JP6662512B2 - 無人航空機の遠位制御の方法 - Google Patents

Description

本発明は、無人航空機を制御する方法に関しており、特には、無人航空機の遠隔制御の方法に関する。

無人航空機（無人搬送機とも呼ばれる）は、機上に人がいない搬送機である。そして、狭い空間や複雑な環境でホバリングするだけでなく、垂直離着陸という利点も含むため、遠隔制御、誘導、又は自動操縦により制御され、そして、貨物配送、航空写真、環境監視、その他で一般的に広く適用されている。

一般の無人航空機（例えば台湾特許第２０１７０４０９６号に記載される無人車輌）は、車両（航空機）と、車両（航空機）に連結する少なくとも１つのアームアセンブリを含む。アームアセンブリは、第１の回転部材と、第１の回転部材に連結する第２の回転部材と、プロペラとを含む。プロペラは、プロペラの外縁部を囲んでいるリムを含む。プロペラは、第２の回転部材に連結する回転可能なアクスルを更に含む。回転可能なアクスルは、回転軸に沿って延在する。
さらに第２の回転部材は、回転軸を中心に回転可能なアクスルを回転させることによってプロペラを回すよう構成される。第１の回転部材は、回転軸を少なくとも第１の軸方向及び第２の軸方向と合わせるために、回転可能なアクスルを選択的に調整するよう、第２の回転部材を回転及び移動させるよう構成される。

さらにまた、無人航空機を操作するための方法により、無人航空機に操作信号を送り、遠隔制御装置によって無人航空機を制御する。その結果、無人航空機は、操作信号に従って作動する。
しかし、設計や、採用される通信技術等を含む限界のため、遠隔制御装置と無人航空機間の距離には、無人航空機の供給元が設定する限界（大抵は２ｋｍ〜７ｋｍ）が存在する。一旦この距離を越えると、利用できなくなるので、使用は制限される。
従って、無人航空機の遠隔制御距離を延ばすための方法は、まさに関連産業が取り組む問題なのである。

本発明の主要な目的は、無人航空機の供給元が提供する、予め既定される適合する遠隔制御装置に適用される距離制限のある通信技術には制限があるので、無人航空機を操作するための従来の方法では遠位の遠隔制御を機能させることができないという課題を解決することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下のステップを備える無人航空機の遠位制御の方法を提供する。

ステップ１：無線でインターネットに接続するハードウェアコンポーネントを備えない無人航空機と、近位遠隔制御装置と、遠位遠隔制御装置とを提供する。
近位遠隔制御装置は、無人航空機との適合が予め既定されて、そして、予め既定された地理的範囲内でインターネットの代わりに独自のプロトコルを用いて無線で無人航空機を操作するために使用される遠隔制御モジュールを備え、
遠位遠隔制御装置は、少なくとも予め既定された地理的範囲内にある近位遠隔制御装置から遠く離して配置される。

ステップ２：無人航空機から撮影される画像データを、無人航空機から近位遠隔制御装置に送信する。

ステップ３：第１のネットワークプロトコルに従いインターネットで、画像データを近位遠隔制御装置から遠位遠隔制御装置へ送信する。
第１のネットワークプロトコルは、３Ｇ無線ネットワーク、４Ｇ無線ネットワーク、５Ｇ無線ネットワーク、及びＴＣＰ／ＩＰからなる群から選択される。

ステップ４：遠位遠隔制御装置が画像データを受信し、遠位遠隔制御装置の第２のディスプレイ上に画像データを示す。

ステップ５：第２のネットワークプロトコルに従い、遠位遠隔制御装置から第１の制御指示を送る。
第１の制御指示は、インターネットで近位遠隔制御装置に送信される。
第２のネットワークプロトコルは、３Ｇ無線ネットワーク、４Ｇ無線ネットワーク、５Ｇ無線ネットワーク、及びＴＣＰ／ＩＰからなる群から選択される。

ステップ６：無人航空機が第１の制御指示通りに作動できるように、近位遠隔制御装置は、遠隔制御モジュールを用いて無人航空機に指示を出す。

要約すれば、遠位遠隔制御装置が出す第１の制御指示を、インターネットで近位遠隔制御装置に送ることが可能である。そのため、工場から出荷されるときに無人航空機に予め既定される遠隔制御距離に制限されず、近位遠隔制御装置を用いて、遠く離れた無人航空機を操作することができる。

