JP2787061B2

JP2787061B2 - 操縦制御用ディスプレイ

Info

Publication number: JP2787061B2
Application number: JP5103022A
Authority: JP
Inventors: 宏一横田
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH06312700A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遠隔操縦方式の無人
ヘリコプタの操縦を行う操縦制御用ディスプレイシステ
ムにおいて使用される操縦制御用ディスプレイに関し、
特に目視界外での飛行状態において無人飛行体の状態を
容易にかつ的確に知ることができるとともに、操縦を行
うための的確な情報を得ることができる操縦制御用ディ
スプレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の遠隔操縦方式の無人ヘリコプタ
は、目で確認できる近距離を飛行している場合には、操
縦者が直接目視によって操縦を行なっているが、目では
分かりにくい程遠くを飛んでいる場合、或いは遠くへ飛
んで行ってしまった場合には、操縦者が自分の目で操縦
することには限界がある。従って、このような目視界外
において飛行している状況においても操縦を行うために
は、操縦者に現在の飛行状態、つまり運動状態をリアル
タイムでかつ的確に知らせる必要があり、これによって
操縦者は目視界内に限らず、目視界外においても目視飛
行と同じように操縦が可能となるため、事実上操縦者に
は飛行上の距離的な制約が無くなることになる。

【０００３】このような状況を作り出すために、従来
は、図５に示すように、無人飛行体５０の飛行状態を操
縦者５１に知らせるための専用のディスプレイコンソー
ル５２やＸＹプロッタ５３等よりなる操縦制御用ディス
プレイシステムを使用して目視界外での操縦を行ってい
た。即ち、操縦者５１はディスプレイコンソール５２の
パネルやＸＹプロッタ５３を眺めながら遠隔操縦装置５
４を操作して操縦信号５５を無人飛行体５０に送信し、
無人飛行体５０は操縦制御信号受信装置５６で操縦信号
を受信し、テレメータデータ信号送信装置５７で各種飛
行データを表すテレメータデータ信号５８を送信する。
このテレメータデータ信号５８は地上のテレメータデー
タ信号受信装置５９で受信され、データ変換装置６０に
よってディスプレイ又はＸＹプロッタ用の信号に変換さ
れた後、ディスプレイコンソール５２又はＸＹプロッタ
５３に送られ、無人飛行体５０の現在の飛行状態をリア
ルタイムで表示するものである。

【０００４】上記操縦用データを表示するディスプレイ
コンソールパネルは操縦者５１に対して直接操縦に必要
なデータを提供するものであるが、従来は有人のヘリコ
プタが使用している計器をそのまま流用したり、これを
若干改良して使用しているのが現状である。従来のディ
スプレイコンソールパネルの一例を図６に示す。図示す
るように、このコンソールパネル７０は、上段にディジ
タル及びアナログの両速度計７１Ｄ及び７１Ａ、姿勢儀
７２、アナログ及びディジタルの両高度計７３Ａ及び７
３Ｄを備え、下段に各種モードランプ７４ａ、７４ｂ、
７４ｃ、方位計７５、昇降計７６を備え、かつ中段の左
側に速度警告ランプ７７、右側に高度警告ランプ７８を
有しており、有人の航空機が使用している計器をそのま
ま流用したもの（或いは若干改良したもの）に外ならな
い。

【０００５】このような有人のヘリコプタ用計器は操縦
者が機体の運動を体感しながら乗っている状態を表示す
るものであるのに対して、無人の飛行体を遠隔操縦する
場合には機体の外で眺めた客観的な飛行状態を表示する
ことが要求されるために、図５及び図６に示すような従
来のシステムで操縦に必要な飛行データを表示したので
は機体の飛行状態を認識しにくく、誤認や操縦ミスを招
くといったマン・マシンインターフェース上の重大な欠
点がある。従来のディスプレイコンソールパネルに表示
される機体データとその表示計器の一例を次の表１に示
す。

【０００６】

【表１】また、従来のディスプレイでは表示計器がコンソールパ
ネル上に固定されているため計器の位置が変更できなか
ったり、計器の表示自体を操縦者によって異なる癖や好
み、反射神経や熟練度等の個人差に合った最適な表示画
面に変更することができないため、操縦者側がシステム
の表示に合わせなければならず、場合によっては表示が
操縦者に合わない等の欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の操縦制御用ディスプレイは、ディスプレイコンソー
ルパネル上に有人ヘリコプタ用の計器を数多く配置して
操縦制御用ディスプレイとしてまとめた構成であるた
め、（Ａ）操縦者が無人飛行体の飛行状態（特に運動状
態）を認識しにくく、誤認や操縦ミスを招くという欠点
や、（Ｂ）表示自体を操縦者の個人差に合った最適な表
示画面に変更ができないという欠点がある。

【０００８】従って、この発明の目的は、無人ヘリコプ
タのテレメータデータ信号送信装置から送られてくる機
体の運動状態を示す姿勢、速度、高度等の機体データや
システムステータス情報、飛行モード、警告表示等の機
体に関するステータスデータを含む情報等の各種飛行デ
ータ（テレメータデータ）を専用の操縦用ディスプレイ
上に集中的に表示し、しかも操縦者が自分に合った表示
画面に変更が可能な機能を持たせることによって従来技
術のように個々別々の各種計器を必要とせず、無人で遠
隔操縦をするための人間のマン・マシンインターフェー
スを考慮して操縦者に合わせた最適な表示が可能な、ま
た、操縦者が容易かつ的確に無人飛行体の飛行状態を理
解、判断できる表示画面を持つ操縦制御用ディスプレイ
を提供することにある。

