JP6518392B1 - Flight control system and flight planning method - Google Patents
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Abstract
【課題】効率的な飛行計画を作成することが可能な飛行制御システム及び飛行計画作成方法を提供する。【解決手段】飛行制御システムは、バッテリーを有する第1無人飛行体と、第1無人飛行体に給電する給電装置と、第1無人飛行体に関する飛行体情報、第1無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、第1無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置と、を有し、飛行計画作成装置は、飛行中の第1無人飛行体の飛行体情報及びバッテリー情報に基づいて第1無人飛行体の異常発生を検知した場合、第1無人飛行体が着陸可能な第1給電装置を選択し、飛行管理装置から受け取った給電装置情報に基づいて、第1給電装置に他の第2無人飛行体が着陸している場合に、他の第2無人飛行体を第1給電装置から第2給電装置に移動させる第1移動計画を作成する。【選択図】図15PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flight control system and a flight plan creation method capable of creating an efficient flight plan. A flight control system manages a first unmanned air vehicle having a battery, a power feeding device for supplying power to the first unmanned air vehicle, airframe information on the first unmanned air vehicle, and a flight of the first unmanned air vehicle. And a flight plan creation device for creating a flight plan of the first unmanned aerial vehicle, the flight plan creation device being based on the airframe information and battery information of the first unmanned aerial vehicle in flight If the first unmanned aerial vehicle detects an abnormality, the first unmanned aerial vehicle selects the first power feeding device capable of landing, and the first power feeding device is selected based on the power feeding device information received from the flight management device. When the second unmanned air vehicle is landing, a first movement plan is created to move the other second unmanned air vehicle from the first power feeding device to the second power feeding device. [Selected figure] Figure 15
Description
本発明は、飛行制御システム及び飛行計画作成方法に関する。 The present invention relates to a flight control system and a flight planning method.
マルチコプタ(ドローン)等の無人飛行体は、空撮、輸送、測量、地理情報の収集、環境測定、農業等、様々な分野への応用が期待されている。無人飛行体は、推力等を発生するためのバッテリーが用いられる(例えば、特許文献1参照)。特許文献2には、飛行中の小型飛行体を的確に管理する小型飛行システムについて記載されている。
Unmanned air vehicles such as multicopter (drone) are expected to be applied to various fields such as aerial photography, transportation, surveying, collection of geographical information, environmental measurement, agriculture, and the like. As the unmanned air vehicle, a battery for generating thrust and the like is used (see, for example, Patent Document 1).
無人飛行体は、出発地から目的地までの所要時間の短縮、バッテリーの消費電力の低減、モータ等の機器の発熱の抑制等を考慮して安全且つ効率的に飛行させる必要がある。特許文献1には、無人飛行体の飛行計画の作成について記載されていない。特許文献2の小型飛行システムは、出発地から目的地までの途中の中継地点に着陸すると、バッテリー残容量と、周囲の着陸地点の情報と、に基づいて次の中継地点を決定する。このため、特許文献2の小型飛行システムでは、出発の際にあらかじめ効率的な飛行計画を作成することは困難である。また、特許文献2には、過去の飛行実績に関する情報、又は飛行中の無人飛行体の情報に基づいて、効率的な飛行計画を作成することは記載されていない。
The unmanned air vehicle needs to be made to fly safely and efficiently in consideration of shortening of the time required from the departure place to the destination, reduction of the power consumption of the battery, suppression of heat generation of devices such as a motor and the like.
本発明は、上記課題を解決して、効率的な飛行計画を作成することが可能な飛行制御システム及び飛行計画作成方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a flight control system and a flight plan creation method capable of solving the above problems and creating an efficient flight plan.
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、過去の前記飛行実績に関する情報に含まれる、前記飛行経路に関連づけられた前記バッテリーの消費電力に基づいて前記飛行計画を作成する。 A flight control system according to an aspect of the present invention includes an unmanned air vehicle having a battery, and a storage unit storing information on the flight results of the unmanned air vehicle in the past, the air vehicle information on the unmanned air vehicle and the battery A flight management device that receives battery information and manages the flight of the unmanned aerial vehicle, and the flight of the unmanned aerial vehicle based on the airframe information from the flight management device, the battery information, and information about the flight results And a flight plan creation device for creating a plan, wherein the flight plan creation device creates a flight path from a departure place to a destination and is associated with the flight path included in the information on the past flight results. The flight plan is created based on the power consumption of the battery.
これによれば、過去の飛行実績に基づいて、無人飛行体のバッテリーの消費電力を抑制した飛行計画を作成することができる。この結果、バッテリーの長寿命化を図ることができるため、飛行中のバッテリーの性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。 According to this, based on the past flight results, it is possible to create a flight plan in which the power consumption of the battery of the unmanned air vehicle is suppressed. As a result, it is possible to extend the life of the battery, and therefore, it is possible to reduce the performance degradation of the battery in flight and maintenance such as battery replacement, and to create an efficient flight plan.
本発明の望ましい態様として、さらに、前記無人飛行体に給電する給電装置を有し、前記飛行計画作成装置は、前記出発地から前記給電装置を経由して前記目的地までの飛行経路を作成し、1回の飛行に要する前記バッテリーの第1充電量を算出し、前記飛行実績に関する情報に基づいて第2充電量を算出し、前記第1充電量及び前記第2充電量のうち、少ない充電量に基づいて飛行計画を作成する。これによれば、給電装置でのバッテリーへの充電量が、算出された第1充電量と過去の飛行実績の第2充電量との比較により定められる。これにより給電装置での充電時間を短縮することができる。したがって、飛行制御システムは、出発地から目的地までの所要時間を短縮でき、効率的な飛行計画を作成することが可能である。 As a desirable mode of the present invention, the flight planning device further includes a feeding device for feeding power to the unmanned aerial vehicle, and the flight plan creating device creates a flight path from the departure place to the destination via the feeding device. The first charge amount of the battery required for one flight is calculated, the second charge amount is calculated based on the information on the flight record, and the charge of the first charge amount and the second charge amount is smaller than the first charge amount. Create a flight plan based on the quantity. According to this, the charge amount to the battery in the power feeding device is determined by comparing the calculated first charge amount with the second charge amount of the past flight results. Thereby, the charging time in the power feeding device can be shortened. Therefore, the flight control system can reduce the time required from the departure point to the destination, and can create an efficient flight plan.
本発明の望ましい態様として、前記第1充電量及び前記第2充電量は、前記給電装置から前記目的地までの飛行に必要な、前記バッテリーの充電量である。これによれば、充電時間を短縮しつつ、給電装置から目的地まで無人飛行体を飛行させることができる。したがって、飛行制御システムは、安全で且つ効率的な飛行計画を作成することが可能である。 As a desirable mode of the present invention, the first charge amount and the second charge amount are charge amounts of the battery necessary for flight from the power feeding device to the destination. According to this, it is possible to fly the unmanned air vehicle from the power feeding device to the destination while shortening the charging time. Thus, the flight control system can create a safe and efficient flight plan.
本発明の望ましい態様として、前記飛行計画作成装置は、前記バッテリーの目標消費電力に関する情報を取得し、過去の前記飛行実績に基づいて、過去の前記バッテリーの消費電力よりも少ない前記目標消費電力で飛行する前記飛行計画を作成する。これによれば、無人飛行体のバッテリーの消費電力を抑制することができる。 As a desirable mode of the present invention, the flight plan creation device acquires information on the target power consumption of the battery, and based on the past flight results, the target power consumption less than the power consumption of the battery in the past Create the flight plan to fly. According to this, the power consumption of the battery of the unmanned air vehicle can be suppressed.
本発明の望ましい態様として、前記飛行計画作成装置は、前記飛行経路の飛行に要する前記バッテリーの消費電力を算出し、前記飛行実績に関する情報に含まれる過去の前記消費電力に関する情報、算出された前記消費電力及び気象情報に基づいて飛行計画を作成する。これによれば、過去の飛行実績の消費電力及び気象情報に基づいて、飛行体のバッテリーの消費電力を抑制することができる。又は、過去の飛行実績の消費電力及び気象情報に基づいて、精度よく飛行計画を作成することができる。 As a desirable mode of the present invention, the flight plan creation device calculates the power consumption of the battery required for the flight of the flight path, and information on the power consumption in the past included in the information on the flight results, the calculated Create a flight plan based on power consumption and weather information. According to this, the power consumption of the battery of the flying object can be suppressed based on the power consumption and weather information of the past flight results. Alternatively, it is possible to create a flight plan with high accuracy based on power consumption and weather information of past flight results.
