.

また、通信処理部153は、無人飛行機40から画像データを受信する。画像データは、撮像装置410により撮像される前方環境画像のデータである。 Further, the communication processing unit 153 receives image data from the unmanned aerial vehicle 40. The image data is the data of the front environment image captured by the image pickup apparatus 410.

画像出力処理部154は、通信処理部153により取得される画像データに基づいて、画像出力装置80上に前方環境画像を出力する。これにより、作業機械1の操作者は、画像出力装置80上の前方環境画像から、例えば直視では見えない作業現場の状況等を把握できる。 The image output processing unit 154 outputs a front environment image on the image output device 80 based on the image data acquired by the communication processing unit 153. Thereby, the operator of the work machine 1 can grasp, for example, the situation of the work site which cannot be seen directly from the front environment image on the image output device 80.

制御装置400は、図3に示すように、機体情報取得部401と、目標飛行状態設定部402と、機体制御部403と、通信処理部404とを含む。機体情報取得部401のような各機能部は、図2に示したCPU11のようなCPUが、図2に示したROM13のような記憶装置内のプログラムを実行することで、実現できる。 As shown in FIG. 3, the control device 400 includes an airframe information acquisition unit 401, a target flight state setting unit 402, an airframe control unit 403, and a communication processing unit 404. Each functional unit such as the machine information acquisition unit 401 can be realized by a CPU such as the CPU 11 shown in FIG. 2 executing a program in a storage device such as the ROM 13 shown in FIG.

機体情報取得部401は、無人飛行機40の機体に係る各種状態を表す機体情報を取得する。機体情報は、無人飛行機40の位置情報や、無人飛行機40の姿勢情報等を含んでよい。無人飛行機40の位置情報は、例えば、緯度、経度、及び高度で表現されてよい。なお、このような無人飛行機40の位置情報は、GPSセンサから取得可能である。無人飛行機40の姿勢情報は、無人飛行機40のヨー軸、ロール軸、及びピッチ軸の各軸まわりの回転に関する情報を含んでよい。なお、このような無人飛行機40の姿勢情報は、無人飛行機40に搭載される慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)のようなセンサから取得可能である。 The aircraft information acquisition unit 401 acquires aircraft information representing various states related to the aircraft of the unmanned aerial vehicle 40. The aircraft information may include position information of the unmanned aerial vehicle 40, attitude information of the unmanned aerial vehicle 40, and the like. The position information of the unmanned aerial vehicle 40 may be expressed by, for example, latitude, longitude, and altitude. The position information of such an unmanned aerial vehicle 40 can be acquired from the GPS sensor. The attitude information of the unmanned aerial vehicle 40 may include information on the rotation of the unmanned aerial vehicle 40 around each axis of the yaw axis, the roll axis, and the pitch axis. The attitude information of the unmanned aerial vehicle 40 can be acquired from a sensor such as an inertial measurement unit (IMU) mounted on the unmanned aerial vehicle 40.

目標飛行状態設定部402は、飛行制御装置50からの制御情報(指令)に基づいて、無人飛行機40の目標飛行状態を設定する。目標飛行状態は、目標飛行位置と目標飛行姿勢とを含む。なお、制御情報が目標飛行位置と目標飛行姿勢とを含む場合は、目標飛行状態設定部402は、当該目標飛行位置と目標飛行姿勢をそのまま利用してもよい。 The target flight state setting unit 402 sets the target flight state of the unmanned aerial vehicle 40 based on the control information (command) from the flight control device 50. The target flight state includes the target flight position and the target flight attitude. When the control information includes the target flight position and the target flight attitude, the target flight state setting unit 402 may use the target flight position and the target flight attitude as they are.

目標飛行位置は、例えば、緯度、経度、及び高度で表現されてよい。 The target flight position may be expressed, for example, in latitude, longitude, and altitude.

本実施例では、上部旋回体120の旋回角度を複数の範囲に区画したゾーン(後述)を用いた「ホバリング維持制御」と、上部旋回体120の旋回角度の変化に追従して無人飛行機40の目標飛行位置を動的に変化させる「状態追従制御」が選択的に実行される。以下、ホバリング維持制御の場合を中心として目標飛行状態について説明する。 In this embodiment, "hovering maintenance control" using a zone (described later) in which the turning angle of the upper turning body 120 is divided into a plurality of ranges, and the unmanned aerial vehicle 40 following the change in the turning angle of the upper turning body 120. "State-following control" that dynamically changes the target flight position is selectively executed. Hereinafter, the target flight state will be described mainly in the case of hovering maintenance control.

図4は、上部旋回体120の旋回角度が属するゾーンを概略的に示す図である。図4に示す例では、上部旋回体120が下部走行体110の後方側に向いたときに、上部旋回体120の旋回角度が第1のゾーンZ1にある。また、上部旋回体120が下部走行体110の左方側に向いたときに、上部旋回体120の旋回角度が第2のゾーンZ2にある。また、上部旋回体120が下部走行体110の前方側に向いたときに、上部旋回体120の旋回角度が第3のゾーンZ3にある。また、上部旋回体120が下部走行体110の右方側に向いたときに、上部旋回体120の旋回角度が第4のゾーンZ4にある。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a zone to which the turning angle of the upper turning body 120 belongs. In the example shown in FIG. 4, the turning angle of the upper turning body 120 is in the first zone Z1 when the upper turning body 120 faces the rear side of the lower traveling body 110. Further, when the upper turning body 120 faces to the left side of the lower traveling body 110, the turning angle of the upper turning body 120 is in the second zone Z2. Further, when the upper turning body 120 faces the front side of the lower traveling body 110, the turning angle of the upper turning body 120 is in the third zone Z3. Further, when the upper turning body 120 faces the right side of the lower traveling body 110, the turning angle of the upper turning body 120 is in the fourth zone Z4.

図4の例では、4つのゾーン(ゾーンZ1~Z4)は、下部走行体110の設置面(水平面、又は、ほぼ水平面)内において、例えば、上部旋回体120の旋回軸周りに周方向に、例えば90°ずつ互いに連続して設けられ、上部旋回体120の旋回角度は、常に、4つのゾーン(ゾーンZ1~Z4)のいずれかに属する。 In the example of FIG. 4, the four zones (zones Z1 to Z4) are arranged in the installation surface (horizontal plane or substantially horizontal plane) of the lower traveling body 110, for example, in the circumferential direction around the turning axis of the upper swivel body 120. For example, they are provided continuously by 90 °, and the turning angle of the upper turning body 120 always belongs to any of four zones (zones Z1 to Z4).

ホバリング維持制御が選択されている場合、目標飛行状態(目標飛行位置と目標飛行姿勢)は、対応する所定のゾーンに対応して規定される。この場合、上部旋回体120の旋回角度が所定のゾーンに継続的に属している間は、上部旋回体120が旋回しても無人飛行機40のホバリングが継続される。すなわち、無人飛行機40は、当該所定のゾーンに対応付けられた目標飛行状態を維持する。 When hovering maintenance control is selected, the target flight state (target flight position and target flight attitude) is defined corresponding to the corresponding predetermined zone. In this case, while the turning angle of the upper turning body 120 continuously belongs to the predetermined zone, the hovering of the unmanned aerial vehicle 40 is continued even if the upper turning body 120 turns. That is, the unmanned aerial vehicle 40 maintains the target flight state associated with the predetermined zone.

