JP2024008584A - Cable winding device, cable winding system, cable winding method and cable winding program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、無人飛行体に接続されているケーブルを巻き取るケーブル巻取装置、ケーブル巻取システム、ケーブル巻取方法、およびケーブル巻取プログラムに関する。 The present disclosure relates to a cable winding device, a cable winding system, a cable winding method, and a cable winding program for winding a cable connected to an unmanned aerial vehicle.
従来、ドローンなどの無人飛行体を用いて点検などの作業を行うケーブル巻取システムが知られている。かかる無人飛行体は、バッテリからの電力供給によってモータ駆動で飛行するが、バッテリ容量の問題から飛行時間に制限がある。そのため、無人飛行体によって多くの作業を行う場合にはバッテリ交換またはバッテリ充電が必要になり、点検などの作業を短い時間で行うことが難しい。 BACKGROUND ART Conventionally, cable winding systems have been known that use unmanned flying vehicles such as drones to perform inspections and other tasks. Such unmanned flying vehicles fly by motor drive using power supplied from batteries, but their flight time is limited due to battery capacity issues. Therefore, when carrying out many operations using an unmanned aerial vehicle, it is necessary to replace or charge the battery, making it difficult to perform inspections and other operations in a short period of time.
このため、車両からケーブルを介して無人飛行体に給電するケーブル巻取システムが提案されている。かかるケーブル巻取システムでは、ケーブルを介して無人飛行体に給電が行われるため、バッテリ容量の問題がなく、点検などの作業を短い時間で行うことができる。 For this reason, a cable winding system has been proposed that supplies power from a vehicle to an unmanned aerial vehicle via a cable. In such a cable winding system, power is supplied to the unmanned flying vehicle via the cable, so there is no problem with battery capacity, and work such as inspection can be performed in a short time.
特許文献1に記載のケーブル巻取システムは、ケーブルの張力に基づいてケーブルの長さを制御することで、空中を移動する無人飛行体を精度良く制御している。
The cable winding system described in
しかしながら、上記特許文献1の技術では、ケーブルの形状を考慮せずに無人飛行体の位置を制御しているので、ケーブルと障害物とが接触する場合があった。
However, in the technique disclosed in
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ケーブルと障害物との接触を診断して接触を回避するケーブル巻取装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a cable winding device that diagnoses contact between a cable and an obstacle and avoids the contact.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のケーブル巻取装置は、ケーブルを介して無人飛行体に接続されるとともにケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル駆動部と、ケーブル駆動部を制御する制御部とを備える。また、本開示のケーブル巻取装置は、無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部とを備える。制御部は、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定部と、相対位置情報およびケーブル形状に基づいて、ケーブルと障害物との接触を診断しケーブルと障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出部とを有する。また、制御部は、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブルが適切ケーブル形状となるように、ケーブルの長さを制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部を有する。ケーブル駆動部は、ケーブル制御指令に従ってケーブルの送り出しと巻き取りとを行う。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, the cable winding device of the present disclosure includes a cable drive section that is connected to an unmanned aerial vehicle via a cable and that sends out and winds up the cable; and a control section that controls the drive section. Further, the cable winding device of the present disclosure includes a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle, and a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable. The control unit includes a current cable shape estimation unit that estimates a current cable shape, which is a current cable shape, based on the relative position information and cable information, and a current cable shape estimation unit that estimates the current cable shape, which is a current cable shape, based on the relative position information and the cable shape. and an appropriate cable shape deriving section that diagnoses the problem and derives an appropriate cable shape that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and an obstacle. The control unit also includes a cable control command generation unit that generates a cable control command for controlling the length of the cable so that the cable has an appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape. The cable drive section sends out and winds up the cable according to the cable control command.
本開示にかかるケーブル巻取装置は、ケーブルと障害物との接触を診断して接触を回避することができるという効果を奏する。 The cable winding device according to the present disclosure has the advantage of being able to diagnose contact between a cable and an obstacle and avoid contact.
以下に、本開示の実施の形態にかかるケーブル巻取装置、ケーブル巻取システム、ケーブル巻取方法、およびケーブル巻取プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。 Below, a cable winding device, a cable winding system, a cable winding method, and a cable winding program according to embodiments of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる巻取システムで実行される処理の概要を説明するための図である。ケーブル巻取システムである巻取システム1は、第1の移動体および第2の移動体を有している。巻取システム1が備える第1の移動体は、地上の走行路または構造物の側壁の走行路を走行する移動体であり、例えば、自動車、列車、移動ロボット、またはゴンドラなどである。
FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of processing executed by the winding system according to the first embodiment. A
巻取システム1が備える第2の移動体は、例えば、モータを駆動源として空中を移動するドローンなどである。実施の形態1では、第1の移動体がトラック2であり、第2の移動体がドローンなどの無人飛行体3である場合について説明する。
The second moving body included in the
また、巻取システム1は、ケーブル4の送り出し(排出)と巻き取りとを行うケーブル巻取装置(後述するケーブル巻取装置70)を備えている。また、巻取システム1は、ケーブル巻取装置70と無人飛行体3とを接続するケーブル4を備えている。
Further, the
ケーブル巻取装置70は、ケーブル4の出し入れを行う巻取機構7と、巻取機構7を制御する制御部10と、カメラ5とを備えている。巻取システム1は、例えば、構造物の点検を行う点検システムであるが、構造物の点検以外の作業を行うシステムであってもよい。巻取システム1では、無人飛行体3がケーブル4に接続された状態で空中を移動する。この場合において、図1の状態X1に示すように、ケーブル4がビルなどの障害物50に接触する場合がある。この場合、ケーブル巻取装置70の制御部10は、カメラ5、種々のセンサ(図示せず)などを用いてケーブル4の形状を推定する。そして、制御部10は、ケーブル4の形状に基づいてケーブル4の送り出しまたは巻き取りを行うことでケーブル4の長さ(以下、ケーブル長という場合がある)を調整する。すなわち、ケーブル巻取装置70は、図1の状態X2に示すように、ケーブル4の形状に基づいてケーブル長を調整することで、ケーブル4と障害物50との接触を回避する。ケーブル長は、ケーブル巻取装置70が備える巻取機構7から無人飛行体3までのケーブル4の長さである。障害物50は、無人飛行体3およびケーブル巻取装置70を除く任意の物体である。なお、図1では、巻取機構7を模式的に図示している。
The
図2は、実施の形態1にかかる巻取システムの構成の一例を示す図である。ケーブル巻取装置70は、トラック2に載置されている。ケーブル巻取装置70は、巻取機構7と、巻取機構7を制御する制御部10と、カメラ5とを有している。巻取機構7は、制御部10からの指示に従ってケーブル4の送り出しと巻き取りとを実行する。制御部10は、無人飛行体3とケーブル巻取装置70との間の相対位置の情報(以下、相対位置情報という場合がある)に基づいて、ケーブル4の形状(以下、ケーブル形状という場合がある)を推定し、ケーブル4を、無人飛行体3およびケーブル4の状況に適した長さに制御する。これにより、ケーブル巻取装置70は、無人飛行体3およびケーブル4が障害物50に接触することを回避させるとともに、無人飛行体3へのケーブル4に起因する負荷を抑制する。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the winding system according to the first embodiment. The
ここで、ケーブル巻取装置70が実行する処理について説明する。ケーブル巻取装置70は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System、全球測位衛星システム)、UWB(Ultra Wide Band、超広帯域無線通信)、ビーコン、カメラ5などを用いて、無人飛行体3との間の相対位置情報を取得する。なお、図2では、相対位置情報を取得するための装置としてカメラ5を図示しているが、相対位置情報を取得するための装置はカメラ5以外の他の装置であってもよい。
Here, the processing executed by the