本発明の望ましい態様として、前記飛行計画作成装置は、過去の前記消費電力が算出された前記消費電力よりも大きい場合に、前記気象情報に基づいて出発時刻を補正した飛行計画を作成する。これによれば、目的地への到着時刻が遅れないよう飛行計画を作成することができる。又は、消費電力が抑制できる出発時刻に飛行計画を変更することができる。 As a desirable mode of the present invention, the flight plan creation device creates a flight plan in which the departure time is corrected based on the weather information, when the power consumption in the past is larger than the power consumption calculated. According to this, it is possible to create a flight plan so that the arrival time to the destination is not delayed. Alternatively, the flight plan can be changed to a departure time at which power consumption can be reduced.
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、過去の飛行実績の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、に基づいて、前記飛行経路を補正した飛行計画を作成する。 A flight control system according to an aspect of the present invention includes an unmanned air vehicle having a battery, and a storage unit storing information on the flight results of the unmanned air vehicle in the past, the air vehicle information on the unmanned air vehicle and the battery A flight management device that receives battery information and manages the flight of the unmanned aerial vehicle, and the flight of the unmanned aerial vehicle based on the airframe information from the flight management device, the battery information, and information about the flight results And a flight plan creation device for creating a plan, wherein the flight plan creation device creates a flight path from a departure place to a destination, and the flight information and battery information of the unmanned air vehicle in flight And creating a flight plan with the flight path corrected, based on the flight object information of the past flight results and the battery information.
これによれば、飛行中の飛行体の飛行体情報及びバッテリー情報に基づいて、効率的な飛行経路に変更することができる。また、過去の飛行実績を利用することで精度よく補正を行うことができる。 According to this, it is possible to change to an efficient flight path based on the airframe information and battery information of the flying object in flight. Moreover, correction can be performed with high accuracy by using the past flight results.
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する第1無人飛行体と、前記第1無人飛行体に給電する給電装置と、前記第1無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記第1無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記第1無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置と、を有し、前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記第1無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記第1無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記第1無人飛行体が着陸可能な前記第1給電装置を選択し、前記飛行管理装置から受け取った前記給電装置情報に基づいて、前記第1給電装置に他の第2無人飛行体が着陸している場合に、前記他の第2無人飛行体を前記第1給電装置から第2給電装置に移動させる第1移動計画を作成する。 A flight control system according to an aspect of the present invention includes a first unmanned air vehicle having a battery, a power feeding device for supplying power to the first unmanned aerial vehicle, airborne object information on the first unmanned aerial vehicle, and battery information on the battery. And a flight management apparatus for managing the flight of the first unmanned aerial vehicle by receiving power supply apparatus information related to the power supply apparatus, and based on the airframe information from the flight management apparatus, the battery information, and the power supply apparatus information. A flight plan creation device for creating a flight plan of the first unmanned aerial vehicle, wherein the flight plan creation device is based on the airframe information and the battery information of the first unmanned aerial vehicle in flight. When the abnormal occurrence of the first unmanned aerial vehicle is detected, the first unmanned aerial vehicle selects the first power feeding device to which the first unmanned aerial vehicle can land, and receives it from the flight management device. If another second unmanned aerial vehicle is landing on the first power feeding device based on the power feeding device information, the other second unmanned aerial vehicle from the first power feeding device to the second power feeding device Create a first movement plan to move to
これによれば、飛行管理装置及び飛行計画作成装置が複数の無人飛行体を管理することで、飛行中の飛行体に異常が発生した場合でも、安全に無人飛行体を給電装置に移動させることができる。 According to this, by managing the plurality of unmanned air vehicles by the flight management device and the flight plan creation device, safely moving the unmanned air vehicles to the power feeding device even if an abnormality occurs in the in-flight vehicles. Can.
本発明の望ましい態様として、前記無人飛行体は、非接触給電により電力を受電する受電コイルを有し、前記給電装置は、前記受電コイルに電力を送電する給電コイルを有する。これによれば、給電装置において、無人飛行体のバッテリーは非接触給電により充電される。このため、給電装置において、無人飛行体への電力ケーブル等の接続が不要である。したがって、出発地から目的地まで、飛行計画にしたがって自律飛行が可能である。 As a desirable mode of the present invention, the unmanned aerial vehicle has a power receiving coil which receives power by non-contact power feeding, and the power feeding device has a power feeding coil which transmits power to the power receiving coil. According to this, in the power feeding device, the battery of the unmanned air vehicle is charged by non-contact power feeding. For this reason, in the feeding device, it is not necessary to connect a power cable or the like to the unmanned air vehicle. Therefore, autonomous flight is possible from the departure place to the destination according to the flight plan.
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成するステップと、過去の前記飛行実績に関する情報に含まれる、前記飛行経路に関連づけられた前記バッテリーの消費電力に基づいて前記飛行計画を作成するステップと、を含む。 A flight planning method according to an aspect of the present invention includes an unmanned air vehicle having a battery, and a storage unit for storing information on flight results of the unmanned air vehicle in the past, the air vehicle information on the unmanned air vehicle and the battery A flight management device for managing the flight of the unmanned aerial vehicle by receiving battery information relating to the unmanned aerial vehicle, and based on the information about the airborne vehicle information from the flight management device, the battery information, and the flight results, A flight plan creation device for creating a flight plan, the flight plan creation device including the steps of creating a flight path from a departure place to a destination, and information included in information regarding the past flight results Creating the flight plan based on the power consumption of the battery associated with.
これによれば、過去の飛行実績に基づいて、無人飛行体のバッテリーの消費電力を抑制した飛行計画を作成することができる。この結果、バッテリーの長寿命化を図ることができるため、飛行中のバッテリーの性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。 According to this, based on the past flight results, it is possible to create a flight plan in which the power consumption of the battery of the unmanned air vehicle is suppressed. As a result, it is possible to extend the life of the battery, and therefore, it is possible to reduce the performance degradation of the battery in flight and maintenance such as battery replacement, and to create an efficient flight plan.
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成するステップと、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、過去の飛行実績の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、に基づいて前記飛行経路を補正した飛行計画を作成するステップと、を含む。 A flight planning method according to an aspect of the present invention includes an unmanned air vehicle having a battery, and a storage unit for storing information on flight results of the unmanned air vehicle in the past, the air vehicle information on the unmanned air vehicle and the battery A flight management device for managing the flight of the unmanned aerial vehicle by receiving battery information relating to the unmanned aerial vehicle, and based on the information about the airborne vehicle information from the flight management device, the battery information, and the flight results, A flight plan creation device for creating a flight plan, the flight plan creation device creating the flight path from a departure place to a destination, the flight information of the unmanned air vehicle in flight, and the flight information Create a flight plan with the flight path corrected based on battery information and the flight object information and battery information of past flight results. Including the steps of: a.
これによれば、飛行中の飛行体の飛行体情報及びバッテリー情報に基づいて、効率的な飛行経路に変更することができる。また、過去の飛行実績を利用することで精度よく補正を行うことができる。 According to this, it is possible to change to an efficient flight path based on the airframe information and battery information of the flying object in flight. Moreover, correction can be performed with high accuracy by using the past flight results.
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する第1無人飛行体と、前記第1無人飛行体に給電する給電装置と、前記第1無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記第1無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記第1無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記第1無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記第1無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記第1無人飛行体が着陸可能な前記第1給電装置を選択するステップと、前記飛行計画作成装置は、前記飛行管理装置から受け取った前記給電装置情報に基づいて、前記第1給電装置に他の第2無人飛行体が着陸している場合に、前記他の第2無人飛行体を前記第1給電装置から第2給電装置に移動させる第1移動計画を作成するステップと、を含む。 A flight planning method according to an aspect of the present invention includes a first unmanned air vehicle having a battery, a power feeding device for supplying power to the first unmanned aerial vehicle, airframe information about the first unmanned air vehicle, and a battery regarding the battery A flight management device that receives information and feeding device information related to the feeding device and manages the flight of the first unmanned air vehicle; and based on the flying object information from the flight management device, the battery information, and the feeding device information And a flight plan creation device for creating a flight plan of the first unmanned aerial vehicle, wherein the flight plan creation device is based on the airframe information and the battery information of the first unmanned aerial vehicle in flight. Selecting the first power feeding device to which the first unmanned air vehicle can land when the abnormality occurrence of the first unmanned air vehicle is detected; and The apparatus is configured to, based on the feeding device information received from the flight management device, when another second unmanned air vehicle is landing on the first feeding device, Creating a first movement plan to move from the first feeding device to the second feeding device.
