JP7195652B2 - DRONE SYSTEM, DRONE SYSTEM CONTROL METHOD, AND OPERATION DETERMINATION DEVICE - Google Patents

DRONE SYSTEM, DRONE SYSTEM CONTROL METHOD, AND OPERATION DETERMINATION DEVICE Download PDF

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Description

本願発明は、ドローンシステム、ドローンシステムの制御方法および動作決定装置に関する。 The present invention relates to a drone system, a drone system control method, and an operation determination device.

一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター(マルチコプター)の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地(圃場)への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる(たとえば、特許文献1)。比較的狭い農地においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。 The application of small helicopters (multi-copters), generally called drones, is progressing. One of its important application fields is the spraying of chemicals such as agricultural chemicals and liquid fertilizers on farmlands (fields) (for example, Patent Document 1). Drones are often more suitable than manned planes or helicopters for relatively small farmlands.

準天頂衛星システムやRTK-GPS(Real Time Kinematic - Global Positioning System)などの技術によりドローンが飛行中に自機の絶対位置をセンチメートル単位で正確に知ることができるようになったことで、日本において典型的な狭く複雑な地形の農地でも、人手による操縦を最小限として自律的に飛行し、効率的かつ正確に薬剤散布を行なえるようになっている。 Technologies such as the Quasi-Zenith Satellite System and RTK-GPS (Real Time Kinematic - Global Positioning System) have made it possible for drones to accurately determine their absolute position in centimeters during flight. Even in farmland with narrow and complex topography typical of , it can fly autonomously with minimal manual operation and can spray chemicals efficiently and accurately.

その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが(たとえば、特許文献2)、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。 On the other hand, there were cases where it was difficult to say that consideration of safety was sufficient for autonomous flying drones for spraying agricultural chemicals. Drones loaded with drugs can weigh tens of kilograms, which could lead to serious consequences in the event of an accident such as falling on a person. In addition, drone operators are usually not experts, so a fool-proof mechanism is necessary, but consideration for this has been insufficient. Until now, there have been drone safety technologies premised on human operation (for example, Patent Document 2), but it addresses the unique safety issues of autonomous flying drones, especially for agricultural chemical spraying. The technology to do so did not exist.

ある圃場において複数のドローンで分担して作業を行うことで、1のドローンで作業を行うよりも短時間で作業を終えることが可能である。複数のドローンは、各ドローンに対してあらかじめ計画されている運転経路を飛行して作業を行う。効率よく作業を遂行するためには、各ドローンに対して計画される作業計画に要する時間が略同等になっていて、多くのドローンが長時間稼働していることが望ましい。しかしながら、各ドローンが保有するバッテリや薬剤の補充回数や補充に要する時間は、作業計画と誤差が生じる場合があり、運転計画に要する時間を互いに同等にするのは困難である。そこで、作業計画と誤差が生じた場合にも、多くのドローンが長時間稼働し、効率良く作業を遂行することができるシステムが必要とされている。 By sharing the work with a plurality of drones in a certain field, it is possible to finish the work in a shorter time than when the work is done with one drone. A plurality of drones perform work by flying a driving route that is planned in advance for each drone. In order to perform the work efficiently, it is desirable that the time required for the work plan planned for each drone is approximately the same and that many drones are operating for a long time. However, the number of replenishments of the batteries and medicines held by each drone and the time required for replenishment may differ from the work plan, and it is difficult to equalize the time required for the operation plan. Therefore, there is a need for a system that allows many drones to operate for a long time and efficiently carry out work even when there is an error in the work plan.

特許文献3には、耕地に対して農業活動を行うためのシステムであって、ホスト車両と、農業活動を行うように構成される2台以上の自律農業機械と、ホスト車両に対する各自律農業機械の経路を計画し、移動を制御するための制御サブシステムとを含む農業システムが記載されている。制御サブシステムは、ある自律農業機械において検出される動作不良に応じて、他の自律農業機械の移動を再計画することが記載されている。 Patent Document 3 discloses a system for performing agricultural activities on arable land, comprising a host vehicle, two or more autonomous agricultural machines configured to perform agricultural activities, and each autonomous agricultural machine relative to the host vehicle. An agricultural system is described that includes a control subsystem for planning routes and controlling movement of plants. A control subsystem is described that re-plans movement of other autonomous farm machines in response to a malfunction detected in one autonomous farm machine.

しかしながら、特許文献3には、各ドローンに対して計画される作業計画と実際の作業との誤差に関しては記載されておらず、多くのドローンを長時間稼働させることについては開示されていない。 However, Patent Document 3 does not describe the error between the work plan planned for each drone and the actual work, and does not disclose operating many drones for a long time.

特許公開公報 特開2001-120151Patent Publication JP 2001-120151 特許公開公報 特開2017-163265Patent publication publication JP 2017-163265 特許公開公報 特表2018-500655Japanese Patent Publication No. 2018-500655

作業計画と誤差が生じた場合にも、多くのドローンが長時間稼働し、効率良く作業を遂行することができるドローンシステムを提供する。 To provide a drone system capable of operating many drones for a long time and efficiently performing work even when an error occurs with a work plan.

本発明の一の観点に係るドローンシステムは、作業エリアにおいて作業を実行する複数のドローンと、前記複数のドローンの位置および状態を把握し、前記複数のドローンの動作を決定する動作決定装置と、前記複数のドローンがそれぞれ少なくとも1機個着陸可能であって、前記ドローンに資源を補充可能な複数の移動体と、前記複数の移動体の停車位置を決定する移動体位置決定部と、を含むドローンシステムであって、前記複数のドローンは、第1作業を行う第1ドローンと、第2作業を行う第2ドローンと、を含み、前記複数の移動体は、前記第1ドローンが離陸する第1移動体と、前記第2ドローンが離陸する第2移動体と、を含み、前記移動体位置決定部は、前記第2移動体を、前記第2作業に計画される第2運転経路の終点よりも、前記第1作業に計画される第1運転経路の終点に近い位置に停車させ、前記第1ドローンは前記第2移動体上に着陸する、ドローンシステム。 A drone system according to one aspect of the present invention includes: a plurality of drones that perform work in a work area; a motion determination device that grasps the positions and states of the plurality of drones and determines motions of the plurality of drones; At least one of each of the plurality of drones is capable of landing, and a plurality of moving bodies capable of replenishing resources to the drones; In the drone system, the plurality of drones includes a first drone that performs a first task and a second drone that performs a second task, and the plurality of mobile bodies are configured to perform a second task at which the first drone takes off. 1 moving body, and a second moving body from which the second drone takes off, wherein the moving body position determining unit determines the second moving body as the end point of the second driving route planned for the second work. a drone system, wherein the drone is stopped at a position closer to the end point of the first driving route planned for the first work, and the first drone lands on the second moving body.

前記移動体位置決定部は、前記第1移動体を、前記第1作業に計画される第1運転経路の終点よりも、前記第2作業に計画される第2運転経路の終点に近い位置に停車させ、前記第2ドローンは前記第1移動体上に着陸するものとしてもよい。 The moving body position determination unit positions the first moving body at a position closer to the end point of the second driving route planned for the second work than to the end point of the first driving route planned for the first work. The second drone may be stopped and landed on the first moving body.

本発明の別の観点に係るドローンシステムの制御方法は、作業エリアにおいて作業を実行する複数のドローンと、前記複数のドローンの位置および状態を把握し、前記複数のドローンの動作を決定する動作決定装置と、前記複数のドローンがそれぞれ少なくとも1機着陸可能であって、前記ドローンに資源を補充可能な複数の移動体と、前記複数の移動体の停車位置を決定する移動体位置決定部と、を備え、前記複数のドローンは、第1作業を行う第1ドローンと、第2作業を行う第2ドローンと、を含み、前記複数の移動体は、前記第1ドローンが離陸する第1移動体と、前記第2ドローンが離陸する第2移動体と、を含むドローンシステムの制御方法であって、前記第2移動体を、前記第2作業に計画される第2運転経路の終点よりも、前記第1作業に計画される第1運転経路の終点に近い位置に停車させるステップと、前記第1ドローンを前記第2移動体上に着陸させるステップと、を含む。 A control method for a drone system according to another aspect of the present invention includes a plurality of drones that perform work in a work area, grasping the positions and states of the plurality of drones, and determining motions of the plurality of drones. a device, a plurality of moving bodies capable of landing at least one each of the plurality of drones and capable of replenishing resources to the drones, and a moving body position determining unit that determines stop positions of the plurality of moving bodies; wherein the plurality of drones includes a first drone that performs a first task and a second drone that performs a second task, and the plurality of moving bodies is a first moving body from which the first drone takes off and a second moving body from which the second drone takes off, wherein the second moving body is positioned near the end point of the second driving route planned for the second work, A step of stopping the vehicle at a position near the end point of the first driving route planned for the first work, and a step of landing the first drone on the second moving body.

本発明の別の観点に係る動作決定装置は、作業エリアにおいて作業を実行する複数のドローンの位置および状態を把握し、前記複数のドローンがそれぞれ少なくとも1機着陸可能であって、前記ドローンに資源を補充可能な複数の移動体の停車位置を決定する移動体位置決定部を有する動作決定装置であって、前記複数のドローンは、第1作業を行う第1ドローンと、第2作業を行う第2ドローンと、を含み、前記複数の移動体は、前記第1ドローンが離陸する第1移動体と、前記第2ドローンが離陸する第2移動体と、を含み、前記移動体位置決定部は、前記第2移動体を、前記第2作業に計画される第2運転経路の終点よりも、前記第1作業に計画される第1運転経路の終点に近い位置に停車させ、前記第1移動体を、前記第1作業に計画される第1運転経路の終点よりも、前記第2作業に計画される第2運転経路の終点に近い位置に停車させる。 A motion determination device according to another aspect of the present invention grasps the positions and states of a plurality of drones performing work in a work area, wherein at least one of each of the plurality of drones is capable of landing, and the drones are provided with resources. , wherein the plurality of drones are a first drone that performs a first task and a second drone that performs a second task. 2 drones, wherein the plurality of moving bodies includes a first moving body from which the first drone takes off and a second moving body from which the second drone takes off; , stopping the second moving body at a position closer to the end point of the first driving route planned for the first work than the end point of the second driving route planned for the second work, and The body is stopped at a position closer to the end point of the second driving route planned for the second work than the end point of the first driving route planned for the first work.

