JP7041794B1 - センシングシステム、センシングデータ取得方法、及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係るセンシングシステムSの構成について説明する。図1は、センシングシステムSの概要構成例を示す図である。図1に示すように、センシングシステムSは、無人航空機(以下、「UAV(Unmanned Aerial Vehicle)」と称する)1、無人地上機(以下、UGV(Unmanned Ground Vehicle)と称する)2、及び管理サーバ3を含んで構成される。UAV1及びUGV2は、それぞれ、管理サーバ3との間で通信ネットワークNWを介して互いに通信可能になっている。通信ネットワークNWは、例えば、インターネット、移動体通信ネットワーク及びその無線基地局等から構成される。
次に、図2及び図3を参照して、UAV1の構成及び機能について説明する。図2は、UAV1の概要構成例を示す図である。図2に示すように、UAV1は、駆動部11、無線通信部12、センサ部13、測位部14、及び制御部15等を備える。図3は、制御部15における機能ブロック例を示す図である。なお、図示しないが、UAV1は、水平回転翼であるロータ(プロペラ)、及びUAV1の各部へ電力を供給するバッテリを備える。
次に、図4~図6を参照して、UGV2の構成及び機能について説明する。図4は、UGV2の概要構成例を示す図である。図4に示すように、UGV2は、駆動部21、無線通信部22、センサ部23、測位部24、及び制御部25等を備える。図5は、制御部25における機能ブロック例を示す図である。なお、図示しないが、UGV2は、UGV2の各部へ電力を供給するバッテリを備える。
駆動部21は、モータ及び回転軸等を備える。駆動部21は、制御部25から出力された制御信号に従って駆動するモータ及び回転軸等により複数の車輪を回転させる。無線通信部22は、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3との間で行われる通信の制御を担う。また、無線通信部22は、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信機能を備えてもよい。
次に、図7及び図8を参照して、管理サーバ3の構成及び機能について説明する。図7は、管理サーバ3の概要構成例を示す図である。図7に示すように、管理サーバ3は、通信部31、記憶部32、及び制御部33等を備える。図8は、制御部33における機能ブロック例を示す図である。通信部31は、通信ネットワークNWを介して、UAV1及びUGV2のそれぞれとの間で行われる通信の制御を担う。UAV1から送信された遠距離センシングデータ、UAV1の位置情報及び飛行体IDは、通信部31により受信される。管理サーバ3は、UAV1の位置情報によりUAV1の現在位置を認識することができる。
次に、センシングシステムSの動作について、実施例1~実施例5に分けて説明する。なお、センシングシステムSの動作において、管理サーバ3は、遠距離センシングに利用されるUAV1の飛行体IDと、近距離センシングに利用されるUGV2の走行体IDとを対応付けて管理している。そして、UAV1は、飛行中、自己の位置情報及び飛行体IDを管理サーバ3へ逐次送信するものとし、UGV2は、走行中、自己の位置情報及び走行体IDを管理サーバ3へ逐次送信する。
先ず、図9を参照して、センシングシステムSの動作の実施例1について説明する。図9は、実施例1においてUAV1、UGV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。図9において、管理サーバ3は、センシング領域への飛行ルートに沿った飛行命令を含む飛行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUAV1へ送信する(ステップS1)。
次に、図10を参照して、センシングシステムSの動作の実施例2について説明する。実施例2は、管理サーバ3により行われる、遠距離センシングデータと地上センシングデータとのマッチングの結果に基づいて、UGV2が対象領域に向けて移動する場合の例である。図10は、実施例2においてUAV1、UGV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図10に示すステップS21~S26の処理は、図9に示すステップS1~ステップS6の処理と同様である。ステップS27では、管理サーバ3は、UAV1の位置情報とUGV2の位置情報とに基づいて、UAV1により行われる遠距離センシングの範囲(例えば、UAV1のカメラの撮影範囲)内にUGV2が入る地点を決定する。次いで、管理サーバ3は、ステップS27で決定された地点へ移動させる移動命令を含む移動制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV2へ送信する(ステップS28)。かかる移動制御情報には、上記決定された地点の位置情報が含まれる。
次に、図11を参照して、センシングシステムSの動作の実施例3について説明する。実施例3は、UGV2により行われる、遠距離センシングデータと地上センシングデータとのマッチングの結果に基づいて、UGV2が対象領域に向けて移動する場合の例である。図11は、実施例3においてUAV1、UGV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図11に示すステップS51~S57の処理は、図10に示すステップS21~ステップS27の処理と同様である。ステップS58では、管理サーバ3は、ステップS56で抽出された対象領域を示す遠距離センシングデータと、ステップS57で決定された地点を経由して対象領域へ移動させる移動命令とを含む移動制御情報とを、通信ネットワークNWを介してUGV2へ送信する。かかる移動制御情報には、上記決定された地点の位置情報が含まれる。