図１は、本発明の第１実施例のシステム構成図である。 図２は、本発明の第１実施例のソフトウェア構成図である。 図３は、本発明の第２実施例のソフトウェア構成図である。 図４は、本発明の第３実施例のシステム構成図である。 図５は、本発明の第３実施例のソフトウェア構成図である。

図面を参照し、詳細な説明及び本発明の技術的な内容を以下に記載する。

図１及び図２には、本発明の第１実施例の、システム構成図及びソフトウェア構成図がそれぞれ示される。
本発明は無人航空機の遠位制御の方法に関し、そしてこの方法は、無人航空機１０と、近位遠隔制御装置２０と、遠位遠隔制御装置３０との間で行われる。
近位遠隔制御装置２０は、無人航空機１０との適合が予め既定されており、そして、予め既定された地理的範囲内で無人航空機１０を無線で操作するために使用される遠隔制御モジュールを備える。
本発明の無人航空機１０は、無線でインターネットに接続するハードウェアコンポーネントを備えない無人航空機と呼ばれる。すなわち、無人航空機１０は、無線でインターネットに接続することができない。そこで、近位遠隔制御装置２０は、インターネットの代わりに独自のプロトコルを用いて無人航空機１０と無線で通信する。

本発明の第１実施例によると、遠隔制御モジュールは、無人航空機１０との適合が予め既定されたリモートコントローラ２２である。そして、近位遠隔制御装置２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）を備えるシステム２１をさらに備える。
本願明細書において、無人航空機１０と適合が予め既定されるもの（機器）は、この無人航空機１０と協働するために、無人航空機１０の供給元が無人航空機１０に付属するもの（機器）である。
リモートコントローラ２２とシステム２１とは、有線で接続される。本実施例においては、システム２１に設けられる汎用シリアルバス２１１を介して有線で接続される。無人航空機１０とリモートコントローラ２２間での信号の伝送と操作は、無線通信で行うことができ、無人航空機１０の供給元が採用する無線通信技術により制限され得る。システム２１は、アンドロイド通信デバイス、ｉＯＳ通信デバイス、ＰＣベースのシステム、組込システム、ルータ、スイッチ等である。

本実施例において、システム２１の一例としてはアンドロイド又はｉＯＳ通信デバイスが考えられる。システム２１は、第１のプロセッサ２１２、第１のディスプレイ２１３、第１の入力装置２１４、第１の記憶装置２１５、及び第１のネットワークチップ２１６を備える。システム２１は、第１のネットワークプロトコルに従い第１のネットワークチップ２１６を介してインターネット４０に接続し、そして第１のネットワークプロトコルは、３Ｇ無線ネットワーク、４Ｇ無線ネットワーク、５Ｇ無線ネットワーク、ＴＣＰ／ＩＰ（伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル）等である。
本発明において、遠位遠隔制御装置３０は、好適には、アンドロイド通信デバイス、ｉＯＳ通信デバイス、又はＰＣ系のシステムである。同様に、例えば、アンドロイド又はｉＯＳ通信デバイスを例とすると遠位遠隔制御装置３０は、第２のプロセッサ３１、第２のディスプレイ３２、第２の入力装置３３、第２の記憶装置３４、及び第２のネットワークチップ３５を備える。そして、遠位遠隔制御装置３０は、第２のネットワークプロトコルに従い第２のネットワークチップ３５を介してインターネット４０に接続し、そして第２のネットワークプロトコルは、３Ｇ無線ネットワーク、４Ｇ無線ネットワーク、５Ｇ無線ネットワーク、ＴＣＰ／ＩＰ等である。