ケーブル巻取装置70が、GNSSを用いる場合、ケーブル巻取装置70および無人飛行体3には、GNSS衛星からの電波を受信する受信機が配置される。この場合、ケーブル巻取装置70の制御部10は、各受信機が受信した信号に基づいて、相対位置情報を算出する。制御部10は、無人飛行体3が受信した信号を、無人飛行体3から受け付けてもよいし、上位システム(後述する上位システム20)などを介して受け付けてもよい。
When the
また、ケーブル巻取装置70が、UWBまたはビーコンを用いる場合、ケーブル巻取装置70には、無人飛行体3が送信した信号を受信する3台以上の受信機が配置される。この場合、制御部10は、各受信機が受信した信号に基づいて、相対位置情報を算出する。
Further, when the
また、ケーブル巻取装置70が、カメラ5を用いる場合、ケーブル巻取装置70には、無人飛行体3の画像を撮像する3台以上のカメラ5が配置される。なお、ケーブル巻取装置70には、1台または2台のカメラ5が配置されてもよい。この場合、制御部10は、各カメラ5が画像を撮像した際の撮像方向に基づいて、相対位置情報を算出する。なお、カメラ5は、無人飛行体3に配置されたマークなどを撮像してもよい。
Further, when the
また、ケーブル巻取装置70は、例えば、ケーブル4の張力(以下、ケーブル張力という場合がある)を検出する張力検出センサ、ケーブル長を検出するケーブル長検出センサ、カメラ5などを用いて、ケーブル4の形状であるケーブル形状を推定する。
In addition, the
カメラ5が撮像したケーブル4の画像、ケーブル張力、ケーブル長などが、ケーブル形状の推定用のデータ(後述するケーブル情報)である。ケーブル巻取装置70は、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、ケーブル形状を推定する。
The image of the
ケーブル巻取装置70は、現在(最新)のケーブル形状と、現在の状況において適切なケーブル形状とを算出する。以下、ケーブル巻取装置70が算出する現在のケーブル形状を現ケーブル形状という場合がある。また、ケーブル巻取装置70が算出する適切なケーブル形状を適切ケーブル形状という場合がある。
The
ケーブル巻取装置70の制御部10は、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、現ケーブル形状および適切ケーブル形状を算出する。現ケーブル形状には、無人飛行体3の現在のケーブル長、およびケーブル巻取装置70によるケーブル4の現在の排出方向が含まれている。ケーブル4の排出方向は、鉛直方向に対する角度、および水平平面内における回転角度で表される。また、適切ケーブル形状には、無人飛行体3に適切なケーブル長の目標値、および無人飛行体3に適切なケーブル4の排出方向の目標値が含まれている。
The
そして、制御部10は、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル長および排出方向を制御するための指令であるケーブル制御指令を生成する。ケーブル制御指令は、現ケーブル形状を適切ケーブル形状に近付けるための指令である。このように、制御部10は、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル巻取装置70のフィードバック制御を実行する。
Then, the
図3は、実施の形態1にかかる巻取システムが備えるケーブル巻取装置の構成の一例を示す図である。なお、ここでは、巻取機構7の図示を省略している。ケーブル巻取装置70は、制御部10と、相対位置算出部11と、ケーブル情報取得部12と、ケーブル駆動部13とを有している。また、制御部10は、現ケーブル形状推定部14と、適切ケーブル形状導出部15と、ケーブル制御指令生成部16とを具備している。なお、制御部10は、ケーブル巻取装置70の外部に配置されてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of a cable winding device included in the winding system according to the first embodiment. Note that illustration of the winding
相対位置算出部11は、無人飛行体3とケーブル巻取装置70との間の相対位置情報を算出する。相対位置算出部11は、無人飛行体3とケーブル巻取装置70との間の相対位置を検出するための検出装置(センサ、受信機、カメラ5など)を具備しており、この検出装置が検出した情報に基づいて相対位置情報を算出する。相対位置算出部11は、相対位置情報を、現ケーブル形状推定部14および適切ケーブル形状導出部15に送る。
The relative
ケーブル情報取得部12は、ケーブル形状の推定に用いられるケーブル情報を取得する情報取得装置を具備している。ケーブル情報取得部12は、例えば、張力検出センサ、ケーブル長検出センサ、カメラ5などを具備している。ケーブル情報は、張力検出センサが検出するケーブル張力、ケーブル長検出センサが検出するケーブル長、カメラ5が撮像するケーブル4の画像などである。
The cable
ケーブル情報取得部12が張力検出センサを有している場合、ケーブル情報取得部12は、ケーブル4の張力を検出する。ケーブル情報取得部12がケーブル長検出センサを有している場合、ケーブル情報取得部12はケーブル4の長さを検出する。ケーブル情報取得部12がカメラ5を有している場合、ケーブル情報取得部12は、ケーブル4の画像を撮像する。ケーブル情報取得部12は、ケーブル情報を、現ケーブル形状推定部14および適切ケーブル形状導出部15に送る。
If the cable
現ケーブル形状推定部14は、現ケーブル形状を推定する。現ケーブル形状推定部14は、推定した現ケーブル形状をケーブル制御指令生成部16に送る。適切ケーブル形状導出部15は、適切ケーブル形状を導出する。適切ケーブル形状導出部15は、導出した適切ケーブル形状をケーブル制御指令生成部16に送る。
The current cable
ケーブル制御指令生成部16は、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル長を適切なケーブル長とし、且つケーブル4の排出方向を適切な排出方向とするためのケーブル制御指令を生成する。適切なケーブル長および適切な排出方向は、ケーブル4と障害物50とが接触せず、無人飛行体3への負荷が小さくなるケーブル長および排出方向である。ケーブル駆動部13は、ケーブル制御指令に従ってケーブル4の送り出しまたは巻き取りを実行する。
The cable control
ここで、現ケーブル形状推定部14による現ケーブル形状の推定方法について説明する。図4は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置が現ケーブル形状を推定する処理を説明するための図である。
Here, a method for estimating the current cable shape by the current cable
現ケーブル形状推定部14は、例えば、以下の「現形状推定例1」~「現形状推定例5」の何れかの方法によって現ケーブル形状を推定する。図4では、「現形状推定例1」によって現状ケーブル形状が推定される場合を示している。
The current cable
(現形状推定例1)
「現形状推定例1」では、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル情報の例であるケーブル4の画像に基づいて、現ケーブル形状を推定する。図4では、カメラ5がケーブル4を撮像し、現ケーブル形状推定部14がケーブル4の画像に基づいて現ケーブル形状を推定する場合を示している。この場合、カメラ5は、ケーブル4の全体を撮像する。現ケーブル形状推定部14は、カメラ5によって画像認識された情報に基づいて、現ケーブル形状を推定する。
(Current shape estimation example 1)
In "Current shape estimation example 1", the current cable
現ケーブル形状推定部14は、撮像された画像からそのままケーブル形状を抽出してもよいし、機械学習、AI(Artificial Intelligence、人工知能)などを用いてケーブル形状を推定してもよい。また、現ケーブル形状推定部14は、撮像された画像からケーブル形状を抽出し、抽出したケーブル形状を、機械学習、AIなどを用いて補正してもよい。
The current cable
また、ケーブル巻取装置70がカメラ5を用いて現ケーブル形状を推定する場合、ケーブル4には、目標となるマーカが複数個貼り付けられてもよい。この場合、現ケーブル形状推定部14は、カメラ5が撮像したマーカの位置に基づいて、現ケーブル形状を推定する。また、ケーブル4には、マーカの代わりにケーブル4とは色が異なるテープが貼り付けられてもよいし、特定の波長光を反射または吸収する塗料が塗られてもよい。この場合、現ケーブル形状推定部14は、カメラ5が撮像したテープまたは塗料に基づいて、現ケーブル形状を推定する。
Further, when the
(現形状推定例2)
「現形状推定例2」では、現ケーブル形状推定部14は、無人飛行体3の相対位置情報と、ケーブル情報の例であるケーブル長とに基づいて、現ケーブル形状を推定する。例えば、ケーブル4の重力以外の外乱が無いと仮定すると、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル4の両端位置およびケーブル長に基づいて、ケーブル形状を一意に導出できる。これは、ケーブル4にかかる力が重力のみの場合、ケーブル4は、無人飛行体3およびケーブル巻取装置70が含まれる平面上に載るからである。なお、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル4の重力以外の外乱を考慮する場合には、上述した「現形状推定例1」または後述する「現形状推定例5」によって現ケーブル形状を推定する。
(Current shape estimation example 2)
In "Current shape estimation example 2", the current cable
(現形状推定例3)
「現形状推定例3」では、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル情報の例である、ケーブル長およびケーブル4の根本(巻取機構7側の端部)における張力ベクトル(以下、根本張力ベクトルという場合がある)に基づいて、現ケーブル形状を推定する。この場合、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル4の重力以外の外乱が無いと仮定して、根本張力ベクトルと、ケーブル長とに基づいて現ケーブル形状を推定する。
(Current shape estimation example 3)
In "Current shape estimation example 3", the current cable
(現形状推定例4)
「現形状推定例4」では、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル情報の例である、ケーブル長、根本張力ベクトルの特定成分、およびケーブル4の排出方向に基づいて、現ケーブル形状を推定する。この場合、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル4の重力以外の外乱が無いと仮定して、ケーブル4の根本における張力(水平成分および垂直成分の何れか)と、ケーブル長と、ケーブル4の根本における排出方向とに基づいて、現ケーブル形状を推定する。
(Current shape estimation example 4)
In "Current shape estimation example 4", the current cable
(現形状推定例5)
「現形状推定例5」では、現ケーブル形状推定部14は、ケーブル情報の例である、ケーブル4の根本張力ベクトルと、ケーブル長と、相対位置情報とに基づいて、現ケーブル形状を推定する。この場合、現ケーブル形状推定部14は、計測された根本張力ベクトルと、ケーブル長および相対位置情報から想定される静条件(懸垂曲線)での根本張力ベクトルとの差分に基づいて、根本張力ベクトルの重力以外の成分を抽出する。これにより、現ケーブル形状推定部14は、根本張力ベクトルの重力以外の成分を考慮して現ケーブル形状を推定できるので、ある程度の3次元形状まで現ケーブル形状を推定することが可能となる。
(Current shape estimation example 5)
In "Current shape estimation example 5", the current cable
適切ケーブル形状導出部15は、無人飛行体3に働く負荷を抑制するための適切ケーブル形状を導出する。ここで、適切ケーブル形状導出部15による適切ケーブル形状の導出方法について説明する。
The appropriate cable shape derivation unit 15 derives an appropriate cable shape for suppressing the load acting on the unmanned
図5は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置が適切ケーブル形状を導出する処理を説明するための図である。適切ケーブル形状導出部15は、例えば、以下の「適切形状導出例1」および「適切形状導出例2」の何れかの方法によって適切ケーブル形状を導出する。図5では、「適切形状導出例1」によって適切ケーブル形状が導出される場合を示している。 FIG. 5 is a diagram for explaining a process in which the cable winding device according to the first embodiment derives an appropriate cable shape. The appropriate cable shape deriving unit 15 derives an appropriate cable shape by, for example, one of the following methods, "Example 1 of Deriving Appropriate Shape" and "Example 2 of Deriving Appropriate Shape". FIG. 5 shows a case where an appropriate cable shape is derived by "Example 1 of Deriving an Appropriate Shape".