【０００９】なお、この操縦制御用ディスプレイを用い
て、複数の無人飛行体を運用する場合には各無人飛行体
の飛行データを１つの画面上で切り換え・分割・スクロ
ール表示させるように設定することで、機材を無人飛行
体毎に用意することなく共有化が可能な小型でコンパク
ト、低価格なディスプレイシステムを提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】テレメータデータ信号送
信装置１０及び操縦制御信号受信装置９を少なくとも搭
載した遠隔操縦方式の無人ヘリコプタの飛行体１１から
送られてくる各種飛行データを包含するテレメータデー
タ信号１２を受信し、復調するテレメータデータ信号受
信装置５と、該テレメータデータ信号受信装置５からの
復調されたテレメータデータ信号が入力される操縦用デ
ィスプレイ表示制御装置２と、該操縦用ディスプレイ表
示制御装置２によって表示画面が制御される操縦用ディ
スプレイ１と、前記操縦用ディスプレイ表示制御装置２
にデータを入力するための、少なくとも前記無人飛行体
１１を操縦する操縦者４によって操作されるデータ入力
装置３と、前記無人飛行体１１を操縦するために前記操
縦者４によって操作される遠隔操縦装置８とを具備し、
前記無人飛行体１１から送られてくる各種飛行データを
前記操縦用ディスプレイ１の一画面上に集中表示できる
ようにされた操縦制御用ディスプレイにおいて、

【００１１】本願発明の前記無人飛行体１１の飛行デー
タを表示する前記操縦用ディスプレイ１は、機体安定化
制御用画面と、機体誘導画面とが設けられ、前記機体安
定化制御用画面には、機体前後方向を示した図形と、そ
れに交わる水平線とが表示されるピッチ姿勢角表示部
(1) と、機体左右方向を示す図形と、それに交わる水平
線とが表示されるロール姿勢角表示部(2) と、前記ピッ
チ姿勢角表示部(1) と並んで設けられ、機体の前後方向
速度が棒グラフで表示される前後方向速度表示部(3)
と、前記ロール姿勢角表示部(2) と並んで設けられ、機
体の左右方向速度が棒グラフ表示される左右方向速度表
示部(5) と、上昇速度が棒グラフに表示される上昇速度
表示部(6) と、飛行モード・機能・警告内容がランプ表
示されるモード・警告表示部(8) と、が設けられ、前記
機体誘導画面には、機体の現在位置と方位とを示す図形
とその水平面内の飛行軌跡とが、グリッドスケールと連
動したグリッド付き飛行表示エリアと組み合わせられて
図形表示される水平位置表示部(11)と、機体の現在の高
度とその垂直面内の飛行軌跡が図形表示される垂直位置
表示部(10)と、機体の前後方向の速度と左右方向の速度
とがそれぞれ互いに直交した棒グラフで表示される速度
ベクトル表示部(9) と、高度が棒グラフで表示される高
度表示部(7) と、が設けられる。

【００１２】上記表示画面において表示する飛行データ
に運用制限や運用限界等がある場合には、データ表示部
の表示色を所定の条件によって変化させたり、フラッシ
ング（点滅）させて警告表示作用を持たせたり、また、
それにアラーム音、ブザー音、及び合成音声のような音
による警報を併用することによって、より一層効果的に
その状態を知らせる作用を持たせることができ、後記す
る表３及び表４の一例に示されているデータ等に適用で
きることは無論である。この中で特に表示色による警告
表示作用を有効に適用できるものはピッチ姿勢角、ロー
ル姿勢角、前後飛行速度、左右飛行速度、上下飛行速度
（昇降率）、飛行高度等であり、例えばピッチ姿勢角の
場合を例に説明すると、ピッチ姿勢が機体の自立安定範
囲内であれば緑色に表示し、それを越えて操縦者が積極
的に操縦する必要のある範囲になれば黄色の表示に変わ
り、さらにそれを越えて操縦不能に至らないようにする
ために緊急の操縦が必要な範囲になれば赤色の表示に変
わるように動作させれば、単なるピッチ角表示の作用に
加えて、新たに警告表示作用を持たせることができる。
また、上述の動作に合わせて音による警報を併用するこ
とで一層効果的に操縦者に縦の姿勢状態を知らせる作用
を持たせることができる。

【００１３】また、この警告表示作用を上下飛行速度に
適用した場合には、失速や後述するセットリング・ウイ
ズ・パワー現象のような特異な現象時等においてその有
効性がさらに顕著になる。例えば無人ヘリコプタの場
合、前後左右飛行速度がゼロの状態で垂直降下を行う
と、自分のローターの吹き下ろし気流に入ってしまい、
急激に降下速度が増すと同時に、エンジン出力を上げる
若しくはコレクティブピッチをとっても機体の降下が止
まらないという特異な現象（これをセットリング・ウイ
ズ・パワーと言う）に陥り易い性質がある。従って、こ
れを予防又は回避するためには降下速度に制限を設けて
この現象に入らないような操縦を行う必要があるため、
降下速度の表示時に表示色を変更して操縦者に警告表示
する作用はセットリング・ウイズ・パワー予防に非常に
有効な対策となる。また、上述の動作に合わせて音によ
る警報を併用すれば一層効果的に操縦者に上下飛行速度
の状態を知らせる作用を持たせることができる。表示の
フラッシング（点滅）による警告表示作用を併用する場
合の例では表３の機体データを表示するよりも表４のス
テータスデータを表示する方が、表示色変化のみによる
警告表示作用よりも有効に適用することができる。特に
モード等の状態表示については有効であり、異常状態発
生時は表示色を変えて表示してフラッシングによる点滅
や音による警告を併用したり、モード等に何らかの制限
がある場合、例えばモード切り換え後の経過時間に制限
がある場合には一定の時間が過ぎると表示自体をフラッ
シングさせて警告表示作用を持たせてもよい。また、さ
らにモード切り換え時やモードＯＦＦの状態において音
を併用するなどすれば、操縦者に一層効果的に各種モー
ドや状態等の切り換え状態を知らせる作用を持たせるこ
とができるようになる。以上のように警告表示作用を多
用することで操縦者は計器飛行時の操縦が非常に行い易
くなるといった作用を得ることができる。