ゾーンの設定方法は、図4に示す例に限定されない。ゾーンは固定的に規定されてもよく、また、作業中の上部旋回体120の旋回角度に応じて、ゾーンが流動的に規定されてもよい。後者の場合、特定の時点における上部旋回体120の旋回角度としての基準角度を基準として、それぞれのゾーンを任意に設定することができる。例えば、上部旋回体120の旋回角度が基準角度に対して所定閾値(絶対値)以下の差分を有する範囲を、その基準角度に対応するゾーンとして規定することができる。なお、図4において、第1のゾーンZ1を、基準角度X1を基準角度、角度θ(例えば45°)を所定閾値として規定する例を示している。 The zone setting method is not limited to the example shown in FIG. The zone may be fixedly defined, or the zone may be fluidly defined according to the turning angle of the upper swing body 120 during work. In the latter case, each zone can be arbitrarily set with reference to the reference angle as the turning angle of the upper turning body 120 at a specific time point. For example, a range in which the turning angle of the upper turning body 120 has a difference of a predetermined threshold value (absolute value) or less with respect to the reference angle can be defined as a zone corresponding to the reference angle. Note that FIG. 4 shows an example in which the first zone Z1 is defined with the reference angle X1 as the reference angle and the angle θ (for example, 45 °) as the predetermined threshold value.

ホバリング維持制御が選択されている場合の目標飛行位置に係る緯度及び経度は、例えば、作業機械1の下部走行体110の前後軸を、上部旋回体120の旋回軸周りに、ゾーンに応じた所定の角度だけ旋回した軸上の位置であって、作業機械1の所定の部位(例えば、上部旋回体120の旋回軸)に対して水平方向に所定距離D1だけ離れて設定されてよい。所定距離D1は、例えば20m程度であってよい。また、所定距離D1は、ユーザにより可変とされてもよい。また、所定距離D1は、作業モード等に応じて自動的に変化させてもよい。目標飛行位置に係る緯度及び経度は、上部旋回体120の旋回角度が属するそれぞれのゾーンに応じて、適切な緯度及び経度が選択されればよい。なお、図4では、第3のゾーンZ3に対応する目標飛行位置に無人飛行機40を描画している。 When hovering maintenance control is selected, the latitude and longitude related to the target flight position are determined according to the zone, for example, around the front-rear axis of the lower traveling body 110 of the work machine 1 and around the turning axis of the upper turning body 120. The position on the axis swiveled by an angle of 1 may be set horizontally separated by a predetermined distance D1 from a predetermined portion of the work machine 1 (for example, the swivel axis of the upper swivel body 120). The predetermined distance D1 may be, for example, about 20 m. Further, the predetermined distance D1 may be made variable by the user. Further, the predetermined distance D1 may be automatically changed according to the work mode or the like. As for the latitude and longitude related to the target flight position, an appropriate latitude and longitude may be selected according to each zone to which the turning angle of the upper swivel body 120 belongs. In FIG. 4, the unmanned aerial vehicle 40 is drawn at the target flight position corresponding to the third zone Z3.

また、ホバリング維持制御が選択されている場合の目標飛行位置に係る高度は、一定(例えば30mから40mの範囲内)であってもよい。ただし、目標飛行位置に係る高度は、同様に、ユーザにより可変とされてもよいし、作業モード等に応じて自動的に変化されてもよい。あるいは、上部旋回体120の旋回角度が属するゾーン、又は、所定距離D1に応じた高度が選択されてもよい。 Further, the altitude related to the target flight position when hovering maintenance control is selected may be constant (for example, within the range of 30 m to 40 m). However, the altitude related to the target flight position may be variable by the user, or may be automatically changed according to the work mode or the like. Alternatively, the zone to which the turning angle of the upper turning body 120 belongs, or the altitude corresponding to the predetermined distance D1 may be selected.

ホバリング維持制御が選択されている場合の目標飛行姿勢は、例えば、ヨー軸、ロール軸、及びピッチ軸の各軸まわりの回転に関するパラメータで表現されてよい。目標飛行姿勢は、例えば、無人飛行機40の機体の前後軸が上部旋回体120の旋回軸と交わり、かつ、無人飛行機40の機体の前後軸が水平面内に位置するように設定されてもよい。同様に、目標飛行姿勢に係るパラメータは、ユーザにより可変とされてもよいし、上部旋回体120の旋回角度が属するそれぞれのゾーンや作業モード等に応じて自動的に変化されてもよい。 The target flight attitude when hovering maintenance control is selected may be expressed, for example, by parameters related to rotation around each axis of the yaw axis, the roll axis, and the pitch axis. The target flight attitude may be set so that, for example, the front-rear axis of the unmanned aerial vehicle 40 intersects the turning axis of the upper swivel body 120, and the front-rear axis of the unmanned aerial vehicle 40 is located in the horizontal plane. Similarly, the parameters related to the target flight attitude may be variable by the user, or may be automatically changed according to each zone to which the turning angle of the upper turning body 120 belongs, the working mode, and the like.

機体制御部403は、機体情報取得部401により取得される機体情報に基づいて、目標飛行状態設定部402により設定される目標飛行状態が実現されるように、無人飛行機40を制御する。なお、無人飛行機40の制御方法は、任意であり、例えばPID(Proportional Integral Differential)制御等により実現されてもよい。 The aircraft control unit 403 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that the target flight state set by the target flight state setting unit 402 is realized based on the aircraft information acquired by the aircraft information acquisition unit 401. The control method of the unmanned aerial vehicle 40 is arbitrary, and may be realized by, for example, PID (Proportional Integral Differential) control or the like.

通信処理部404は、機体情報取得部401により取得される機体情報等を、飛行制御装置50に送信する。例えば、通信処理部404は、飛行制御装置50からの要求に応じて、所定周期ごとに最新の機体情報を飛行制御装置50に送信してもよい。 The communication processing unit 404 transmits the aircraft information and the like acquired by the aircraft information acquisition unit 401 to the flight control device 50. For example, the communication processing unit 404 may transmit the latest aircraft information to the flight control device 50 at predetermined intervals in response to a request from the flight control device 50.

また、通信処理部404は、撮像装置410により撮像される前方環境画像のデータを、作業機械1に送信する。例えば、通信処理部404は、飛行制御装置50からの要求に応じて、所定周期ごとに前方環境画像のデータを飛行制御装置50に送信してもよい。 Further, the communication processing unit 404 transmits the data of the front environment image captured by the image pickup device 410 to the work machine 1. For example, the communication processing unit 404 may transmit the data of the forward environment image to the flight control device 50 at predetermined intervals in response to the request from the flight control device 50.

飛行制御装置50は、図3に示すように、情報取得部510と、ゾーン判定部512と、飛行制御部514とを含む。情報取得部510のような各機能部は、図2に示したCPU11のようなCPUが、図2に示したROM13のような記憶装置内のプログラムを実行することで、実現できる。 As shown in FIG. 3, the flight control device 50 includes an information acquisition unit 510, a zone determination unit 512, and a flight control unit 514. Each functional unit such as the information acquisition unit 510 can be realized by a CPU such as the CPU 11 shown in FIG. 2 executing a program in a storage device such as the ROM 13 shown in FIG.

情報取得部510は、飛行制御部514の各種制御に必要な各種情報を取得する。本実施例では、一例として、情報取得部510は、作業機械1の位置情報、姿勢情報、及び旋回角度情報と、無人飛行機40の機体情報とを取得する。なお、作業機械1の位置情報、姿勢情報、及び旋回角度情報は、作業機械1の制御装置10の通信処理部153から通信により取得できる。また、無人飛行機40の機体情報は、無人飛行機40の制御装置400の通信処理部404から取得できる。 The information acquisition unit 510 acquires various information necessary for various controls of the flight control unit 514. In this embodiment, as an example, the information acquisition unit 510 acquires the position information, the attitude information, and the turning angle information of the work machine 1 and the aircraft information of the unmanned aerial vehicle 40. The position information, posture information, and turning angle information of the work machine 1 can be acquired by communication from the communication processing unit 153 of the control device 10 of the work machine 1. Further, the aircraft information of the unmanned aerial vehicle 40 can be acquired from the communication processing unit 404 of the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40.