(適切形状導出例1)
「適切形状導出例1」では、ケーブル巻取装置70は、無人飛行体3およびケーブル巻取装置70が特定の位置にある場合、ケーブル長によって無人飛行体3に働く負荷が変化するので、負荷を抑制(例えば、最小化)するようにケーブル長を制御する。
(Example 1 of appropriate shape derivation)
In "Example 1 of Deriving an Appropriate Shape," the
ケーブル巻取装置70では、制御部10の適切ケーブル形状導出部15が、ケーブル4の水平方向の排出方向を無人飛行体3に向けた場合の適切ケーブル形状を導出する。図5に示すように、ケーブル4が長くなりすぎると、ケーブル4の重さによって無人飛行体3に大きな負荷がかかる。一方、ケーブル4が短くなりすぎると、無人飛行体3がケーブル4に引っ張られて無人飛行体3に大きな負荷がかかる。図5では、ケーブル4が長くなる方向をD1で示し、ケーブル4が短くなる方向をD2で示している。
In the
ケーブル4の形状を2次元平面で記述できる場合、ケーブル巻取装置70は、ケーブル4の水平方向の排出方向を無人飛行体3に向けることで無人飛行体3への負荷を抑制したケーブル形状を実現することができる。すなわち、適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4が巻取機構7の排出位置で曲折しないように、ケーブル4の水平方向の排出方向を無人飛行体3の位置している方向に向けた適切ケーブル形状を導出する。
When the shape of the
また、適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4の仰ぎ方向を、ケーブル4が巻取機構7の排出位置で曲折しないように、目標のケーブル形状に沿わせるための適切ケーブル形状を導出する。すなわち、適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4の排出位置での仰ぎ方向における排出方向と、ケーブル4の排出位置での延設方向とを同じにするための適切ケーブル形状を導出する。
Further, the appropriate cable shape deriving unit 15 derives an appropriate cable shape for making the upward direction of the
図6は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置と無人飛行体とを接続するケーブルのケーブル長とケーブル張力との関係を説明するための図である。図6に示すグラフの横軸はケーブル長であり、縦軸は無人飛行体3に加わるケーブル4の張力(ケーブル張力)である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the cable length and cable tension of the cable connecting the cable winding device and the unmanned aerial vehicle according to the first embodiment. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6 is the cable length, and the vertical axis is the tension of the cable 4 (cable tension) applied to the unmanned
図6に示すように、ケーブル長が0から大きくなるに従って、無人飛行体3に加わるケーブル張力が小さくなる。さらに、ケーブル長が大きくなると、ケーブル長が特定値から大きくなるに従って、無人飛行体3に加わるケーブル張力が大きくなる。すなわち、ケーブル4は、ケーブル長が0から増えるに従ってケーブル張力は小さくなっていくが、あるケーブル長を境にケーブル4が延びるに従ってケーブル張力は大きくなっていく。このケーブル張力の下降から上昇への境目(変化点)のケーブル長が、ケーブル長の適切値である。すなわち、ケーブル張力のうち極小点となるケーブル張力の場合のケーブル長が、ケーブル長の適切値である。
As shown in FIG. 6, as the cable length increases from 0, the cable tension applied to the unmanned
このように、ケーブル長が小さすぎると、無人飛行体3は、ケーブル巻取装置70に引っ張られるので、ケーブル張力が大きくなる。一方、ケーブル長が大きすぎると、無人飛行体3は、ケーブル4の重さでケーブル張力が大きくなる。すなわち、ケーブル長の適切値からケーブル長が小さくなるに従って、水平方向のケーブル張力が増大することが原因で、無人飛行体3に加わるケーブル張力が増大する。一方、ケーブル長の適切値からケーブル長が大きくなるに従って、無人飛行体3が支持するケーブル4のケーブル長(支持ケーブル長)が大きくなることが原因で、ケーブル4の重量が大きくなり、無人飛行体3に加わるケーブル張力が増大する。「適切形状導出例1」では、適切ケーブル形状導出部15は、図6で説明したケーブル長の適切値を導出する。
As described above, if the cable length is too short, the unmanned
(適切形状導出例2)
「適切形状導出例2」では、無人飛行体3の位置によっては、途中のケーブル4が障害物50に接触し得る。このため、適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4が障害物50に接触しないような、ケーブル長およびケーブル4の排出方向を有した適切ケーブル形状を導出する。適切ケーブル形状導出部15は、例えば、カメラ5が撮像したケーブル4の形状(画像)に基づいて、ケーブル4と障害物50との接触を判定(診断)し、ケーブル4が障害物50に接触しないような、適切ケーブル形状を導出する。
(Example 2 of appropriate shape derivation)
In "Appropriate shape derivation example 2", depending on the position of the unmanned
適切ケーブル形状導出部15は、例えば、ケーブル4が複数箇所で湾曲している場合、ケーブル4が屈曲している場合などに、ケーブル4と障害物50とが接触したと判定する。また、適切ケーブル形状導出部15は、導出した現ケーブル形状と、カメラ5で撮像したケーブル4の形状とが異なる場合に、ケーブル4と障害物50とが接触したと判定してもよい。適切ケーブル形状導出部15は、「適切形状導出例1」で導出したケーブル長を修正した適切ケーブル形状を導出してもよいし、「適切形状導出例1」で導出したケーブル4の排出方向を修正した適切ケーブル形状を導出してもよい。なお、適切ケーブル形状導出部15は、実施の形態2で説明する上位システム20と同様の処理によってケーブル4と障害物50との接触を判定してもよい。
The appropriate cable shape deriving unit 15 determines that the
このように、実施の形態1では、適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4が障害物50に接触せず、無人飛行体3に働く負荷を最小にできる適切ケーブル形状を導出する。
In this manner, in the first embodiment, the appropriate cable shape deriving unit 15 derives an appropriate cable shape that allows the
図7は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置がケーブルと障害物との接触を回避する処理の第1例を説明するための図である。適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4が障害物50に接触したことを検出すると(st1)、ケーブル4を短くすることでケーブル4が障害物50に接触しないような適切ケーブル形状を導出する。
FIG. 7 is a diagram for explaining a first example of a process in which the cable winding device according to the first embodiment avoids contact between a cable and an obstacle. When the appropriate cable shape deriving unit 15 detects that the
ケーブル巻取装置70は、接触を回避する処理の第1例では、適切ケーブル形状に基づいてケーブル4を短くすることにより(st2)、ケーブル4が障害物50に接触することを回避する。
In the first example of contact avoidance processing, the
なお、適切ケーブル形状導出部15は、カメラ5が撮像した画像以外の情報に基づいて、ケーブル4と障害物50との接触を判定してもよい。例えば、適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4の周囲環境の表面形状を測定する周囲環境測定用センサが測定した障害物50などの表面形状を用いて、ケーブル4と障害物50との接触を判定する。具体的には、適切ケーブル形状導出部15は、相対位置算出部11が算出した相対位置情報と、ケーブル情報取得部12が取得したケーブル情報と、周囲環境測定用センサが測定した周囲環境の表面形状とに基づいて、ケーブル4と障害物50との接触を判定する。ここでのケーブル情報は、ケーブル長またはケーブル張力である。
Note that the appropriate cable shape deriving unit 15 may determine contact between the
適切ケーブル形状導出部15は、例えば、「現形状推定例2」と同様の方法によって現ケーブル形状を導出し、現ケーブル形状と、周囲環境の表面形状とに基づいて、ケーブル4と障害物50との接触を判定する。この場合において、適切ケーブル形状導出部15が比較に用いる現ケーブル形状は、現ケーブル形状推定部14によって推定されてもよい。適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4と障害物50とが接触していると判定した場合に、ケーブル4と障害物50との接触を回避した適切ケーブル形状を導出する。
The appropriate cable shape deriving unit 15 derives the current cable shape using the same method as in "Current shape estimation example 2", and based on the current cable shape and the surface shape of the surrounding environment, the appropriate cable shape derivation unit 15 calculates the
なお、適切ケーブル形状導出部15は、無人飛行体3と連携して接触を判定し、接触を回避してもよい。この場合、適切ケーブル形状導出部15は、無人飛行体3から直接データを受け付けてもよいし、上位システム20などを介してデータを受け付けてもよい。無人飛行体3は、種々のセンサを用いて、相対位置情報、ケーブル情報、および周囲環境の表面形状の少なくとも1つを検出し、制御部10に提供する。このように、実施の形態1では、障害物50との接触を回避するための選択肢が多数ある。
Note that the appropriate cable shape deriving unit 15 may cooperate with the unmanned
図8は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置がケーブルと障害物との接触を回避する処理の第2例を説明するための図である。適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4が障害物50に接触したことを検出すると(st3)、ケーブル4の向きを変えることでケーブル4が障害物50に接触しないような適切ケーブル形状を導出する。
FIG. 8 is a diagram for explaining a second example of a process in which the cable winding device according to the first embodiment avoids contact between a cable and an obstacle. When the appropriate cable shape deriving unit 15 detects that the
ケーブル巻取装置70は、接触を回避する処理の第2例では、適切ケーブル形状に基づいてケーブル4の向きを変えることにより(st4)、ケーブル4が障害物50に接触することを回避する。ケーブル巻取装置70は、ケーブル駆動部13を用いてケーブル4の排出方向を変える。
In the second example of contact avoidance processing, the
ケーブル4が障害物50に接触していない場合、無人飛行体3に適切なケーブル長の目標値は、図6で説明した適切値である。なお、ケーブル制御指令生成部16は、ケーブル4が障害物50に接触している場合には、接触を回避できる目標値を算出する。ケーブル制御指令生成部16は、接触を回避できるケーブル長のうち、最もケーブル張力が低くなるケーブル長を、ケーブル長の目標値として算出する。ケーブル制御指令生成部16は、算出した目標値に対応するケーブル制御指令を生成する。ここでのケーブル制御指令は、ケーブル駆動部13を制御するための指令である。
When the
ケーブル制御指令生成部16が生成するケーブル制御指令は、例えば、ケーブル4を障害物50から離れる方向に移動させるための指令、空間的に開けている領域がある場合には、この領域にケーブル4を移動させるための指令などである。ケーブル制御指令生成部16が生成するケーブル制御指令は、ケーブル4を送り出す指令、ケーブル4を巻き取る指令、ケーブル4の排出方向を変更する指令などが含まれている。
The cable control command generated by the cable control
なお、ケーブル制御指令生成部16は、ケーブル4が障害物50に接触していなかった時の位置まで戻すためのケーブル制御指令を生成してもよい。ケーブル駆動部13は、ケーブル制御指令に従ってケーブル4の送り出しまたは巻き取りを実行する。
Note that the cable control
図9は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置が有するケーブル駆動部の構成を示す断面図であり、図10は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置が有するケーブル駆動部の構成を示す上面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of a cable driving section included in the cable winding device according to the first embodiment, and FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of the cable driving section included in the cable winding device according to the first embodiment. FIG.
ケーブル駆動部13は、ベース31と、ケーブル巻取部32と、ポート部35と、ローラ34と、ケーブル排出部33とを備えている。また、ケーブル駆動部13には、巻取機構7(図9および図10では図示せず)が含まれている。
The
図9および図10では、ベース31の上面と平行な面内の2つの軸であって互いに直交する2つの軸をX軸およびY軸とする。また、X軸およびY軸に直交する軸をZ軸とする。例えば、XY平面が水平面であり、Z軸方向が鉛直方向に平行な方向である。図9では、ケーブル駆動部13をXZ平面に平行な面で切断した場合の断面図を示している。図10では、ケーブル巻取部32およびポート部35が、XY平面に平行な面内でベース31から回転している状態を示している。
In FIGS. 9 and 10, two axes in a plane parallel to the upper surface of the