【００１４】

【作用】この発明の操縦制御用ディスプレイによれば、
無人飛行体が目視界外にあっても目視飛行と同様に操縦
が可能となり、無人飛行体の飛行状態を容易にかつ的確
に知ることができ、誤認や操縦ミス等を排除してより的
確で完全な飛行体の操縦が可能になる。また、２機以上
で運用するシステム上において、データ入力装置、操縦
用ディスプレイ表示制御装置、データ記憶装置等を各操
縦者が共通に使用した場合、図６に示すディスプレイコ
ンソールパネルを操縦用ディスプレイに置き換えること
が可能になり、従来のシステムよりも低価格でより運用
上の制限のないシステムを提供することができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１はこの発明の操縦制御用ディ
スプレイを用いた操縦制御用ディスプレイシステムの一
実施例を示す構成図であり、本実施例では複数の無人飛
行体１１ａ、・・・、１１ｎをそれぞれ対応する複数の
操縦者４ａ、・・・、４ｎ或いは１人の操縦者が操縦制
御する場合を例にとって説明するが、１機の無人飛行体
を１人の操縦者が操縦制御する場合等にも本発明が適用
できることは言うまでもない。

【００１６】各無人飛行体１１ａ、・・・、１１ｎはテ
レメータ信号送信装置９ａ、・・・、９ｎ、及び操縦制
御信号受信装置１０ａ、・・・、１０ｎをそれぞれ搭載
しており、一方、地上側には各飛行体に専用の操縦用デ
ィスプレイ１ａ、・・・、１ｎ、これらディスプレイに
共通の１つの操縦用ディスプレイ表示制御装置２、この
ディスプレイ表示制御装置２に対する共通のデータ入力
装置（キーボード、マウスやトラックボール等のポイン
ティングデバイス、イメージスキャナ等）３及びデータ
記憶装置７、各無人飛行体１１ａ、・・・、１１ｎから
送られてくるテレメータデータ信号１２ａ、・・・、１
２ｎをそれぞれ受信するテレメータデータ信号受信装置
５ａ、・・・、５ｎ、これらテレメータデータ信号を操
縦用ディスプレイ表示制御装置２に合う信号に変換する
データ変換装置６ａ、・・・、６ｎ、並びに各操縦者４
ａ、・・・、４ｎによって操縦される遠隔操縦装置８
ａ、・・・、８ｎから構成された操縦制御用ディスプレ
イシステムが設けられている。なお、本実施例ではデー
タ変換装置６ａ、・・・、６ｎを独立に設けたが、デー
タ変換装置６ａ、・・・、６ｎをテレメータデータ信号
受信装置５ａ、・・・、５ｎに組み込んでもよいことは
言うまでもない。

【００１７】各無人飛行体１１ａ、・・・、１１ｎにそ
れぞれ搭載された操縦制御信号受信装置１０ａ、・・
・、１０ｎは地上から送られてくる操縦信号を受信し、
出力するためのものであり、通常は機体の制御システム
に対して出力されるものであるが、機体システムによっ
て異なるものである。また、各無人飛行体１１ａ、・・
・、１１ｎにそれぞれ搭載されたテレメータデータ信号
送信装置９ａ、・・・、９ｎは各無人飛行体に関するす
べてのデータをテレメータデータ信号１２ａ、・・・、
１２ｎとして地上のディスプレイシステムのテレメータ
データ信号受信装置５ａ、・・・、５ｎへ出力する。な
お、出力されるテレメータデータ信号の内容は説明の一
例として次の表２に示すようなデータに便宜上設定され
ているものとする。

【００１８】

【表２】テレメータデータ信号受信装置５ａ、・・・、５ｎはそ
れぞれの無人飛行体から送られてくる表２のようなテレ
メータデータ信号をそれぞれ受信し、復調してデータ変
換装置６ａ、・・・、６ｎへテレメータデータ信号を出
力する。データ変換装置６ａ、・・・、６ｎはテレメー
タデータ信号受信装置５ａ、・・・、５ｎから送られた
テレメータデータ信号を操縦用ディスプレイ表示制御装
置２に合わせて変換した後、出力する。

【００１９】データ入力装置３は操縦者４ａ、・・・、
４ｎや本ディスプレイシステムを使用する者が表示に関
するデータや操縦用ディスプレイ表示制御装置２に接続
されている構成要素を制御するためのコマンド等を入力
するためのもので、入力データを操縦用ディスプレイ表
示制御装置２へ出力する。なお、データ入力装置の種類
としては主にキーボード、マウスやトラックボール等の
ポインティングデバイス、イメージスキャナ等の画像入
力装置を指し、これによってシステム立ち上げ時の初期
設定から設定変更、表示画面の設計、画面切り換え・分
割・スクロール設定、警告警報条件の設定、ファンクシ
ョン設定及び位置・地図データ等の諸入力を容易にかつ
迅速に行うことができる。

【００２０】操縦用ディスプレイ表示制御装置２はデー
タ変換装置６ａ、・・・、６ｎからデータバス等を介し
て送られてくるテレメータデータのほか、データ入力装
置３からのデータ、データ記憶装置７からのデータ、本
制御装置の入出力インターフェースを介して取り込まれ
る遠隔操縦装置８ａ、・・・、８ｎからの操縦信号等を
もって変換・処理し、操縦用ディスプレイを制御するた
めの表示制御信号を生成して操縦用ディスプレイ１ａ、
・・・、１ｎにそれぞれ出力する。また、操縦用ディス
プレイ表示制御装置２は必要に応じてテレメータデータ
等をデータ記憶装置７に出力してデータを保存したり、
入出力インターフェースを介して外部へ出力し、プリン
タやプロッタ等の外部出力装置に出力することもでき
る。

【００２１】操縦用ディスプレイ１ａ、・・・、１ｎは
操縦用ディスプレイ表示制御装置２からの表示制御信号
によって画面上に操縦者４ａ、・・・、４ｎが必要とす
る飛行状態に関するデータを表示したり、必要に応じて
音源によって警報や警告等を発生させる。なお、本実施
例のように複数の無人飛行体の運用時や特に操縦者以外
に監視者を設ける場合には、操縦用ディスプレイの表示
画面を切り換え・分割・スクロールさせることによっ
て、複数の無人飛行体分のテレメータデータを１つの表
示画面に同時に提供することができる。