ゾーン判定部512は、上部旋回体120の旋回角度に基づき、その旋回角度が属するゾーンを把握(判定)する。ゾーン判定部512は、例えば、上記のような設定方法に従って決められた所定のゾーンと、上部旋回体120の旋回角度とを対比し、上部旋回体120の旋回角度が所定のゾーンにあるか否かを把握(判定)する。また、ゾーン判定部512は、例えば、上部旋回体120の旋回角度が特定のゾーン(例えば、図4の第1~第4のゾーンのうちのいずれかのゾーン)にあるか否かを把握(判定)する。 The zone determination unit 512 grasps (determines) the zone to which the turning angle belongs based on the turning angle of the upper turning body 120. The zone determination unit 512 compares, for example, a predetermined zone determined according to the setting method as described above with the turning angle of the upper turning body 120, and whether or not the turning angle of the upper turning body 120 is in the predetermined zone. To grasp (determine) whether or not. Further, the zone determination unit 512 grasps, for example, whether or not the turning angle of the upper turning body 120 is in a specific zone (for example, any of the first to fourth zones in FIG. 4) (for example). judge.

飛行制御部514は、情報取得部510により取得された各種情報に基づいて、無人飛行機40に送信する制御情報(指令)を生成する。制御情報は、上述したように、無人飛行機40の目標飛行状態設定部402に目標飛行状態を設定させるための情報である。 The flight control unit 514 generates control information (command) to be transmitted to the unmanned aerial vehicle 40 based on various information acquired by the information acquisition unit 510. As described above, the control information is information for causing the target flight state setting unit 402 of the unmanned aerial vehicle 40 to set the target flight state.

飛行制御部514は、ホバリング開始条件が成立すると、無人飛行機40のホバリングが開始されるように、制御情報を生成する。ホバリング開始条件は、例えば、無人飛行機40の位置が目標飛行位置に到達した場合に満たされてよい。なお、無人飛行機40の位置が目標飛行位置に到達した否かは、例えば、情報取得部510により取得される機体情報に基づいて判断できる。 The flight control unit 514 generates control information so that the hovering of the unmanned aerial vehicle 40 is started when the hovering start condition is satisfied. The hovering start condition may be satisfied, for example, when the position of the unmanned aerial vehicle 40 reaches the target flight position. Whether or not the position of the unmanned aerial vehicle 40 has reached the target flight position can be determined based on, for example, the aircraft information acquired by the information acquisition unit 510.

飛行制御部514は、例えば、制御情報を変化させないことで(これに伴い無人飛行機40の目標飛行位置を変化させないことで)、制御装置400にホバリングを開始させてもよい。あるいは、飛行制御部514は、ホバリングを開始させる指令(例えば、ホバリングモードのようなモードを指示する制御情報)を無人飛行機40に送信することで、制御装置400にホバリングを開始させてもよい。 The flight control unit 514 may cause the control device 400 to start hovering, for example, by not changing the control information (by not changing the target flight position of the unmanned aerial vehicle 40 accordingly). Alternatively, the flight control unit 514 may cause the control device 400 to start hovering by transmitting a command for starting hovering (for example, control information indicating a mode such as a hovering mode) to the unmanned aerial vehicle 40.

上記のように、飛行制御部514は、無人飛行機40のホバリング中、上部旋回体120の旋回角度が変化した場合でも、その旋回角度が一定のゾーンに属する場合には、無人飛行機40のホバリングを維持するためのホバリング維持制御を実行する。 As described above, even if the turning angle of the upper swivel body 120 changes while the unmanned aerial vehicle 40 is hovering, the flight control unit 514 will hover the unmanned aerial vehicle 40 if the turning angle belongs to a certain zone. Perform hovering maintenance control to maintain.

なお、飛行制御部514は、例えば、制御情報を変化させないことで(これに伴い無人飛行機40の目標飛行位置を変化させないことで)、ホバリング維持制御を実現してもよい。あるいは、飛行制御部514は、ホバリングを維持させる指令(例えば、ホバリングモードのようなモードを指示する制御情報)を無人飛行機40に送信することで、ホバリング維持制御を実現してもよい。 The flight control unit 514 may realize hovering maintenance control by not changing the control information (by not changing the target flight position of the unmanned aerial vehicle 40 accordingly). Alternatively, the flight control unit 514 may realize hovering maintenance control by transmitting a command for maintaining hovering (for example, control information indicating a mode such as hovering mode) to the unmanned aerial vehicle 40.

以下、このようなホバリング維持制御との対比として、上部旋回体120の旋回角度の変化に追従して無人飛行機40の目標飛行状態を動的に変化させる制御を、上記の「状態追従制御」とも称する。状態追従制御では、上部旋回体120の旋回角度と同期して、無人飛行機40の目標飛行位置を上部旋回体120の旋回方向と同方向に移動させる。また、無人飛行機40の目標飛行姿勢を同時に調整する。この場合、上部旋回体120が旋回している間、無人飛行機40も作業機械1の周囲を上部旋回体120の旋回方向と同方向に回転するように移動しつつ、飛行姿勢が変化する。なお、状態追従制御においても、目標飛行位置は、作業機械1の所定の部位(例えば、上部旋回体120の旋回軸)に対して所定距離D1だけ離れて設定されてよい。目標飛行位置に係る高度も、ホバリング維持制御の場合と同様に定めることができる。さらに、目標飛行姿勢についてもホバリング維持制御の場合と同様、例えば、目標飛行姿勢は、無人飛行機40の機体の前後軸が上部旋回体120の旋回軸と交わり、かつ、無人飛行機40の機体の前後軸が水平面内に位置するように設定されてもよい。 Hereinafter, as a comparison with such hovering maintenance control, the control that dynamically changes the target flight state of the unmanned aerial vehicle 40 by following the change in the turning angle of the upper turning body 120 is also referred to as the above-mentioned "state tracking control". Refer to. In the state tracking control, the target flight position of the unmanned aerial vehicle 40 is moved in the same direction as the turning direction of the upper turning body 120 in synchronization with the turning angle of the upper turning body 120. In addition, the target flight attitude of the unmanned aerial vehicle 40 is adjusted at the same time. In this case, while the upper swivel body 120 is turning, the unmanned aerial vehicle 40 also moves around the work machine 1 so as to rotate in the same direction as the turning direction of the upper swivel body 120, and the flight attitude changes. Also in the state tracking control, the target flight position may be set at a predetermined distance D1 from a predetermined portion of the work machine 1 (for example, the swivel axis of the upper swivel body 120). The altitude related to the target flight position can also be determined in the same manner as in the case of hovering maintenance control. Further, regarding the target flight attitude, as in the case of hovering maintenance control, for example, in the target flight attitude, the front-rear axis of the unmanned aerial vehicle 40 intersects the turning axis of the upper turning body 120, and the front-rear and rear of the unmanned aerial vehicle 40 body. The axis may be set to be located in the horizontal plane.

ところで、作業機械1は、作業内容に依存して動きが多様となりうるが、下部走行体110を固定したまま、上部旋回体120の旋回を伴う作業を行う場合がある。また、この作業において、上部旋回体120の旋回角度が比較的狭い移動範囲内で、上部旋回体120の旋回を伴う作業を繰り返す場合がある。かかる場合に、状態追従制御を実行すると、制御装置400が、上部旋回体120の旋回に伴って無人飛行機40の移動が繰り返されることとなる。このような動きは、無人飛行機40の機体に比較的大きい加速度を生みやすい。無人飛行機40の機体に比較的大きい加速度が生じると、撮像装置410に係る撮像範囲に変化(揺れ)が生じ、前方環境画像の視認性が低下しやすくなる。 By the way, although the movement of the work machine 1 may vary depending on the work content, there are cases where the work involving the turning of the upper turning body 120 is performed while the lower traveling body 110 is fixed. Further, in this work, the work involving the turning of the upper turning body 120 may be repeated within the movement range in which the turning angle of the upper turning body 120 is relatively narrow. In such a case, when the state tracking control is executed, the control device 400 repeats the movement of the unmanned aerial vehicle 40 as the upper turning body 120 turns. Such movement tends to generate a relatively large acceleration on the body of the unmanned aerial vehicle 40. When a relatively large acceleration is generated in the body of the unmanned aerial vehicle 40, the imaging range of the imaging device 410 changes (sways), and the visibility of the front environment image tends to decrease.