図２では、近位遠隔制御装置２０のシステム２１は第１のアプリケーションプログラム２１７を備える。そして、第１のアプリケーションプログラム２１７が画像モジュール２１７ａ、切替モジュール２１７ｂ、及び符号化モジュール２１７ｃを備える。
無人航空機１０の画像キャプチャ装置１１を用いて得た画像データを処理して編集するために、画像モジュール２１７ａが用いられる。切替モジュール２１７ｂは、リモートコントローラ２２を介して、遠位遠隔制御装置３０又は近位遠隔制御装置２０のどちらに無人航空機１０を操作させるかユーザが確定するために提供される。それから、指示を適切に変換するために符号化モジュール２１７ｃが使用される。
本実施例において、例えば、近位遠隔制御装置２０のシステム２１には、第３のアプリケーションプログラム２１８がさらに付属する。第３のアプリケーションプログラム２１８は、無人航空機１０の供給元が無人航空機１０と一緒に提供する、この無人航空機１０を協働させるためのソフトウェアである。その結果ユーザは、第３のアプリケーションプログラム２１８を用いてリモートコントローラ２２に信号を送って、さらに、無人航空機１０を操作することができるのである。
本発明においてユーザは、切替モジュール２１７ｂを介して、近位遠隔制御モードと遠位遠隔制御モードとを切り替えることができる。前者（近位遠隔制御モード）では、ユーザは第１のアプリケーションプログラム２１７を用いて近位遠隔制御装置２０で無人航空機１０を操作する。後者（遠位遠隔制御モード）では、ユーザは第２のネットワークプロトコルに従い近位遠隔制御装置２０の第１のアプリケーションプログラム２１７に送信されるべき第１の制御指示を送るために、遠位遠隔制御装置３０の第２のアプリケーションプログラム３６を利用する。
２つのそれぞれのモードでは、無人航空機１０をユーザが操作できるように、第１のアプリケーションプログラム２１７の符号化モジュール２１７ｃを用いて、第３のアプリケーションプログラム２１８で読み取り可能なフォーマットに、受け取った指示を再符号化することができる。
本発明によれば、第３のアプリケーションプログラム２１８が提供するオープンアプリケーションプログラミングインタフェース（オープンＡＰＩ）又はソフトウェア開発キット（ＳＤＫ）を介し、符号化モジュール２１７ｃを用いて、第３のアプリケーションプログラム２１８で読み取り可能なフォーマットに、受け取った指示を再符合化することができる。

あるいは、近位遠隔制御装置２０のユーザだけが無人航空機１０を制御できるように、第１のアプリケーションプログラム２１７の切替モジュール２１７ｂは、遠位遠隔制御装置３０からの第１の制御指示を任意にブロックすることができる。

本発明によれば、近位遠隔制御装置２０を介して遠位遠隔制御装置３０により無人航空機１０を制御する方法は、以下のステップを備える。

ステップ１：無線でインターネットに接続するためのハードウェアコンポーネントを備えない無人航空機１０と、近位遠隔制御装置２０と、遠位遠隔制御装置３０とを提供する。
近位遠隔制御装置２０は、無人航空機１０との適合が予め既定されており、予め既定された地理的範囲内でインターネットの代わりに独自のプロトコルを用いて無人航空機１０を無線で操作するために使用される遠隔制御モジュールを備える。
遠位遠隔制御装置３０は、少なくとも予め既定された地理的範囲内にある近位遠隔制御装置２０から遠く離して配置される。
本実施例における近位遠隔制御装置２０の遠隔制御モジュールは、システム２１及びリモートコントローラ２２を備える。

ステップ２：無人航空機から撮影される画像データを、無人航空機から近位遠隔制御装置に送信する。

ステップ３：第１のネットワークプロトコルに従いインターネット４０で、近位遠隔制御装置２０から画像データを遠位遠隔制御装置３０へ送信する。

ステップ４：遠位遠隔制御装置３０で画像データを受信し、遠位遠隔制御装置３０の第２のディスプレイ３２上に前記近位遠隔制御装置から受け取った画像データを示す。

ステップ５：第２のネットワークプロトコルに従い、遠位遠隔制御装置３０から第１の制御指示を送る。
第１の制御指示は、インターネット４０で近位遠隔制御装置２０に送信される。

ステップ６：無人航空機１０が第１の制御指示通りに作動するように、近位遠隔制御装置２０の遠隔制御モジュールを用いて無人航空機１０に指示を出す。
例えば本発明の一実施例において、近位遠隔制御装置２０の第１のアプリケーションプログラム２１７は、第１の制御指示を符号化し、それからリモートコントローラ２２が、第１の制御指示に対応する第２の制御指示を無人航空機１０に送信する。その結果、無人航空機１０は、第１の制御指示通りに作動することができる。
本発明の他の実施例においては、符号化を行うことなくステップ６を実施することもできる。