【００２２】以上の動作及び相互作用によって本実施例
の操縦制御用ディスプレイを用いた操縦制御用ディスプ
レイシステムはそれぞれの無人飛行体１１ａ、・・・、
１１ｎから送られてくるテレメータデータを操縦用ディ
スプレイ１ａ、・・・、１ｎに表示させて操縦者４ａ、
・・・、４ｎに提供し、操縦者４ａ、・・・、４ｎはそ
の画面を見ながら遠隔操縦装置８ａ、・・・、８ｎで無
人飛行体１１ａ、・・・、１１ｎを操縦して操縦制御信
号受信装置１０ａ、・・・、１０ｎに操縦信号１３ａ、
・・・、１３ｎを送ることができる。この場合、データ
入力装置３、操縦用ディスプレイ表示制御装置２、デー
タ記憶装置７は各操縦者が共通に使用できるから、シス
テム全体をコンパクトに小型化することができる。

【００２３】また、１人の操縦者、例えば操縦者４ａが
２機又はそれ以上の無人飛行体を１つの操縦用ディスプ
レイ１ａの表示画面を見ながら１人で操縦することもで
きる。即ち、安定飛行状態にある無人飛行体に対しては
自動操縦装置によって自動操縦することが可能であるか
ら、１人の操縦者４ａが切り換え・スクロール・分割等
の方法で１つの表示画面により複数の無人飛行体の飛行
状態を見ながら、複数の遠隔操縦装置８ａ、・・・、８
ｎを交代で使用して２機以上の無人飛行体を１人で的確
に操縦することができる。

【００２４】なお、１人の操縦者が１機の無人飛行体を
操縦制御する場合には、本実施例の操縦制御用ディスプ
レイを用いた操縦制御用ディスプレイシステムを使用し
てもよいが、共通の操縦用ディスプレイ表示制御装置
２、データ入力装置３、及びデータ記憶装置７を除くテ
レメータデータ信号受信装置５ａ、・・・、５ｎ、デー
タ変換装置６ａ、・・・、６ｎ、操縦用ディスプレイ１
ａ、・・・、１ｎ、遠隔操縦装置８ａ、・・・、８ｎは
１つでよいので、図２に示すように、１つのテレメータ
データ信号受信装置５、データ変換装置６、操縦用ディ
スプレイ１、及び遠隔操縦装置８を使用した構成に操縦
制御用ディスプレイシステムを変更した方が、全体の構
成が簡単になり、小型化できる上、コストダウンにもな
るので、好ましい。なお、図２においてはすべての構成
要素が１つであるので、複数の構成要素を指示する参照
符号から複数を意味する符号ａ〜ｎを除去してある。

【００２５】次に、上記構成の本実施例の操縦制御用デ
ィスプレイを用いた操縦制御用ディスプレイシステムで
作成された表示画面上の特徴について、表示するテレメ
ータデータが次の表３に示すように設定されている場合
を例にとって説明する。

【００２６】

【表３】

【００２７】

【表４】表３は無人飛行体１１ａ、・・・、１１ｎから送られて
くる表２のテレメータデータ（飛行データ）の中から操
縦者４ａ、・・・、４ｎが必要かつ表示すべきと思われ
るテレメータデータ（飛行データ）を選択し、データ入
力装置３からの入力操作で設定したものの一例である。
通常、飛行体の機体システムが変わるとそれに伴ってテ
レメータデータ信号の内容が変わるために、操縦者４
ａ、・・・、４ｎは選択したテレメータデータに合わせ
て表示するデータを再設定する必要がある。従って、表
３は操縦用ディスプレイ１ａ、・・・、１ｎの画面に表
示する飛行データ（テレメータデータ）のうち、特に無
人飛行体の運動状態に関するデータ（以後、総称して機
体データと呼ぶ）をメインに表示する場合の１つの例と
して示したものであり、表３の機体データは後述する図
３の表示画面の一例に対応している。

【００２８】また、表４も同様に表２のテレメータデー
タ（飛行データ）の中から操縦者４ａ、・・・、４ｎが
操縦に必要かつ表示すべきと思われるテレメータデータ
をデータ入力装置３で選択・設定したものの一例であ
る。表４では操縦用ディスプレイ１ａ、・・・、１ｎの
画面に表示する飛行データ（テレメータデータ）のう
ち、特に機体のシステム情報やステータス情報、各種モ
ード及び飛行位置等に関するデータ（以後、総称してス
テータスデータと呼ぶ）をメインに表示するデータの１
つの例として示したものであり、表４のステータスデー
タは後述する図４の表示画面の一例に対応している。

【００２９】次に、本実施例の操縦制御用ディスプレイ
を用いた操縦制御用ディスプレイシステムに表示される
テレメータデータのうち、表３の機体データを表示する
場合の画面上の動作と作用について図３を参照して説明
する。図３において、一点鎖線(1) で指示する部分は機
体のピッチ角を図形（矢印に似たシンボル）で表示した
ものであり、操縦者４ａ、・・・、４ｎに機体の縦の姿
勢状態を知らせる作用を持つ。図中において図形と交差
している横線は水平の基準線を示しており、図形と横線
の交差している点を中心に図形が回転するように動作す
る。図形の指す方向は機体の機首方向を示している。従
って、機首が上がるとそれに対応して図形は機首が上が
ったのと同じ角度だけ上向きに回転し、反対に機首が下
がるとそれに対応して図形は機首が下がったのと同じ角
度だけ下向きに回転するように動作する。なお、その動
作角度は通常は機体と表示の比が１：１であるが、これ
を例えば１：１．２とか１：１．５等に変えるように設
定を変更して、ピッチ角の変化をより分かりやすく、か
つ強調して操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせるように
してもよい。また、この表示は機体の動作に追従してい
るため、図形の回転速度からピッチ角の変化、つまりピ
ッチレートを読み取ることができる。