これによれば、飛行管理装置が複数の無人飛行体を管理することで、飛行中の飛行体に異常が発生した場合でも、安全に無人飛行体を給電装置に移動させることができる。 According to this, by managing the plurality of unmanned air vehicles by the flight management device, the unmanned air vehicles can be safely moved to the power feeding device even when an abnormality occurs in the in-flight vehicles.
本発明の飛行制御システム及び飛行計画作成方法によれば、効率的な飛行計画を作成することが可能である。 According to the flight control system and flight plan creation method of the present invention, it is possible to create an efficient flight plan.
以下、本発明に係る飛行制御システム及び飛行計画作成方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、実施形態に記載された方法、装置及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。 Hereinafter, embodiments of a flight control system and a flight plan creation method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the following embodiments. Further, constituent elements of the embodiment include substitutable and substitutable ones while maintaining the identity of the invention. In addition, the methods, apparatuses and modifications described in the embodiments can be arbitrarily combined within the scope of one skilled in the art.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る飛行制御システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、飛行制御システム1は、飛行体2と、給電装置3と、飛行管理装置4と、飛行計画作成装置5と、を有する。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the flight control system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、飛行体2は、飛行管理装置4から送信された飛行指令Shにしたがって、無人で自律飛行する無人飛行体である。飛行体2は、例えば、マルチコプタ、ヘリコプタ、飛行機、飛行ロボット等である。飛行体2は、例えば、荷物の運搬や、空撮等、様々な用途に用いられる。飛行体2は、飛行体2に関する情報である飛行体情報Saを飛行管理装置4に送信する。また、飛行体2は、推力等を発生するためのバッテリー251(図2、図3参照)を有する。飛行体2は、バッテリー251に関する情報であるバッテリー情報Sbを飛行管理装置4に送信する。また、飛行体2は、飛行中の飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを飛行計画作成装置5に送信することもできる。図1に示すように、飛行制御システム1は、複数の飛行体2−1、…、2−mを有する。複数の飛行体2−1、…、2−mは、それぞれ、飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを飛行管理装置4に送信する。なお、以下の説明では、複数の飛行体2−1、…、2−mを区別して説明する必要がない場合には、単に飛行体2と表す。
As shown in FIG. 1, the
給電装置3は、非接触給電により飛行体2に電力を供給する。給電装置3の非接触給電の方式は、例えば磁界共鳴方式(交流共鳴方式又は直流共鳴方式)である。なお、これに限定されず、給電装置3は、例えば、電磁誘導方式やマイクロ波方式等の他の非接触給電の方式により実現することも可能である。図1に示すように複数の給電装置3−1、…、3−nが設けられている。複数の給電装置3−1、…、3−nは、それぞれ給電装置3に関する情報である給電装置情報Scを飛行管理装置4に送信する。また、複数の給電装置3−1、…、3−nは、飛行体2の飛行中や充電中に、給電装置情報Scを飛行計画作成装置5に送信することもできる。なお、以下の説明では、複数の給電装置3−1、…、3−nを区別して説明する必要がない場合には、単に給電装置3と表す。
The
飛行管理装置4は、複数の飛行体2−1、…、2−mに、それぞれ飛行指令Shを送信して、飛行体2−1、…、2−mの飛行を管理する。飛行管理装置4は、例えばPC(パーソナルコンピュータ)等である。飛行管理装置4は、飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び給電装置情報Scを飛行計画作成装置5に送信する。また、飛行管理装置4は、過去の各飛行体2の飛行実績に関する情報である飛行実績情報Sdを飛行計画作成装置5に送信する。
The flight management device 4 transmits the flight command Sh to the plurality of airframes 2-1,..., 2-m to manage the flight of the airframes 2-1,. The flight management device 4 is, for example, a PC (personal computer) or the like. The flight management device 4 transmits the flight object information Sa, the battery information Sb, and the power feeding device information Sc to the flight
飛行計画作成装置5は、飛行管理装置4からの飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb、給電装置情報Sc及び飛行実績情報Sd等に基づいて、飛行体2の飛行計画を作成する。また、飛行計画作成装置5は、気象観測装置7から気象観測情報Seを受け取る。また、飛行計画作成装置5は、気象予測システム71から気象予測情報Sfを受け取る。飛行計画作成装置5は、気象観測情報Se及び気象予測情報Sfに基づいて飛行計画を作成することもできる。気象観測装置7及び気象予測システム71は、飛行制御システム1に含まれていてもよく、或いは、外部の気象情報提供サービスを利用することも可能である。飛行計画作成装置5は、飛行計画に関する情報である飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する。飛行管理装置4は、飛行計画情報Sgに基づいて飛行指令Shを生成し、飛行体2に送信する。
The flight
次に、飛行体2、給電装置3、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5の詳細な構成について説明する。図2は、第1実施形態に係る飛行体の斜視図である。図3は、第1実施形態に係る飛行体の構成を示すブロック図である。
Next, detailed configurations of the flying
図2に示すように、飛行体2は、台座部21と、アーム22と、脚部23と、飛行制御装置24と、受電装置25と、モータ26と、プロペラ27と、センサ群28と、を含む。台座部21は、板状の部材であり、上下方向(z方向)に複数設けられている。アーム22は、台座部21に4つ設けられており、z方向から見たときに放射状に延出する。
As shown in FIG. 2, the flying
脚部23は、脚支柱231と、水平脚232とを有する。脚支柱231は、台座部21からそれぞれ±x方向に開脚しつつ下方に延出する。水平脚232は、脚支柱231の下端に固定されy方向に延出する。
The
飛行制御装置24は、台座部21の上に設けられている。飛行制御装置24は、受電装置25やモータ26に制御信号を供給して、飛行体2の飛行を制御する制御回路である。また、受電装置25は、台座部21の下に設けられている。受電装置25は、バッテリー251、受電制御装置252及び受電コイル253を有する。
The
4つのアーム22の夫々の端部近傍には、モータ26及びプロペラ27が設けられている。モータ26は、その回転軸の方向を上下方向(z軸方向)に向けて設けられている。モータ26の回転軸にはプロペラ27が取り付けられている。なお、各モータ26には、ESC(Electrical Speed Controller)261及びモータ制御装置262(図3参照)が接続されている。
A
センサ群28は、台座部21の上に設けられている。センサ群28は、例えば、3軸ジャイロセンサ(角速度センサ)、3軸加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ、感圧センサ等を含む。
The
図2に示すように、台座部21の下方には、飛行体2の積載物110が搭載されている。積載物110は、台座部21の下段と2本の脚支柱231とで囲まれる空間に配置される。積載物110は、例えば、飛行体2が荷物の集配に用いられる場合は集配物であり、また例えば、飛行体2が空撮目的で用いられる場合は撮影機材(カメラ、ビデオカメラ、スタビライザ、ジンバル、振動緩衝体等)である。
As shown in FIG. 2, a
なお、図2に示す飛行体2の構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、アーム22及びプロペラ27は、それぞれ4つ設けられているが、2つ、3つ又は5つ以上であってもよい。また、受電コイル253は台座部21の下に設けられているが、これに限定されず、給電コイル313(図4参照)と対面できる位置であればよい。
The configuration of the flying
図3に示すように、飛行体2は、更に通信部29と、ESC温度センサ281と、GPS受信部282とを含む。通信部29は、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5と無線通信を行う送受信回路を含む。この無線通信は、例えば、2.4GHz帯の電波等を用いて行われる。ESC温度センサ281は、ESC261の温度を検出する温度センサである。GPS受信部282は、GPS(Global Positioning System)におけるGPS信号を受信する受信アンテナ、受信回路等を含む。
As shown in FIG. 3, the flying