ベース31は、トラック2の上部に固定される。ベース31の上面および底面はXY平面に平行な面を有しており、ベース31の底面がトラック2の上部に固定される。
The
ケーブル巻取部32は、ベース31の上面側に配置されている。ケーブル巻取部32とベース31とは、Z軸方向に平行な回転軸37を介して接続されている。ケーブル巻取部32は、モータ(図示せず)を用いてケーブル4の送り出しと、巻き取りとを行う。ケーブル巻取部32は、巻取ドラム38を備えており、この巻取ドラム38に巻かれているケーブル4を送り出すとともに、巻取ドラム38にケーブル4を巻き取る。ケーブル巻取部32は、回転軸37を回転の中心軸として水平面内(XY平面内)で0度から360度まで回転可能となっている。
The
ケーブル巻取部32の上部には、ケーブル4を外部に送り出す出口となる筒状のケーブル排出部33が配置されている。ケーブル排出部33の一方の端部(底側)と、ケーブル巻取部32の上面とは、XY平面に平行な回転軸36を介して接続されている。ケーブル排出部33は、ケーブル巻取部32が回転すると、ケーブル巻取部32とともにXY平面内で回転する。また、ケーブル排出部33は、回転軸36を回転の中心軸として仰ぎ方向に回転可能となっている。ケーブル排出部33は、例えば、0度から180度まで回転可能となっている。
A cylindrical
ケーブル巻取部32から送り出されたケーブル4は、ケーブル排出部33の中を通ってケーブル排出部33の上部に配置されたローラ34に送られ、ローラ34を介して外部に送り出される。また、ケーブル巻取部32によって巻き取られるケーブル4は、ローラ34を介してケーブル排出部33の中に送られ、ケーブル排出部33の中を通ってケーブル巻取部32に巻き取られる。
The
ポート部35は、無人飛行体3の離着陸が行われるポートである。ポート部35は、XY平面に平行な板状の部材を用いて構成されている。ポート部35は、ケーブル巻取部32に固定されており、ケーブル巻取部32とともにXY平面内で回転する。無人飛行体3は、ポート部35の上面から離陸し、ポート部35の上面に着陸する。
The
ポート部35には、スリット39が設けられており、ポート部35の上面および底面はコの字形状となっている。ケーブル駆動部13を上側から見た場合のケーブル巻取部32の長手方向(軸方向)と、スリット39の延設方向とは、同じ方向である。ケーブル巻取部32を上面側から見た場合に、ローラ34は、スリット39の領域内で回転する。すなわち、ケーブル排出部33が0度から180度まで何れの位置に回転しても、ローラ34が、ポート部35の上側から見える位置となるようにケーブル排出部33は配置されている。換言すると、スリット39は、ケーブル排出部33の軸方向がZ軸方向を向いた場合であっても、ケーブル排出部33に接触しない位置に配置されている。
A
制御部10は、ケーブル4の送り出しと、巻き取りとを制御するとともに、ケーブル巻取部32およびケーブル排出部33を回動制御する。制御部10のケーブル制御指令生成部16は、ケーブル排出部33と無人飛行体3とが水平方向に垂直な面内に収まるようにケーブル巻取部32およびケーブル排出部33を回転させるケーブル制御指令を生成する。ケーブル駆動部13は、このケーブル制御指令に従って、ケーブル排出部33および無人飛行体3を水平方向で回転させる。これにより、ケーブル巻取装置70は、ケーブル排出部33と無人飛行体3とを水平方向に垂直な面内に収めることができるので、無人飛行体3に働く負荷を抑制することが可能となる。
The
また、制御部10のケーブル制御指令生成部16は、ケーブル排出部33でケーブル4が曲折しないように、適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル4の排出方向を仰ぎ方向に回動制御するためのケーブル制御指令を生成する。ケーブル駆動部13は、このケーブル制御指令に従って、ケーブル排出部33を仰ぎ方向で回転させる。これにより、ケーブル4がケーブル排出部33で曲折しないので、ケーブル巻取装置70は、ケーブル4のケーブル長および排出方向を正確に制御することが可能となる。
The cable control
また、ケーブル4がケーブル排出部33で曲折しないので、ケーブル巻取装置70は、正確なケーブル長および正確なケーブル張力を取得することができる。これにより、ケーブル巻取装置70は、正確な現ケーブル形状の推定と、正確な適切ケーブル形状の導出とを実現できるので、ケーブル4のケーブル長および排出方向を正確に制御することが可能となる。
Furthermore, since the
なお、ケーブル駆動部13は、ケーブル巻取部32の水平方向での回転と、ケーブル排出部33の仰ぎ方向での回転との少なくとも一方を実行できる構成であればよい。すなわち、ケーブル駆動部13は、ケーブル4の排出方向を水平方向および仰ぎ方向の少なくとも一方に回転可能であればよい。
Note that the
ケーブル4は、ポート部35の中央領域から送り出される。無人飛行体3は、例えば、無人飛行体3の中心直下からケーブル4を伸ばす。ケーブル駆動部13は、ケーブル長が図6で示した適切値になるように、すなわちケーブル張力が最小値となるようにケーブル4を送り出す。
The
ケーブル駆動部13は、ケーブル巻取部32を高速で回転させることにより、動的にケーブル4を振り出してもよい。すなわち、ケーブル駆動部13は、ケーブル巻取部32を高速で回転させることにより、遠心力を用いてケーブル4を振り出してもよい。これにより、図8で示したケーブル4を大きく湾曲させることが可能となる。
The
なお、ケーブル駆動部13でのケーブル4の弛みを防止するために、ケーブル排出部33の上端側にも、ケーブル4の送り出しおよび巻き取りを行うためのモータが配置されてもよい。この場合、ケーブル排出部33のモータは、巻取ドラム38の回転と連携して制御される。すなわち、ケーブル巻取装置70は、ケーブル排出部33のモータに対して、巻取ドラム38の回転位置に応じた制御を実行する。これにより、ケーブル長検出センサによるケーブル長の検出精度が向上する。
Note that, in order to prevent the
つぎに、ケーブル巻取装置70が実行する処理の処理手順について説明する。図11は、実施の形態1にかかるケーブル巻取装置が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。ケーブル巻取装置70と無人飛行体3とがケーブル4で繋がれた後、無人飛行体3がポート部35から離陸し、ケーブル巻取装置70がケーブル4を送り出す。
Next, the processing procedure executed by the
ケーブル巻取装置70は、無人飛行体3の相対位置情報と、ケーブル情報とを取得する(ステップS1)。具体的には、相対位置算出部11が、無人飛行体3とケーブル巻取装置70との間の相対位置情報を算出し、ケーブル情報取得部12が、ケーブル張力、ケーブル長、ケーブル4の画像などのケーブル情報を取得する。
The
現ケーブル形状推定部14は、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、現ケーブル形状を推定する(ステップS2)。現ケーブル形状推定部14は、推定した現ケーブル形状をケーブル制御指令生成部16に送る。
The current cable
適切ケーブル形状導出部15は、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、無人飛行体3に働く負荷を抑制するための適切ケーブル形状を導出する(ブロックB1)。ブロックB1には、ステップS3~S6の処理が含まれている。
The appropriate cable shape deriving unit 15 derives an appropriate cable shape for suppressing the load acting on the unmanned
ここで、適切ケーブル形状を導出する際に実行されるブロックB1(ステップS3~S6)の処理について説明する。適切ケーブル形状導出部15は、適切なケーブル長(目標とするケーブル長)を仮設定する(ステップS3)。 Here, the processing of block B1 (steps S3 to S6) that is executed when deriving the appropriate cable shape will be explained. The appropriate cable shape deriving unit 15 temporarily sets an appropriate cable length (target cable length) (step S3).
適切ケーブル形状導出部15は、相対位置情報および仮設定したケーブル長に基づいてケーブル張力を推定する(ステップS4)。適切ケーブル形状導出部15は、推定したケーブル張力が最小となっているか否かを判定する(ステップS5)。すなわち、適切ケーブル形状導出部15は、推定したケーブル張力が図6で説明した適切値となっているか否かを判定する。 The appropriate cable shape deriving unit 15 estimates the cable tension based on the relative position information and the temporarily set cable length (step S4). The appropriate cable shape deriving unit 15 determines whether the estimated cable tension is the minimum (step S5). That is, the appropriate cable shape deriving unit 15 determines whether the estimated cable tension is the appropriate value explained with reference to FIG.
推定したケーブル張力が最小となっていない場合(ステップS5、No)、適切ケーブル形状導出部15は、ステップS3の処理に戻る。そして、適切ケーブル形状導出部15は、設定可能なケーブル長のうち仮設定されていない新たなケーブル長を、適切なケーブル長に仮設定する(ステップS3)。適切ケーブル形状導出部15は、相対位置情報および仮設定したケーブル長に基づいてケーブル張力を推定し(ステップS4)、推定したケーブル張力が最小となっているか否かを判定する(ステップS5)。 If the estimated cable tension is not the minimum (step S5, No), the appropriate cable shape deriving unit 15 returns to the process of step S3. Then, the appropriate cable shape deriving unit 15 temporarily sets a new cable length that has not been temporarily set among the settable cable lengths to an appropriate cable length (step S3). The appropriate cable shape deriving unit 15 estimates cable tension based on the relative position information and the provisionally set cable length (step S4), and determines whether the estimated cable tension is the minimum (step S5).
適切ケーブル形状導出部15は、推定したケーブル張力が最小となるまで、ステップS3~S5の処理を繰り返す。推定したケーブル張力が最小となった場合(ステップS5、Yes)、適切ケーブル形状導出部15は、適切ケーブル形状を決定する(ステップS6)。すなわち、適切ケーブル形状導出部15は、推定したケーブル張力が最小となったケーブル形状を適切ケーブル形状に決定する。 The appropriate cable shape deriving unit 15 repeats the processing of steps S3 to S5 until the estimated cable tension becomes the minimum. If the estimated cable tension is the minimum (step S5, Yes), the appropriate cable shape deriving unit 15 determines an appropriate cable shape (step S6). That is, the appropriate cable shape deriving unit 15 determines the cable shape with the minimum estimated cable tension as the appropriate cable shape.
適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル張力が最小となる場合の適切ケーブル形状ではケーブル4が障害物50に衝突する場合、ケーブル4が障害物50に衝突しない範囲でケーブル張力が最小となる適切ケーブル形状を導出する。
The appropriate cable shape deriving unit 15 selects an appropriate cable in which the cable tension is minimized within a range where the
なお、ステップS2の処理と、ブロックB1の処理とは何れが先に実行されてもよい。適切ケーブル形状導出部15は、決定した適切ケーブル形状をケーブル制御指令生成部16に送る。
Note that either the process of step S2 or the process of block B1 may be executed first. The appropriate cable shape deriving section 15 sends the determined appropriate cable shape to the cable control
ケーブル制御指令生成部16は、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル長および排出方向を無人飛行体3に適切なケーブル長および排出方向とするためのケーブル制御指令を生成する(ステップS7)。ケーブル制御指令生成部16は、生成したケーブル制御指令を用いて、ケーブル駆動部13を制御し、これによりケーブル4を制御する(ステップS8)。
The cable control
このように、ケーブル巻取装置70は、ケーブル形状を推定し、ケーブル形状に基づいて、ケーブル4と障害物50との接触を判定するので正確に接触を判定することが可能となる。また、ケーブル巻取装置70は、推定したケーブル形状に基づいて、ケーブル形状をケーブル4の根元を起点に能動的に制御するので、ケーブル4と障害物50との接触を回避しやすくなる。また、ケーブル巻取装置70は、ケーブル張力が最小となる場合の適切ケーブル形状を導出するので、無人飛行体3への負荷を抑制できる。
In this way, the
また、ケーブル巻取装置70は、ケーブル長とともに、ケーブル4の排出方向も制御するので、ケーブル4と障害物50との接触の回避の幅を広げることが可能となる。例えば、ケーブル巻取装置70は、点検などの際に無人飛行体3の位置を固定したい場合であっても、ケーブル4の排出方向を制御できるので、ケーブル4と障害物50との接触を回避することが可能となる。
Furthermore, since the
このように、実施の形態1では、ケーブル巻取装置70が、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、現ケーブル形状を推定するとともに、適切ケーブル形状を導出している。そして、ケーブル巻取装置70が、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル4と障害物50との接触を診断している。さらに、ケーブル4と障害物50とが接触している場合には、ケーブル巻取装置70が、ケーブル4が適切ケーブル形状となるように、ケーブル4の長さを制御するためのケーブル制御指令を生成し、ケーブル制御指令に従ってケーブル4の送り出しと巻き取りとを行っている。これにより、ケーブル巻取装置70は、ケーブル4と障害物50との接触を回避することが可能となる。
In this way, in the first embodiment, the
実施の形態2.