【００３０】図３の一点鎖線(2) で指示する部分は機体
のロール角を機体の形状を模した図形（シンボル）によ
って表示したものであり、機体の横の姿勢状態を操縦者
４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持つ。図中におい
て図形と交差している横線は水平の基準線を示してお
り、横線上の図形の中心点に対して図形が回転するよう
に動作する。従って、例えば機体が右に傾くとそれに対
応して図形が右回りに機体が傾いたのと同じ角度だけ回
り、反対に機体が左に傾くとそれに対応して図形が左回
りに機体が傾いたのと同じ角度だけ回るように動作す
る。また、この表示は機体の動作に追従しているため、
図形の回転速度からロール角の変化速度、つまりロール
レートを読み取ることができる。

【００３１】なお、無人飛行体操縦用の表示画面として
ピッチ角とロール角の表示を分離したことが最大の特徴
である。図３の一点鎖線(3) で指示する部分は機体の前
後方向の飛行速度を棒グラフで表示したものであり、機
体の機首方向をプラス側として飛行中の前進速度、及び
後退速度を操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を
持つ。図中において横棒の中心が前後飛行速度ゼロの状
態であり、ここを中心に棒グラフが左右方向に伸びるよ
うに動作する。従って、例えば機体が前進している場合
にはそのときの速度に対応するスケール量で棒グラフ内
が画面右方向に埋まり、反対に機体が後退している場合
にはそのときの速度に対応するスケール量で棒グラフ内
が画面左方向に埋まるように動作する。また、この表示
は機体の動作に追従しているため、棒グラフの移動方向
から機体に作用している前後方向の加速度を読み取るこ
とも可能である。

【００３２】なお、表示のスケール量にプラス、マイナ
スの極性を入れていないが、これは操縦者が表示不要と
判断したためであり、必要があれば極性を表示させるよ
うにしてもよい。また、他のデータ表示の場合も同様で
ある。図３の一点鎖線(4) で指示する部分は上述の前後
飛行速度を数値で表示したものであり、上述の棒グラフ
では分かりずらい微小な前後飛行速度の変化や、数値で
正確な速度を知りたい場合に具体的にディジタル表示で
操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持つ。従っ
て、図中の(3) と(4) の部分の表示は互いに連動するよ
うに動作し、前進の飛行速度の場合がプラス表示、後退
の飛行速度の場合がマイナス表示になるように動作す
る。

【００３３】図３の一点鎖線(5) で指示する部分は機体
の左右方向の飛行速度を棒グラフで表示したものであ
り、機体の機首方向に対して右側の方向をプラス側、左
側の方向をマイナス側として、飛行中の左右飛行速度を
操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持つ。図中
において横棒の中心が左右飛行速度ゼロの状態であり、
ここを中心に棒グラフが左右方向に伸びるように動作す
る。従って、例えば機体が右側に移動している場合には
そのときの飛行速度に対応するスケール量で棒グラフ内
が画面右方向に埋まり、反対に機体が左側に移動してい
る場合にはそのときの飛行速度に対応するスケール量で
棒グラフ内が画面左方向に埋まるように動作する。ま
た、この表示は機体の動作に追従しているため、棒グラ
フの移動方向から機体に作用している左右方向の加速度
を読み取ることも可能である。

【００３４】図３の一点鎖線(6) で指示する部分は機体
の上下方向の飛行速度を棒グラフで表示したものであ
り、昇降率を表示する昇降計と作用は同じである。つま
り、機体の上昇飛行速度をプラス側として飛行中の上昇
速度と下降速度を操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる
作用を持つ。図中において縦棒の中心が上下飛行速度ゼ
ロの状態であり、ここを中心に棒グラフが上又は下へ伸
びるように動作する。従って、例えば機体が上昇してい
る場合にはそのときの上昇速度に対応するスケール量で
棒グラフ内が画面上方向に埋まり、反対に機体が下降し
ている場合にはそのときの下降速度に対応するスケール
量で棒グラフ内が画面下方向に埋まるように動作する。
また、この表示は機体の動作に追従しているため、棒グ
ラフの移動方向から機体に作用している上下方向の加速
度を読み取ることも可能である。

【００３５】図３の一点鎖線(7) で指示する部分は機体
の飛行高度を棒グラフで表示したものであり、操縦者４
ａ、・・・、４ｎに飛行高度を知らせる作用を持つ。図
中において縦の棒グラフの一番下の部分が飛行高度ゼロ
の状態であり、ここを中心に棒グラフが上へ伸びるよう
に動作する。なお、この表示は機体の動作に追従してい
るため、棒グラフの移動方向から機体の昇降率を読み取
ることが可能であるが、それは高度差の大きい場合のみ
読み取ることが容易で、反対に高度差が小さい場合には
図３の(6) の部分に表示される上下飛行速度の方が昇降
率をより良く読み取ることができる。

【００３６】図３の一点鎖線(8) で指示する部分は機体
の各種モードを表示したものであり、操縦者４ａ、・・
・、４ｎが切り換えたモードや機体システムの方で自動
的にあるモードに切り換わった場合のモード等の状態を
操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持つ。図中
では四角の枠内にモード状態を文字によるシンボルで表
示するように動作する例を示してあるが、他の例として
はこれを異なる色で表示したり、モードが入ったときの
み表示するように動作させたり、また、モード切り換え
後の経過時間に制限がある場合は一定の時間が過ぎると
表示自体を点滅させて警告表示作用を持たせるように動
作させることも可能である。

【００３７】なお、この部分には必要に応じて直接に警
告内容を表示してもよく、例えば規定高度以下に飛行高
度が落ちた場合は「ＡＬＴＬＯＷ」などのように表示
するように動作させてもよい。図３の一点鎖線(9) で指
示する部分は上述の機体の前後飛行速度と左右飛行速度
を棒グラフで一緒に表示したものであり、機体を模した
図形（シンボル）と重ね合わせて表示させて、各飛行速
度の比率を相対的に操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせ
る作用を持つ。図中において作用及び動作原理等は上に
説明した内容と同様である。なお、この表示は機体に対
する飛行速度方向を読み取ることができるため、必要に
応じて各飛行速度の相対比率をベクトル（矢印）で表示
させるように動作させてもよい。