作業計画と誤差が生じた場合にも、多くのドローンが長時間稼働し、効率良く作業を遂行することができる。 Even if there are errors in the work plan, many drones can operate for a long time and work efficiently.

本願発明に係るドローンシステムが有するドローンの平面図である。1 is a plan view of a drone included in a drone system according to the present invention; FIG. 上記ドローンシステムが有するドローンの正面図である。It is a front view of the drone which the said drone system has. 上記ドローンの右側面図である。It is a right view of the said drone. 上記ドローンの背面図である。It is a rear view of the said drone. 上記ドローンの斜視図である。It is a perspective view of the said drone. 上記ドローンが有する薬剤散布システムの全体概念図である。1 is an overall conceptual diagram of a chemical spraying system that the drone has. FIG. 上記ドローンが有する薬剤散布システムの第2実施形態を示す全体概念図である。FIG. 4 is an overall conceptual diagram showing a second embodiment of a chemical spraying system that the drone has. 上記ドローンが有する薬剤散布システムの第3実施形態を示す全体概念図である。It is an overall conceptual diagram showing a third embodiment of a chemical spraying system that the drone has. 上記ドローンが作業を行う圃場、上記移動体が走行する自動走行許可エリア、および上記ドローンシステムが有する区画部材の配置の様子を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a field in which the drone works, an automatic travel permission area in which the mobile body travels, and an arrangement of division members possessed by the drone system. 上記ドローンの制御機能を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the control function of the said drone. 本願発明にかかる移動体の様子を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the appearance of the mobile body concerning this invention. 上記移動体の、上記ドローンが載置される上面板が後方にスライドしている様子を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state in which an upper plate of the moving body on which the drone is placed is sliding backward; 上記ドローン、上記移動体、および本願発明にかかる動作決定装置が有する、複数のドローンが圃場を分担して飛行する機能に関する機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram relating to a function of flying a farm field by a plurality of drones, which the drones, the moving body, and the motion determining device according to the present invention have. 上記複数のドローンが圃場を分担して飛行する様子を示す模式図であって、(a)上記複数のドローンが作業を開始する時点の様子を示す模式図、(b)上記複数のドローンのうちの1個が当初計画されていた作業を完了した時点の様子を示す模式図、および(c)上記1個のドローンに次作業が再分担された様子を示す模式図である。Schematic diagrams showing how the plurality of drones fly while sharing a farm field, (a) a schematic diagram showing a state at the time when the plurality of drones start work, and (b) among the plurality of drones and (c) a schematic diagram showing how the next task is reallocated to the one drone. 上記ドローンのうちの1個が、別のドローンに分担されているエリアの作業を行うことを決定するフローチャートである。Fig. 10 is a flow chart of one of the drones deciding to work on an area assigned to another drone; 上記ドローンが作業を行う圃場の近傍に、複数の上記移動体が停車している様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that several said moving bodies have stopped near the agricultural field which said drone operate|works. 本願発明に係るドローンシステムの第4実施形態が有する、複数のドローンが圃場を分担して飛行する機能に関する機能ブロック図である。なお、動作決定装置以外の機能ブロックは省略されている。FIG. 12 is a functional block diagram relating to a function of a drone system according to the fourth embodiment of the present invention, in which a plurality of drones share a field and fly. Note that functional blocks other than the motion determining device are omitted.

以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の完全な理解を促すために、ある特定の詳細について述べられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細に限られない。また、図面を単純化するために、周知の構造および装置については概略的に示されている。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. All figures are illustrative. In the following detailed description, for purposes of explanation, certain details are set forth in order to provide a thorough understanding of the disclosed embodiments. However, embodiments are not limited to these specific details. Also, well-known structures and devices are schematically shown to simplify the drawings.

まず、本発明にかかるドローンシステムが有する、ドローンの構成について説明する。本願明細書において、ドローンとは、動力手段(電力、原動機等)、操縦方式(無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等)を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。 First, the configuration of the drone that the drone system according to the present invention has will be described. In the specification of the present application, a drone refers to a power means (electric power, prime mover, etc.), a control method (wireless or wired, and whether it is an autonomous flight type or a manually operated type, etc.), It refers to an aircraft in general that has a plurality of rotor blades.

図1乃至図5に示すように、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b(ローターとも呼ばれる)は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、電力消費量のバランスを考慮し、8機(2段構成の回転翼が4セット)備えられている。各回転翼101は、ドローン100の本体110からのび出たアームにより本体110の四方に配置されている。すなわち、進行方向左後方に回転翼101-1a、101-1b、左前方に回転翼101-2a、101-2b、右後方に回転翼101-3a、101-3b、右前方に回転翼101-4a、101-4bがそれぞれ配置されている。なお、ドローン100は図1における紙面下向きを進行方向とする。回転翼101の回転軸から下方には、それぞれ棒状の足107-1,107-2,107-3,107-4が伸び出ている。 As shown in FIGS. 1 to 5, the rotor blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (also called rotors) are: It is a means to fly the drone 100, and considering the balance of flight stability, aircraft size, and power consumption, it is equipped with 8 aircraft (4 sets of two-stage rotor blades). Each rotor 101 is arranged on the four sides of the main body 110 of the drone 100 by means of arms protruding from the main body 110 of the drone 100 . That is, rotor blades 101-1a and 101-1b are on the left rear in the traveling direction, rotor blades 101-2a and 101-2b are on the left front, rotor blades 101-3a and 101-3b are on the right rear, and rotor blades 101- on the right front. 4a and 101-4b are arranged respectively. In addition, the drone 100 makes the downward direction of the paper surface in FIG. 1 the advancing direction. Rod-shaped legs 107-1, 107-2, 107-3, and 107-4 extend downward from the rotating shaft of rotor blade 101, respectively.

モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段(典型的には電動機だが発動機等であってもよい)であり、一つの回転翼に対して1機設けられている。モーター102は、推進器の例である。1セット内の上下の回転翼(たとえば、101-1aと101-1b)、および、それらに対応するモーター(たとえば、102-1aと102-1b)は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。図2、および、図3に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。 Motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are equipped with rotors 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101- Means for rotating 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (typically an electric motor, but may be a motor, etc.), one machine provided for one rotor blade It is Motor 102 is an example of a propeller. The upper and lower rotors in one set (e.g. 101-1a and 101-1b) and their corresponding motors (e.g. 102-1a and 102-1b) are used for drone flight stability etc. The axes are collinear and rotate in opposite directions. As shown in FIGS. 2 and 3, the radial members for supporting the propeller guard provided to prevent the rotor from interfering with foreign objects are not horizontal but have a scaffold-like structure. This is to prevent the member from interfering with the rotor by promoting the buckling of the member to the outside of the rotor blade at the time of collision.

薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられている。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。 Four drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4 are provided and are means for spraying the drug downward. In the present specification, chemicals generally refer to liquids or powders such as pesticides, herbicides, liquid fertilizers, insecticides, seeds, and water that are applied to fields.

薬剤タンク104は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、薬剤タンク104と各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。 The drug tank 104 is a tank for storing the sprayed drug, and is provided at a position close to and lower than the center of gravity of the drone 100 from the viewpoint of weight balance. The drug hoses 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 are means for connecting the drug tank 104 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and are hard material, and may also serve to support the drug nozzle. A pump 106 is means for ejecting a drug from a nozzle.

図6に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。同図において、ドローン100、操作器401、小型携帯端末401a、基地局404および移動体406aは、営農クラウド405にそれぞれ接続されている。これらの接続は、Wi-Fiや移動通信システム等による無線通信を行ってもよいし、一部又は全部が有線接続されていてもよい。 FIG. 6 shows an overall conceptual diagram of a system using an embodiment of the drone 100 for chemical spraying according to the present invention. This figure is a schematic diagram and not to scale. In the figure, a drone 100, a controller 401, a small mobile terminal 401a, a base station 404, and a mobile object 406a are connected to a farming cloud 405, respectively. These connections may be wireless communication using Wi-Fi, a mobile communication system, or the like, or may be partially or wholly wired.

ドローン100および移動体406aは、互いに情報の送受信を行い、協調して動作する。移動体406a上は、発着地点406を有する。ドローン100は、ドローン100の飛行を制御する飛行制御部21の他、移動体406aと情報を送受信するための機能部を有している。 Drone 100 and mobile object 406a transmit and receive information to each other and operate cooperatively. A departure and arrival point 406 is provided on the moving object 406a. The drone 100 has a flight control unit 21 that controls the flight of the drone 100, and a functional unit that transmits and receives information to and from the moving object 406a.

操作器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報(たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等)を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されるが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていてもよい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作器(図示していない)を使用してもよい。非常用操作器は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であってもよい。さらに、操作器401とは別に、操作器401に表示される情報の一部又は全部を表示可能な小型携帯端末401a、例えばスマートホンがシステムに含まれていてもよい。また、小型携帯端末401aから入力される情報に基づいて、ドローン100の動作が変更される機能を有していてもよい。小型携帯端末401aは、例えば基地局404と接続されていて、基地局404を介して営農クラウド405からの情報等を受信可能である。 The operation device 401 is a means for transmitting commands to the drone 100 by the operation of the user 402 and displaying information received from the drone 100 (for example, position, drug amount, remaining battery level, camera image, etc.). Yes, and may be implemented by a portable information device such as a general tablet terminal that runs a computer program. The drone 100 according to the present invention is controlled to fly autonomously, but manual operation may be performed during basic operations such as takeoff and return, and in an emergency. In addition to the portable information device, an emergency operator (not shown) having a dedicated emergency stop function may be used. The emergency operation device may be a dedicated device equipped with a large emergency stop button or the like so that a quick response can be taken in case of emergency. Furthermore, apart from the operation device 401, the system may include a small portable terminal 401a, such as a smart phone, capable of displaying part or all of the information displayed on the operation device 401. FIG. Further, it may have a function of changing the operation of the drone 100 based on information input from the small portable terminal 401a. The small portable terminal 401a is connected to a base station 404, for example, and can receive information and the like from the farming cloud 405 via the base station 404. FIG.

圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他の作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の侵入者が存在する場合もある。 A farm field 403 is a rice field, a field, or the like to which the drone 100 sprays chemicals. In reality, the topography of the farm field 403 is complicated, and there are cases where a topographic map cannot be obtained in advance, or there are cases where the topographic map differs from the situation of the field. Fields 403 are usually adjacent to houses, hospitals, schools, other crop fields, roads, railroads, and the like. Moreover, there may be intruders such as buildings and electric wires in the field 403 .

基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようになっていてもよい(Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい)。また、基地局404は、3G、4G、およびLTE等の移動通信システムを用いて、営農クラウド405と互いに通信可能であってもよい。基地局404は、本実施の形態においては、発着地点406と共に移動体406aに積載されている。 The base station 404 is a device that provides a Wi-Fi communication base unit function, etc., and may also function as an RTK-GPS base station and provide an accurate position of the drone 100 (Wi-Fi Fi communication master unit function and RTK-GPS base station may be independent devices). Also, the base station 404 may be able to communicate with the farming cloud 405 using a mobile communication system such as 3G, 4G, and LTE. The base station 404 is on board a vehicle 406a along with a point of origin 406 in this embodiment.

営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアであり、操作器401と携帯電話回線等で無線接続されていてもよい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行ってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行ってもよい。 The farming cloud 405 is typically a group of computers and related software operated on a cloud service, and may be wirelessly connected to the operation device 401 via a mobile phone line or the like. The farming cloud 405 may analyze the image of the field 403 captured by the drone 100, grasp the growth status of crops, and perform processing for determining the flight route. In addition, the drone 100 may be provided with topographical information and the like of the field 403 that has been saved. In addition, a history of flight and captured images of the drone 100 may be accumulated and various analysis processes may be performed.

小型携帯端末401aは例えばスマートホン等である。小型携帯端末401aの表示部には、ドローン100の運転に関し予測される動作の情報、より具体的にはドローン100が発着地点406に帰還する予定時刻や、帰還時に使用者402が行うべき作業の内容等の情報が適宜表示される。また、小型携帯端末401aからの入力に基づいて、ドローン100および移動体406aの動作を変更してもよい。小型携帯端末401aは、ドローン100および移動体406aのいずれからでも情報を受信可能である。また、ドローン100からの情報は、移動体406aを介して小型携帯端末401aに送信されてもよい。 The small portable terminal 401a is, for example, a smart phone. The display unit of the small portable terminal 401a displays information about the expected operation of the drone 100, more specifically, the scheduled time for the drone 100 to return to the departure/arrival point 406, and the work to be done by the user 402 when returning. Information such as the content is displayed as appropriate. Also, the operations of the drone 100 and the moving object 406a may be changed based on the input from the small portable terminal 401a. The small portable terminal 401a can receive information from both the drone 100 and the moving object 406a. Information from the drone 100 may also be transmitted to the small portable terminal 401a via the mobile object 406a.

通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に薬剤を散布した後に、あるいは、薬剤補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路(侵入経路)は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。 Normally, the drone 100 takes off from the departure/arrival point 406 outside the field 403 and returns to the departure/arrival point 406 after spraying the chemical on the field 403 or when replenishment of the chemical, charging, or the like is required. The flight path (entry path) from the departure/arrival point 406 to the target field 403 may be stored in advance in the farming cloud 405 or the like, or may be input by the user 402 before starting takeoff.

なお、図7に示す第2実施形態のように、本願発明に係るドローン100の薬剤散布システムは、ドローン100、操作器401、小型携帯端末401a、営農クラウド405が、それぞれ基地局404と接続されている構成であってもよい。 As in the second embodiment shown in FIG. 7, the drone 100 pesticide spraying system according to the present invention includes the drone 100, the operation device 401, the small portable terminal 401a, and the farming cloud 405, each of which is connected to a base station 404. It may be a configuration that

また、図8に示す第3実施形態のように、本願発明に係るドローン100の薬剤散布システムは、ドローン100、操作器401、小型携帯端末401aが、それぞれ基地局404と接続されていて、操作器401のみが営農クラウド405と接続されている構成であってもよい。 Further, as in the third embodiment shown in FIG. 8, in the chemical spraying system for drone 100 according to the present invention, drone 100, operation unit 401, and small portable terminal 401a are each connected to base station 404 and operated. A configuration in which only the device 401 is connected to the farming cloud 405 may be used.

図9に示すように、ドローン100は、圃場403a、403bの上空を飛行し、圃場内の作業を遂行する。移動体406aは、圃場403a、403bの周辺に設けられている自動運転許可エリア90を自動で走行する。自動運転許可エリア90は、例えば農道である。圃場403a、403bおよび自動運転許可エリア90は、作業エリアを構成する。また、自動運転許可エリア90は、移動体406aは移動可能であるが、ドローン100の着陸はできない移動許可エリア901と、移動体406aが移動可能で、かつ移動体406a上にドローン100が着陸可能な着陸許可エリア902と、に細分化されている。ドローン100の着陸ができない理由として、例えば当該エリアと圃場403aとの間に、ガードレール、電柱、電線、倉庫、墓等の障害物80が設置されていること等が挙げられる。 As shown in FIG. 9, the drone 100 flies over fields 403a and 403b and performs work in the fields. The moving body 406a automatically travels in the automatic operation permitted area 90 provided around the fields 403a and 403b. The automatic driving permitted area 90 is, for example, a farm road. Fields 403a and 403b and automatic operation permitted area 90 constitute a work area. Automatic operation permission area 90 includes movement permission area 901 in which mobile object 406a can move but drone 100 cannot land, and mobile object 406a can move and drone 100 can land on mobile object 406a. It is subdivided into a landing clearance area 902 and . Reasons why the drone 100 cannot land include, for example, obstacles 80 such as guardrails, utility poles, electric wires, warehouses, and graves that are installed between the area and the field 403a.

本実施形態においては、1個の圃場403a(作業エリアの例)に複数のドローン100a、100b(以下、第1ドローン100a、および第2ドローン100bともいう。)が同時に飛行し、それぞれ作業を行う。第1ドローン100aが行う作業は第1作業の例、第2ドローン100bが行う作業は第2作業の例である。第1作業は、圃場403aの一部である第1作業エリア403cに網羅的に設定される第1運転経路51を飛行する動作を含む。第2作業は、圃場403aのうち第1作業エリア403c以外の領域である第2作業エリア403dに、網羅的に設定される第2運転経路52を飛行する動作を含む。ドローン100a、100bは、第1、第2運転経路51、52に沿って飛行しながら、薬剤を散布したり、圃場403a内を撮影したりする。 In the present embodiment, a plurality of drones 100a and 100b (hereinafter also referred to as first drone 100a and second drone 100b) simultaneously fly to one farm field 403a (example of work area) to perform work. . The work performed by the first drone 100a is an example of the first work, and the work performed by the second drone 100b is an example of the second work. The first work includes an operation of flying along the first driving route 51 comprehensively set in the first work area 403c that is part of the field 403a. The second work includes an operation of flying the second driving route 52 comprehensively set in the second work area 403d, which is an area other than the first work area 403c in the farm field 403a. The drones 100a and 100b fly along the first and second driving routes 51 and 52 to spray chemicals and photograph the inside of the field 403a.

第1運転経路51は、始点51s、作業済経路51a、未作業経路51b、および終点51eを備える。第1ドローン100aは始点51sから飛行を開始し、終点51eまで飛行する。ドローン100aがすでに飛行した経路を作業済経路51a、これから飛行する予定の経路を未作業経路51bとする。同様に、第2運転経路52は始点52s、作業済経路52a、未作業経路52b、および終点52eを備える。第2ドローン100bは始点52sから飛行を開始し、終点52eまで飛行する。ドローン100bがすでに飛行した経路を作業済経路52a、これから飛行する予定の経路を未作業経路52bとする。 The first driving route 51 includes a start point 51s, a worked route 51a, an unworked route 51b, and an end point 51e. The first drone 100a starts flying from the start point 51s and flies to the end point 51e. Let the route already flown by the drone 100a be a completed route 51a, and the route to be flown from now on be a non-worked route 51b. Similarly, the second driving path 52 comprises a start point 52s, a worked path 52a, an unworked path 52b, and an end point 52e. The second drone 100b starts flying from start point 52s and flies to end point 52e. Let the route already flown by the drone 100b be the completed route 52a, and the route to be flown from now on be the unworked route 52b.

複数の移動体406A、406b(以下、第1移動体406A、第2移動体406Bともいう。)が、自動運転許可エリア90内を走行する。ドローンシステム500に含まれる複数のドローン100a、100b、および複数の移動体406A、406Bは、互いにネットワークを介して接続され、図13に後述する動作決定装置40により集中管理されている。 A plurality of moving bodies 406A and 406b (hereinafter also referred to as first moving body 406A and second moving body 406B) run within the automatic operation permitted area 90. A plurality of drones 100a and 100b and a plurality of moving bodies 406A and 406B included in drone system 500 are connected to each other via a network and centrally managed by operation determining device 40 described later with reference to FIG.

本実施形態においては、ドローンおよび移動体の数は同数であるが、同数でなくてもよい。ドローンおよび移動体の数が同数である場合、移動体1台につきドローンが1台搭載可能であるので、移動体にすべてのドローンを積載して、作業エリア外からドローンを搬入することができる。また、移動体は複数のドローンに対して同時に資源を補充することはできないが、ドローンシステム500内にドローンと移動体が同数含まれる構成によれば全てのドローンに同時に資源補充が可能である。 In this embodiment, the numbers of drones and moving bodies are the same, but they do not have to be the same. If the number of drones and moving bodies is the same, one drone can be mounted on each moving body, so all drones can be loaded on the moving body and the drones can be brought in from outside the work area. In addition, although a moving object cannot replenish resources for multiple drones at the same time, if the same number of drones and moving objects are included in the drone system 500, all drones can be replenished with resources at the same time.