次に、図12を参照して、センシングシステムSの動作の実施例4について説明する。実施例4は、管理サーバ3により特定される、対象領域とUGV2との位置関係に基づいて、UGV2が対象領域に向けて移動する場合の例である。図12は、実施例4においてUAV1、UGV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図12に示すステップS71~S76の処理は、図9に示すステップS1~ステップS6の処理と同様である。ステップS77では、管理サーバ3は、ステップS76で抽出された対象領域へ飛行させる飛行命令を含む飛行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUAV1へ送信する。
次に、図13を参照して、センシングシステムSの動作の実施例5について説明する。実施例5は、UAV1により特定される、対象領域とUGV2との位置関係に基づいて、UGV2が対象領域に向けて移動する場合の例である。図13は、実施例5においてUAV1、UGV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図13に示すステップS101~S114の処理は、図12に示すステップS71~ステップS84の処理と同様である。
2 UGV
3 管理サーバ
11,12 駆動部
12,22 無線通信部
13,23 センサ部
14,24 測位部
15,25 制御部
31 通信部
32 記憶部
33 制御部
15a,25a センシング制御部
15b,25b センシングデータ取得部
15c 飛行制御部
25c 移動制御部
33a センシングデータ取得部
33b 対象領域抽出部
33c 機体制御部
33d 異常判定部
33e 情報提供部
S センシングシステム
Claims (26)
- 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれる植生活性度画像において活性度が閾値以下の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるRGB画像において所定の適正な植物の色との差
異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータであって、前記対象領域における地中の水分量、塩分濃度、電気伝導度、及び酸性度のうち少なくとも何れか1つに関するデータを含む前記第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
前記第2のセンシングデータに基づいて、前記対象領域に植物の異常が発生しているか否か判定する判定部と、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。 - 前記第2のセンシングデータを、前記植物の管理者が有する端末へ送信する送信部をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のセンシングシステム。
- 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
ホバリング状態にある前記飛行体により行われる前記センシングの範囲内に前記走行体を移動させた後に、連続的に取得される前記第1のセンシングデータから、前記走行体と前記対象領域との位置関係を取得し続け、前記走行体を前記対象領域に向けて移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。 - 前記飛行体は予め定められた飛行ルートを移動しながら前記センシングを行うものであり、
前記抽出部により前記対象領域が抽出された場合、前記制御部は、前記ルートに沿った移動を前記飛行体に中断させて前記ホバリング状態に移行させることを特徴とする請求項6に記載のセンシングシステム。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに基づいて、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域を抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体が移動する前に、前記走行体が地上をセンシングすることにより得られた第3のセンシングデータを取得する第3取得部と、
前記第1のセンシングデータと前記第3のセンシングデータとに基づいて、前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。 - 前記制御部は、前記第1のセンシングデータと前記第3のセンシングデータとをマッチングすることにより前記第3のセンシングデータから検出された前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行うことを特徴とする請求項8に記載のセンシングシステム。
- 前記第2のセンシングデータに基づいて、前記対象領域に関する情報を表示端末に表示させる表示制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のセンシングシステム。
- 前記第2のセンシングデータは、前記対象領域における地中に挿入されたセンサを用いて取得される請求項1乃至10の何れか一項に記載のセンシングシステム。
- 前記制御部は、前記対象領域の全体についてのデータが前記第2のセンシングデータに含まれるように、前記走行体を移動させながら、当該走行体に前記対象領域を連続して複数回センシングさせることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載のセンシングシステム。
- 前記対象領域と前記飛行体との間の距離は、前記対象領域と前記走行体との間の距離より大きいことを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載のセンシングシステム。
- 前記飛行体により行われる前記センシングの範囲は、前記走行体により行われる前記センシングの範囲より広いことを特徴とする請求項1乃至13の何れか一項に記載のセンシングシステム。
- 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータに含まれる植生活性度画像において活性度が閾値以下の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出するステップと、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行うステップと、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得するステップと、