これに対して、本実施例によれば、上部旋回体120の旋回角度が所定のゾーン内にある期間中は、上部旋回体120が旋回した場合でも、無人飛行機40のホバリングが維持される。これにより、状態追従制御を実行する場合に比べて、ホバリングの期間を長くすることができる。この結果、無人飛行機40の機体に比較的大きい加速度が生じる頻度を低減し、前方環境画像の視認性の低下を抑制できる。 On the other hand, according to the present embodiment, during the period when the turning angle of the upper turning body 120 is within the predetermined zone, the hovering of the unmanned aerial vehicle 40 is maintained even when the upper turning body 120 turns. As a result, the hovering period can be lengthened as compared with the case where the state tracking control is executed. As a result, it is possible to reduce the frequency of relatively large accelerations in the body of the unmanned aerial vehicle 40 and suppress the deterioration of the visibility of the front environment image.

ここで、ホバリング維持制御で用いるゾーンの設定方法は任意であるが、それぞれのゾーンに与えられる上部旋回体120の旋回角度の範囲が大きいほど、ホバリングが維持されやすい。他方、ゾーンに与えられる上部旋回体120の旋回角度の範囲が過度に大きい場合は、前方環境画像の有用性(画像から得られるユーザにとっての有用な情報量)が低下しやすくなる。従って、それぞれのゾーンの範囲は、これらの背反を考慮して決定されてもよい。なお、それぞれのゾーンは、ユーザにより可変とされてもよいし、作業モード等に応じて自動的に変化されてもよい。 Here, the zone setting method used in the hovering maintenance control is arbitrary, but the larger the range of the turning angle of the upper swivel body 120 given to each zone, the easier it is to maintain hovering. On the other hand, if the range of the turning angle of the upper turning body 120 given to the zone is excessively large, the usefulness of the forward environment image (the amount of useful information for the user obtained from the image) tends to decrease. Therefore, the range of each zone may be determined in consideration of these conflicts. In addition, each zone may be variable by the user, or may be automatically changed according to a work mode or the like.

ところで、上部旋回体120の旋回角度を大きく変動させる頻度が高く、かつ、上部旋回体120を小刻みに旋回させる必要のない作業を行う場合などでは、状態追従制御のほうが、ホバリング維持制御よりも、無人飛行機40の機体に比較的大きい加速度が生じる頻度を低減できうる。この場合、ホバリング維持制御では、ゾーンを越えて上部旋回体120の旋回を行う際に、無人飛行機40の飛行位置及び飛行姿勢を変化させることとなり、それに応じて、無人飛行機40の機体に比較的大きい加速度が生じやすくなるためである。 By the way, in the case where the turning angle of the upper turning body 120 is frequently changed greatly and it is not necessary to turn the upper turning body 120 in small steps, the state tracking control is better than the hovering maintenance control. It is possible to reduce the frequency of relatively large accelerations in the body of the unmanned aerial vehicle 40. In this case, in the hovering maintenance control, the flight position and the flight attitude of the unmanned aerial vehicle 40 are changed when the upper swivel body 120 is turned over the zone, and the flight position and the flight attitude of the unmanned aerial vehicle 40 are changed accordingly. This is because a large acceleration is likely to occur.

従って、本実施例において、ホバリング維持制御は、作業機械1により特定の作業が実行されている場合にのみ、実現されてもよい。この場合、特定の作業は、上部旋回体120の旋回角度が比較的狭い範囲内に収まるような作業であってよい。なお、特定の作業は、複数種類の作業であってよく、事前に設定されてもよい。 Therefore, in this embodiment, the hovering maintenance control may be realized only when a specific work is executed by the work machine 1. In this case, the specific work may be such that the turning angle of the upper turning body 120 is within a relatively narrow range. The specific work may be a plurality of types of work and may be set in advance.

また、この場合、飛行制御部514は、情報取得部510により取得された情報に基づいて、作業機械1が特定の作業を実行しているか否かを判定してもよい。飛行制御部514は、例えば以下の条件要素に基づいて、作業機械1が特定の作業を実行しているか否か判定してもよい。
条件要素(1)上部旋回体120の旋回角度を大きく変動させる(ゾーンを越える)旋回動作の頻度。
条件要素(2)上部旋回体120の旋回角度を小刻みに変動させる(ゾーン内での)旋回動作の頻度。
条件要素(3)状態追従制御の実行状態において無人飛行機40の機体に発生する加速度が所定の閾値を超える頻度。
Further, in this case, the flight control unit 514 may determine whether or not the work machine 1 is executing a specific work based on the information acquired by the information acquisition unit 510. The flight control unit 514 may determine whether or not the work machine 1 is performing a specific work, for example, based on the following conditional elements.
Conditional factors (1) Frequency of turning motion (crossing the zone) that greatly changes the turning angle of the upper turning body 120.
Conditional element (2) Frequency of turning motion (within the zone) that changes the turning angle of the upper turning body 120 in small steps.
Conditional element (3) Frequency at which the acceleration generated in the body of the unmanned aerial vehicle 40 exceeds a predetermined threshold value in the execution state of the state tracking control.

この場合、条件要素(1)を利用することで、ゾーンを越えて頻繁に上部旋回体120が大きく旋回される作業において、ホバリング維持制御が実行される可能性を低減できる。また、条件要素(2)を利用することで、例えば所定のゾーン内で上部旋回体120が旋回を繰り返すような状況下でホバリング維持制御を効果的に実行できる。また、条件要素(3)を利用することで、状態追従制御によると無人飛行機40の機体に比較的大きい加速度が生じやすい状況下でホバリング維持制御を効果的に実行できる。 In this case, by using the condition element (1), it is possible to reduce the possibility that the hovering maintenance control is executed in the work in which the upper swivel body 120 is frequently swiveled over the zone. Further, by using the condition element (2), hovering maintenance control can be effectively executed, for example, in a situation where the upper swivel body 120 repeatedly swivels in a predetermined zone. Further, by using the condition element (3), the hovering maintenance control can be effectively executed in a situation where a relatively large acceleration is likely to occur in the body of the unmanned aerial vehicle 40 according to the state tracking control.

次に、図5以降を参照して、飛行制御装置50の動作例について説明する。なお、以降の処理フロー図(フローチャート)においては、各ステップの入力と出力の関係を損なわない限り、各ステップの処理順序を入れ替えてもよい。 Next, an operation example of the flight control device 50 will be described with reference to FIGS. 5 and later. In the subsequent processing flow chart (flow chart), the processing order of each step may be changed as long as the relationship between the input and the output of each step is not impaired.

図5は、飛行制御装置50により実行される処理の一例を示す概略フローチャートである。図5に示す処理は、例えば所定周期ごとに繰り返し実行されてよい。 FIG. 5 is a schematic flowchart showing an example of processing executed by the flight control device 50. The process shown in FIG. 5 may be repeatedly executed, for example, at predetermined intervals.

ステップS30では、飛行制御装置50は、制御用の各種情報(例えば、作業機械1の位置情報、姿勢情報、及び旋回角度情報と、無人飛行機40の機体情報)を取得する。制御用の各種情報の取得方法は、上述したとおりである。 In step S30, the flight control device 50 acquires various information for control (for example, position information, attitude information, and turning angle information of the work machine 1 and aircraft information of the unmanned aerial vehicle 40). The method of acquiring various information for control is as described above.

ステップS32では、飛行制御装置50は、ホバリング維持制御の実行条件を満たすか否かを判定する。ホバリング維持制御の実行条件は、任意であるが、例えば、作業機械1が特定の作業を実行していると判定した場合に満たされる。特定の作業は、上述のとおりであってよい。判定結果が“YES”の場合、ステップS34に進み、それ以外の場合は、ステップS33Aに進む。 In step S32, the flight control device 50 determines whether or not the execution condition of the hovering maintenance control is satisfied. The execution condition of the hovering maintenance control is arbitrary, but is satisfied, for example, when it is determined that the work machine 1 is executing a specific work. The specific work may be as described above. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S34, and if not, the process proceeds to step S33A.