つぎに、図12から図15を用いて実施の形態2について説明する。実施の形態2では、ケーブル巻取装置70が上位システム20に接続され、上位システム20からの指令に従ってケーブル制御指令を生成する。
Next,
図12は、実施の形態2にかかる巻取システムが備えるケーブル巻取装置の構成の一例を示す図である。図12の各構成要素のうち図3に示す実施の形態1のケーブル巻取装置70と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the configuration of a cable winding device included in the winding system according to the second embodiment. Among the components in FIG. 12, components that achieve the same functions as the
実施の形態2のケーブル巻取装置70Xは、上位システム20に接続されている。ケーブル巻取装置70Xと上位システム20とは、無線通信によって接続されてもよいし、有線通信によって接続されてもよい。上位システム20は、ケーブル巻取装置70Xを管制するコンピュータである。
The
上位システム20は、ケーブル巻取装置70Xからケーブル4の種々のデータを取得し、取得したデータに基づいてケーブル巻取装置70Xがケーブル4を制御するための制御指示を生成する。上位システム20が、ケーブル巻取装置70Xから取得するケーブル4のデータには、例えば、相対位置情報、ケーブル情報、現ケーブル形状、および適切ケーブル形状の少なくとも1つが含まれている。
The
上位システム20は、例えば、ケーブル4の振動(以下、ケーブル振動という場合がある)を抑制するための制御指示、ケーブル4または無人飛行体3が障害物50に接触することを回避するための制御指示、ケーブル4に想定外の接触が発生した場合の緊急墜落を回避するための制御指示などを生成する。上位システム20は、生成した制御指示をケーブル巻取装置70Xに送る。
The
なお、上位システム20は、無線通信によって無人飛行体3に接続されてもよい。この場合、上位システム20は、無人飛行体3から種々のデータを取得し、取得したデータを用いて、制御指示を生成してもよい。無人飛行体3は、種々のセンサを用いて、相対位置情報、ケーブル情報、および周囲環境の表面形状の少なくとも1つのデータを検出し、上位システム20に提供する。上位システム20は、無人飛行体3から直接データを受け付けてもよいし、ケーブル巻取装置70などを介して受け付けてもよい。
Note that the
すなわち、上位システム20は、無人飛行体3から受信したデータを用いてケーブル振動を抑制するための制御指示を生成してもよい。また、上位システム20は、無人飛行体3から受信したデータを用いてケーブル4または無人飛行体3と障害物50との接触を回避するための制御指示を生成してもよい。また、上位システム20は、無人飛行体3から受信したデータを用いて、無人飛行体3の緊急墜落を回避するための制御指示を生成してもよい。なお、上位システム20は、無人飛行体3を制御してもよい。
That is, the
ケーブル巻取装置70Xは、ケーブル巻取装置70と比較して、制御部10の代わりに制御部10Xを備えている。制御部10Xは、ケーブル適切化部21と、補助指令生成部22と、ケーブル制御指令生成部16とを備えている。ケーブル適切化部21は、現ケーブル形状推定部14の機能と、適切ケーブル形状導出部15の機能とを有している。したがって、ケーブル適切化部21は、相対位置情報およびケーブル情報に基づいて、現ケーブル形状および適切ケーブル形状を推定する。ケーブル適切化部21は、推定した現ケーブル形状および適切ケーブル形状をケーブル制御指令生成部16に送る。
Compared to the
補助指令生成部22は、上位システム20から送られてくる制御指示に従って、ケーブル4のケーブル長および排出方向を制御するための補助指令を生成する。補助指令生成部22は、生成した補助指令をケーブル制御指令生成部16に送る。
The auxiliary command generation unit 22 generates auxiliary commands for controlling the cable length and discharge direction of the
ケーブル制御指令生成部16は、ケーブル適切化部21から受け付けた現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、実施の形態1と同様にケーブル制御指令を生成する。また、実施の形態2のケーブル制御指令生成部16は、補助指令生成部22から補助指令を受け付けた場合には、補助指令に従ってケーブル制御指令を生成する。
The cable control
なお、上位システム20は、ユーザによって操作されてもよい。この場合、上位システム20は、ユーザからの指示に従ってケーブル巻取装置70を制御するコントローラである。コントローラとしての上位システム20は、例えば、ユーザ操作に対応する制御指示を生成してケーブル巻取装置70に送る。
Note that the
ここで、上位システム20から送られてくる制御指令に従ってケーブル巻取装置70が実行する処理について説明する。図13は、実施の形態2にかかるケーブル巻取装置がケーブル振動を抑制する処理を説明するための図である。
Here, the processing executed by the
巻取システム1では、無人飛行体3がケーブル4に接続された状態で空中を移動する。この場合において、図13の状態X3に示すように、ケーブル4が振動する場合がある。例えば、風が発生した場合、ケーブル巻取装置70Xが移動した場合、また、無人飛行体3が移動した場合に、ケーブル4が振動する。
In the winding
巻取システム1では、ケーブル4がケーブル巻取装置70Xに剛に固定されているので、ケーブル振動がケーブル巻取装置70Xで反射し、無人飛行体3に伝わる場合がある。この場合、ケーブル振動が無人飛行体3を揺らしてしまう原因になりうる。
In the winding
上位システム20は、相対位置情報および現ケーブル形状に基づいて、ケーブル振動を予測し、ケーブル振動を緩和することができる制御指示をケーブル巻取装置70Xに送る。上位システム20は、例えば、ケーブル4の排出方向の動きを制御するための制御指示を生成してケーブル巻取装置70Xに送る。
The
これにより、補助指令生成部22は、上位システム20から送られてきた制御指示に基づいて、ケーブル4の排出方向の動きを制御するための補助指令を生成する。補助指令生成部22は、生成した補助指令をケーブル制御指令生成部16に送る。
Thereby, the auxiliary command generation unit 22 generates an auxiliary command for controlling the movement of the
ケーブル制御指令生成部16は、補助指令に従ってケーブル駆動部13を駆動し、これによりケーブル4の排出方向が制御される。この結果、巻取システム1は、図13の状態X4に示すように、ケーブル振動がケーブル巻取装置70Xで反射することを抑制でき、ケーブル4の振動を早期に収束させることが可能となる。
The cable control
図14は、実施の形態2にかかるケーブル巻取装置が、ケーブルが障害物に接触することを回避するための処理を説明するための図である。巻取システム1では、無人飛行体3がケーブル4に接続された状態で空中を移動する。この場合において、図14の状態X5に示すように、無人飛行体3の動きだけでは障害物50への接触が回避できない場合がある。
FIG. 14 is a diagram for explaining a process performed by the cable winding device according to the second embodiment to avoid the cable from coming into contact with an obstacle. In the winding
上位システム20は、例えば、無人飛行体3の最高速度、無人飛行体3の最高加速度、無人飛行体3の現在の速度、無人飛行体3の飛行方向、無人飛行体3と障害物50との間の距離、相対位置情報、ケーブル情報などに基づいて、無人飛行体3の動きだけでケーブル4または無人飛行体3と障害物50との接触を回避できるか否かを判定する。
The
上位システム20は、無人飛行体3の動きだけでは障害物50への接触が回避できないと判定した場合、接触を回避するための制御指示をケーブル巻取装置70Xに送る。この制御指示は、ケーブル4のケーブル長および排出方向の少なくとも一方を制御するための指示である。上位システム20がケーブル巻取装置70Xに送る制御指示は、例えば、ケーブル4を高速で巻き取ることで無人飛行体3をケーブル巻取装置70X側に強制的に移動させる制御指示、ケーブル4の排出方向を高速に回転させて無人飛行体3を強制的に移動させる制御指示などである。
If the
これにより、補助指令生成部22は、上位システム20から送られてきた制御指示に基づいて、ケーブル4のケーブル長および排出方向の少なくとも一方を制御するための補助指令を生成する。補助指令生成部22は、生成した補助指令をケーブル制御指令生成部16に送る。
Thereby, the auxiliary command generation unit 22 generates an auxiliary command for controlling at least one of the cable length and the discharge direction of the
ケーブル制御指令生成部16は、補助指令に従ってケーブル駆動部13を駆動し、これによりケーブル4のケーブル長および排出方向の少なくとも一方が制御される。この結果、巻取システム1は、図14の状態X6に示すように、ケーブル4および無人飛行体3が障害物50に接触することを回避させることが可能となる。
The cable control
図15は、実施の形態2にかかるケーブル巻取装置が、ケーブルに想定外の接触が発生した場合の緊急墜落を回避するための処理を説明するための図である。巻取システム1では、無人飛行体3がケーブル4に接続された状態で空中を移動する。この場合において、図15の状態X7に示すように、ケーブル4と障害物50との想定外の接触が発生する場合がある。例えば、ケーブル巻取装置70Xによる障害物50の観測漏れが発生すると(st5)、ケーブル4と障害物50との想定外の接触が発生する場合がある(st6)。ケーブル4と障害物50との想定外の接触が発生すると、無人飛行体3には、想定外の力またはモーメントが発生する。
FIG. 15 is a diagram for explaining a process performed by the cable winding device according to the second embodiment to avoid an emergency fall when unexpected contact occurs with the cable. In the winding
上位システム20は、ケーブル情報、またはケーブル情報を用いて算出された情報に基づいて、ケーブル4が障害物50に接触したか否かを判定する。
The
上位システム20は、例えば、ケーブル4の画像または現ケーブル形状に基づいて、ケーブル4が障害物50に接触したか否かを判定する。上位システム20は、例えば、ケーブル4が複数箇所で湾曲している場合、ケーブル4が屈曲している場合などに、ケーブル4と障害物50とが接触したと判定する。
The
また、上位システム20は、ケーブル4の画像または現ケーブル形状と、周囲環境測定用センサが測定した障害物50などの表面形状に基づいて、ケーブル4が障害物50に接触したか否かを判定してもよい。
Further, the
また、上位システム20は、相対位置情報およびケーブル情報(ケーブル長またはケーブル張力)に基づいて現ケーブル形状を推定し、推定した現ケーブル形状およびケーブル4の画像に基づいて、ケーブル4が障害物50に接触したか否かを判定してもよい。この場合、上位システム20は、例えば、推定したケーブル形状と、ケーブル4の画像が抽出したケーブル形状とが異なる場合に、ケーブル4と障害物50とが接触したと判定する。
The
また、上位システム20は、張力検出センサによって検出されたケーブル張力に基づいて、ケーブル4が障害物50に接触したか否かを判定してもよい。また、上位システム20は、相対位置情報およびケーブル長に基づいて、ケーブル張力を推定し、この推定したケーブル張力に基づいて、ケーブル4が障害物50に接触したか否かを判定してもよい。上位システム20は、例えば、ケーブル張力が閾値よりも大きくなった場合、ケーブル張力が急激に変化した場合(ケーブル張力変化率が基準値よりも大きくなった場合)などにケーブル4と障害物50とが接触したと判定する。
Further, the
また、上位システム20は、相対位置情報およびケーブル長に基づいて、ケーブル張力を推定し、この推定したケーブル張力と、張力検出センサによって検出されたケーブル張力との差が閾値よりも大きい場合にケーブル4と障害物50とが接触したと判定してもよい。
In addition, the
また、上位システム20は、相対位置情報およびケーブル情報(ケーブル張力またはケーブル4の画像)に基づいて、ケーブル長を推定し、この推定したケーブル長と、ケーブル長検出センサによって検出されたケーブル長との差が閾値よりも大きい場合にケーブル4と障害物50とが接触したと判定してもよい。
The
また、上位システム20は、上述した接触の判定方法を組み合わせて、ケーブル4と障害物50とが接触したか否かを判定してもよい。
Further, the
上位システム20は、ケーブル4と障害物50とが接触したと判定した場合、無人飛行体3の緊急墜落を回避するための制御指示をケーブル巻取装置70Xに送る。上位システム20は、例えば、ケーブル4と障害物50との接触位置におけるケーブル4を、接触位置から離れる方向に移動させるための制御指示を生成してケーブル巻取装置70Xに送る。この場合、上位システム20は、ケーブル4を急速に送り出す、またはケーブル4を急速に巻き取るための制御指示を生成してケーブル巻取装置70Xに送る。また、上位システム20は、ケーブル4の排出方向を変更するための制御指示を生成してケーブル巻取装置70Xに送ってもよい。
When the
これにより、補助指令生成部22は、上位システム20から送られてきた制御指示に基づいて、制御指示に対応する補助指令を生成する。補助指令生成部22は、生成した補助指令をケーブル制御指令生成部16に送る。
Thereby, the auxiliary command generation unit 22 generates an auxiliary command corresponding to the control command based on the control command sent from the
ケーブル制御指令生成部16は、補助指令に従ってケーブル駆動部13を駆動し、これによりケーブル4のケーブル長および排出方向の少なくとも一方が制御される。この結果、巻取システム1は、図15の状態X8に示すように、ケーブル4と障害物50とが接触して無人飛行体3が緊急墜落することを回避(st7)することが可能となる。
The cable control
なお、ケーブル巻取装置70Xが、上位システム20が実行する処理を実行してもよい。この場合、上位システム20がケーブル巻取装置70Xから取得する種々のデータは、補助指令生成部22に入力される。補助指令生成部22へは、例えば、相対位置情報、ケーブル情報、現ケーブル形状、および適切ケーブル形状の少なくとも1つが入力される。
Note that the
補助指令生成部22は、ケーブル巻取装置70Xが生成した制御指示と同様の情報を算出する。すなわち、補助指令生成部22は、ケーブル振動を抑制するための制御指示に対応する情報、ケーブル4または無人飛行体3が障害物50に接触することを回避するための制御指示に対応する情報、ケーブル4に想定外の接触が発生した場合の緊急墜落を回避するための制御指示に対応する情報などを算出する。そして、補助指令生成部22は、算出した情報に従って、ケーブル4のケーブル長および排出方向を制御するための補助指令を生成する。すなわち、補助指令生成部22は、相対位置情報、ケーブル情報、現ケーブル形状、および適切ケーブル形状の少なくとも1つに基づいて、補助指令を生成する。
The auxiliary command generating unit 22 calculates information similar to the control command generated by the
このように実施の形態2によれば、上位システム20が、制御指示を生成し、ケーブル巻取装置70が制御指示を用いてケーブル4のケーブル長または排出方向を制御するので、ケーブル巻取装置70は、簡易な構成で複雑な制御を実行することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the
ケーブル巻取装置70は、ケーブル振動を抑制するための制御指示を用いてケーブル4のケーブル長または排出方向を制御するので、ケーブル振動を抑制することが可能となる。
Since the
また、ケーブル巻取装置70は、ケーブル4または無人飛行体3が障害物50に接触することを回避するための制御指示を用いてケーブル4のケーブル長または排出方向を制御するので、ケーブル4および無人飛行体3が障害物50に接触することを回避することが可能となる。
In addition, the
また、ケーブル巻取装置70は、ケーブル4に想定外の接触が発生した場合の緊急墜落を回避するための制御指示を用いてケーブル4のケーブル長または排出方向を制御するので、ケーブル4に想定外の接触が発生した場合の緊急墜落を回避することが可能となる。
In addition, the
実施の形態3.