を含むことを特徴とするセンシングデータ取得方法。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータに含まれるRGB画像において所定の適正な植物の色との差
異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出するステップと、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行うステップと、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得するステップと、
を含むことを特徴とするセンシングデータ取得方法。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出するステップと、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行うステップと、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータであって、前記対象領域における地中の水分量、塩分濃度、電気伝導度、及び酸性度のうち少なくとも何れか1つに関するデータを含む前記第2のセンシングデータを取得するステップと、
を含むことを特徴とするセンシングデータ取得方法。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出するステップと、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行うステップと、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得するステップと、
前記第2のセンシングデータに基づいて、前記対象領域に植物の異常が発生しているか否か判定するステップと、
を含むことを特徴とするセンシングデータ取得方法。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出するステップと、
ホバリング状態にある前記飛行体により行われる前記センシングの範囲内に前記走行体を移動させた後に、連続的に取得される前記第1のセンシングデータから、前記走行体と前記対象領域との位置関係を取得し続け、前記走行体を前記対象領域に向けて移動させるための移動制御を行うステップと、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得するステップと、
を含むことを特徴とするセンシングデータ取得方法。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータに基づいて、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域を抽出するステップと、
前記対象領域に向けて前記走行体が移動する前に、前記走行体が地上をセンシングすることにより得られた第3のセンシングデータを取得するステップと、
前記第1のセンシングデータと前記第3のセンシングデータとに基づいて、前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行うステップと、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得するステップと、
を含むことを特徴とするセンシングデータ取得方法。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれる植生活性度画像において活性度が閾値以下の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるRGB画像において所定の適正な植物の色との差
異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータであって、前記対象領域における地中の水分量、塩分濃度、電気伝導度、及び酸性度のうち少なくとも何れか1つに関するデータを含む前記第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
前記第2のセンシングデータに基づいて、前記対象領域に植物の異常が発生しているか否か判定する判定部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに含まれるサーマル画像において所定の適正温度との差異が閾値以上の領域を、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域として抽出する抽出部と、
ホバリング状態にある前記飛行体により行われる前記センシングの範囲内に前記走行体を移動させた後に、連続的に取得される前記第1のセンシングデータから、前記走行体と前記対象領域との位置関係を取得し続け、前記走行体を前記対象領域に向けて移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 空中の飛行体が下方をセンシングすることにより得られた第1のセンシングデータを取得する第1取得部と、
前記第1のセンシングデータに基づいて、地上を走行可能な走行体によりセンシングされる対象領域を抽出する抽出部と、
前記対象領域に向けて前記走行体が移動する前に、前記走行体が地上をセンシングすることにより得られた第3のセンシングデータを取得する第3取得部と、
前記第1のセンシングデータと前記第3のセンシングデータとに基づいて、前記対象領域に向けて前記走行体を移動させるための移動制御を行う制御部と、
前記移動制御にしたがって移動した前記走行体が前記対象領域の全体または一部分をセンシングすることにより得られた第2のセンシングデータを取得する第2取得部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
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