ステップS33Aでは、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグが“0”であるか否かを判定する。ホバリング中フラグが“0”である状態は、ホバリングを実現又は維持するための制御の非実行状態に対応する。ホバリング中フラグの初期値は、“0”である。判定結果が“YES”の場合、ステップS33Cに進み、それ以外の場合は、ステップS33Bに進む。 In step S33A, the flight control device 50 determines whether or not the hovering flag is “0”. The state in which the hovering flag is "0" corresponds to the non-execution state of the control for realizing or maintaining hovering. The initial value of the hovering flag is "0". If the determination result is "YES", the process proceeds to step S33C, and if not, the process proceeds to step S33B.

ステップS33Bでは、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグを“0”にリセットする。 In step S33B, the flight control device 50 resets the hovering flag to “0”.

ステップS33Cでは、飛行制御装置50は、状態追従制御を実行する。具体的には、飛行制御装置50は、ステップS30で得た各種情報に基づいて目標飛行状態(目標飛行位置及び目標飛行姿勢を含む)を決定し、当該目標飛行状態を表す制御情報(指令)を生成する。そして、飛行制御装置50は、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係る目標飛行状態が実現されるように無人飛行機40を制御する。 In step S33C, the flight control device 50 executes state tracking control. Specifically, the flight control device 50 determines a target flight state (including a target flight position and a target flight attitude) based on various information obtained in step S30, and control information (command) indicating the target flight state. To generate. Then, the flight control device 50 transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives the control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that the target flight state related to the control information is realized.

ステップS34では、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグが“1”であるか否かを判定する。ホバリング中フラグが“1”である状態は、ホバリングを実現又は維持するための制御の実行状態に対応する。判定結果が“YES”の場合、ステップS37に進み、それ以外の場合は、ステップS42に進む。 In step S34, the flight control device 50 determines whether or not the hovering flag is “1”. The state in which the hovering flag is "1" corresponds to the execution state of the control for realizing or maintaining hovering. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S37, and if not, the process proceeds to step S42.

ステップS37では、飛行制御装置50は、飛行制御装置50に保持されている基準角度(上部旋回体120の旋回角度の基準となる角度)と、ステップ30において取得された旋回角度情報と、に基づいて、基準角度に対する現時点での上部旋回体120の旋回角度の変化量(差分)が所定閾値以下であるか否かを判定する。判定結果が“YES”の場合、ステップS38に進み、それ以外の場合は、ステップS40に進む。 In step S37, the flight control device 50 is based on the reference angle held in the flight control device 50 (the angle that serves as a reference for the turning angle of the upper turning body 120) and the turning angle information acquired in step 30. Therefore, it is determined whether or not the amount of change (difference) in the turning angle of the upper turning body 120 at the present time with respect to the reference angle is equal to or less than a predetermined threshold. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S38, and if not, the process proceeds to step S40.

ステップS38では、飛行制御装置50は、ホバリングを実現させるための制御情報を生成し、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係るホバリングが実現又は維持されるように無人飛行機40を制御する。ホバリングを実現させるための制御情報は、例えば、前回周期の制御情報と同じ情報であってもよいし、その旨を表す情報であってもよい。 In step S38, the flight control device 50 generates control information for realizing hovering, and transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives such control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that hovering related to the control information is realized or maintained. The control information for realizing hovering may be, for example, the same information as the control information of the previous cycle, or information indicating that fact.

ステップS40では、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグを“0”にリセットする。 In step S40, the flight control device 50 resets the hovering flag to “0”.

ステップS42では、飛行制御装置50は、ステップS30で得た旋回角度情報が示す現時点の上部旋回体120の旋回角度に基づいて、その旋回角度に対応した新たなゾーンを設定するとともに、そのゾーンに対応する目標飛行位置を算出する。すなわち、飛行制御装置50は、状態追従制御の場合と同様、現時点の上部旋回体120の旋回角度に応じた目標飛行位置を算出する。ここでは、例えば、新たなゾーンとして、現時点の上部旋回体120の旋回角度がそのゾーンの角度範囲の中心に位置するようなゾーン(例えば、図4における上部旋回体120の旋回角度に対する第3のゾーンZ3)を設定する。また、目標飛行位置として、新たに設定されたゾーン)に対応付けられた位置(例えば、図4における第3のゾーンZ3に対応付けられた無人飛行機40の位置)が算出される。このように、ステップS42では、現時点の上部旋回体120の旋回角度に基づいて、ゾーンが流動的に設定される。例えば、図4において、上部旋回体120の旋回角度に応じて、それぞれのゾーンZ1~Z4が周方向に移動したゾーンが設定される。また、新たに設定されたゾーンの範囲に応じて、そのゾーンに対応する目標飛行位置がゾーンの範囲に応じて流動的に算出される。 In step S42, the flight control device 50 sets a new zone corresponding to the turning angle based on the current turning angle of the upper turning body 120 indicated by the turning angle information obtained in step S30, and sets a new zone in the zone. Calculate the corresponding target flight position. That is, the flight control device 50 calculates the target flight position according to the current turning angle of the upper turning body 120, as in the case of the state tracking control. Here, for example, as a new zone, a zone in which the current turning angle of the upper turning body 120 is located at the center of the angle range of the zone (for example, a third zone with respect to the turning angle of the upper turning body 120 in FIG. 4). Zone Z3) is set. Further, as the target flight position, the position associated with the newly set zone (for example, the position of the unmanned aerial vehicle 40 associated with the third zone Z3 in FIG. 4) is calculated. As described above, in step S42, the zone is fluidly set based on the current turning angle of the upper turning body 120. For example, in FIG. 4, a zone in which the respective zones Z1 to Z4 move in the circumferential direction is set according to the turning angle of the upper turning body 120. Further, according to the range of the newly set zone, the target flight position corresponding to the zone is calculated fluidly according to the range of the zone.

ステップS44では、飛行制御装置50は、ステップS42で算出した目標飛行位置の算出値を含む制御情報(指令)を生成し、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係る目標飛行状態が実現されるように無人飛行機40を制御する。 In step S44, the flight control device 50 generates control information (command) including the calculated value of the target flight position calculated in step S42, and transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives the control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that the target flight state related to the control information is realized.

ステップS46では、飛行制御装置50は、ステップS30で得た各種情報に基づいて、目標飛行状態(前回周期のステップS42で算出した目標飛行状態の算出値)に無人飛行機40が到達したか否かを判定する。例えば、飛行制御装置50は、無人飛行機40の状態情報が、前回周期のステップS42で算出した目標飛行状態の算出値と略一致する場合は、目標飛行状態に無人飛行機40が到達したと判定する。判定結果が“YES”の場合、ステップS48に進み、それ以外の場合は、今回周期の処理は終了する。 In step S46, the flight control device 50 determines whether or not the unmanned aerial vehicle 40 has reached the target flight state (calculated value of the target flight state calculated in step S42 of the previous cycle) based on various information obtained in step S30. To judge. For example, if the state information of the unmanned aerial vehicle 40 substantially matches the calculated value of the target flight state calculated in step S42 of the previous cycle, the flight control device 50 determines that the unmanned aerial vehicle 40 has reached the target flight state. .. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S48, and in other cases, the processing of the current cycle ends.

ステップS48では、飛行制御装置50は、ホバリングを開始させるための制御情報を生成し、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係るホバリングが実現されるように無人飛行機40を制御する。ホバリングを開始させるための制御情報は、例えば、前回周期の制御情報と同じ情報であってもよいし、その旨を表す情報であってもよい。 In step S48, the flight control device 50 generates control information for starting hovering, and transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives the control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that hovering related to the control information is realized. The control information for starting hovering may be, for example, the same information as the control information of the previous cycle, or information indicating that fact.