飛行制御装置24は、制御回路241と、記憶部242と、を含む。制御回路241は、飛行管理装置4からの飛行指令Shに基づいて、受電装置25及びモータ制御装置262に制御信号を出力して、飛行体2の飛行を制御する。制御回路241は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。記憶部242は、飛行体2に関する飛行体情報Saや、バッテリー情報Sbや、飛行に必要な飛行計画情報Sg等を記憶する。記憶部242は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等である。
The
モータ制御装置262は、制御回路241からの制御信号に基づいて、ESC261に駆動信号を出力する。ESC261は、電気抵抗値の大きさ制御やPWM(Pulse Width Modulation)制御によって、モータ26に電圧信号を出力する。これにより、ESC261は、モータ26の回転を制御する。制御回路241は、センサ群28、ESC温度センサ281及びGPS受信部282からの情報に基づいて、複数のモータ26の回転数を制御する。これにより、制御回路241は、飛行体2の動作(姿勢(ピッチ、ロール、ヨー)、移動(前進、後退、左右移動、上昇、下降)等)を制御する。モータ26は、電動モータであり、例えば、ブラシレスモータである。また、制御回路241は、給電装置3と無線通信を行い、飛行体2と給電装置3との間の認証を行う機能も有する。
The
受電装置25は、バッテリー251、受電制御装置252及び受電コイル253に加え、充電量検出回路254を有する。受電制御装置252は、制御回路241からの制御信号に基づいて、バッテリー251への充電を制御する回路である。バッテリー251は、例えば、リチウムポリマー二次電池、電気二重層キャパシタ(電気二重層コンデンサ)、リチウムイオン二次電池等である。充電量検出回路254は、バッテリー251の端子間電圧に基づいて、充電量を検出する回路である。また、充電量検出回路254は、バッテリー251の端子間電圧に基づいて、バッテリー251の残電圧容量を検出することもできる。制御回路241は、残電圧容量の情報に基づいて、バッテリー251の消費電力を算出する。
The
受電コイル253は、例えばスパイラル型のコイルである。受電コイル253は、飛行体2が給電装置3に着陸した場合に、給電装置3の給電コイル313(図4参照)と対面するように設けられる。受電コイル253と給電コイル313とが磁気結合することにより、給電装置3から非接触給電によりバッテリー251が充電される。バッテリー251の電力は、制御回路241及びESC261に供給される。
The
図4は、第1実施形態に係る給電装置の構成を示すブロック図である。図4に示すように給電装置3は、給電回路31と、給電制御装置32と、記憶部33と、タイマー34と、飛行体検知センサ35と、通信部39とを有する。給電制御装置32は、給電回路31、記憶部33、タイマー34、飛行体検知センサ35、通信部39等を制御して、給電装置3から受電装置25への非接触給電を制御する回路である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the power supply device according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the
給電回路31は、給電コイル313と、電力計測回路312と、電源回路311とを有する。電源回路311は、例えば、AC/DCコンバータやレギュレータを含む。電源回路311は、例えば、商用電源等から供給される電力を、電力計測回路312を介して給電コイル313に供給する。電力計測回路312は、給電コイル313に供給される電力を計測する。電力計測回路312は、例えば、電圧計や電流計等を含む。給電コイル313は、例えばスパイラル型コイルであり、受電コイル253に非接触で電力を供給する。
The
記憶部33は、給電装置3に関する情報である給電装置情報Scを記憶する。また、記憶部33は、飛行体2に対する給電時間や給電量等の給電条件や、過去の給電実績に関する条件も記憶する。タイマー34は、飛行体2に対する給電時間、すなわち給電回路31が給電を開始してから、給電を完了するまでの時間を計測する。
The
飛行体検知センサ35は、飛行体2が給電装置3の定位置に存在するか否か(給電コイル313の給電領域と受電コイル253の受電領域とが対面した状態になっているか否か)を検知する。飛行体検知センサ35は、例えば、光電式センサ、感圧センサ、測距センサ等を用いて構成される。
The flying
通信部39は、飛行体2、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5と無線通信を行う送受信回路を含む。給電制御装置32は、通信部39を介して、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5に給電装置情報Sc等の各種情報を送信する。また、給電制御装置32は、通信部39を介して、飛行体2から飛行体情報Sa、バッテリー情報Sbを受信して、飛行体2の認証を行う。
The
図5は、第1実施形態に係る飛行管理装置の構成を示すブロック図である。図5に示すように、飛行管理装置4は、制御装置41と、記憶部42と、入力部43と、出力部44と、通信部45とを有する。入力部43は、ユーザから情報や指示の入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等である。ユーザは、飛行体2の識別名、飛行経路の出発地、目的地等の情報を入力部43から制御装置41に入力することができる。出力部44は、ユーザに情報を提供するインタフェースであり、例えば、液晶パネル(Liquid Crystal Display)、LED(Light Emitting Diode)、スピーカ等である。通信部45は、飛行体2、給電装置3及び飛行計画作成装置5と無線通信を行う送受信回路を含む。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the flight management device according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, the flight management device 4 includes a
制御装置41は、各種情報に基づいて1又は複数の飛行体2の飛行を制御する。制御装置41は、例えばCPUである。制御装置41は、飛行体識別部411と、バッテリー識別部412と、情報取得部413と、飛行指令出力部414と、を有する。
The
情報取得部413は、飛行体2、給電装置3及び飛行計画作成装置5から各種情報を取得する。記憶部42は、情報取得部413が取得した各種情報をデータベースとして記憶する。記憶部42は、飛行体情報データベース421、バッテリー情報データベース422、飛行計画情報データベース423、給電装置情報データベース424、気象情報データベース425及び飛行実績データベース426等を含む。
The
飛行体識別部411は、飛行体2からの飛行体情報Saと、飛行計画作成装置5からの飛行計画情報Sgとに基づいて、飛行体2が、管理対象の飛行体2であるかどうかを識別する。同様に、バッテリー識別部412は、バッテリー251からのバッテリー情報Sbと、飛行計画作成装置5からの飛行計画情報Sgとに基づいて、バッテリー251が、管理対象のバッテリー251であるかどうかを識別する。飛行指令出力部414は、管理対象の飛行体2に対して、飛行計画情報Sgを飛行指令Shとして送信する。
Based on the flying object information Sa from the flying
図6は、第1実施形態に係る飛行計画作成装置の構成を示すブロック図である。図7は、第1実施形態に係る飛行計画作成装置が有する情報取得部の構成を示すブロック図である。図6に示すように、飛行計画作成装置5は、制御装置51と、記憶部52と、通信部53と、入力部54と、出力部55とを有する。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the flight plan creation device according to the first embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an information acquisition unit included in the flight plan creation device according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the flight
入力部54は、ユーザから情報や指示の入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等である。ユーザは、飛行計画作成に関する情報を入力部54から制御装置51に入力することができる。出力部55は、ユーザに情報を提供するインタフェースであり、例えば、液晶パネル(Liquid Crystal Display)、LED(Light Emitting Diode)、スピーカ等である。通信部53は、飛行体2、給電装置3及び飛行管理装置4と無線通信を行う送受信回路を含む。
The
制御装置51は、情報取得部511と、飛行計画作成部512とを含む。制御装置51は、例えばCPUである。情報取得部511は、飛行体2、給電装置3及び飛行管理装置4から各種情報を取得する。図7に示すように、情報取得部511は、飛行体情報取得部511A、バッテリー情報取得部511B、飛行条件取得部511C、給電装置情報取得部511D、気象情報取得部511E及び飛行実績情報取得部511F等を含む。
The control device 51 includes an
飛行体情報取得部511Aは、飛行体情報Saとして、飛行体識別名、機体スペック情報、搭載バッテリー識別名、位置情報、飛行速度、飛行方向、飛行時間、ESC温度、モータ温度等の情報を取得する。バッテリー情報取得部511Bは、バッテリー情報Sbとして、バッテリー識別名、バッテリースペック情報、残電圧容量、出力電流値、バッテリー温度等の情報を取得する。飛行条件取得部511Cは、出発地、目的地、積載物重量、積載物容量、積載物形状、飛行方法等の情報を取得する。給電装置情報取得部511Dは、給電装置情報Scとして、給電装置識別名、設置場所、給電装置スペック情報等の情報を取得する。気象情報取得部511Eは、気象観測情報Se及び気象予測情報Sfとして、気温、風速、風向等の情報を取得する。飛行実績情報取得部511Fは、飛行実績情報Sdとして、飛行経路、所要時間、消費電力、気象条件、ESC温度、モータ温度、バッテリー温度等の情報を取得する。
The airframe
図6に示す記憶部52は、情報取得部511が取得した情報を記憶する。記憶部52は、例えば、ROM、RAM、ハードディスク等である。
The storage unit 52 illustrated in FIG. 6 stores the information acquired by the