さらにまた本発明の第１実施例おけるステップ６は、以下のステップを更に備える。

ステップ６−１：符号化された指示を得るために、第１のアプリケーションプログラム２１７を用い、無人航空機１０と適合が予め既定された第３のアプリケーションプログラム２１８で読み取り可能なフォーマットに、第１の制御指示を符号化する。

ステップ６−２：符号化された指示を第３のアプリケーションプログラム２１８に送信し、それから符号化された指示に従い、第３のアプリケーションプログラム２１８からリモートコントローラ２２に信号を送る。

ステップ６−３：信号に従い、リモートコントローラ２２から無人航空機１０に第２の制御指示を送る。

本発明の一実施例では、この方法は更にサーバ５０を利用する。サーバ５０は、有線または無線でインターネット４０に接続され、また、画像データ及び第１の制御指示の交換や処理のために用いられる。
また、近位遠隔制御装置２０が受け取る画像データを、第１の記憶装置２１５に登録し、第１のディスプレイ２１３に表示することもできる。

図３では、本発明の第２実施例のソフトウェア構成図が示される。
この実施例と第１実施例との違いは、この実施例の近位遠隔制御装置２０のシステム２１には、第３のアプリケーションプログラム２１８が付属していない点である。
無人航空機１０の操作をユーザが行えるように、符号化モジュール２１７ｃを用いてリモートコントローラ２２で読み取り可能なフォーマットに、受け取った指示を再符合化する。
さらにまた本発明の第２実施例におけるステップ６は、以下のステップを更に備える

ステップ６−１：符号化された指示を得るために、第１のアプリケーションプログラム２１７を用いてリモートコントローラ２２で読み取り可能なフォーマットに、第１の制御指示を符号化する。

ステップ６−２：符号化された指示に従い、第１のアプリケーションプログラム２１７からリモートコントローラ２２に信号を送る。

ステップ６−３：信号に従い、リモートコントローラ２２から無人航空機１０に第２の制御指示を送る。

図４及び図５は、本発明の第３実施例の、システム構成図及びソフトウェア構成図がそれぞれ示される。
第３実施例と第１実施例の違いは、この実施例の近位遠隔制御装置２０ではリモートコントローラ２２を用いないという点である。一方で近位遠隔制御装置２０の遠隔制御モジュールは、第３のネットワークチップ２１９により実現される。
従って、無人航空機１０の操作をユーザが行えるように、符号化モジュール２１７ｃを用いて、直接無人航空機１０で読み取り可能なフォーマットに、受け取った指示を再符合化する。
さらにまた本発明の第３実施例におけるステップ６は、以下のステップを更に備える。

ステップ６−１：符号化された指示を得るために、第１のアプリケーションプログラム２１７が、無人航空機１０と適合が予め既定された第３のアプリケーションプログラム２１８で読み取り可能なフォーマットに、第１の制御指示を符号化する。

ステップ６−２：符号化された指示に従い、第１のアプリケーションプログラム２１７から第３のネットワークチップ２１９に信号を送る。

無人航空機１０が適切に対応した作動を行えるように、信号に従い、第３のネットワークチップ２１９から無人航空機１０へ第２の制御指示を送る。

要約すれば、遠位遠隔制御装置が発する第１の制御指示は、インターネットで近位遠隔制御装置に送られ、それから、工場から出荷される際に無人航空機に対して既定される遠隔制御距離に制限されることなく遠くから無人航空機を更に操作できるよう、近位遠隔制御装置によって符合化される。
従って、無人航空機モジュールにインターネットで送られた、遠位遠隔制御装置が発する第１の制御指示により、ユーザはこの無人航空機を操作するために無人航空機から離れた遠位遠隔制御装置を使用することができる。
インターネットの広がる地理的範囲は、近位遠隔制御装置と無人航空機間の通信距離よりはるかに広いので、操作可能な距離は著しく広がる。
従ってユーザは、遠くから遠位遠隔制御装置を介して無人航空機を操作して、お年寄りや子供の世話をしたり、巡遊したり、風景を鑑賞する等の分野において応用する目的で、無人航空機から撮影される画像データを評価することができる。
さらに本発明では、単独のシングルユーザーに制限せず、個々の遠位遠隔制御装置を介して複数のユーザで１つの無人航空機モジュールを操作し、固定位置にその無人航空機モジュールを提供し、複数人でシェアすることができる。