【００３８】図３の一点鎖線(10)で指示する部分は飛行
中の機体の位置、高度、航跡を表示したものであり、位
置及び飛行高度は図形（シンボル）で、航跡は線で、四
角の枠内に表示するように動作し、操縦者４ａ、・・
・、４ｎにそれらの機体データを知らせる作用を持つ。
なお、航跡はいくらかの経過時間内のものを表示するよ
うに動作し、それ以上の経過時間の航跡は表示を消して
ゆくように動作する。経過時間は初期設定時にデータ入
力装置３で任意に設定ができる。四角の枠内の下線の部
分は飛行高度ゼロの状態で、飛行高度が上がるにつれて
図形は上述の飛行高度表示部（図３の(7) の部分）と連
動して上へ移動するように動作する。また、四角の枠の
表示エリアは予め飛行距離が分かっている場合には初期
設定時にデータ入力装置３から表示に必要なデータ（例
えば図中ではＳの位置データ、Ｔの位置データ、表示倍
率等）を入力してやることで任意に表示エリアを設定す
ることができる。

【００３９】図３の一点鎖線(11)で指示する部分は、機
体の位置及び機首方位角を機体を模した図形（シンボ
ル）で、航跡を線で、また、飛行表示エリアをグリッド
（格子）で、それぞれ表示したものであり、それらの機
体データを操縦者４ａ、・・・、４ｎへ知らせる作用を
持つ。図中において図形の向きは機首方位角を示してお
り、機首方位角の変化に伴い図形が機体の位置を示す点
を中心に回転するように動作する。一方、機体の移動は
航跡としていくらかの経過時間内のものを表示するよう
に動作し、それ以上の経過時間の航跡は表示を消してゆ
くように動作する。従って、例えば図示するように機体
の離陸位置がＳで、目標地点又は目安地点がＴで表示さ
れているとすると、機体の図形は離陸直後Ｓの表示と重
なって表示され、機体が前進飛行に移ると図形が画面で
上へ移動する。このとき図形の移動とともに飛行後の航
跡が異なる色で表示される。

【００４０】なお、航跡表示の経過時間、離陸位置、目
標地点若しくは目安地点、グリッドの表示スケール等、
この部分の表示に必要なデータは初期設定時にデータ入
力装置３から入力され、任意に設定が可能である。その
ほか特に必要があれば、目標地点若しくは目安地点Ｔへ
ある距離まで近づいた場合にグリッドの表示スケールを
自動的に切り換え、より精密な機体位置の表示になるよ
うに動作させれば、操縦者４ａ、・・・、４ｎへより一
層効果的に知らせる作用を持たせることができる。

【００４１】また、機体が飛行表示エリアを飛び出した
場合も同様にグリッドの表示スケールを自動的に切り換
えたり、また表示を自動的にスクロールさせるように動
作させればよい。これは一点鎖線(10)の部分も同様であ
る。また、図中に航跡のない図形が表示されているが、
これは自機以外の他の機体の位置及び機首方位角を表示
した例であり、複数の機体を表示させる場合には、複数
の機体データを操縦用ディスプレイ表示制御装置２に入
力し、一方、複数の機体分の初期設定データをデータ入
力装置３から入力し、自機の表示制御処理と同様の処理
を行うことで任意に飛行表示エリア内に表示するように
動作させることも可能である。（両機を異なる色で表示
すれば視認性がより改善される。）図３の一点鎖線(12)
で指示する部分は機首方位角をディジタル値で表示した
ものであり、図３の(11)部分の図形による機首方位角表
示では分かりずらい微小な機首方位角の変化や数値で機
首方位角を知りたい場合に操縦者４ａ、・・・、４ｎに
より分かりやすく知らせる作用を持つ。従って、図中の
ディジタル値は(11)部分の図形の向き（回転）と互いに
連動するように動作し、０〜３６０度の範囲で表示が変
わる。なお、表示のフルスケールは必要に応じて０〜３
６０度表示、又は−１８０〜＋１８０度表示のどちらか
を初期設定時に選択すれば、操縦者４ａ、・・・、４ｎ
の好みに合わせて変更も可能である。

【００４２】図３の一点鎖線(13)で指示する部分は(11)
部分のグリッドの表示スケール値を示しており、グリッ
ド表示スケールの切り換えに連動して更新表示されるよ
うに動作する。図中における「４００ｍ／ｄｉｖ」の表
示はグリッドの一辺が４００ｍ単位で表示されることを
示している。以上が表３の機体データを表示する場合の
画面上の動作と作用の説明である。

【００４３】次に、操縦制御用ディスプレイに表示され
るテレメータデータのうち、表４のステータスデータを
表示する場合の画面上の動作と作用について図４を参照
して説明する。なお、図４は複数の無人飛行体を運用す
る場合に各無人飛行体の機体のステータスデータを表４
のように設定して操縦用ディスプレイの画面に表示した
ものの一例であり、図中の（Ａ）及び（Ｂ）の部分は機
体毎のステータスデータを上から重要度の高い順でかつ
関連の深い順にグループ別に表示した例、また、図中の
（Ｃ）の部分は図３の機体データ表示画面の場合と同様
な手法で各機体の機首方位角、位置等を相対的に表示し
た例である。

【００４４】図４の(1) で指示する部分は機体から送ら
れてくるテレメータデータ信号の受信状態を表示したも
のであり、受信不良時は「Ｆａｉｌ」の文字で表示する
ように、また、受信良好時は無表示になるように動作し
て飛行中の状態を操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる
作用を持つ。なお、必要に応じて正常時は「Ｇｏｏｄ」
の文字を表示するように、異常発生時は「Ｆａｉｌ」の
文字表示の色を変えてフラッシング（点滅）させたり、
また、音による警報を併用するように設定を変更しても
よく、これ以外のステータスデータ（図４の例では(2)
〜(9) で指示する部分等）も同様である。これによって
操縦者４ａ、・・・、４ｎに対して目視界外飛行時の状
態監視が非常に行い易くなる。