ステップS50では、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグを“1”にセットするとともに、ステップS30で得た旋回角度情報が示す現時点での上部旋回体120の旋回角度を、新たな基準角度に設定する。なお、基準角度は飛行制御装置50に保持され、ステップS50において新たな基準角度が設定された場合には更新される。飛行制御装置50に保持された基準角度は、上記のステップS37で用いられる。 In step S50, the flight control device 50 sets the hovering flag to “1” and sets the current turning angle of the upper turning body 120 indicated by the turning angle information obtained in step S30 to a new reference angle. do. The reference angle is held by the flight control device 50, and is updated when a new reference angle is set in step S50. The reference angle held by the flight control device 50 is used in step S37 described above.

図5に示す処理によれば、ホバリング維持制御の実行条件が満たされると、ステップS34からステップS38によりホバリング維持制御が実行される。図5に示す処理によれば、ホバリングが開始されると、そのときの上部旋回体120の旋回角度が基準角度に設定、更新される。そして、その後、基準角度からの上部旋回体120の旋回角度相対位置関係の変化量が所定閾値以下である間は、ホバリングが継続される。また、基準角度からの上部旋回体120の旋回角度の変化量が所定閾値を超えると、その時点における上部旋回体120の旋回角度に応じた範囲の新たなゾーンが設定される。そして、新たなゾーンに対応する新たな目標飛行状態が達成されるように無人飛行機40が移動されたあと、再度、ホバリングが開始され、そのときの上部旋回体120の旋回角度が基準角度に設定される。すなわち、実質的に、基準角度からの上部旋回体120の旋回角度の変化量が所定閾値を超えると、その時点における上部旋回体120の旋回角度が新たな基準角度に設定される。その後、基準角度からの上部旋回体120の旋回角度の変化量が所定閾値以下である間は、ホバリングが継続される。このようにして、基準角度を更新しつつホバリング維持制御が継続されるので、その間、撮像装置410により取得される前方環境画像の視認性の低下を抑制できる。 According to the process shown in FIG. 5, when the execution condition of the hovering maintenance control is satisfied, the hovering maintenance control is executed from step S34 to step S38. According to the process shown in FIG. 5, when hovering is started, the turning angle of the upper turning body 120 at that time is set and updated to the reference angle. After that, hovering is continued while the amount of change in the relative positional relationship between the turning angles of the upper turning body 120 from the reference angle is equal to or less than a predetermined threshold value. Further, when the amount of change in the turning angle of the upper turning body 120 from the reference angle exceeds a predetermined threshold value, a new zone in a range corresponding to the turning angle of the upper turning body 120 at that time is set. Then, after the unmanned aerial vehicle 40 is moved so that a new target flight state corresponding to the new zone is achieved, hovering is started again, and the turning angle of the upper swivel body 120 at that time is set as the reference angle. Will be done. That is, when the amount of change in the turning angle of the upper turning body 120 from the reference angle exceeds a predetermined threshold value, the turning angle of the upper turning body 120 at that time is set to a new reference angle. After that, hovering is continued while the amount of change in the turning angle of the upper turning body 120 from the reference angle is equal to or less than a predetermined threshold value. In this way, since the hovering maintenance control is continued while updating the reference angle, it is possible to suppress the deterioration of the visibility of the front environment image acquired by the image pickup apparatus 410 during that time.

図6は、飛行制御装置50により実行される処理の別の一例を示す概略フローチャートである。図6に示す処理は、例えば所定周期ごとに繰り返し実行されてよい。 FIG. 6 is a schematic flowchart showing another example of the processing executed by the flight control device 50. The process shown in FIG. 6 may be repeatedly executed, for example, at predetermined intervals.

ステップS130では、飛行制御装置50は、制御用の各種情報(例えば、作業機械1の位置情報、姿勢情報、及び旋回角度情報と、無人飛行機40の機体情報)を取得する。制御用の各種情報の取得方法は、上述したとおりである。 In step S130, the flight control device 50 acquires various information for control (for example, position information, attitude information, and turning angle information of the work machine 1 and aircraft information of the unmanned aerial vehicle 40). The method of acquiring various information for control is as described above.

ステップS132では、飛行制御装置50は、ホバリング維持制御の実行条件を満たすか否かを判定する。ホバリング維持制御の実行条件は、任意であるが、例えば、作業機械1が特定の作業を実行していると判定した場合に満たされる。特定の作業は、上述のとおりであってよい。判定結果が“YES”の場合、ステップS134に進み、それ以外の場合は、ステップS133Aに進む。 In step S132, the flight control device 50 determines whether or not the execution condition of the hovering maintenance control is satisfied. The execution condition of the hovering maintenance control is arbitrary, but is satisfied, for example, when it is determined that the work machine 1 is executing a specific work. The specific work may be as described above. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S134, and if not, the process proceeds to step S133A.

ステップS133Aでは、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグが“0”であるか否かを判定する。ホバリング中フラグが“0”である状態は、ホバリングを実現又は維持するための制御の非実行状態に対応する。ホバリング中フラグの初期値は、“0”である。判定結果が“YES”の場合、ステップS133Cに進み、それ以外の場合は、ステップS133Bに進む。 In step S133A, the flight control device 50 determines whether or not the hovering flag is “0”. The state in which the hovering flag is "0" corresponds to the non-execution state of the control for realizing or maintaining hovering. The initial value of the hovering flag is "0". If the determination result is "YES", the process proceeds to step S133C, and if not, the process proceeds to step S133B.

ステップS133Bでは、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグを“0”にリセットする。 In step S133B, the flight control device 50 resets the hovering flag to “0”.

ステップS133Cでは、飛行制御装置50は、状態追従制御を実行する。具体的には、飛行制御装置50は、ステップS130で得た各種情報に基づいて目標飛行状態を決定し、当該目標飛行状態を表す制御情報(指令)を生成する。そして、飛行制御装置50は、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係る目標飛行状態が実現されるように無人飛行機40を制御する。 In step S133C, the flight control device 50 executes state tracking control. Specifically, the flight control device 50 determines the target flight state based on various information obtained in step S130, and generates control information (command) representing the target flight state. Then, the flight control device 50 transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives the control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that the target flight state related to the control information is realized.

ステップS134では、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグが“1”であるか否かを判定する。ホバリング中フラグが“1”である状態は、ホバリングを実現又は維持するための制御の実行状態に対応する。判定結果が“YES”の場合、ステップS135に進み、それ以外の場合は、ステップS142に進む。 In step S134, the flight control device 50 determines whether or not the hovering flag is “1”. The state in which the hovering flag is "1" corresponds to the execution state of the control for realizing or maintaining hovering. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S135, and if not, the process proceeds to step S142.

ステップS135では、飛行制御装置50は、ステップS130で得た旋回角度情報に基づいて、現時点での上部旋回体120の旋回角度を取得する。 In step S135, the flight control device 50 acquires the current turning angle of the upper turning body 120 based on the turning angle information obtained in step S130.

ステップS136では、飛行制御装置50は、現時点での上部旋回体120の旋回角度に対応するゾーンを設定する。設定されたゾーンは、飛行制御装置50に保持される。ここでは、例えば、図4の例において、現時点での上部旋回体120の旋回角度に応じて、第1のゾーンZ1、第2のゾーンZ2、第3のゾーンZ3及び第4のゾーンZ4のうちの1つが設定される。 In step S136, the flight control device 50 sets a zone corresponding to the current turning angle of the upper turning body 120. The set zone is held by the flight control device 50. Here, for example, in the example of FIG. 4, among the first zone Z1, the second zone Z2, the third zone Z3, and the fourth zone Z4, depending on the current turning angle of the upper swing body 120. One of is set.