飛行計画作成部512は、情報取得部511が取得した各種情報に基づいて飛行計画を作成する回路である。飛行計画作成部512は、飛行経路作成部513、飛行時間算出部514、充電時間算出部515、飛行距離算出部516、所要時間算出部517、ESC冷却時間算出部518及び判定部519を備える。飛行計画作成部512は、上記の機能ごとに個別に形成された演算回路により構成されていてもよい。或いは、飛行計画作成部512の各機能は、1つの半導体集積回路(IC:Integrated Circuit)により形成されていてもよい。飛行計画作成部512が作成した飛行計画は、飛行計画情報Sgとして、通信部53を介して、飛行管理装置4に送信される。
The flight plan creation unit 512 is a circuit that creates a flight plan based on the various information acquired by the
次に、図6、図8から図10等を参照しつつ、飛行計画作成装置5による飛行計画作成方法について説明する。図8は、第1実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図9は、第1実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図10は、第1実施形態に係る飛行実績データベースの一例を示す表である。
Next, a flight plan creation method by the flight
図8に示すように、飛行計画作成装置5は、飛行管理装置4から出発地P1及び目的地P2(図9参照)の情報を受信する(ステップST11)。出発地P1及び目的地P2の情報は、それぞれの位置情報である。これにより、飛行計画作成装置5は飛行計画の作成を開始する。飛行計画作成装置5は、さらに、飛行管理装置4から飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び給電装置情報Sc等の各種情報を取得する(ステップST12)。
As shown in FIG. 8, the flight
飛行距離算出部516は、飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbに基づいて、1回の飛行で飛行可能な距離を算出する。言い換えると、飛行距離算出部516は、給電装置3でのバッテリー251の充電を行わずに飛行可能な距離を算出する。判定部519は、出発地P1及び目的地P2の情報と、飛行距離算出部516からの情報に基づいて、飛行体2が1回の飛行で目的地P2まで到達不可であるかどうかを判定する(ステップST13)。
The flight
飛行体2が1回の飛行で目的地P2まで到達不可ではない(ステップST13、No)場合、判定部519は、飛行体2が給電装置3(図9参照)を経由する必要がないと判定する。これにより、飛行経路作成部513及び飛行時間算出部514は、出発地P1から目的地P2までの飛行計画を作成する(ステップST18−3)。ステップST18−3での飛行計画は、給電装置3を経由しない出発地P1から目的地P2までの飛行経路と、出発地P1から目的地P2までに要する飛行時間と、を含む。そして、飛行計画作成装置5は、飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST19)。これにより、飛行体2は、飛行計画情報Sgに基づく飛行指令Shにより、飛行計画にしたがって飛行する。
If the flying
飛行体2が1回の飛行で目的地P2まで到達不可である(ステップST13、Yes)場合、判定部519は、飛行体2が給電装置3(図9参照)を経由する必要があると判定する。そして、飛行経路作成部513は、第1飛行経路FP1を作成し、飛行距離算出部516は、給電装置3から目的地P2までの第2部分飛行経路FP1−2の飛行距離を算出する(ステップST14)。具体的には、飛行経路作成部513は、図9に示す出発地P1から給電装置3を経由して目的地P2まで到達する第1飛行経路FP1を作成する。ここで、第1飛行経路FP1は、第1部分飛行経路FP1−1と、第2部分飛行経路FP1−2とを含む。第1部分飛行経路FP1−1は、出発地P1から給電装置3までの飛行経路である。第2部分飛行経路FP1−2は、給電装置3から目的地P2までの飛行経路である。そして、飛行距離算出部516は、第1部分飛行経路FP1−1の飛行距離と、第2部分飛行経路FP1−2の飛行距離とを算出する。飛行時間算出部514は、各飛行経路の飛行距離と、飛行体情報Saとに基づいて、第1飛行経路FP1の飛行時間を算出する。
If the flying
そして、充電時間算出部515は、第2部分飛行経路FP1−2の飛行に必要な、バッテリー251の第1充電量を算出する(ステップST15)。充電時間算出部515は、飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び第2部分飛行経路FP1−2の飛行距離に基づいて、第1充電量を算出できる。この場合、バッテリー251の第1充電量は、最大充電量よりも小さい。そして、充電時間算出部515は、バッテリー251の第1充電量と、給電装置情報Scとに基づいて、給電装置3で第1充電量を充電するために必要な充電時間を算出する。
Then, charge
充電時間算出部515は、過去の飛行実績情報Sdの消費電力に関する情報に基づいて、第2充電量を算出する(ステップST16)。飛行実績情報Sdは、飛行管理装置4の飛行実績データベース426に保存されている。図10に示すように、飛行実績情報Sdの一例として、飛行体識別名、バッテリー識別名、飛行経路、給電装置識別名、消費電力、気象条件、積載物条件、出発時刻、飛行時間等の情報が関連づけられて保存される。飛行計画作成装置5の情報取得部511は、過去の第1飛行経路FP1の飛行実績に関する情報を取得する。そして、情報取得部511は、第1飛行経路FP1の消費電力の実績を充電時間算出部515に出力する。充電時間算出部515は、過去の飛行実績の消費電力に基づいて、第2部分飛行経路FP1−2の飛行に必要な、バッテリー251の第2充電量を算出することができる。そして、充電時間算出部515は、バッテリー251の第2充電量と、給電装置情報Scとに基づいて、給電装置3で第2充電量を充電するために必要な充電時間を算出する。
The charge
判定部519は、第1充電量と第2充電量とを比較する(ステップST17)。第1充電量が第2充電量よりも小さい場合(ステップST17、No)、充電時間算出部515は、第1充電量を充電した場合に、給電装置3から目的地P2へ飛行再開する飛行計画を作成する(ステップST18−2)。この場合、飛行計画作成部512は、飛行経路作成部513が作成した第1飛行経路FP1と、充電時間算出部515が算出した給電装置3での第1充電量の充電時間とに基づいて、飛行計画を作成する。
第2充電量が第1充電量よりも小さい場合(ステップST17、Yes)、飛行計画作成部512は、第2充電量を充電した場合に、給電装置3から目的地P2へ飛行再開する飛行計画を作成する(ステップST18−1)。この場合、飛行計画作成部512は、飛行経路作成部513が作成した第1飛行経路FP1と、充電時間算出部515が算出した給電装置3での第2充電量の充電時間とに基づいて、飛行計画を作成する。このように、算出された第1充電量と、過去の飛行実績に基づく第2充電量を比較することで、飛行計画作成部512は、給電装置3での充電時間を短縮した飛行計画を作成できる。そして、飛行計画作成装置5は、飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST19)。
When the second charge amount is smaller than the first charge amount (Yes in step ST17), the flight plan creation unit 512 resumes the flight from the
なお、ステップST18−1、ST18−2での飛行計画は、出発地P1から給電装置3を経由して目的地P2まで到達する第1飛行経路FP1と、出発地P1から目的地P2までに要する所要時間とを含む。所要時間は、出発地P1から目的地P2までの飛行に要する合計時間であり、第1飛行経路FP1に要する飛行時間と、給電装置3での充電時間とを含む。所要時間は所要時間算出部517が算出する。
The flight plans in steps ST18-1 and ST18-2 are required for the first flight path FP1 to reach the destination P2 from the place of departure P1 via the
以上説明したように本実施形態の飛行制御システム1は、バッテリー251を有する飛行体2(無人飛行体)と、過去の飛行体2の飛行実績情報Sd(飛行実績に関する情報)を記憶する記憶部42を含み、飛行体2に関する飛行体情報Sa及びバッテリー251に関するバッテリー情報Sbを受け取って、飛行体2の飛行を管理する飛行管理装置4と、飛行管理装置4からの飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び飛行実績情報Sdに基づいて、飛行体2の飛行計画を作成する飛行計画作成装置5とを有する。飛行計画作成装置5は、出発地P1から目的地P2までの第1飛行経路FP1を作成し、過去の飛行実績情報Sdに含まれる、第1飛行経路FP1に関連づけられたバッテリー251の消費電力に基づいて飛行計画を作成する。
As described above, the
これによれば、過去の飛行実績に基づいて、飛行体2のバッテリー251の消費電力を抑制した飛行計画を作成することができる。この結果、バッテリー251の長寿命化を図ることができるため、飛行中のバッテリー251の性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。
According to this, based on the past flight results, it is possible to create a flight plan in which the power consumption of the
また、飛行制御システム1は、さらに、飛行体2に給電する給電装置3を有し、飛行計画作成装置5は、出発地P1から給電装置3を経由して目的地P2までの第1飛行経路FP1を作成し、1回の飛行に要するバッテリーの第1充電量を算出し、飛行実績情報Sdに基づいて第2充電量を算出し、第1充電量及び第2充電量のうち、少ない充電量に基づいて飛行計画を作成する。これによれば、給電装置3でのバッテリーへの充電量が、算出された第1充電量と過去の飛行実績の第2充電量との比較により定められる。これにより給電装置3での充電時間を短縮することができる。したがって、飛行制御システム1は、出発地P1から目的地P2までの所要時間を短縮でき、効率的な飛行計画を作成することが可能である。
In addition, the
また、飛行制御システム1において、第1充電量及び第2充電量は、給電装置3から目的地P2までの飛行に必要な、バッテリー251の充電量である。これによれば、充電時間を短縮しつつ、給電装置3から目的地P2まで飛行体2を飛行させることができる。したがって、飛行制御システム1は、安全で且つ効率的な飛行計画を作成することが可能である。
Further, in the