つぎに、図16および図17を用いて実施の形態3について説明する。実施の形態3では、制御部10が、複数のケーブル巻取装置を制御する。
Next,
図16は、実施の形態3にかかる巻取システムの構成の一例を示す図である。図16の各構成要素のうち図3に示す実施の形態1のケーブル巻取装置70と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of a winding system according to the third embodiment. Among the components in FIG. 16, the components that achieve the same functions as the
実施の形態3の巻取システム1は、複数のケーブル巻取装置と、複数の無人飛行体と、複数のケーブル4と、制御部10とを備えている。以下では、実施の形態3の巻取システム1が、ケーブル巻取装置70A~70Cと無人飛行体3A~3Cとを備えている場合について説明する。
The winding
実施の形態3の巻取システム1では、ケーブル巻取装置と無人飛行体とが1本のケーブル4で接続されている。すなわち、ケーブル巻取装置70Aと無人飛行体3Aとが1本のケーブル4で接続され、ケーブル巻取装置70Bと無人飛行体3Bとが1本のケーブル4で接続され、ケーブル巻取装置70Cと無人飛行体3Cとが1本のケーブル4で接続されている。
In the winding
ケーブル巻取装置70A~70Cは、ケーブル巻取装置70と同様に、相対位置算出部11と、ケーブル情報取得部12と、ケーブル駆動部13とを有している。ケーブル巻取装置70A~70Cは、ケーブル巻取装置70と異なり、制御部10を有していない。
Like the
制御部10は、ケーブル巻取装置70A~70Cに接続されている。制御部10は、ケーブル巻取装置70A~70Cのそれぞれから相対位置情報およびケーブル情報を受け付け、ケーブル巻取装置70A~70Cのそれぞれを制御する。
The
実施の形態3の巻取システム1には、張力検出センサ、ケーブル長検出センサ、およびカメラ5が、ケーブル巻取装置70A~70C毎に配置されてもよいし、ケーブル巻取装置70A~70Cの全体に対して、1つの張力検出センサ、1つのケーブル長検出センサ、および1つのカメラ5が配置されてもよい。なお、制御部10は、ケーブル巻取装置70A~70Cの何れかの内部に配置されてもよい。
In the winding
図17は、実施の形態3にかかるケーブル巻取装置がケーブルと障害物との接触を回避する処理の処理例を説明するための図である。実施の形態3の制御部10は、実施の形態1と同様の制御を実行するとともに、ケーブル4同士が絡まらないように、各ケーブル4のケーブル長および排出方向を制御する。具体的には、制御部10では、現ケーブル形状推定部14が、各ケーブル4の現ケーブル形状を推定し、推定した現ケーブル形状を適切ケーブル形状導出部15に送る。適切ケーブル形状導出部15は、ケーブル4のそれぞれの現ケーブル形状に基づいて、ケーブル4同士が接触せずに、無人飛行体3A~3Cが所望の位置に移動できる適切ケーブル形状を導出する。
FIG. 17 is a diagram for explaining an example of a process in which the cable winding device according to the third embodiment avoids contact between a cable and an obstacle. The
適切ケーブル形状導出部15は、無人飛行体3Aに対する適切ケーブル形状をケーブル巻取装置70Aに送り、無人飛行体3Bに対する適切ケーブル形状をケーブル巻取装置70Bに送り、無人飛行体3Cに対する適切ケーブル形状をケーブル巻取装置70Cに送る。
The appropriate cable shape deriving unit 15 sends the appropriate cable shape for the unmanned
なお、適切ケーブル形状導出部15は、各ケーブル4のケーブル長、無人飛行体3A~3Cの相対位置情報などに基づいて、ケーブル4同士が接触せずに、無人飛行体3A~3Cが所望の位置に移動できる適切ケーブル形状を導出してもよい。
Note that the appropriate cable shape deriving unit 15 determines whether the unmanned
ケーブル制御指令生成部16は、現ケーブル形状および適切ケーブル形状に基づいて、ケーブル制御指令を生成する。すなわち、ケーブル制御指令生成部16は、ケーブル4同士が接触しないようにケーブル長および排出方向を調整するためのケーブル制御指令を生成する。そして、ケーブル駆動部13は、ケーブル制御指令に従って、ケーブル長および排出方向を調整する。これにより、実施の形態3の巻取システム1は、ケーブル4同士の接触を防止しつつ、障害物50とケーブル4との接触を回避することができる。なお、実施の形態3の巻取システム1は、上位システム20を備えていてもよい。また、実施の形態3の巻取システム1は、制御部10の代わりに制御部10Xを備えていてもよい。
The cable control
このように実施の形態3によれば、制御部10が、ケーブル4のそれぞれの現ケーブル形状に基づいて、ケーブル4同士が接触せずに、無人飛行体3が所望の位置に移動できる適切ケーブル形状を導出するので、ケーブル4と障害物50との接触を回避しつつ、ケーブル4同士の接触を回避することが可能となる。これにより、実施の形態3の巻取システム1は、ケーブル4同士の接触を回避しつつ、複数の無人飛行体3によって検査などの処理を実行できる。
As described above, according to the third embodiment, the
ここで、制御部10,10Xのハードウェア構成について説明する。なお、制御部10,10Xは、同様のハードウェア構成を有しているので、ここでは制御部10のハードウェア構成について説明する。制御部10は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Here, the hardware configuration of the
図18は、実施の形態1から3にかかるケーブル巻取装置の制御部が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図である。図18に示す処理回路90は、プロセッサ91およびメモリ92を備える。処理回路90がプロセッサ91およびメモリ92で構成される場合、処理回路90の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは制御プログラムとして記述され、メモリ92に格納される。処理回路90では、メモリ92に記憶された制御プログラムをプロセッサ91が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路90は、制御部10の処理が結果的に実行されることになる制御プログラムを格納するためのメモリ92を備える。この制御プログラムは、処理回路90により実現される各機能を制御部10に実行させるためのプログラムであるともいえる。この制御プログラムは、制御プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of a processing circuit in the case where the processing circuit included in the control unit of the cable winding device according to
上記制御プログラムは、現ケーブル形状推定部14、適切ケーブル形状導出部15、およびケーブル制御指令生成部16を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。
The above control program has a module configuration including a current cable
ここで、プロセッサ91は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などである。また、メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
Here, the processor 91 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The
図19は、実施の形態1から3にかかるケーブル巻取装置の制御部が備える処理回路を専用のハードウェアで実現する場合の処理回路の例を示す図である。図19に示す処理回路93は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路93については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路93は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a processing circuit in a case where the processing circuit included in the control unit of the cable winding device according to
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Hereinafter, various aspects of the present disclosure will be collectively described as supplementary notes.