ステップS137では、飛行制御装置50は、実行中のホバリングに対応するゾーンと、ステップS136で設定されたゾーンとを比較し、ゾーンに変化があった(両者が異なる)か否か判定する。この判定が肯定された(変化があった)場合には、ステップS138へ進み、この判定が否定された(変化がない)場合には、ステップS140へ進む。ここでは、例えば、図4の例において、上部旋回体120の旋回角度が第3のゾーンZ3(実行中のホバリングに対応するゾーン)から他のゾーン(第1のゾーンZ1、第2のゾーンZ2又は第4のゾーンZ4)に移動した場合に、ステップS137の判定が肯定される。 In step S137, the flight control device 50 compares the zone corresponding to the hovering during execution with the zone set in step S136, and determines whether or not there is a change in the zone (both are different). If this determination is affirmed (there is a change), the process proceeds to step S138, and if this determination is denied (there is no change), the process proceeds to step S140. Here, for example, in the example of FIG. 4, the turning angle of the upper turning body 120 is from the third zone Z3 (the zone corresponding to the hovering during execution) to another zone (the first zone Z1 and the second zone Z2). Alternatively, when the user moves to the fourth zone Z4), the determination in step S137 is affirmed.

ステップS138では、飛行制御装置50は、ホバリングを実現させるための制御情報を生成し、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係るホバリングが実現又は維持されるように無人飛行機40を制御する。ホバリングを実現させるための制御情報は、例えば、前回周期の制御情報と同じ情報であってもよいし、その旨を表す情報であってもよい。 In step S138, the flight control device 50 generates control information for realizing hovering, and transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives such control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that hovering related to the control information is realized or maintained. The control information for realizing hovering may be, for example, the same information as the control information of the previous cycle, or information indicating that fact.

ステップS140では、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグを“0”にリセットする。 In step S140, the flight control device 50 resets the hovering flag to “0”.

ステップS142では、飛行制御装置50は、ステップS136で設定したゾーンに対応する目標飛行位置を算出する。ここでは、目標飛行状態として、新たに設定されたゾーンに対応付けられた飛行状態が算出される。図4の例では、第1のゾーンZ1、第2のゾーンZ2又は第4のゾーンZ4に対応付けられた3つの飛行状態のうちの一つが目標飛行状態として算出される。 In step S142, the flight control device 50 calculates the target flight position corresponding to the zone set in step S136. Here, as the target flight state, the flight state associated with the newly set zone is calculated. In the example of FIG. 4, one of the three flight states associated with the first zone Z1, the second zone Z2, or the fourth zone Z4 is calculated as the target flight state.

ステップS144では、飛行制御装置50は、ステップS142で算出した目標飛行位置の算出値を含む制御情報(指令)を生成し、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係る目標飛行状態が実現されるように無人飛行機40を制御する。 In step S144, the flight control device 50 generates control information (command) including the calculated value of the target flight position calculated in step S142, and transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives the control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that the target flight state related to the control information is realized.

ステップS146では、飛行制御装置50は、ステップS130で得た各種情報に基づいて、目標飛行状態(前回周期のステップS142で算出した目標飛行位置の算出値)に無人飛行機40が到達したか否かを判定する。例えば、飛行制御装置50は、無人飛行機40の状態情報が、前回周期のステップS142で算出した目標飛行状態の算出値と略一致する場合は、目標飛行状態に無人飛行機40が到達したと判定する。判定結果が“YES”の場合、ステップS148に進み、それ以外の場合は、今回周期の処理は終了する。 In step S146, the flight control device 50 determines whether or not the unmanned aerial vehicle 40 has reached the target flight state (calculated value of the target flight position calculated in step S142 of the previous cycle) based on various information obtained in step S130. To judge. For example, if the state information of the unmanned aerial vehicle 40 substantially matches the calculated value of the target flight state calculated in step S142 of the previous cycle, the flight control device 50 determines that the unmanned aerial vehicle 40 has reached the target flight state. .. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S148, and in other cases, the processing of the current cycle ends.

ステップS148では、飛行制御装置50は、ホバリングを開始させるための制御情報を生成し、生成した制御情報を無人飛行機40に送信する。この場合、無人飛行機40の制御装置400は、かかる制御情報を受信すると、当該制御情報に係るホバリングが実現されるように無人飛行機40を制御する。ホバリングを開始させるための制御情報は、例えば、前回周期の制御情報と同じ情報であってもよいし、その旨を表す情報であってもよい。 In step S148, the flight control device 50 generates control information for starting hovering, and transmits the generated control information to the unmanned aerial vehicle 40. In this case, when the control device 400 of the unmanned aerial vehicle 40 receives the control information, the control device 400 controls the unmanned aerial vehicle 40 so that hovering related to the control information is realized. The control information for starting hovering may be, for example, the same information as the control information of the previous cycle, or information indicating that fact.

ステップS150では、飛行制御装置50は、ホバリング中フラグを“1”にセットする。 In step S150, the flight control device 50 sets the hovering flag to “1”.

図6に示す処理によれば、ホバリング維持制御の実行条件が満たされると、ステップS134からステップS138によりホバリング維持制御が実行される。図6に示す処理によれば、あらかじめ複数のゾーンが規定されており、それぞれのゾーンに目標飛行状態が対応付けられている。上部旋回体120の旋回角度が所定のゾーンにある間、対応する目標飛行状態において無人飛行機40のホバリングが継続される。上部旋回体120の旋回角度が属するゾーンが変化すると、目標飛行状態が新たなゾーンに応じて変化し、無人飛行機40が移動して新たな目標飛行状態を維持するように無人飛行機40のホバリングが開始される。このように、上部旋回体120の旋回角度が所定のゾーンにある間、無人飛行機40のホバリングが継続されるので、その間、撮像装置410により取得される前方環境画像の視認性の低下を抑制できる。 According to the process shown in FIG. 6, when the execution condition of the hovering maintenance control is satisfied, the hovering maintenance control is executed from step S134 to step S138. According to the process shown in FIG. 6, a plurality of zones are defined in advance, and the target flight state is associated with each zone. While the turning angle of the upper turning body 120 is in the predetermined zone, the hovering of the unmanned aerial vehicle 40 is continued in the corresponding target flight state. When the zone to which the turning angle of the upper swivel body 120 belongs changes, the target flight state changes according to the new zone, and the unmanned aircraft 40 hovering so that the unmanned aircraft 40 moves and maintains the new target flight state. It will be started. As described above, while the turning angle of the upper turning body 120 is in the predetermined zone, the hovering of the unmanned aerial vehicle 40 is continued, so that the deterioration of the visibility of the forward environment image acquired by the image pickup apparatus 410 can be suppressed during that time. ..

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiment.

例えば、上述した実施例において、作業機械1の制御装置10は、ゾーン通知部を備えてもよい。この場合、ゾーン通知部は、ゾーン判定部512により判定されたゾーン(例えば、図4の第1~第4のゾーンのうちのいずれかのゾーン)を、作業機械1の操作者に通知する。これにより、作業機械1の操作者は、現在、無人飛行機40がどのゾーンに属しているか(すなわち無人飛行機40がどの方向からの前方環境画像を供給しているか)を容易に把握できる。
より具体的には、例えば、上部旋回体120が180度旋回した場合、走行レバー(下部走行体110を走行させるために操作されるレバー)の前後の入力と実際の走行の前後とが通常状態(旋回角度が0度の状態)と逆になるため、作業機械1の操作者が誤操作してしやすくなる。これに対して、上述したゾーン通知部を設けることで、作業機械1の操作者は、下部走行体110に対する上部旋回体120の方向を容易に把握できるので、かかる不都合を防止できる。なお、かかる変形例において、ゾーン通知部は、ゾーンが変化した場合に、変化後のゾーンを通知してもよい。例えば、ゾーン通知部は、上述したホバリング中フラグが“1”にセットされた際に、ゾーンを通知してもよい。あるいは、ゾーン通知部は、常時、前方環境画像にゾーン情報を重畳表示させてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the control device 10 of the work machine 1 may include a zone notification unit. In this case, the zone notification unit notifies the operator of the work machine 1 of the zone determined by the zone determination unit 512 (for example, any of the first to fourth zones in FIG. 4). As a result, the operator of the work machine 1 can easily grasp which zone the unmanned aerial vehicle 40 currently belongs to (that is, from which direction the unmanned aerial vehicle 40 supplies the forward environment image).
More specifically, for example, when the upper swivel body 120 turns 180 degrees, the input before and after the traveling lever (the lever operated to drive the lower traveling body 110) and the front and rear of the actual traveling are in the normal state. Since it is the opposite of (the state where the turning angle is 0 degrees), the operator of the work machine 1 is likely to make an erroneous operation. On the other hand, by providing the zone notification unit described above, the operator of the work machine 1 can easily grasp the direction of the upper swivel body 120 with respect to the lower traveling body 110, so that such inconvenience can be prevented. In such a modification, the zone notification unit may notify the changed zone when the zone changes. For example, the zone notification unit may notify the zone when the above-mentioned hovering flag is set to “1”. Alternatively, the zone notification unit may always superimpose and display the zone information on the front environment image.