また、飛行体2は、非接触給電により電力を受電する受電コイル253を有し、給電装置3は、受電コイル253に電力を送電する給電コイル313を有する。これによれば、給電装置3において、飛行体2のバッテリー251は非接触給電により充電される。このため、給電装置3において、飛行体2への電力ケーブル等の接続が不要である。したがって、出発地P1から目的地P2まで、飛行計画にしたがって自律飛行が可能である。
Further, the flying
(第2実施形態)
図11は、第2実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図11に示すステップST21及びステップST22は、図8に示すステップST11及びステップST12と同様であり、詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 11 is a flowchart of a flight plan creation method according to the second embodiment. Step ST21 and step ST22 shown in FIG. 11 are the same as step ST11 and step ST12 shown in FIG. 8, and the detailed description will be omitted.
情報取得部511は、飛行管理装置4から目標消費電力に関する情報を取得する(ステップST23)。目標消費電力に関する情報は、出発地P1から目的地P2までの飛行で消費されるバッテリー251の消費電力である。目標消費電力に関する情報は、飛行管理装置4の入力部43を介して、制御装置41に飛行条件の1つとして入力される。目標消費電力は、過去の飛行実績における、通常の飛行に要する消費電力よりも小さい電力である。
The
飛行経路作成部513は、出発地P1及び目的地P2の情報に基づいて飛行経路を作成する(ステップST24)。なお、飛行経路作成部513は、図9と同様に給電装置3を経由する飛行経路を作成してもよく、給電装置3を経由しない飛行経路を作成してもよい。そして、飛行計画作成部512は、飛行実績情報Sdに含まれる過去の飛行実績の飛行条件、消費電力等の情報に基づいて、目標消費電力の飛行計画を作成する(ステップST25)。具体的には、飛行距離算出部516は、今回の飛行経路から、飛行距離を算出する。飛行時間算出部514は、過去の飛行実績情報Sdから、飛行経路及び飛行距離と、消費電力との関係を取得する。飛行時間算出部514は、目標消費電力に消費電力を抑制できる飛行条件として飛行時間(飛行速度)を算出する。飛行計画作成部512は、飛行経路、飛行時間等に基づいて飛行計画を作成する。そして、飛行計画作成装置5は、飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST26)。
The flight
以上のように、飛行計画作成装置5は、バッテリー251の目標消費電力に関する情報を取得し、過去の飛行実績情報Sdに基づいて、過去のバッテリー251の消費電力よりも少ない目標消費電力で飛行する飛行計画を作成する。これによれば、飛行体2のバッテリー251の消費電力を抑制することができる。なお、消費電力を抑制する飛行条件として飛行時間を例示したが、飛行経路等、他の条件を変更してもよい。
As described above, the flight
(第3実施形態)
図12は、第3実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図12に示すステップST31及びステップST32は、図8に示すステップST11及びステップST12と同様であり、詳細な説明は省略する。
Third Embodiment
FIG. 12 is a flowchart of a flight plan creation method according to the third embodiment. Step ST31 and step ST32 shown in FIG. 12 are the same as step ST11 and step ST12 shown in FIG. 8, and the detailed description will be omitted.
図12に示すように、飛行計画作成部512は、飛行経路を作成し、この飛行経路を飛行するために要する消費電力を算出する(ステップST33)。具体的には、飛行経路作成部513は、出発地P1及び目的地P2の情報に基づいて飛行経路を作成する。充電時間算出部515は、飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び飛行経路、飛行距離等の情報に基づいて、バッテリー251の消費電力を算出する。
As shown in FIG. 12, the flight plan creation unit 512 creates a flight path, and calculates the power consumption required to fly this flight path (step ST33). Specifically, the flight
情報取得部511は、過去の飛行実績情報Sdから、消費電力に関する情報を取得する(ステップST34)。この場合、情報取得部511は、飛行経路作成部513が作成した飛行経路と、同一の飛行経路での過去の消費電力の実績を取得する。
The
判定部519は、過去の消費電力の実績が、算出された消費電力よりも大きいかを判定する(ステップST35)。過去の消費電力の実績が、算出された消費電力よりも小さい場合(ステップST35、No)、飛行計画作成部512は、過去の消費電力の実績に基づいて飛行計画を作成する(ステップST37)。具体的には、充電時間算出部515は、過去の消費電力の実績と、給電装置情報Scとに基づいて、給電装置3での充電時間を算出する。飛行計画作成部512は、飛行経路作成部513が作成した飛行経路と、過去の消費電力の実績に基づく充電時間及び飛行時間を含む飛行計画を作成する。そして、飛行計画作成装置5は、飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST38)。
過去の消費電力の実績が、算出された消費電力よりも大きい場合(ステップST35、Yes)、飛行計画作成部512は、過去の飛行実績において、気象条件(例えば向かい風等)により消費電力を想定以上に消耗したと判断する。飛行計画作成部512は、気象観測情報Se及び気象予測情報Sfに基づいて、出発時刻を補正した飛行計画を作成する(ステップST36)。例えば、気象観測情報Se及び気象予測情報Sfから飛行経路の風向が向かい風の場合、充電時間算出部515は、過去の消費電力の実績から充電時間を算出する。また、飛行時間算出部514は、気象観測情報Se及び気象予測情報Sfに基づいて、通常の飛行時間よりも長い飛行時間を算出する。飛行時間算出部514は、算出された飛行時間に基づいて、飛行体2の出発時刻を通常の出発時刻よりも早めるように飛行計画を補正する。これにより、目的地P2への到着時刻が遅れないよう出発時刻を補正した飛行計画を作成することができる。
If the past performance record of power consumption is larger than the calculated power consumption (step ST35, Yes), the flight plan creation unit 512 estimates power consumption above weather conditions (for example, head wind etc.) in past flight records. It is determined that the The flight plan creation unit 512 creates a flight plan with the departure time corrected based on the meteorological observation information Se and the meteorological forecast information Sf (step ST36). For example, in the case where the wind direction of the flight route is a head wind from the meteorological observation information Se and the meteorological forecast information Sf, the charging
又は、飛行時間算出部514は、気象予測情報Sfに基づいて、飛行経路で向かい風が弱まる時刻、又は追い風となる時刻に合わせて、出発時刻を補正してもよい。この場合、充電時間算出部515は、算出された消費電力から充電時間を算出する。これにより、バッテリー251の消費電力を抑制でき、充電時間を短縮できる。また、飛行時間算出部514は、飛行経路の飛行距離及び飛行体情報Saに基づいて、通常の飛行時間で算出する。
Alternatively, based on the weather prediction information Sf, the flight
そして、飛行計画作成装置5は、飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST38)。
Then, the flight
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム1において、飛行計画作成装置5は、飛行経路の飛行に要するバッテリー251の消費電力を算出し、飛行実績情報Sdに含まれる過去の消費電力に関する情報、算出された消費電力及び気象情報(気象観測情報Se及び気象予測情報Sf)に基づいて飛行計画を作成する。
As described above, in the
又、飛行計画作成装置5は、過去の消費電力が、算出された消費電力よりも大きい場合に、気象情報に基づいて出発時刻を補正した飛行計画を作成する。
In addition, when the past power consumption is larger than the calculated power consumption, the flight
これによれば、飛行計画作成装置5は、過去の飛行実績の消費電力及び気象情報に基づいて、目的地P2への到着時刻が遅れないよう出発時刻を補正した飛行計画を作成することができる。つまり、飛行計画作成装置5は、精度よく飛行計画を作成することができる。又は、飛行計画作成装置5は、出発時刻を良好な気象条件の時間に補正して、消費電力が抑制できる飛行計画に変更することができる。
According to this, the flight
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図14は、第4実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
Fourth Embodiment
FIG. 13 is a flowchart of a flight plan creation method according to the fourth embodiment. FIG. 14 is an explanatory view for explaining a flight plan according to the fourth embodiment.