【００４５】図４の(2) で指示する部分は機体の電源状
態を表示したものであり、異常発生時は「Ｆａｉｌ」の
文字で表示するように、また、正常時は無表示になるよ
うに動作して飛行中の状態を操縦者４ａ、・・・、４ｎ
に知らせる作用を持つ。図４の(3) 及び(4) で指示する
部分は機体のメイン及びバックアップの操縦制御信号受
信状態を表示したものであり、受信不良時は「Ｆａｉ
ｌ」の文字で表示するように、また、受信良好時は無表
示になるように動作して飛行中の状態を操縦者４ａ、・
・・、４ｎに知らせる作用を持つ。

【００４６】図４の(5) で指示する部分は機体の残燃料
を表示したものであり、燃料状態により「Ｆａｉｌ」、
「１／２」、「Ｅｍｐｔｙ」等の文字を表示するように
動作することによって操縦者４ａ、・・・、４ｎに飛行
中の燃料状態を知らせる作用を持つ。なお、必要に応じ
て残燃料を数値（リットル）表示等で表示するように設
定を変更すれば、より詳細な残燃料の状態を操縦者４
ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持たせることができ
る。

【００４７】図４の(6) 及び(7) で指示する部分は機体
に搭載している作業機材や補助機器等の作動状態を「Ｏ
Ｎ」、「ＯＦＦ」の文字で表示するように動作して飛行
中の状況を操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を
持つ。なお、搭載される機器としては空撮カメラ、ライ
ト装置、リードロープ牽引装置、投下投棄管制装置等の
ほか、必要に応じてシステムに関するデータの補助表示
として使用するように設定を変更してもよい。

【００４８】図４の(8) で指示する部分は機体システム
に関する情報を表示したものであり、飛行中のシステム
状態を文字で表示するように動作して操縦者４ａ、・・
・、４ｎに知らせる作用を持つ。また、必要に応じてシ
ステム中で重要な機器のステータスやモード等をプライ
オリティ順に表示するように設定を変更すれば、操縦者
４ａ、・・・、４ｎに一層効果的にシステム状態を知ら
せる作用を持たせることができる。

【００４９】図４の(9) で指示する部分は機体に搭載さ
れている自動操縦装置のモードを表示したものであり、
飛行中のモード状態を文字で表示するように動作して操
縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持つ。以上の
図４の(1) 〜(9) のグループはステータスデータのう
ち、機体の飛行位置以外の情報をまとめたものである。
図４の(10)、(11)及び(12)でそれぞれ指示する部分は機
体の速度、高度、機首方位角のデータを表示したもので
あり、数値で表示するように動作して、図中（Ｃ）の部
分に表示されるデータでは読み取れない速度・高度デー
タ若しくは読み取りにくい機首方位角データをより効率
的かつ的確に操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用
を持つ。

【００５０】図４の(13)及び(14)で指示する部分は機体
の離陸位置及び目標点から飛行中の機体位置までの距離
をそれぞれ表示したものであり、数値で表示するように
動作して図中の（Ｃ）の部分に表示される位置データの
うちで最も必要性が高く、図から直ぐにかつ正確に読み
取れないデータとして操縦者４ａ、・・・、４ｎにより
効率的にかつ的確に知らせる作用を持つ。

【００５１】図４の(15)で指示する部分は図中の（Ｃ）
の部分では読み取れないデータとして１番機の位置を緯
度経度で表示したものであり、数値で表示するように動
作して機体の正確な位置を操縦者４ａ、・・・、４ｎに
知らせる作用を持つ。以上が図４の（Ａ）の部分に表示
されているステータスデータの概要であるが、複数の飛
行体を運用する場合には図中の（Ｂ）の部分に２番機の
ステータスデータを表示するように動作させれば、一画
面上で同時に監視が可能となる。また、３機以上の運用
時でも画面切り換え・分割・スクロールさせることで同
様に監視が可能である。

【００５２】図４の(16)及び(17)で指示する部分は複数
の無人飛行体の運用時の各機体の位置とその航跡を表示
したものであり、機体は図形（シンボル）で、航跡は線
でそれぞれ表示するように動作して、数値では分かりに
くい機体や目標物等との相対的な位置関係をより的確に
操縦者４ａ、・・・、４ｎに知らせる作用を持つ。機体
の表示色は各機体毎に変えるとともに、機体の機首方位
角に合わせて図形（シンボル）の向きを変えることによ
って表示の効果はさらに改善される。

【００５３】図４の(18)、(19)及び(20)で指示する部分
はそれぞれ機体の離陸位置、目標点、モニタ位置を表示
したものであり、それぞれＳ、Ｔ、Ｍの図形（シンボ
ル）で表示するように動作して操縦者４ａ、・・・、４
ｎに機体との相対的な位置関係を知らせる作用を持つ。
図４の(21)で指示する部分は飛行表示エリアのグリッド
表示スケールを表示したものであり、数値で表示するよ
うに動作するとともに、飛行表示エリアの設定を変更し
た場合にはそれに連動して表示が変わるように動作す
る。

【００５４】図４の(22)で指示する部分は飛行表示エリ
アの地図方位を表示したものであり、図形（シンボル）
で表示されるように動作する。図４の(23)で指示する部
分は図３の一点鎖線(11)で指示する部分と同様に機体の
飛行表示エリアを表示したものであり、グリッドの枠で
表示されるように動作する。なお、データ入力装置３か
らの操作で表示エリアを変更したり、任意に設定するこ
とができる。

【００５５】以上が図４中の（Ｃ）の部分に表示されて
いるステータスデータのうち、位置データに関するもの
であるが、表示が見にくい場合やもっと詳しい表示にし
たい場合には、データ入力装置３からの操作によって
（Ｃ）の表示部を別の画面に分離して切り換えて表示す
れば、より的確で完全な位置データを操縦者４ａ、・・
・、４ｎに提供することができる。