1 作業機械
8 周辺機器
10 制御装置
40 無人飛行機
50、50A 飛行制御装置
52 遠隔操作装置
80 画像出力装置
82 センサ類
110 下部走行体
120 上部旋回体
122 キャブ(運転室)
130 旋回機構
140 作業機構
141 ブーム
142 ブームシリンダ
143 アーム
144 アームシリンダ
145 破砕機
146 バケットシリンダ
147 破砕機用シリンダ
150 位置情報取得部
151 姿勢情報取得部
152 旋回角度情報取得部
153 通信処理部
154 画像出力処理部
400 制御装置
401 機体情報取得部
402 目標飛行状態設定部
403 機体制御部
404 通信処理部
410 撮像装置
510 情報取得部
512 ゾーン判定部
514 飛行制御部
1 Work machine 8 Peripheral equipment 10 Control device 40 Unmanned aerial vehicle 50, 50A Flight control device 52 Remote control device 80 Image output device 82 Sensors 110 Lower traveling body 120 Upper turning body 122 Cab (driver's cab)
130 Swivel mechanism 140 Work mechanism 141 Boom 142 Boom cylinder 143 Arm 144 Arm cylinder 145 Crusher 146 Bucket cylinder 147 Crusher cylinder 150 Position information acquisition unit 151 Attitude information acquisition unit 152 Swivel angle information acquisition unit 153 Communication processing unit 154 Image output Processing unit 400 Control device 401 Aircraft information acquisition unit 402 Target flight state setting unit 403 Aircraft control unit 404 Communication processing unit 410 Imaging device 510 Information acquisition unit 512 Zone determination unit 514 Flight control unit

Claims (6)

作業機械と、撮像装置を搭載した飛行体との位置関係を制御する作業支援装置であって、
前記作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記撮像装置が撮像した画像を表示する表示装置とを有し、
当該作業支援装置は、
前記作業機械の状態及び前記飛行体の状態を表す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記飛行体の飛行状態を制御する飛行制御部とを備え、
前記飛行制御部は、前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回角度が変化した場合でも、前記旋回角度が所定のゾーンにある場合は、前記飛行体を前記所定のゾーンに対応付けられた所定の飛行状態に維持するためのホバリング維持制御を実行する、作業支援装置。
It is a work support device that controls the positional relationship between the work machine and the flying object equipped with the image pickup device.
The work machine has a lower traveling body, an upper swivel body mounted on the lower traveling body, and a display device for displaying an image captured by the image pickup device.
The work support device is
An information acquisition unit that acquires information representing the state of the work machine and the state of the flying object, and
A flight control unit that controls the flight state of the flying object based on the information acquired by the information acquisition unit is provided.
Even when the turning angle of the upper turning body with respect to the lower traveling body changes, the flight control unit associates the flying body with the predetermined zone when the turning angle is in a predetermined zone. A work support device that performs hovering maintenance control to maintain the flight condition of the aircraft.
前記飛行制御部は、前記作業機械が特定の作業を実行している場合に、前記ホバリング維持制御を実行する、請求項1に記載の作業支援装置。 The work support device according to claim 1, wherein the flight control unit executes the hovering maintenance control when the work machine is performing a specific work. 前記飛行制御部は、前記情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記作業機械が特定の作業を実行しているか否かを判定する、請求項2に記載の作業支援装置。 The work support device according to claim 2, wherein the flight control unit determines whether or not the work machine is performing a specific work based on the information acquired by the information acquisition unit. 前記飛行制御部は、前記旋回角度が前記所定のゾーンを越えた場合、ゾーンを更新し、更新後の当該ゾーンに対応付けられた目標飛行状態へと前記飛行体の飛行状態を変化させてから、前記ホバリング維持制御を再度実行する、請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の作業支援装置。 When the turning angle exceeds the predetermined zone, the flight control unit updates the zone and changes the flight state of the flying object to the target flight state associated with the updated zone. The work support device according to any one of claims 1 to 3, wherein the hovering maintenance control is executed again. 前記飛行制御部は、前記旋回角度が前記所定のゾーンを越えた場合、その時点における前記旋回角度に応じた範囲の新たなゾーンを設定することで、ゾーンを更新する請求項4に記載の作業支援装置。 The operation according to claim 4, wherein when the turning angle exceeds the predetermined zone, the flight control unit updates the zone by setting a new zone in a range corresponding to the turning angle at that time. Support device. 前記飛行制御部は、前記旋回角度が前記所定のゾーンを越えた場合、その時点における前記旋回角度に応じて、あらかじめ設定された複数のゾーンの中から1つのゾーンを選択することで、ゾーンを更新する、請求項4に記載の作業支援装置。 When the turning angle exceeds the predetermined zone, the flight control unit selects one zone from a plurality of preset zones according to the turning angle at that time, thereby setting the zone. The work support device according to claim 4, which is to be updated.
JP2020131983A 2020-08-03 2020-08-03 Work Support Device Active JP7472708B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020131983A JP7472708B2 (en) 2020-08-03 2020-08-03 Work Support Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020131983A JP7472708B2 (en) 2020-08-03 2020-08-03 Work Support Device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022028520A true JP2022028520A (en) 2022-02-16
JP7472708B2 JP7472708B2 (en) 2024-04-23

Family

ID=80267355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020131983A Active JP7472708B2 (en) 2020-08-03 2020-08-03 Work Support Device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7472708B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131194A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 住友建機株式会社 Excavator and autonomous flying body to fly around excavator
JP2019194393A (en) * 2018-05-01 2019-11-07 立花 純江 Remote control device for heavy machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131194A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 住友建機株式会社 Excavator and autonomous flying body to fly around excavator
JP2019194393A (en) * 2018-05-01 2019-11-07 立花 純江 Remote control device for heavy machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP7472708B2 (en) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10953998B2 (en) Systems and methods for providing stability support
CN108780316B (en) Method and system for movement control of a flying device
US10447912B2 (en) Systems, methods, and devices for setting camera parameters
US9557738B2 (en) Return path configuration for remote controlled aerial vehicle
US11156905B2 (en) Control method for gimbal, controller, and gimbal
JP6815479B2 (en) Display control device, display control method and storage medium
CN106625569B (en) Self-balancing detection robot with two-axis self-stabilizing cradle head
WO2018110707A1 (en) Remote operation terminal and work vehicle provided with remote operation terminal
JP7069888B2 (en) Crane and crane control method
KR101615319B1 (en) Smart drone dock system using smart phone
JP2016181119A (en) System for presenting situation surrounding mobile machine
WO2021016985A1 (en) Gimbal control method, controller, gimbal, unmanned mobile platform, and storage medium
JP2015186473A (en) Controller for work vehicle
WO2021168819A1 (en) Return control method and device for unmanned aerial vehicle
KR101190294B1 (en) Vision stabilization apparatus for mobile robot
JP2022032206A (en) Work support device
JP2022028520A (en) Work support device
WO2021168821A1 (en) Mobile platform control method and device
JP2019176418A (en) Management system of work vehicle
JP2022030463A (en) Work support device
JP2023105960A (en) Support device, and system
JP7472746B2 (en) Work Support Device
JP2022029844A (en) Work support device
WO2020235679A1 (en) Remote operation terminal and mobile crane provided with remote operation terminal
JP2023105836A (en) Support device and system including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230328

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231228

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: 20240312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240325

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7472708

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150