図13に示すように、飛行計画作成装置5は、飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST41)。図14に示すように、飛行計画作成装置5は、出発地P1から目的地P2まで第2飛行経路FP2−1を飛行する飛行計画を作成する。飛行計画作成装置5は、第2飛行経路FP2−1の飛行計画に基づく飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する。
As shown in FIG. 13, the flight
次に、図13に示すように、飛行管理装置4は、飛行指令Shを飛行体2に送信する(ステップST42)。これにより、飛行体2は、飛行指令Shを受信して、飛行計画にしたがって飛行を開始する(ステップST43)。飛行体2は、飛行中の飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5に送信する。飛行計画作成装置5は、飛行中の飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを取得する(ステップST44)。
Next, as shown in FIG. 13, the flight management device 4 transmits a flight command Sh to the aircraft 2 (step ST42). Thus, the
飛行計画作成装置5は、過去の飛行実績と、現在の飛行状態に基づいて飛行計画を補正する(ステップST45)。例えば、飛行中のバッテリー情報Sbから得られた消費電力が、過去の飛行実績情報Sdのバッテリー情報Sbから得られた消費電力に比べて大きい場合に、飛行計画作成装置5は、より効率的な補正飛行経路FP2−2(図14参照)の飛行計画を作成する。なお、飛行計画作成装置5による飛行計画の補正は、消費電力が増大した場合に限定されない。例えば、飛行中の飛行体情報Saから得られた飛行速度が、過去の飛行実績情報Sdに比べて遅い場合や、飛行中の飛行体情報Saから得られたESC温度が過去の飛行実績情報Sdに比べて高い場合等が挙げられる。
The flight
飛行計画作成装置5は、補正した飛行計画情報Sgを飛行管理装置4に送信する(ステップST46)。飛行管理装置4は、補正された飛行指令Shを飛行体2に送信する(ステップST47)。これにより、飛行体2は、補正された飛行計画にしたがって飛行する(ステップST48)。飛行体2は、図14に示す第2飛行経路FP2−1に比べ、より効率的な補正飛行経路FP2−2を飛行する。
The flight
飛行終了後、飛行体2は、飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを飛行管理装置4に送信する(ステップST49)。飛行管理装置4は、飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを受信して、飛行実績データベース426に記憶されている飛行実績情報Sdを更新する。これにより、飛行計画作成装置5は、精度よく飛行計画を作成することができる。なお、上述した第1実施形態から第3実施形態においても、同様に、飛行管理装置4は、飛行体2の飛行終了後に飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbを受信して、飛行実績情報Sdの更新を行う。
After the end of the flight, the
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム1は、バッテリー251を有する飛行体2と、過去の飛行体2の飛行実績情報Sdを記憶する記憶部42を含み、飛行体2に関する飛行体情報Sa及びバッテリー251に関するバッテリー情報Sbを受け取って、飛行体2の飛行を管理する飛行管理装置4と、飛行管理装置4からの飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び飛行実績情報Sdに基づいて、飛行体2の飛行計画を作成する飛行計画作成装置5とを有する。飛行計画作成装置5は、出発地P1から目的地P2までの第2飛行経路FP2−1を作成し、飛行中の飛行体2の飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbと、過去の飛行実績の飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbと、に基づいて、第2飛行経路FP2−1を補正した飛行計画を作成し、飛行管理装置4に補正した飛行計画情報Sgを送信する。
As described above, the
これによれば、飛行中の飛行体2の飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbに基づいて、効率的な補正飛行経路FP2−2に変更することができる。また、過去の飛行実績を利用することで精度よく補正を行うことができる。
According to this, it is possible to change to the efficient corrected flight path FP2-2 based on the aircraft information Sa and the battery information Sb of the flying
(第5実施形態)
図15は、第5実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図16は、第5実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図17は、第5実施形態に係る他の飛行体を移動させる飛行計画を説明するための説明図である。図18は、第5実施形態に係る飛行体を緊急着陸させる飛行計画を説明するための説明図である。
Fifth Embodiment
FIG. 15 is a flowchart of a flight plan creation method according to the fifth embodiment. FIG. 16 is an explanatory view for explaining a flight plan according to the fifth embodiment. FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a flight plan for moving another flight vehicle according to the fifth embodiment. FIG. 18 is an explanatory view for explaining a flight plan for emergency landing of the flying body according to the fifth embodiment.