Claims (6)

1. 無人航空機の遠位制御の方法であって、以下のステップを備えることを特徴とする。
   ステップ１：無人航空機と、近位遠隔制御装置と、遠位遠隔制御装置とを提供するステップ
   前記無人航空機は、無線でインターネットに接続するためのハードウェアコンポーネントを備えず、
   前記近位遠隔制御装置は、前記無人航空機と適合が予め既定されて、予め既定された地理的範囲内でインターネットの代わりに独自のプロトコルを用いて前記無人航空機を無線で操作するために用いられる遠隔制御モジュールと、切替モジュールを介して前記近位遠隔制御装置が近位遠隔制御モードと遠位遠隔制御モードを切り替えるように確定する第１のアプリケーションプログラムと、を備え、前記近位遠隔制御モードに切り替えた場合、前記近位遠隔制御装置は前記第１のアプリケーションプログラムを用いて前記無人航空機を直接に操作し、前記近位遠隔制御モードに切り替えた場合、前記近位遠隔制御装置により、前記無人航空機がユーザに制御され、前記遠位遠隔制御モードに切り替えた場合、前記遠位遠隔制御装置により、前記無人航空機がユーザに制御され、そして、
   前記遠位遠隔制御装置は、少なくとも前記予め既定された地理的範囲にある前記近位遠隔制御装置から遠く離して配置される。
   ステップ２：前記無人航空機から撮影された画像データを、前記無人航空機から前記近位遠隔制御装置に送信するステップ
   ステップ３：前記近位遠隔制御装置が、第１のネットワークプロトコルに従いインターネットで前記遠位遠隔制御装置に前記画像データを送信するステップ
   前記第１のネットワークプロトコルは、３Ｇ無線ネットワーク、４Ｇ無線ネットワーク、５Ｇ無線ネットワーク、及びＴＣＰ／ＩＰからなる群から選択される。
   ステップ４：前記遠位遠隔制御装置で前記画像データを受信し、前記遠位遠隔制御装置の第２のディスプレイ上に、前記近位遠隔制御装置から受け取った前記画像データを示すステップ
   ステップ５：第２のネットワークプロトコルに従い、前記遠位遠隔制御装置から第１の制御指示を送るステップ
   前記第１の制御指示は、前記インターネットで前記近位遠隔制御装置に送信され、
   前記第２のネットワークプロトコルは、３Ｇ無線ネットワーク、４Ｇ無線ネットワーク、５Ｇ無線ネットワーク、及びＴＣＰ／ＩＰからなる群から選択される。
   ステップ６：前記無人航空機が前記第１の制御指示に従って対応した作動を行えるように、前記近位遠隔制御装置の前記遠隔制御モジュールを用いて、前記無人航空機に指示を出すステップ。
2. 前記遠隔制御モジュールは、前記無人航空機との適合が予め既定されていることを特徴とする、請求項１記載の無人航空機の遠位制御の方法。
3. 前記遠隔制御モジュールはプロセッサ（ＣＰＵ）とネットワークチップとを含む、システムを備えることを特徴とする、請求項１記載の無人航空機の遠位制御の方法。
4. 前記第１のアプリケーションプログラムは、前記画像データの保存のために用いられる画像モジュールを備えることを特徴とする、請求項１記載の無人航空機の遠位制御の方法。
5. 近位遠隔制御装置のユーザだけが無人航空機を制御することができるように、前記第１のアプリケーションプログラムは前記遠位遠隔制御装置からの第１の制御指示をブロックするために設けられる切替モジュールを備えることを特徴とする、請求項１記載の無人航空機の遠位制御の方法。
6. 前記第１のアプリケーションプログラムは、符号化を行う符号化モジュールを備えることを特徴とする、請求項１記載の無人航空機の遠位制御の方法。

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