動作決定装置40は、独立した装置であってもよいし、複数のドローン100a、100b、複数の移動体406A、406B又は営農クラウド405等、ドローンシステム500に含まれる構成のいずれかに搭載されていてもよい。 The operation determination device 40 may be an independent device, or may be mounted on any of the configurations included in the drone system 500, such as the plurality of drones 100a and 100b, the plurality of moving bodies 406A and 406B, or the farming cloud 405. may

ドローン100は、移動体406aから離陸して圃場403a、403b内での作業を遂行する。ドローン100は、圃場403a、403b内での作業中に、適宜作業を中断して移動体406aに帰還し、バッテリ502および薬剤の補充を行う。ドローン100は所定の圃場の作業が完了すると、移動体406aに乗って別の圃場近傍まで移動した上で、移動体406aから再度離陸し、当該別の圃場における作業を開始する。このように、ドローン100の自動運転許可エリア90内の移動は、原則的に、移動体406aに乗って行われ、移動体406aは、作業を行う圃場近傍までドローン100を運搬する。この構成によれば、ドローン100のバッテリ502を節約することができる。また、移動体406aは、ドローン100に補充可能なバッテリ502や薬剤を格納しているため、ドローン100が作業を行っている圃場近傍に移動体406aが移動して待機する構成によれば、ドローン100への資源の補充を効率的に行うことができる。 The drone 100 takes off from the mobile object 406a and performs work in the fields 403a and 403b. The drone 100 interrupts the work as appropriate during the work in the fields 403a and 403b, returns to the moving body 406a, and replenishes the battery 502 and the chemical. When the work of a predetermined field is completed, the drone 100 rides on the moving body 406a to move to the vicinity of another field, then takes off again from the moving body 406a, and starts working on the other field. In this way, the movement of the drone 100 within the automatic operation permitted area 90 is basically carried out on the mobile body 406a, and the mobile body 406a transports the drone 100 to the vicinity of the field where the work is to be performed. With this configuration, the battery 502 of the drone 100 can be saved. In addition, since the moving body 406a stores the battery 502 and the medicine that can be replenished to the drone 100, according to the configuration in which the moving body 406a moves to the vicinity of the field where the drone 100 is working and stands by, the drone Replenishment of resources to 100 can be done efficiently.

自動運転許可エリア90の外の領域は、自動運転不許可エリア91である。自動運転許可エリア90と自動運転不許可エリア91とは、区画部材407a、407b、407c、407d、407eにより区画されている。自動運転許可エリア90と自動運転不許可エリア91とは、各種障害物等で隔てられている他、道路が連続的に形成されていて、区画部材407a、407b、407c、407d、407eは、当該道路上に配置されていてもよい。言い換えれば、区画部材407a、407b、407c、407d、407eは、自動運転許可エリア90への侵入口に配置されている。 An area outside the automatic operation permitted area 90 is an automatic operation non-permitted area 91 . The automatic operation permitted area 90 and the automatic operation prohibited area 91 are partitioned by partition members 407a, 407b, 407c, 407d, and 407e. The automatic driving permitted area 90 and the automatic driving non-permitted area 91 are separated by various obstacles and the like, and roads are continuously formed. It may be placed on the road. In other words, the partition members 407a, 407b, 407c, 407d, and 407e are arranged at entrances to the automatic operation permitted area 90.

区画部材407は、圃場403およびその周辺の領域であって、移動体406aやドローン100が作業する際に移動する作業エリアを区画するための部材であり、例えばカラーコーン(登録商標)、三角コーン、コーンバー、バリケード、フィールドアーチ、フェンス等である。区画部材407は、物理的に区画してもよいし、赤外線等の光線により区画されていてもよい。区画部材407は、主に作業エリア外の侵入者に作業中であることを知らせ、作業エリア内への立ち入りを制限するために用いられる。したがって、侵入者が遠方からでも視認できるような部材である。また、区画部材407は、作業の開始時に使用者402により設置されるため、設置および撤去が容易であるとよい。区画部材407は、ドローンシステム500内に複数含まれていてもよい。区画部材407は、侵入者が作業エリア内に侵入したことを検知して、移動体406aや操作器401、小型携帯端末401a等に当該侵入情報を伝達してもよい。なお、侵入者は、人や車、その他の移動体を含む。 The partition member 407 is a member for partitioning the work area, which is the field 403 and its surrounding area, and is moved when the moving body 406a and the drone 100 work, and is, for example, a color cone (registered trademark) or a triangular cone. , corn bars, barricades, field arches, fences, etc. The partitioning member 407 may be physically partitioned or may be partitioned by light rays such as infrared rays. The partition member 407 is mainly used to notify intruders outside the work area that work is in progress and to restrict entry into the work area. Therefore, it is a member that an intruder can visually recognize even from a distance. In addition, since the partition member 407 is installed by the user 402 at the start of work, it is preferable that installation and removal be easy. Multiple partition members 407 may be included within the drone system 500 . The partitioning member 407 may detect that an intruder has entered the work area and transmit the intrusion information to the moving body 406a, the operation device 401, the small portable terminal 401a, and the like. Intruders include people, cars, and other moving objects.

図10に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表したブロック図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー501は、操作器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC(Electronic Speed Control)等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。 FIG. 10 shows a block diagram showing control functions of an embodiment of the chemical spray drone according to the present invention. The flight controller 501 is a component that controls the entire drone, and specifically may be an embedded computer including a CPU, memory, related software, and the like. Flight controller 501 controls motors 102-1a and 102-1b via control means such as ESC (Electronic Speed Control) based on input information received from operation device 401 and input information obtained from various sensors described later. , 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, and 104-b, the flight of the drone 100 is controlled. The actual rotation speeds of motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, and 104-b are fed back to flight controller 501 to ensure normal rotation. It is configured to be able to monitor whether or not Alternatively, an optical sensor or the like may be provided on the rotor blade 101 and the rotation of the rotor blade 101 may be fed back to the flight controller 501 .

フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操作器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。 The software used by the flight controller 501 is rewritable through a storage medium or the like, or through communication means such as Wi-Fi communication or USB, in order to extend/change functions or correct problems. In this case, protection is provided by encryption, checksum, electronic signature, virus check software, etc. to prevent rewriting by unauthorized software. Also, part of the calculation processing used for control by the flight controller 501 may be executed by another computer existing on the operation device 401, on the farming cloud 405, or at another location. Due to the high importance of flight controller 501, some or all of its components may be duplicated.

フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操作器401とやり取りを行ない、必要な指令を操作器401から受信すると共に、必要な情報を操作器401に送信できる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておいてもよい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えている。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、フライトコントローラー501により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。フライトコントローラー501は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのフライトコントローラー501は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。 The flight controller 501 communicates with the controller 401 via the Wi-Fi slave device function 503 and via the base station 404, receives necessary commands from the controller 401, and sends necessary information to the controller. You can send to 401. In this case, the communication may be encrypted to prevent fraudulent acts such as interception, impersonation, and device hijacking. The base station 404 also has a function of an RTK-GPS base station in addition to a Wi-Fi communication function. By combining the signals from the RTK base station and the signals from the GPS positioning satellite, the flight controller 501 can measure the absolute position of the drone 100 with an accuracy of several centimeters. Due to the high importance of the flight controller 501, it may be duplicated or multiplexed, and each redundant flight controller 501 should use a different satellite in order to cope with the failure of a particular GPS satellite. may be controlled.

6軸ジャイロセンサー505はドローン機体の互いに直交する3方向の加速度を測定する手段であり、さらに、加速度の積分により速度を計算する手段である。6軸ジャイロセンサー505は、上述の3方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する手段である。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR(赤外線)レーザーであってもよい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー(角速度センサー)、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。 The 6-axis gyro sensor 505 is means for measuring the acceleration of the drone body in three mutually orthogonal directions, and is means for calculating the velocity by integrating the acceleration. The 6-axis gyro sensor 505 is means for measuring changes in the attitude angle of the drone body in the three directions described above, that is, angular velocity. The geomagnetic sensor 506 is a means of determining the direction of the drone body by measuring geomagnetism. The air pressure sensor 507 is a means of measuring air pressure, and can also indirectly measure the altitude of the drone. The laser sensor 508 is means for measuring the distance between the drone body and the ground surface using reflection of laser light, and may be an IR (infrared) laser. Sonar 509 is a means of measuring the distance between the drone body and the ground using the reflection of sound waves such as ultrasonic waves. These sensors may be selected according to the drone's cost targets and performance requirements. Also, a gyro sensor (angular velocity sensor) for measuring the inclination of the airframe, a wind sensor for measuring wind force, etc. may be added. Also, these sensors may be duplicated or multiplexed. If there are multiple sensors for the same purpose, the flight controller 501 may use only one of them and switch to an alternative sensor if it fails. Alternatively, multiple sensors may be used at the same time and a failure is assumed to occur if their measurements do not match.

流量センサー510は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク104から薬剤ノズル103に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサー511は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。マルチスペクトルカメラ512は圃場403を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。侵入者検知カメラ513はドローン侵入者を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ512とは異なるため、マルチスペクトルカメラ512とは別の機器である。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。侵入者接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の侵入者に接触したことを検知するためのセンサーである。なお、侵入者接触センサー515は、6軸ジャイロセンサー505で代用してもよい。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。薬剤注入口センサー517は薬剤タンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操作器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。 Flow rate sensors 510 are means for measuring the flow rate of the drug, and are provided at multiple locations along the path from drug tank 104 to drug nozzle 103 . A liquid shortage sensor 511 is a sensor that detects when the amount of medicine has fallen below a predetermined amount. Multispectral camera 512 is a means of photographing field 403 and acquiring data for image analysis. The intruder detection camera 513 is a camera for detecting drone intruders, and is a separate device from the multispectral camera 512 because its image characteristics and lens orientation are different from those of the multispectral camera 512 . Switch 514 is a means for user 402 of drone 100 to make various settings. The intruder contact sensor 515 is a sensor for detecting that the drone 100, especially its rotor or propeller guard portion, has come into contact with an intruder such as an electric wire, building, human body, standing tree, bird, or other drone. . Note that the intruder contact sensor 515 may be replaced by the 6-axis gyro sensor 505. The cover sensor 516 is a sensor that detects that the operation panel of the drone 100 and the internal maintenance cover are open. A drug inlet sensor 517 is a sensor that detects that the inlet of the drug tank 104 is open. These sensors may be selected, duplicated or multiplexed depending on the drone's cost targets and performance requirements. Also, a sensor may be provided outside the drone 100 at the base station 404, the controller 401, or at another location to transmit the read information to the drone. For example, a wind sensor may be provided in the base station 404 to transmit information on wind power and wind direction to the drone 100 via Wi-Fi communication.

フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況(たとえば、回転数等)は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっている。 The flight controller 501 transmits a control signal to the pump 106 to adjust the medicine ejection amount and stop the medicine ejection. The current status of the pump 106 (eg, number of revolutions, etc.) is configured to be fed back to the flight controller 501 .

LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー518は、音声信号によりドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能519は操作器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。また、Wi-Fi子機機能に替えて、3G、4G、およびLTE等の移動通信システムにより相互に通信可能であってもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態(特にエラー状態)を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。 The LED 107 is display means for informing the operator of the drone of the state of the drone. Display means such as a liquid crystal display may be used in place of or in addition to LEDs. The buzzer 518 is an output means for informing the state of the drone (especially error state) by means of an audio signal. A Wi-Fi slave device function 519 is an optional component for communicating with an external computer or the like for transferring software, for example, separately from the operation device 401 . In place of or in addition to the Wi-Fi slave unit function, infrared communication, Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), other wireless communication means such as NFC, or wired communication means such as USB connection may be used. Also, instead of the Wi-Fi slave device function, it may be possible to communicate with each other by mobile communication systems such as 3G, 4G, and LTE. The speaker 520 is output means for notifying the state of the drone (especially error state) by means of recorded human voice, synthesized voice, or the like. Weather conditions can make it difficult to see the visual display of the drone 100 in flight, and in such cases, audible status communication is effective. A warning light 521 is a display means such as a strobe light that indicates the state of the drone (especially an error state). These input/output means may be selected, duplicated or multiplexed according to the drone's cost targets and performance requirements.

●移動体の構成
図11および図12に示す移動体406aは、ドローン100が有する情報を受信して、使用者402に適宜通知し、又は使用者402からの入力を受け付けてドローン100に送信する装置である。また、移動体406aは、ドローン100を積載して移動可能である。移動体406aは、使用者402により運転可能である他、自律的に移動可能であってもよい。なお、本実施形態における移動体406aは自動車等の車両、より具体的には軽トラックを想定しているが、電車等の陸上走行可能な適宜の移動体であってもよいし、船舶や飛行体であってもよい。移動体406aの駆動源は、ガソリン、電気、燃料電池等、適宜のものであってよい。
Configuration of moving object A moving object 406a shown in FIGS. 11 and 12 receives information possessed by the drone 100 and appropriately notifies the user 402, or accepts input from the user 402 and transmits it to the drone 100. It is a device. Also, the moving body 406a can move with the drone 100 loaded. The moving object 406a can be driven by the user 402, or can move autonomously. It should be noted that the moving body 406a in the present embodiment is assumed to be a vehicle such as an automobile, more specifically a light truck, but it may be a suitable moving body capable of traveling on land such as a train, a ship or a plane. It can be a body. The driving source of the moving body 406a may be gasoline, electricity, a fuel cell, or any suitable source.

移動体406aは、進行方向前方に乗車席81、後方に荷台82が配置されている車両である。移動体406aの底面側には、移動手段の例である4個の車輪83が、駆動可能に配置されている。乗車席81には、使用者402が乗り込むことが可能である。 The moving body 406a is a vehicle in which a passenger seat 81 is arranged in front in the traveling direction and a loading platform 82 is arranged in the rear. Four wheels 83, which are examples of moving means, are drivably arranged on the bottom side of the moving body 406a. A user 402 can get into the passenger seat 81 .

乗車席81には、移動体406aおよびドローン100の様子を表示する表示部65が配置されている。表示部65は、画面を有する装置であってもよいし、フロントガラスに情報を投影する機構により実現されていてもよい。また、この表示部65に加えて、乗車席81を覆う車体810の背面側にも背面表示部65aが設置されていてもよい。この背面表示部65aは、車体810に対する角度が左右に変更可能であり、荷台82の後方および左右側方で作業している使用者402が画面を見て情報を取得することができる。 The passenger seat 81 is provided with a display unit 65 for displaying the state of the moving object 406a and the drone 100. FIG. The display unit 65 may be a device having a screen, or may be realized by a mechanism for projecting information onto the windshield. Further, in addition to the display section 65, a rear display section 65a may be installed on the rear side of the vehicle body 810 covering the passenger seat 81. FIG. The angle of the rear display unit 65a with respect to the vehicle body 810 can be changed left and right, and the user 402 working behind and on the left and right sides of the loading platform 82 can view the screen and obtain information.

移動体406aの荷台82前部左端には、丸棒の上方に円盤状の部材が連結された形状をしている基地局404が、乗車席81よりも上方に伸び出ている。なお、基地局404の形状および位置は、任意である。基地局404が荷台82の乗車席81側にある構成によれば、荷台82の後方にある構成と比較して、基地局404がドローン100の離着陸の妨げになりづらい。 A base station 404 having a shape in which a disk-shaped member is connected to the upper part of a round bar extends above the passenger seat 81 at the front left end of the loading platform 82 of the moving body 406a. Note that the shape and position of the base station 404 are arbitrary. According to the configuration in which the base station 404 is located on the passenger seat 81 side of the loading platform 82, compared to the configuration in which the base station 404 is located behind the loading platform 82, the base station 404 is less likely to interfere with takeoff and landing of the drone 100.

荷台82は、ドローン100のバッテリ502や、ドローン100の薬剤タンク104に補充される薬剤を格納する荷室821を有する。荷室821は、乗車席81を覆う車体810と、後方板822と、1対の側方板823、823と、上面板824とに囲まれた領域である。後方板822および側方板823は、「あおり」とも呼ばれる。後方板822の上部両端それぞれには、レール825が、側方板823の上端に沿って乗車席81背面側の車体810まで配設されている。上面板824は、ドローン100が載置され、離着陸することが可能な発着地点406である発着領域となっており、レール825に沿って進行方向前後に摺動可能になっている。レール825は、上面板824の平面より上方に突出するリブとなっていて、上面板824上に乗っているドローン100が移動体406aの左右端から滑り出てしまうことを防いでいる。また、上面板824の後方にも、レール825と同程度上面側に突出するリブ8241が形成されている。 The carrier 82 has a luggage compartment 821 that stores the battery 502 of the drone 100 and the drug to be replenished in the drug tank 104 of the drone 100 . The luggage compartment 821 is an area surrounded by the vehicle body 810 that covers the passenger seat 81 , a rear plate 822 , a pair of side plates 823 and 823 , and an upper plate 824 . The rear plate 822 and the side plates 823 are also called "tilts". Rails 825 are arranged on both ends of the upper portion of the rear plate 822 along the upper ends of the side plates 823 to reach the vehicle body 810 on the back side of the passenger seat 81 . The top plate 824 is a landing/departure area where the drone 100 is placed and is a landing/departure point 406 from which the drone 100 can take off and land. The rails 825 are ribs projecting upward from the plane of the top plate 824 to prevent the drone 100 riding on the top plate 824 from slipping out of the left and right ends of the moving body 406a. Further, a rib 8241 is formed on the rear side of the top plate 824 so as to protrude upward to the same extent as the rail 825 .

車体810上部および後方板822の進行方向後ろ側には、ドローンシステム500が作業中である旨を表示する警告灯830が配置されていてもよい。警告灯830は、配色又は明滅等で作業中と作業中以外とを区別する表示器であってもよいし、文字又は絵柄等が表示可能であってもよい。また、車体810上部の警告灯830は、車体810上方まで伸びあがって両面に表示することが可能であってもよい。この構成によれば、荷台82にドローン100が配置されている場合であっても、後方から警告を視認することができる。また、移動体406aの進行方向前方からも、警告を視認することができる。警告灯830が前方および後方から視認できることで、区画部材407を設置する手間を一部省略することができる。 A warning light 830 that indicates that the drone system 500 is working may be arranged on the upper part of the vehicle body 810 and on the rear side of the rear plate 822 in the traveling direction. The warning light 830 may be a display that distinguishes between work and non-work by color scheme or blinking, or may be capable of displaying characters or patterns. Also, the warning light 830 on the upper part of the vehicle body 810 may extend up to the upper part of the vehicle body 810 and display on both sides. According to this configuration, even when the drone 100 is placed on the loading platform 82, the warning can be visually recognized from behind. In addition, the warning can also be visually recognized from the front of the traveling direction of the moving body 406a. Since the warning light 830 can be visually recognized from the front and rear, it is possible to partially omit the trouble of installing the partition member 407 .

上面板824は、手動で摺動可能であってもよいし、ラックアンドピニオン機構などを利用して自動で摺動してもよい。上面板824を後方に摺動させると、荷台82の上方から荷室821に物品を格納したり、物品を取り出したりすることができる。また、上面板824が後方に摺動している形態においては、上面板824と車体810とが十分離間するため、ドローン100が発着地点406に離着陸可能である。 The top plate 824 may be manually slidable, or may be slid automatically using a rack and pinion mechanism or the like. When the top plate 824 is slid rearward, articles can be stored in the luggage compartment 821 from above the loading platform 82, and articles can be taken out. In addition, in the configuration in which the top plate 824 slides backward, the drone 100 can take off and land at the departure/arrival point 406 because the top plate 824 and the vehicle body 810 are sufficiently separated.