図15に示すように、飛行計画作成装置5は、飛行中の第1飛行体2A(図16参照)から送信された飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbに基づいて、第1飛行体2Aの異常発生を検知する(ステップST51)。第1飛行体2Aの異常とは、例えば、ESC261やモータ26の温度の異常上昇や、バッテリー251の電圧の急激な低下や、モータ26の回転数低下などが挙げられる。
As shown in FIG. 15, the flight
飛行計画作成装置5は、第1飛行体2Aを緊急着陸させるために、飛行中の第1飛行体2Aの飛行体情報Saに含まれる位置情報から、第1飛行体2Aの付近の給電装置3を選択する(ステップST52)。例えば、図16に示すように、複数の第1給電装置3Aと第2給電装置3Bとが存在する場合、第1飛行体2Aに最も近い位置の第1給電装置3Aを選択する。
The flight
飛行計画作成装置5は、給電装置情報Scに基づいて、第1給電装置3Aで他の第2飛行体2Bが給電中かどうかを検知する(ステップST53)。他の第2飛行体2Bが給電中ではない場合(ステップST53、No)、飛行計画作成装置5は、第1飛行体2Aを第1給電装置3Aに緊急着陸させる緊急着陸情報を飛行管理装置4に送信する(ステップST58)。飛行管理装置4は、緊急着陸情報に基づく緊急着陸指令Sj(図18参照)を飛行中の第1飛行体2Aに送信する(ステップST59)。第1飛行体2Aは、緊急着陸指令Sjを受信して、緊急着陸用に選択された第1給電装置3Aに着陸する(ステップST60)。
The flight
他の第2飛行体2Bが給電中の場合(ステップST53、Yes)、飛行計画作成装置5は、第1飛行体2Aの飛行計画を中止して、第1給電装置3Aの付近に待機させる待機情報を飛行管理装置4に送信する。飛行管理装置4は、待機情報に基づく待機指令Si(図16参照)を飛行中の第1飛行体2Aに送信する(ステップST54)。これにより、第1飛行体2Aは、第1給電装置3Aの付近で待機する。
When the other second flying
飛行計画作成装置5は、他の第2飛行体2Bを第1給電装置3Aから移動させる緊急移動情報を飛行管理装置4に送信する(ステップST55)。具体的には、飛行計画作成装置5は、他の第2飛行体2Bの飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbと、給電装置情報Scと、に基づいて、他の第2飛行体2Bの緊急移動地点を選択する。この場合、飛行計画作成装置5は、他の第2給電装置3Bを第2飛行体2Bの緊急移動地点として選択する。図17に示すように、飛行計画作成装置5は、第1給電装置3Aから第2給電装置3Bまでの移動経路FP3−1を作成する。そして、飛行計画作成装置5は、他の第2飛行体2Bを第1給電装置3Aから第2給電装置3Bに移動させる緊急移動計画を作成する。緊急移動計画に基づく緊急移動情報が飛行管理装置4に送信される。
The flight
飛行管理装置4は、緊急移動情報に基づく緊急移動指令を第2飛行体2Bに送信する(ステップST56)。これにより、図17に示すように、第2飛行体2Bは、緊急移動計画にしたがって、第1給電装置3Aから第2給電装置3Bに移動する(ステップST57)。
The flight management device 4 transmits an emergency movement command based on the emergency movement information to the
飛行計画作成装置5は、第1飛行体2Aを第1給電装置3Aに緊急着陸させる緊急着陸情報を飛行管理装置4に送信する(ステップST58)。具体的には、飛行計画作成装置5は、第1飛行体2Aの飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbと、給電装置情報Scと、に基づいて、第1飛行体2Aの待機位置から第1給電装置3Aまでの移動経路FP3−2(図18参照)を作成する。飛行計画作成装置5は、第1飛行体2Aを第1給電装置3Aに移動させる緊急移動計画を作成する。飛行管理装置4は、緊急着陸情報に基づく緊急着陸指令Sj(図18参照)を飛行中の第1飛行体2Aに送信する(ステップST59)。第1飛行体2Aは、緊急着陸指令Sjを受信して、緊急着陸用に選択された第1給電装置3Aに着陸する(ステップST60)。
The flight
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム1は、バッテリー251を有する飛行体2と、飛行体2に給電する給電装置3と、飛行体2に関する飛行体情報Sa、バッテリー251に関するバッテリー情報Sb及び給電装置3に関する給電装置情報Scを受け取って、飛行体2の飛行を管理する飛行管理装置4と、飛行管理装置4からの飛行体情報Sa、バッテリー情報Sb及び給電装置情報Scに基づいて、飛行体2の飛行計画を作成する飛行計画作成装置5と、を有する。飛行計画作成装置5は、飛行中の第1飛行体2Aの飛行体情報Sa及びバッテリー情報Sbに基づいて第1飛行体2Aの異常発生を検知した場合、第1飛行体2Aが着陸可能な第1給電装置3Aを選択し、第1給電装置3Aに他の第2飛行体2Bが着陸している場合に、他の第2飛行体2Bを第1給電装置3Aから移動させる移動計画を作成する。
As described above, the
これによれば、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5が複数の飛行体2を管理することで、飛行中の飛行体2に異常が発生した場合でも、安全に飛行体2を給電装置3に移動させることができる。
According to this, the flight management device 4 and the flight
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、上述した各実施形態の飛行計画作成方法は、適宜組み合わせることができる。図5に示す飛行管理装置4の構成及び図6に示す飛行計画作成装置5の構成は、あくまで一例である。飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5は、それぞれ、図5及び図6に示す構成要素の一部を省略してもよい。或いは、飛行管理装置4及び飛行計画作成装置5は、それぞれ、図5及び図6に示す構成に別の構成要素を追加してもよい。また、図7に示す情報取得部511の各種情報についても、あくまで一例であり、一部の情報を省略してもよく、或いは他の情報を追加してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the content of this embodiment, It can change suitably. For example, the flight plan creation methods of the above-described embodiments can be combined as appropriate. The configuration of the flight management device 4 shown in FIG. 5 and the configuration of the flight
1 飛行制御システム
2 飛行体
24 飛行制御装置
25 受電装置
251 バッテリー
252 受電制御装置
253 受電コイル
26 モータ
3 給電装置
31 給電回路
313 給電コイル
32 給電制御装置
4 飛行管理装置
5 飛行計画作成装置
7 気象観測装置
71 気象予測システム
Sa 飛行体情報
Sb バッテリー情報
Sc 給電装置情報
Sd 飛行実績情報
Se 気象観測情報
Sf 気象予測情報
Sg 飛行計画情報
Sh 飛行指令
Si 待機指令
Sj 緊急着陸指令
110 積載物
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1無人飛行体に給電する給電装置と、
前記第1無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記第1無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記第1無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置と、を有し、
前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記第1無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記第1無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記第1無人飛行体が着陸可能な第1給電装置を選択し、
前記飛行管理装置から受け取った前記給電装置情報に基づいて、前記第1給電装置に他の第2無人飛行体が着陸している場合に、前記他の第2無人飛行体を前記第1給電装置から第2給電装置に移動させる第1移動計画を作成する飛行制御システム。 A first unmanned air vehicle having a battery,
A feeding device for feeding power to the first unmanned aerial vehicle;
A flight management device that receives flight body information on the first unmanned aerial vehicle, battery information on the battery, and power feeding device information on the power feeding device, and manages the flight of the first unmanned aerial vehicle;
A flight plan creation device for creating a flight plan of the first unmanned aerial vehicle based on the flight object information from the flight management device, the battery information, and the power feeding device information;
The first unmanned aerial vehicle lands when the flight plan creation device detects an abnormality occurrence of the first unmanned aerial vehicle based on the airframe information and the battery information of the first unmanned airborne object in flight. Select the first possible feeding device,
When another second unmanned aerial vehicle is landed on the first power feeding device based on the power feeding device information received from the flight management device, the other second unmanned aerial vehicle is used as the first power feeding device The flight control system which creates the 1st movement plan which moves to a 2nd electric power feeding device from this.
前記他の第2無人飛行体が前記第1給電装置から移動した後に、前記第1無人飛行体を前記第1給電装置に着陸させる
請求項1に記載の飛行制御システム。 The flight plan creation device cancels the flight plan of the first unmanned aerial vehicle and creates a second movement plan for moving the first unmanned aerial vehicle to the first power feeding device.
The flight control system according to claim 1, wherein the first unmanned air vehicle is landed on the first power feeding device after the other second unmanned air vehicle moves from the first power feeding device.
前記第1無人飛行体に給電する給電装置と、
前記第1無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記第1無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記第1無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記第1無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記第1無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記第1無人飛行体が着陸可能な第1給電装置を選択するステップと、
前記飛行計画作成装置は、前記飛行管理装置から受け取った前記給電装置情報に基づいて、前記第1給電装置に他の第2無人飛行体が着陸している場合に、前記他の第2無人飛行体を前記第1給電装置から第2給電装置に移動させる第1移動計画を作成するステップと、を含む飛行計画作成方法。 A first unmanned air vehicle having a battery,
A feeding device for feeding power to the first unmanned aerial vehicle;
A flight management device that receives flight body information on the first unmanned aerial vehicle, battery information on the battery, and power feeding device information on the power feeding device, and manages the flight of the first unmanned aerial vehicle;
A flight plan creation device for creating a flight plan of the first unmanned aerial vehicle based on the flight object information from the flight management device, the battery information, and the power feeding device information,
The first unmanned aerial vehicle lands when the flight plan creation device detects an abnormality occurrence of the first unmanned aerial vehicle based on the airframe information and the battery information of the first unmanned airborne object in flight. Selecting a possible first feeding device;
The flight plan creating device is configured to, according to the power feeding device information received from the flight management device, when another second unmanned air vehicle is landing on the first power feeding device, the other second unmanned flight Creating a first movement plan for moving the body from the first feeding device to the second feeding device.
前記他の第2無人飛行体が前記第1給電装置から移動した後に、前記第1無人飛行体を前記第1給電装置に着陸させるステップと、を含む
請求項3に記載の飛行計画作成方法。 The flight planning device cancels the flight plan of the first unmanned aerial vehicle and generates a second movement plan for moving the first unmanned aerial vehicle to the first power feeding device;
The method according to claim 3, further comprising: landing the first unmanned air vehicle on the first power feeding device after the other second unmanned air vehicle moves from the first power feeding device.
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