(付記1)
ケーブルを介して無人飛行体に接続されるとともに前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル駆動部と、
前記ケーブル駆動部を制御する制御部と、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定部と、
前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出部と、
前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブルの長さを制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部と、
を有し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行う、
ことを特徴とするケーブル巻取装置。
(付記2)
ケーブルを介して無人飛行体に接続されるとともに前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル駆動部と、
前記ケーブル駆動部を制御する制御部と、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部と、
を備え、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブルの排出方向を水平方向および仰ぎ方向の少なくとも一方に回転させ、
前記制御部は、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避するよう、前記ケーブルの排出方向を前記水平方向および前記仰ぎ方向の少なくとも一方向に回転させるためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部を有し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの排出方向を前記水平方向および前記仰ぎ方向の少なくとも一方向に回転させる、
ことを特徴とするケーブル巻取装置。
(付記3)
前記ケーブル情報は、前記ケーブルの長さであるケーブル長、前記ケーブルの張力であるケーブル張力、および前記ケーブルの画像の少なくとも1つを含んでいる、
ことを特徴とする付記1または2に記載のケーブル巻取装置。
(付記4)
前記制御部は、前記ケーブル情報、または前記ケーブル情報を用いて算出された情報に基づいて、前記ケーブルと前記障害物との接触を判定し、前記ケーブルと前記障害物とが接触したと判定した場合に、前記ケーブルと前記障害物との接触を回避するよう前記ケーブル制御指令を生成する、
ことを特徴とする付記1から3の何れか1つに記載のケーブル巻取装置。
(付記5)
前記制御部は、前記相対位置情報を用いて前記ケーブルと前記障害物との接触を判定する、
ことを特徴とする付記4に記載のケーブル巻取装置。
(付記6)
前記制御部は、前記ケーブルの周囲環境の表面形状を用いて前記ケーブルと前記障害物との接触を判定する、
ことを特徴とする付記4または5に記載のケーブル巻取装置。
(付記7)
前記ケーブル駆動部は、
前記ケーブルを外部に送り出す筒状のケーブル排出部を有し、
前記ケーブル制御指令生成部は、
前記ケーブル排出部と前記無人飛行体とが水平方向に垂直な面内に収まるように前記ケーブル制御指令を生成する、
ことを特徴とする付記2に記載のケーブル巻取装置。
(付記8)
前記ケーブル制御指令生成部は、前記ケーブル排出部で前記ケーブルが曲折しないように、前記ケーブルの排出方向を前記仰ぎ方向に回動制御するためのケーブル制御指令を生成し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの排出方向を前記仰ぎ方向に回転させる、
ことを特徴とする付記7に記載のケーブル巻取装置。
(付記9)
前記適切ケーブル形状導出部は、前記ケーブルの張力であるケーブル張力が最小となる前記適切ケーブル形状を導出する、
ことを特徴とする付記1に記載のケーブル巻取装置。
(付記10)
前記制御部は、前記ケーブルの張力であるケーブル張力が最小となる前記ケーブル制御指令を生成する、
ことを特徴とする付記2,7,8の何れか1つに記載のケーブル巻取装置。
(付記11)
前記ケーブル駆動部は複数であり、
前記制御部は、前記ケーブル駆動部のそれぞれに前記ケーブル制御指令を送信する、
ことを特徴とする付記1から10の何れか1つに記載のケーブル巻取装置。
(付記12)
無人飛行体に接続されたケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル巻取装置と、
前記ケーブル巻取装置から前記ケーブルのデータを取得するとともに、前記ケーブルを制御するための制御指示を、前記ケーブルのデータに基づいて生成し前記ケーブル巻取装置に送信する上位システムと、
を有し、
前記ケーブル巻取装置は、
前記ケーブルを介して前記無人飛行体に接続されるとともに前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル駆動部と、
前記ケーブル駆動部を制御する制御部と、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定部と、
前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出部と、
前記制御指示に従って前記ケーブルの長さであるケーブル長を制御するための補助指令を生成する補助指令生成部と、
前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブル長を制御するためのケーブル制御指令を生成するとともに、前記補助指令を受け付けた場合には前記補助指令に従って前記ケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部と、
を有し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行う、
ことを特徴とするケーブル巻取システム。
(付記13)
前記ケーブルのデータには、前記相対位置情報、前記ケーブル情報、前記現ケーブル形状、および前記適切ケーブル形状の少なくとも1つが含まれている、
ことを特徴とする付記12に記載のケーブル巻取システム。
(付記14)
前記ケーブル巻取装置は、地上を移動可能な移動体に搭載されている、
ことを特徴とする付記12または13に記載のケーブル巻取システム。
(付記15)
前記ケーブル巻取装置は、前記ケーブル長および前記ケーブルの排出方向の少なくとも一方を制御することで、前記無人飛行体の位置を強制的に移動させる、
ことを特徴とする付記12から14の何れか1つに記載のケーブル巻取システム。
(付記16)
ケーブルを介して無人飛行体に接続されるケーブル巻取装置が、前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル駆動ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを制御する制御ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、
前記ケーブル巻取装置が、前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブルの長さであるケーブル長を制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成ステップと、
を有し、
前記ケーブル駆動ステップでは、前記ケーブル巻取装置が、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行う、
ことを特徴とするケーブル巻取方法。
(付記17)
無人飛行体に接続されたケーブルの送り出しと巻き取りとを制御する制御ステップと、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出ステップと、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップは、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定ステップと、
前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出ステップと、
前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブルの長さであるケーブル長を制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを制御する、
ことを特徴とするケーブル巻取プログラム。
(Additional note 1)
a cable drive unit that is connected to the unmanned aerial vehicle via a cable and that sends out and winds up the cable;
a control unit that controls the cable drive unit;
a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable;
Equipped with
The control unit includes:
a current cable shape estimation unit that estimates a current cable shape that is a current cable shape based on the relative position information and the cable information;
Based on the relative position information and the cable shape, a contact between the cable and an obstacle is diagnosed and an appropriate cable shape is derived that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and the obstacle. Appropriate cable shape lead-out part,
a cable control command generation unit that generates a cable control command for controlling the length of the cable so that the cable has the appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape;
has
The cable drive section sends out and winds up the cable according to the cable control command.
A cable winding device characterized by:
(Additional note 2)
a cable drive unit that is connected to the unmanned aerial vehicle via a cable and that sends out and winds up the cable;
a control unit that controls the cable drive unit;
a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable;
Equipped with
The cable drive unit rotates a discharge direction of the cable in at least one of a horizontal direction and an upward direction,
The control unit includes:
Based on the relative position information and the cable information, the cable discharge direction is set in the horizontal direction and in the upward direction so as to diagnose contact between the cable and an obstacle and avoid contact between the cable and the obstacle. a cable control command generation unit that generates a cable control command for rotating the cable in at least one direction;
The cable drive unit rotates the cable discharge direction in at least one of the horizontal direction and the upward direction in accordance with the cable control command.
A cable winding device characterized by:
(Additional note 3)
The cable information includes at least one of a cable length that is the length of the cable, a cable tension that is the tension of the cable, and an image of the cable.
The cable winding device according to
(Additional note 4)
The control unit determines contact between the cable and the obstacle based on the cable information or information calculated using the cable information, and determines that the cable and the obstacle have contacted. generating the cable control command to avoid contact between the cable and the obstacle if
The cable winding device according to any one of
(Appendix 5)
The control unit determines contact between the cable and the obstacle using the relative position information.
The cable winding device according to
(Appendix 6)
The control unit determines contact between the cable and the obstacle using a surface shape of an environment surrounding the cable.
The cable winding device according to
(Appendix 7)
The cable drive section includes:
It has a cylindrical cable discharge part that sends out the cable to the outside,
The cable control command generation unit includes:
Generating the cable control command so that the cable discharge part and the unmanned aerial vehicle fall within a plane perpendicular to the horizontal direction;
The cable winding device according to
(Appendix 8)
The cable control command generation unit generates a cable control command for rotationally controlling the discharge direction of the cable in the upward direction so that the cable does not bend at the cable discharge unit,
The cable drive unit rotates the cable discharge direction in the upward direction according to the cable control command.
The cable winding device according to
(Appendix 9)
The appropriate cable shape deriving unit derives the appropriate cable shape in which the cable tension, which is the tension of the cable, is minimized.
The cable winding device according to
(Appendix 10)
The control unit generates the cable control command that minimizes the cable tension that is the tension of the cable.
The cable winding device according to any one of
(Appendix 11)
The cable drive units are plural;
The control unit transmits the cable control command to each of the cable drive units,
The cable winding device according to any one of
(Appendix 12)
a cable winding device that sends out and winds up a cable connected to an unmanned aerial vehicle;
a host system that acquires data on the cable from the cable winding device, generates a control instruction for controlling the cable based on the data on the cable, and sends it to the cable winding device;
has
The cable winding device includes:
a cable drive unit that is connected to the unmanned aerial vehicle via the cable and that sends out and winds up the cable;
a control unit that controls the cable drive unit;
a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable;
Equipped with
The control unit includes:
a current cable shape estimation unit that estimates a current cable shape that is a current cable shape based on the relative position information and the cable information;
Based on the relative position information and the cable shape, a contact between the cable and an obstacle is diagnosed and an appropriate cable shape is derived that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and the obstacle. Appropriate cable shape lead-out part,
an auxiliary command generation unit that generates an auxiliary command for controlling a cable length that is the length of the cable according to the control instruction;
Generating a cable control command for controlling the cable length so that the cable has the appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape, and when receiving the auxiliary command, a cable control command generation unit that generates the cable control command according to the auxiliary command;
has
The cable drive section sends out and winds up the cable according to the cable control command.
A cable winding system characterized by:
(Appendix 13)
The cable data includes at least one of the relative position information, the cable information, the current cable shape, and the appropriate cable shape.
The cable winding system according to
(Appendix 14)
The cable winding device is mounted on a movable body that can move on the ground.
14. The cable winding system according to
(Additional note 15)
The cable winding device forcibly moves the position of the unmanned aerial vehicle by controlling at least one of the cable length and the cable ejection direction;
15. The cable winding system according to any one of
(Appendix 16)
a cable driving step in which a cable winding device connected to the unmanned aerial vehicle via a cable sends out and winds up the cable;
a control step in which the cable winding device controls feeding and winding of the cable;
a relative position calculation step in which the cable winding device calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition step in which the cable winding device acquires cable information that is information about the cable;
including;
The control step includes:
a current cable shape estimation step in which the cable winding device estimates a current cable shape that is a current cable shape based on the relative position information and the cable information;
The cable winding device has an appropriate cable shape capable of diagnosing contact between the cable and an obstacle and avoiding contact between the cable and the obstacle based on the relative position information and the cable shape. an appropriate cable shape deriving step of deriving a certain appropriate cable shape;
The cable winding device issues a cable control command for controlling a cable length, which is the length of the cable, so that the cable has the appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape. a step of generating a cable control command;
has
In the cable driving step, the cable winding device sends out and winds up the cable according to the cable control command.
A cable winding method characterized by:
(Appendix 17)
a control step for controlling unwinding and winding of a cable connected to the unmanned air vehicle;
a relative position calculation step of calculating relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition step of acquiring cable information that is information about the cable;
make the computer run
The control step includes:
a current cable shape estimating step of estimating a current cable shape, which is a current cable shape, based on the relative position information and the cable information;
Based on the relative position information and the cable shape, diagnose contact between the cable and an obstacle and derive an appropriate cable shape that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and the obstacle. An appropriate cable shape derivation step,
A cable control command generation step of generating a cable control command for controlling a cable length, which is the length of the cable, so that the cable has the appropriate cable shape, based on the current cable shape and the appropriate cable shape. and,
has
In the control step, controlling feeding and winding of the cable according to the cable control command;
A cable winding program characterized by:
1 巻取システム、2 トラック、3,3A~3C 無人飛行体、4 ケーブル、5 カメラ、7 巻取機構、10,10X 制御部、11 相対位置算出部、12 ケーブル情報取得部、13 ケーブル駆動部、14 現ケーブル形状推定部、15 適切ケーブル形状導出部、16 ケーブル制御指令生成部、20 上位システム、21 ケーブル適切化部、22 補助指令生成部、31 ベース、32 ケーブル巻取部、33 ケーブル排出部、34 ローラ、35 ポート部、36,37 回転軸、38 巻取ドラム、39 スリット、50 障害物、70,70A~70C,70X ケーブル巻取装置、90,93 処理回路、91 プロセッサ、92 メモリ。 1 Winding system, 2 Track, 3, 3A to 3C Unmanned aerial vehicle, 4 Cable, 5 Camera, 7 Winding mechanism, 10, 10X Control unit, 11 Relative position calculation unit, 12 Cable information acquisition unit, 13 Cable drive unit , 14 Current cable shape estimation section, 15 Appropriate cable shape derivation section, 16 Cable control command generation section, 20 Upper system, 21 Cable optimization section, 22 Auxiliary command generation section, 31 Base, 32 Cable winding section, 33 Cable discharge Part, 34 Roller, 35 Port part, 36, 37 Rotating shaft, 38 Winding drum, 39 Slit, 50 Obstacle, 70, 70A to 70C, 70X Cable winding device, 90, 93 Processing circuit, 91 Processor, 92 Memory .