上面板824には、ドローン100の足107-1,107-2,107-3,107-4が固定可能な足受部826が4個配設されている。足受部826は、例えばドローン100の4本の足107-1,107-2,107-3,107-4に対応する位置に1個ずつ設置されている、上面が円錐台状に凹んでいる円盤状の部材である。なお、足受部826の円錐台状の凹みの底と、足107-1,107-2,107-3,107-4の先端とは、互いに嵌合可能な形状になっていてもよい。足受部826上に着陸しているとき、ドローン100の足107-1,107-2,107-3,107-4は、足受部826の円錐面に沿って滑り、円錐台の底部に足107-1,107-2,107-3,107-4の先端が誘導される。ドローン100は適宜の機構により足受部826に自動又は手動で固定可能であり、移動体406aがドローン100を載せて移動する際にも、ドローン100が過度に振動したり落下することなくドローン100を安全に輸送することができる。また、移動体406aは、ドローン100が足受部826に固定されているか否かを検知可能である。 The top plate 824 is provided with four leg receiving portions 826 to which the legs 107-1, 107-2, 107-3, and 107-4 of the drone 100 can be fixed. The foot receiving part 826 is a disc-shaped member having a truncated cone-shaped concave upper surface, which is installed one by one at positions corresponding to the four legs 107-1, 107-2, 107-3, and 107-4 of the drone 100, for example. be. It should be noted that the bottom of the truncated cone-shaped recess of the foot receiving portion 826 and the tips of the feet 107-1, 107-2, 107-3, and 107-4 may be shaped so as to be fittable with each other. When landing on the footrest 826, the feet 107-1, 107-2, 107-3, 107-4 of the drone 100 slide along the conical surface of the footrest 826, and the feet 107-1, 107-2, 107 reach the bottom of the truncated cone. -3,107-4 tips are induced. The drone 100 can be automatically or manually fixed to the foot support portion 826 by an appropriate mechanism, and even when the moving body 406a carries the drone 100 thereon, the drone 100 can be secured without excessive vibration or falling. can be safely transported. In addition, the moving body 406a can detect whether the drone 100 is fixed to the foot support section 826 or not.

上面板824の、略中央部には、ドローン100の離着陸の位置の目安を表示する円周灯850が配置されている。円周灯850は、略円状に配設される発光体群により形成されていて、発光体群は個別に明滅可能である。本実施形態では、円周上に約90度ごとに配置される4個の大きな発光体850aと、大きな発光体850aの間に2個ずつ等間隔に配置される小さな発光体850bとで、1の円周灯850を構成している。円周灯850は、発光体群850a、850bのうち1又は複数が点灯することで、ドローン100の離陸後の飛行方向、又は着陸する際に飛来する方向を表示する。なお、円周灯850は、部分的に明滅可能な1個の円環状の発光体により構成されていてもよい。 A circular light 850 that displays a guideline for the take-off and landing positions of the drone 100 is arranged in the approximate center of the top plate 824 . Circumferential light 850 is formed by a group of light emitters arranged in a substantially circular shape, and the group of light emitters can be individually blinked. In this embodiment, four large light emitters 850a are arranged at approximately 90-degree intervals on the circumference, and two small light emitters 850b are arranged at regular intervals between the large light emitters 850a. Circumferential light 850 is constructed. Circumferential light 850 displays the flight direction after takeoff of drone 100 or the direction in which drone 100 flies when landing by lighting one or more of light emitter groups 850a and 850b. Circumferential light 850 may be composed of a single annular light emitter that can partially blink.

1対の側方板823は、底部の辺が荷台82にヒンジで連結されていて、側方板823を外側に倒すことが可能である。図12では、進行方向左側の側方板823が外側に倒れている様子を示している。側方板823が外側に倒れると、移動体406aの側方から格納物を格納および取り出しが可能になる。側方板823は荷室821の底面と略平行に固定され、側方板823を作業台としても使用することができる。 A pair of side plates 823 are hinged to the loading platform 82 at their bottom edges, and can be tilted outward. FIG. 12 shows a state in which the side plate 823 on the left side in the traveling direction is tilted outward. When the side plate 823 falls outward, it becomes possible to store and take out stored items from the side of the moving body 406a. The side plate 823 is fixed substantially parallel to the bottom surface of the luggage compartment 821, and the side plate 823 can also be used as a workbench.

1対のレール825は、形態切替機構を構成する。また、側方板823と荷台82を連結するヒンジも、形態切替機構に含まれていてもよい。上面板824が荷室821の上方を覆って配置され、側方板823が起立して荷室821の側面を覆っている形態において、移動体406aは移動する。移動体406aが静止しているとき、上面板824が後方に摺動している形態、又は側方板823が倒れている形態に切り替えられ、使用者402は荷室821の内部にアプローチできる。 A pair of rails 825 constitutes a mode switching mechanism. A hinge connecting the side plate 823 and the loading platform 82 may also be included in the form switching mechanism. In the configuration in which the top plate 824 is arranged to cover the upper side of the luggage compartment 821 and the side plates 823 stand up to cover the sides of the luggage compartment 821, the moving body 406a moves. When the moving body 406a is stationary, the upper plate 824 is switched to the rearward sliding form or the side plate 823 is tilted, and the user 402 can approach the inside of the luggage compartment 821. FIG.

ドローン100は、発着地点406に着陸している状態において、バッテリ502の補充を行うことができる。バッテリ502の補充とは、内蔵されているバッテリ502の充電、およびバッテリ502の交換を含む。荷室821にはバッテリ502の充電装置が格納されていて、荷室821に格納されているバッテリ502の充電が可能である。また、ドローン100は、バッテリ502に代えてウルトラキャパシタの機構を備え、荷室821内にはウルトラキャパシタ用の充電器が格納されていてもよい。この構成においては、ドローン100が足受部826に固定されている際に、ドローン100の足を介して、ドローン100に搭載されているバッテリ502を急速充電することができる。 The drone 100 can replenish the battery 502 while landing at the departure/arrival point 406 . Replenishment of the battery 502 includes charging of the built-in battery 502 and replacement of the battery 502 . A charging device for the battery 502 is stored in the luggage compartment 821, and the battery 502 stored in the luggage compartment 821 can be charged. Further, the drone 100 may include an ultracapacitor mechanism instead of the battery 502, and a charger for the ultracapacitor may be stored in the luggage compartment 821. In this configuration, the battery 502 mounted on the drone 100 can be rapidly charged via the legs of the drone 100 when the drone 100 is fixed to the foot rests 826.

ドローン100は、発着地点406に着陸している状態において、薬剤タンク104に貯留される薬剤の補充を行うことができる。荷室821には、薬剤を希釈混合するための希釈混合タンク、撹拌機構、ならびに希釈混合タンクから薬剤を吸い上げて薬剤タンク104に注入せしめるポンプおよびホース等の希釈混合を行う適宜の構成要素が格納されていてもよい。また、荷室821から上面板824の上方へ伸び出て、薬剤タンク104の注入口に接続可能な補充用ホースが配管されていてもよい。 The drone 100 can replenish the medicine stored in the medicine tank 104 while landing at the departure/arrival point 406 . The luggage compartment 821 stores appropriate components for dilution and mixing, such as a dilution and mixing tank for diluting and mixing the drug, a stirring mechanism, and a pump and hose for sucking up the drug from the dilution and mixing tank and injecting it into the drug tank 104. may have been Further, a replenishing hose that extends from the luggage compartment 821 to the upper side of the top plate 824 and is connectable to the injection port of the chemical tank 104 may be arranged.

上面板824の上面側には、薬剤タンク104から排出される薬剤を誘導する廃液溝840および廃液孔841が形成されている。廃液溝840および廃液孔841は、それぞれ2個ずつ配置されていて、ドローン100が移動体406aの左右どちらを向いて着陸しても、薬剤ノズル103の下方に廃液溝840が位置するようになっている。廃液溝840は、薬剤ノズル103の位置に沿って、移動体406aの長さ方向に沿って略真っ直ぐに形成されている、所定の幅を有する溝であり、乗車席81側に向かってわずかに傾斜している。廃液溝840の乗車席81側の端部には、それぞれ上面板824を貫通して荷室821の内部に薬液を誘導する廃液孔841が形成されている。廃液孔841は、荷室821内であって廃液孔841の略真下に設置されている廃液タンク842に連通している。 A waste liquid groove 840 and a waste liquid hole 841 for guiding the drug discharged from the drug tank 104 are formed on the upper surface side of the top plate 824 . Two liquid waste grooves 840 and two liquid waste holes 841 are arranged so that the liquid waste grooves 840 are positioned below the drug nozzle 103 regardless of whether the drone 100 lands on the left or right side of the moving body 406a. ing. The waste liquid groove 840 is a groove having a predetermined width, which is formed substantially straight along the length direction of the moving body 406a along the position of the drug nozzle 103, and slightly extends toward the passenger seat 81 side. Inclined. At the end of the waste liquid groove 840 on the passenger seat 81 side, a waste liquid hole 841 is formed to pass through the upper surface plate 824 and guide the chemical liquid into the luggage compartment 821 . The waste liquid hole 841 communicates with a waste liquid tank 842 installed in the luggage compartment 821 and substantially directly below the waste liquid hole 841 .

薬剤タンク104に薬剤を注入する際、薬剤タンク104内に充満する気体、主に空気を外部に排出するエア抜き動作を行う。このとき、薬剤タンク104の排出口から薬剤が排出する動作が必要になる。また、ドローン100が作業終了後に、薬剤タンク104から薬剤を排出する動作が必要になる。上面板824に廃液溝840および廃液孔841が形成されている構成によれば、ドローン100を上面板824に配置した状態で、薬剤タンク104への薬剤注入および排出を行う際、廃液を廃液タンク842に誘導することができ、安全に薬剤注入および排出を行うことができる。 When injecting the medicine into the medicine tank 104, an air bleeding operation is performed to discharge gas, mainly air, filling the medicine tank 104 to the outside. At this time, an operation for discharging the medicine from the discharge port of the medicine tank 104 is required. Also, after the drone 100 finishes its work, it is necessary to discharge the medicine from the medicine tank 104 . According to the configuration in which the waste liquid groove 840 and the waste liquid hole 841 are formed in the top plate 824, when the drone 100 is arranged on the top plate 824 and the drug is injected into and discharged from the drug tank 104, the waste liquid is discharged into the waste liquid tank. It can be guided to 842 and can be safely drugged and discharged.