【００５６】なお、上記のこの発明の操縦制御用ディス
プレイを用いた操縦制御用ディスプレイシステムの実施
例はこの発明の単なる例示に過ぎず、従って、システム
の構成や操縦する無人飛行体の機数等は必要に応じて種
々に変形及び変更できることは言うまでもない。例え
ば、上記実施例では１つのデータ入力装置やデータ記憶
装置を複数の操縦者で共通に使用したが、操縦者が多数
の場合には使用する操縦用ディスプレイ表示制御装置の
台数に合わせてデータ入力装置やデータ記憶装置の台数
を変更してもよいことは勿論である。この場合、操縦用
ディスプレイ表示制御装置やデータ入力装置やデータ記
憶装置は１つのままでもよいし、データ入力装置やデー
タ記憶装置を操縦用ディスプレイ表示制御装置の数に応
じて増やしてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、無人ヘリコプタが目視界外にあっても目視飛行と同
様に操縦が可能となり、無人飛行体の飛行状態を容易に
かつ的確に知ることができ、誤認や操縦ミス等を排除し
てより的確で完全な無人飛行体の操縦が可能になるとい
う顕著な効果がある。

【００５８】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の操縦制御用ディスプレイを用いた操
縦制御用ディスプレイシステムを、２機以上の無人飛行
体の操縦制御に適用した場合の一実施例を示す構成図で
ある。

【図２】この発明の操縦制御用ディスプレイを用いた操
縦制御用ディスプレイシステムを、１機の無人飛行体の
操縦制御に適用した場合の一実施例を示す構成図であ
る。

【図３】この発明の操縦制御用ディスプレイの機体デー
タ表示画面の一例を示す図である。

【図４】図１の操縦制御用ディスプレイシステムのステ
ータスデータ表示画面の一例を示す図である。

【図５】従来の遠隔操縦方式の無人飛行体の操縦制御用
ディスプレイシステムの一例を示す構成図である。

【図６】従来の遠隔操縦方式の無人飛行体の操縦制御用
ディスプレイシステムのディスプレイコンソールパネル
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｎ操縦用ディスプレイ２操縦用ディスプレイ表示制御装置３データ入力装置３ａキーボード３ｂマウス３ｃトラックボール４ａ〜４ｎ操縦者５ａ〜５ｎテレメータデータ信号受信装置６ａ〜６ｎデータ変換装置７データ記憶装置８ａ〜８ｎ遠隔操縦装置９ａ〜９ｎテレメータデータ信号送信装置１０ａ〜１０ｎ操縦制御信号受信装置１１ａ〜１１ｎ無人飛行体１２ａ〜１２ｎテレメータデータ信号１３ａ〜１３ｎ操縦信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｑ 9/00 ３６１Ｈ０４Ｑ 9/00 ３６１ // Ｇ０１Ｓ 7/04 Ｇ０１Ｓ 7/04 Ｇ０５Ｄ 1/00 Ｇ０５Ｄ 1/00 Ｂ (56)参考文献特開平４−151398（ＪＰ，Ａ) 特開平３−272416（ＪＰ，Ａ) 特開平４−364505（ＪＰ，Ａ) 特開平５−193576（ＪＰ，Ａ) 特開平４−238790（ＪＰ，Ａ) 特開平１−211133（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−78000（ＪＰ，Ａ) 特開平６−144386（ＪＰ，Ａ) 特開平４−230491（ＪＰ，Ａ) 特開平６−270896（ＪＰ，Ａ) 特開平５−303363（ＪＰ，Ａ) 実開平１−89300（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−48099（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−8650（ＪＰ，Ｕ) 「航空技術」第437号Ｐ．９ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B64C 13/18 - 13/20 B64C 19/00 B64C 39/02 B64D 43/00 B64D 45/00 B64D 47/00 B64F 1/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テレメータデータ信号送信装置１０及び
操縦制御信号受信装置９を少なくとも搭載した遠隔操縦
方式の無人ヘリコプタの飛行体１１から送られてくる各
種飛行データを包含するテレメータデータ信号１２を受
信し、復調するテレメータデータ信号受信装置５と、該
テレメータデータ信号受信装置５からの復調されたテレ
メータデータ信号が入力される操縦用ディスプレイ表示
制御装置２と、該操縦用ディスプレイ表示制御装置２に
よって表示画面が制御される操縦用ディスプレイ１と、
前記操縦用ディスプレイ表示制御装置２にデータを入力
するための、少なくとも前記無人飛行体１１を操縦する
操縦者４によって操作されるデータ入力装置３と、前記
無人飛行体１１を操縦するために前記操縦者４によって
操作される遠隔操縦装置８とを具備し、前記無人飛行体
１１から送られてくる各種飛行データを前記操縦用ディ
スプレイ１の一画面上に集中表示できるようにされた操
縦制御用ディスプレイにおいて、機体安定化制御用画面と、機体誘導画面とが設けられ、前記機体安定化制御用画面には、機体前後方向を示した図形と、それに交わる水平線とが
表示されるピッチ姿勢角表示部(1) と、機体左右方向を示す図形と、それに交わる水平線とが表
示されるロール姿勢角表示部(2) と、前記ピッチ姿勢角表示部(1) と並んで設けられ、機体の
前後方向速度が棒グラフで表示される前後方向速度表示
部(3) と、前記ロール姿勢角表示部(2) と並んで設けられ、機体の
左右方向速度が棒グラフ表示される左右方向速度表示部
(5) と、上昇速度が棒グラフに表示される上昇速度表示部(6)
と、飛行モード・機能・警告内容がランプ表示されるモード
・警告表示部(8) と、が設けられ、前記機体誘導画面には、機体の現在位置と方位とを示す図形とその水平面内の飛
行軌跡とが、グリッドスケールと連動したグリッド付き
飛行表示エリアと組み合わせられて図形表示される水平
位置表示部(11)と、機体の現在の高度とその垂直面内の飛行軌跡が図形表示
される垂直位置表示部(10)と、機体の前後方向の速度と左右方向の速度とがそれぞれ互
いに直交した棒グラフで表示される速度ベクトル表示部
(9) と、高度が棒グラフで表示される高度表示部(7) と、が設けられ、ていることを特徴とする操縦制御用ディスプレイ。