Claims (17)
前記ケーブル駆動部を制御する制御部と、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定部と、
前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出部と、
前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブルの長さを制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部と、
を有し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行う、
ことを特徴とするケーブル巻取装置。 a cable drive unit that is connected to the unmanned aerial vehicle via a cable and that sends out and winds up the cable;
a control unit that controls the cable drive unit;
a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable;
Equipped with
The control unit includes:
a current cable shape estimation unit that estimates a current cable shape that is a current cable shape based on the relative position information and the cable information;
Based on the relative position information and the cable shape, a contact between the cable and an obstacle is diagnosed and an appropriate cable shape is derived that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and the obstacle. Appropriate cable shape lead-out part,
a cable control command generation unit that generates a cable control command for controlling the length of the cable so that the cable has the appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape;
has
The cable drive section sends out and winds up the cable according to the cable control command.
A cable winding device characterized by:
前記ケーブル駆動部を制御する制御部と、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部と、
を備え、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブルの排出方向を水平方向および仰ぎ方向の少なくとも一方に回転させ、
前記制御部は、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避するよう、前記ケーブルの排出方向を前記水平方向および前記仰ぎ方向の少なくとも一方向に回転させるためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部を有し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの排出方向を前記水平方向および前記仰ぎ方向の少なくとも一方向に回転させる、
ことを特徴とするケーブル巻取装置。 a cable drive unit that is connected to the unmanned aerial vehicle via a cable and that sends out and winds up the cable;
a control unit that controls the cable drive unit;
a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable;
Equipped with
The cable drive unit rotates a discharge direction of the cable in at least one of a horizontal direction and an upward direction,
The control unit includes:
Based on the relative position information and the cable information, the cable discharge direction is set in the horizontal direction and in the upward direction so as to diagnose contact between the cable and an obstacle and avoid contact between the cable and the obstacle. a cable control command generation unit that generates a cable control command for rotating the cable in at least one direction;
The cable drive unit rotates the cable discharge direction in at least one of the horizontal direction and the upward direction in accordance with the cable control command.
A cable winding device characterized by:
ことを特徴とする請求項1または2に記載のケーブル巻取装置。 The cable information includes at least one of a cable length that is the length of the cable, a cable tension that is the tension of the cable, and an image of the cable.
The cable winding device according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1または2に記載のケーブル巻取装置。 The control unit determines contact between the cable and the obstacle based on the cable information or information calculated using the cable information, and determines that the cable and the obstacle have contacted. generating the cable control command to avoid contact between the cable and the obstacle if
The cable winding device according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項4に記載のケーブル巻取装置。 The control unit determines contact between the cable and the obstacle using the relative position information.
The cable winding device according to claim 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項4に記載のケーブル巻取装置。 The control unit determines contact between the cable and the obstacle using a surface shape of an environment surrounding the cable.
The cable winding device according to claim 4, characterized in that:
前記ケーブルを外部に送り出す筒状のケーブル排出部を有し、
前記ケーブル制御指令生成部は、
前記ケーブル排出部と前記無人飛行体とが水平方向に垂直な面内に収まるように前記ケーブル制御指令を生成する、
ことを特徴とする請求項2に記載のケーブル巻取装置。 The cable drive section includes:
It has a cylindrical cable discharge part that sends out the cable to the outside,
The cable control command generation unit includes:
Generating the cable control command so that the cable discharge part and the unmanned aerial vehicle fall within a plane perpendicular to the horizontal direction;
The cable winding device according to claim 2, characterized in that:
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの排出方向を前記仰ぎ方向に回転させる、
ことを特徴とする請求項7に記載のケーブル巻取装置。 The cable control command generation unit generates a cable control command for rotationally controlling the discharge direction of the cable in the upward direction so that the cable does not bend at the cable discharge unit,
The cable drive unit rotates the cable discharge direction in the upward direction according to the cable control command.
The cable winding device according to claim 7, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル巻取装置。 The appropriate cable shape deriving unit derives the appropriate cable shape in which the cable tension, which is the tension of the cable, is minimized.
The cable winding device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2に記載のケーブル巻取装置。 The control unit generates the cable control command that minimizes the cable tension that is the tension of the cable.
The cable winding device according to claim 2, characterized in that:
前記制御部は、前記ケーブル駆動部のそれぞれに前記ケーブル制御指令を送信する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のケーブル巻取装置。 The cable drive units are plural;
The control unit transmits the cable control command to each of the cable drive units,
The cable winding device according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記ケーブル巻取装置から前記ケーブルのデータを取得するとともに、前記ケーブルを制御するための制御指示を、前記ケーブルのデータに基づいて生成し前記ケーブル巻取装置に送信する上位システムと、
を有し、
前記ケーブル巻取装置は、
前記ケーブルを介して前記無人飛行体に接続されるとともに前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行うケーブル駆動部と、
前記ケーブル駆動部を制御する制御部と、
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出部と、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定部と、
前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出部と、
前記制御指示に従って前記ケーブルの長さであるケーブル長を制御するための補助指令を生成する補助指令生成部と、
前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブル長を制御するためのケーブル制御指令を生成するとともに、前記補助指令を受け付けた場合には前記補助指令に従って前記ケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成部と、
を有し、
前記ケーブル駆動部は、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行う、
ことを特徴とするケーブル巻取システム。 a cable winding device that sends out and winds up a cable connected to an unmanned aerial vehicle;
a host system that acquires data on the cable from the cable winding device, generates a control instruction for controlling the cable based on the data on the cable, and sends it to the cable winding device;
has
The cable winding device includes:
a cable drive unit that is connected to the unmanned aerial vehicle via the cable and that sends out and winds up the cable;
a control unit that controls the cable drive unit;
a relative position calculation unit that calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition unit that acquires cable information that is information about the cable;
Equipped with
The control unit includes:
a current cable shape estimation unit that estimates a current cable shape that is a current cable shape based on the relative position information and the cable information;
Based on the relative position information and the cable shape, a contact between the cable and an obstacle is diagnosed and an appropriate cable shape is derived that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and the obstacle. Appropriate cable shape lead-out part,
an auxiliary command generation unit that generates an auxiliary command for controlling a cable length that is the length of the cable according to the control instruction;
Generating a cable control command for controlling the cable length so that the cable has the appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape, and when receiving the auxiliary command, a cable control command generation unit that generates the cable control command according to the auxiliary command;
has
The cable drive section sends out and winds up the cable according to the cable control command.
A cable winding system characterized by:
ことを特徴とする請求項12に記載のケーブル巻取システム。 The cable data includes at least one of the relative position information, the cable information, the current cable shape, and the appropriate cable shape.
13. A cable winding system according to claim 12.
ことを特徴とする請求項12に記載のケーブル巻取システム。 The cable winding device is mounted on a movable body that can move on the ground.
13. A cable winding system according to claim 12.
ことを特徴とする請求項12から14の何れか1つに記載のケーブル巻取システム。 The cable winding device forcibly moves the position of the unmanned aerial vehicle by controlling at least one of the cable length and the cable ejection direction.
Cable winding system according to any one of claims 12 to 14.
前記ケーブル巻取装置が、前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを制御する制御ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、
前記ケーブル巻取装置が、前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出ステップと、
前記ケーブル巻取装置が、前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブルの長さであるケーブル長を制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成ステップと、
を有し、
前記ケーブル駆動ステップでは、前記ケーブル巻取装置が、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを行う、
ことを特徴とするケーブル巻取方法。 a cable driving step in which a cable winding device connected to the unmanned aerial vehicle via a cable sends out and winds up the cable;
a control step in which the cable winding device controls feeding and winding of the cable;
a relative position calculation step in which the cable winding device calculates relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition step in which the cable winding device acquires cable information that is information about the cable;
including;
The control step includes:
a current cable shape estimation step in which the cable winding device estimates a current cable shape that is a current cable shape based on the relative position information and the cable information;
The cable winding device has an appropriate cable shape capable of diagnosing contact between the cable and an obstacle and avoiding contact between the cable and the obstacle based on the relative position information and the cable shape. an appropriate cable shape deriving step of deriving a certain appropriate cable shape;
The cable winding device issues a cable control command for controlling a cable length, which is the length of the cable, so that the cable has the appropriate cable shape based on the current cable shape and the appropriate cable shape. a step of generating a cable control command;
has
In the cable driving step, the cable winding device sends out and winds up the cable according to the cable control command.
A cable winding method characterized by:
前記無人飛行体との相対位置を示す相対位置情報を算出する相対位置算出ステップと、
前記ケーブルの情報であるケーブル情報を取得するケーブル情報取得ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップは、
前記相対位置情報および前記ケーブル情報に基づいて、現在のケーブル形状である現ケーブル形状を推定する現ケーブル形状推定ステップと、
前記相対位置情報および前記ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルと障害物との接触を診断し前記ケーブルと前記障害物との接触を回避することができる適切なケーブル形状である適切ケーブル形状を導出する適切ケーブル形状導出ステップと、
前記現ケーブル形状および前記適切ケーブル形状に基づいて、前記ケーブルが前記適切ケーブル形状となるように、前記ケーブルの長さであるケーブル長を制御するためのケーブル制御指令を生成するケーブル制御指令生成ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記ケーブル制御指令に従って前記ケーブルの送り出しと巻き取りとを制御する、
ことを特徴とするケーブル巻取プログラム。 a control step for controlling unwinding and winding of a cable connected to the unmanned air vehicle;
a relative position calculation step of calculating relative position information indicating a relative position with the unmanned aerial vehicle;
a cable information acquisition step of acquiring cable information that is information about the cable;
make the computer run
The control step includes:
a current cable shape estimating step of estimating a current cable shape, which is a current cable shape, based on the relative position information and the cable information;
Based on the relative position information and the cable shape, a contact between the cable and an obstacle is diagnosed and an appropriate cable shape is derived that is an appropriate cable shape that can avoid contact between the cable and the obstacle. An appropriate cable shape derivation step,
A cable control command generation step of generating a cable control command for controlling a cable length, which is the length of the cable, so that the cable has the appropriate cable shape, based on the current cable shape and the appropriate cable shape. and,
has
In the control step, controlling feeding and winding of the cable according to the cable control command;
A cable winding program characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022110574A JP2024008584A (en) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | Cable winding device, cable winding system, cable winding method and cable winding program |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2022110574A JP2024008584A (en) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | Cable winding device, cable winding system, cable winding method and cable winding program |
Publications (1)
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---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022110574A Pending JP2024008584A (en) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | Cable winding device, cable winding system, cable winding method and cable winding program |
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JP (1) | JP2024008584A (en) |
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2022
- 2022-07-08 JP JP2022110574A patent/JP2024008584A/en active Pending
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