●ドローンシステムが有するドローン、移動体、および動作決定装置の構成
図13に示すように、ドローンシステム500は、第1ドローン100a、第2ドローン100b、第1移動体406A、第2移動体406B、および動作決定装置40が、互いにネットワークNWを介して接続されて構成されている。なお、ネットワークNWは、すべて無線であってもよいし、一部又は全部が有線であってもよい。また、具体的な接続関係は同図に限られるものではなく、各構成が直接又は間接的に接続されていればよい。
Configurations of Drones, Moving Objects, and Motion Determining Devices Included in the Drone System As shown in FIG. and a motion determining device 40 are connected to each other via a network NW. Note that the network NW may be entirely wireless, or partially or wholly wired. In addition, the specific connection relationship is not limited to that shown in the figure, and each component may be connected directly or indirectly.

本実施形態では、ドローンおよび移動体はそれぞれ2個であるが、3個以上であってもよい。また、ドローンと移動体の数は同数であってもよいし、個数が異なっていてもよい。複数のドローン100a、100bは、複数の移動体406A、406Bのいずれでも離着陸可能であり、資源の補充が可能である。なお、資源の補充とは、バッテリ502の補充および薬剤の補充を含む概念である。 Although there are two drones and two moving bodies in this embodiment, the number may be three or more. Also, the number of drones and moving bodies may be the same or may be different. The plurality of drones 100a, 100b can take off and land on any of the plurality of moving bodies 406A, 406B, and can replenish resources. Note that replenishment of resources is a concept that includes replenishment of the battery 502 and replenishment of medicines.

第1ドローン100aは、飛行制御部21a、作業計画取得部22aおよび作業完了送信部23aを備える。第2ドローン100bは、飛行制御部21b、作業計画取得部22bおよび作業完了送信部23bを備える。第1ドローン100aと第2ドローン100bの構成は略同一である。 The first drone 100a includes a flight control unit 21a, a work plan acquisition unit 22a, and a work completion transmission unit 23a. The second drone 100b includes a flight control unit 21b, a work plan acquisition unit 22b, and a work completion transmission unit 23b. The configurations of the first drone 100a and the second drone 100b are substantially the same.

飛行制御部21a、21bは、各ドローン100a、100bが有するモータ102を稼働させ、ドローン100a、100bの飛行および離着陸を制御する機能部である。飛行制御部21a、21bは、例えばフライトコントローラ501の機能によって実現される。 The flight control units 21a and 21b are functional units that operate the motors 102 of the drones 100a and 100b and control the flight, takeoff and landing of the drones 100a and 100b. The flight control units 21a and 21b are realized by the functions of the flight controller 501, for example.

作業計画取得部22a、22bは、各ドローン100a、100bが作業を行う圃場403a、403bにおいて飛行が予定される作業に関する情報(以下、「作業計画」ともいう。)を取得し、各ドローン100a、100bに設定する機能部である。作業計画には、圃場403a、403bで飛行する予定運転経路に加え、当該予定運転経路の各所における飛行速度および飛行加速度の情報、ならびに旋回およびホバリングをする位置および時間の情報が含まれる。また、作業計画には、ドローン100a、100bが圃場403a、403b内の作業を中断して、移動体406A又は406Bに帰還する予定地点又はある時点からの予定経過時間が含まれる。なお、ドローン100の作業は、圃場403a、403bを重複なく網羅的に飛行することと略同義であり、ドローン100に作業計画を設定することは、第1ドローン100aおよび第2ドローン100bが作業を行う第1作業エリア403cおよび第2作業エリア403dを区画することと同等である。すなわち、作業計画には、各ドローン100a、100bが作業を行う作業エリア403c,403dの位置座標が含まれていてもよい。 The work plan acquisition units 22a and 22b acquire information (hereinafter also referred to as "work plan") regarding work scheduled to be flown in the fields 403a and 403b where the drones 100a and 100b work, This is the functional unit set to 100b. The work plan includes information on the flight speed and flight acceleration at various points along the planned driving route, as well as information on turning and hovering positions and times, in addition to the planned driving route to be flown over the fields 403a and 403b. In addition, the work plan includes a scheduled point at which the drones 100a and 100b will stop working in the fields 403a and 403b and return to the moving body 406A or 406B, or a scheduled elapsed time from a certain point. Note that the work of the drone 100 is substantially synonymous with flying the fields 403a and 403b exhaustively without duplication, and setting a work plan for the drone 100 means that the first drone 100a and the second drone 100b perform the work. It is equivalent to partitioning the first work area 403c and the second work area 403d. That is, the work plan may include the position coordinates of the work areas 403c and 403d where the drones 100a and 100b work.

作業計画は、例えばネットワークNWを通じて動作決定装置40から受信されるが、作業計画取得部22a、22bが作業計画を生成するような構成であっても、本発明の技術的範囲に含む。本発明においては、あるドローンの作業が先に完了した場合にも、別のドローンの作業を再分担されて作業を継続する。したがって、各ドローンの作業時間を略同等に管理しなくても、多くのドローンを長時間作業させて高い作業効率を実現できる。すなわち、各ドローンの作業計画を中央管理せず、各ドローンが独立して作業計画を生成する構成であっても、高い作業効率を担保できる。ただし、各ドローンの資源の補充回数を最適化するためには、動作決定装置40がある程度各ドローンに作業時間を等分配する構成がより好適である。また、各ドローンの予定運転経路は重複してはならないため、一方の作業計画取得部22a、22bは、他方の予定作業計画取得部22b、22aが生成する予定運転経路を参照して経路を決定する構成があるとよい。 The work plan is received, for example, from the action determining device 40 via the network NW, but a configuration in which the work plan acquisition units 22a and 22b generate the work plan is also included in the technical scope of the present invention. In the present invention, even if the work of a certain drone is completed first, the work of another drone is reallocated to continue the work. Therefore, even if the work time of each drone is not managed equally, many drones can work for a long time to achieve high work efficiency. In other words, high work efficiency can be ensured even in a configuration in which each drone independently generates a work plan without centrally managing the work plan of each drone. However, in order to optimize the number of resource replenishments for each drone, it is more preferable for the operation determining device 40 to equally distribute the work time to each drone to some extent. In addition, since the scheduled operation routes of the drones must not overlap, one of the work plan acquisition units 22a and 22b determines the route by referring to the planned operation routes generated by the other scheduled operation plan acquisition units 22b and 22a. It is better to have a configuration that

作業完了送信部23a、23bは、ドローン100a、100bが設定されている予定運転経路の作業が完了した旨の情報(以下、「作業完了情報」ともいう。)を、動作決定装置40に送信する機能部である。作業完了送信部23a、23bは、例えば、ドローン100a、100bの位置座標をRTK-GPSにより取得し、運転経路の終点51e、52eに到達しているか否かに基づいて、作業が完了したことを検知する。 The work completion transmitting units 23a and 23b transmit to the motion determining device 40 information indicating that the work on the planned driving route for which the drones 100a and 100b are set (hereinafter also referred to as "work completion information") is completed. It is a functional part. The work completion transmission units 23a and 23b acquire the position coordinates of the drones 100a and 100b by RTK-GPS, for example, and notify that the work is completed based on whether the drones have reached the end points 51e and 52e of the driving route. detect.

なお、本実施形態においてはドローン100が作業完了送信部23a、23bを有する構成としたが、動作決定装置40が作業完了送信部23a、23bを有していてもよい。 In this embodiment, the drone 100 has the work completion transmitters 23a and 23b, but the motion determining device 40 may have the work completion transmitters 23a and 23b.

第1移動体406Aは、移動体位置取得部31a、資源計量部32a、および着陸検知部33aを備える。第2移動体406Bは、移動体位置取得部31b、資源計量部32b、および着陸検知部33bを備える。第1移動体406Aと第2移動体406Bの構成は略同一である。 The first moving body 406A includes a moving body position acquisition unit 31a, a resource weighing unit 32a, and a landing detection unit 33a. The second moving body 406B includes a moving body position acquisition section 31b, a resource weighing section 32b, and a landing detection section 33b. The configurations of the first moving body 406A and the second moving body 406B are substantially the same.

移動体位置取得部31a、31bは、移動体406A、406Bの現在の位置座標を取得する機能部である。移動体位置取得部31a、31bは、例えばRTK-GPSを利用して位置座標を取得する。移動体位置取得部31a、31bは、移動体406A、406BにRTK-GPSの移動局が搭載されている構成の他、操作器401に搭載されているRTK-GPSを用いて位置を特定し、当該位置を移動体406A、406Bの位置座標として取得してもよい。操作器401は、作業時において、移動体406A、406Bの運転席に設置されて使用されるためである。この構成によれば、移動体406aにRTK-GPSの移動局を搭載する必要がないため、構成を簡素かつ安価にすることができる。 The mobile body position acquisition units 31a and 31b are functional units that acquire the current position coordinates of the mobile bodies 406A and 406B. The mobile position acquisition units 31a and 31b acquire position coordinates using, for example, RTK-GPS. Mobile object position acquisition units 31a and 31b have a configuration in which RTK-GPS mobile stations are installed in mobile objects 406A and 406B, and RTK-GPS installed in operation device 401 is used to identify positions, The positions may be obtained as position coordinates of the moving bodies 406A and 406B. This is because the operating device 401 is installed and used in the driver's seat of the moving bodies 406A and 406B during work. According to this configuration, since it is not necessary to mount an RTK-GPS mobile station on the moving body 406a, the configuration can be simple and inexpensive.

資源計量部32a、32bは、移動体406A、406Bが保有する資源の量を計量する機能部である。
資源の量は、充電済みのバッテリ502の個数や薬剤量を含む。また、資源の量は、バッテリ502を充電する設備の充電余力であってもよい。ドローン100a、100bが燃料電池で駆動する構成の場合は、ドローン100a、100bに貯留可能な燃料ガス、例えば水素ガスの量であってもよい。移動体406A、406Bに準備されている資源の量は、使用者402による手入力によって取得されてもよいし、自動で取得する構成であってもよい。自動で取得する構成の例としては、薬剤量を取得するために荷室821の所定範囲の重量を計測する構成を有していてもよい。また、充電済みのバッテリ502の個数を取得するために、荷室821の所定範囲の重量に加えて、バッテリ502の容量を測定する構成を有していてもよい。
The resource weighing units 32a and 32b are functional units that measure the amount of resources possessed by the moving bodies 406A and 406B.
The amount of resources includes the number of charged batteries 502 and the amount of medicine. In addition, the amount of resources may be the remaining charge capacity of the equipment that charges the battery 502 . If the drones 100a and 100b are configured to be driven by fuel cells, it may be the amount of fuel gas, such as hydrogen gas, that can be stored in the drones 100a and 100b. The amount of resources prepared for the moving bodies 406A and 406B may be obtained manually by the user 402, or may be obtained automatically. As an example of an automatic acquisition configuration, a configuration may be employed in which the weight of a predetermined range in luggage compartment 821 is measured in order to acquire the drug amount. Also, in order to obtain the number of charged batteries 502, in addition to the weight of a predetermined range of luggage compartment 821, the capacity of batteries 502 may be measured.

資源計量部32a、32bは、当該移動体406A、406Bが保有する資源の量が所定以下になっているとき、動作決定装置40、およびドローンシステム500内の各種構成、例えば操作器401や小型携帯端末401aにその旨を通知する。また、作業計画を参照して、作業計画において今後補充が予想される資源の量が、現在の資源の量より多いときに、その旨を通知してもよい。 When the amount of resources possessed by the moving bodies 406A and 406B is less than a predetermined amount, the resource weighing units 32a and 32b control the operation determination device 40 and various components in the drone system 500, such as the operation device 401 and the small mobile phone. The terminal 401a is notified to that effect. In addition, referring to the work plan, when the amount of resources expected to be replenished in the future in the work plan is greater than the current amount of resources, this may be notified.

同通知を受信した操作器401や小型携帯端末401aは、使用者402に通知し、移動体406A、406Bの在庫の補充を促す。このとき、操作器401や小型携帯端末401aは、作業計画を参照して、補充すべき資源量を移動体406A、406Bごとに表示してもよい。また、操作器401や小型携帯端末401aは、作業計画を参照して、ドローン100a、100bが補充のために帰還する予想時刻、又は現時刻を基準として帰還するまでの所要時間を算出し、資源の補充がいつまでに必要なのかを合わせて表示してもよい。この構成によれば、使用者402が圃場403a、403bから離れて遠方にいる場合であっても、小型携帯端末401aを通じて在庫の補充に関する通知を受け取ることができる。本システムにおいては、ドローン100a、100b、および移動体406A、406Bがそれぞれ自動で動作するため、使用者402による作業は、移動体406A,406Bへの在庫補充にほぼ限られる。そのため、遠隔にいる使用者402に在庫補充の情報を通知可能とすることにより、使用者402は常時圃場403a、403bにいる必要がなくなる。 The operating device 401 and the small portable terminal 401a that have received the notification notify the user 402 and urges the mobile units 406A and 406B to replenish the inventory. At this time, the operation device 401 and the small portable terminal 401a may refer to the work plan and display the amount of resources to be replenished for each of the moving bodies 406A and 406B. In addition, the operation device 401 and the small portable terminal 401a refer to the work plan, calculate the estimated time that the drones 100a and 100b will return for replenishment, or the time required to return based on the current time, and By when the replenishment of is required may also be displayed. According to this configuration, even when the user 402 is far away from the fields 403a and 403b, it is possible to receive the notification regarding stock replenishment through the small portable terminal 401a. In this system, the drones 100a and 100b and the moving bodies 406A and 406B operate automatically, respectively, so the work by the user 402 is almost limited to restocking the moving bodies 406A and 406B. Therefore, by making it possible to notify the remote user 402 of inventory replenishment information, the user 402 does not need to be in the fields 403a and 403b all the time.

なお、在庫の補充は、充分な資源が保有されている別の移動体から補充してもよいし、別途の倉庫から補充してもよい。操作器401や小型携帯端末401aは、いずれから資源を補充するかを表示してもよい。別の移動体から補充することで、作業完了後に移動体から倉庫に格納する手間が短縮できるため、別の移動体からの補充を優先的に行うよう決定してもよい。 Note that the inventory may be replenished from another moving body that has sufficient resources, or from a separate warehouse. The operating device 401 or the small portable terminal 401a may display which resource is to be replenished. By replenishing from another mobile body, it is possible to reduce the time and effort required to store it in the warehouse from the mobile body after the completion of the work.

着陸検知部33a、33bは、移動体406A、406Bにドローン100a、100bが着陸しているか否かを検知する機能部である。着陸検知部33a、33bは、例えば足受部826に搭載されているタッチスイッチや静電容量センサ等、ドローン100の足107-1乃至107-4を検出する構成により、ドローン100a又は100bが移動体406A、406Bに着陸しているか否かを検知する。着陸検知部33a、33bは、足107-1乃至107-4からドローン100の固有情報を取得することで、いずれのドローン100が着陸しているかを識別可能であってもよい。また、着陸検知部33a、33bは、RTK-GPS等により各ドローン100の位置情報を取得することで、着陸しているドローン100を識別してもよい。 The landing detection units 33a and 33b are functional units that detect whether or not the drones 100a and 100b have landed on the moving bodies 406A and 406B. The landing detection units 33a and 33b are configured to detect the feet 107-1 to 107-4 of the drone 100, such as touch switches and capacitance sensors mounted on the foot receiving unit 826, so that the drone 100a or 100b moves. Detects whether or not it has landed on bodies 406A and 406B. The landing detection units 33a and 33b may be able to identify which drone 100 is landing by acquiring unique information of the drone 100 from the legs 107-1 to 107-4. Also, the landing detection units 33a and 33b may identify the landing drone 100 by acquiring the position information of each drone 100 using RTK-GPS or the like.

動作決定装置40は、複数のドローン100a、100bに作業を分担するための構成として、作業計画送信部41、作業完了検知部42、残作業取得部43、再分担部44および経路送信部45を備える。また、動作決定装置40は、ドローン100が複数の移動体406aにおいて離着陸および補充を行うための構成として、着陸移動体決定部46および移動体位置決定部47を備える。 The operation determination device 40 includes a work plan transmission unit 41, a work completion detection unit 42, a remaining work acquisition unit 43, a re-allocation unit 44, and a route transmission unit 45 as a configuration for allocating work to the plurality of drones 100a and 100b. Prepare. Further, the operation determination device 40 includes a landing moving body determining section 46 and a moving body position determining section 47 as a configuration for the drone 100 to take off, land, and replenish a plurality of moving bodies 406a.

なお、以降の説明では、設定されている当初の作業計画を先に完了したドローンを第1ドローン100a、第1ドローン100aが作業を完了した時点で未完了の作業を有するドローンを第2ドローン100bとして説明する。 In the following explanation, the first drone 100a is the drone that completed the set initial work plan first, and the second drone 100b is the drone that has unfinished work when the first drone 100a completes the work. described as.

作業計画送信部41は、ドローン100a、100bそれぞれの作業計画を生成し、各ドローン100a、100bに送信する機能部である。作業計画送信部41は、各ドローン100a、100bに互いに異なる作業計画を生成する。各ドローン100a、100bの作業計画は、予定運転経路が重複しないように構成されている。各ドローン100a、100bの作業における予想所要時間は、略同等となるように生成されていてもよい。ただし、実際の作業時間は、強風、磁気の乱れ、又はバードストライク等の外乱による作業の遅れ、資源の補充に係る作業の遅れ、又はバッテリ502の消耗が予定より早く、複数回又は長時間の資源補充が必要となる場合などにより、予想所要時間と誤差が生じる場合がある。 The work plan transmission unit 41 is a functional unit that generates work plans for the drones 100a and 100b and transmits the work plans to the drones 100a and 100b. The work plan transmission unit 41 generates different work plans for the drones 100a and 100b. The work plan of each drone 100a, 100b is configured so that the planned driving routes do not overlap. The estimated required times for the tasks of the drones 100a and 100b may be generated to be approximately the same. However, the actual work time may include delays in work due to disturbances such as strong winds, magnetic turbulence, or bird strikes, delays in work related to resource replenishment, or earlier than expected battery 502 consumption, multiple times or long periods of time. In some cases, such as when resource replenishment is required, there may be an error in the estimated required time.

作業完了検知部42は、ドローン100a、100bから送信される作業完了情報を受信する機能部である。また、この構成に代えて、作業完了検知部42自身が、第1ドローン100aの設定されている予定運転経路における作業を完了したことを検知する構成であってもよい。この場合、作業完了検知部42は、例えばドローン100a、100bの位置座標が運転経路の終点から所定範囲内にあることに基づいて、ドローン100a、100bの作業が完了していることを検知する。 The work completion detection unit 42 is a functional unit that receives work completion information transmitted from the drones 100a and 100b. Further, instead of this configuration, the work completion detection unit 42 itself may be configured to detect completion of the work along the set planned driving route of the first drone 100a. In this case, the work completion detection unit 42 detects that the work of the drones 100a and 100b is completed based on, for example, that the position coordinates of the drones 100a and 100b are within a predetermined range from the end point of the driving route.

残作業取得部43は、第1ドローン100aが第1運転経路51における作業を完了する時点において、他のドローン、すなわち第2ドローン100bが有する未完了の作業に関する情報(以下、「未完了作業」という。)を取得する機能部である。未完了作業は、圃場403a、403bで飛行する未作業経路51b、52b、当該未作業経路51b、52bの各所における飛行速度および飛行加速度の情報、ならびに旋回およびホバリングをする位置および時間の情報が含まれる。また、未完了作業には、ドローン100bが圃場403a、403b内の作業を中断して、移動体406A又は406Bに帰還する予定地点又はある時点から帰還するまでの予定所要時間が含まれる。 When the first drone 100a completes the work on the first driving route 51, the remaining work acquisition unit 43 acquires information on unfinished work owned by another drone, that is, the second drone 100b (hereinafter referred to as "unfinished work"). ). The unfinished work includes unworked routes 51b and 52b flying in fields 403a and 403b, flight speed and flight acceleration information at various locations on the unworked routes 51b and 52b, and information on turning and hovering positions and times. be In addition, the unfinished work includes the scheduled time required for the drone 100b to stop the work in the fields 403a and 403b and return from a scheduled point or a certain time to return to the moving body 406A or 406B.

残作業取得部43は、予定作業計画取得部431およびドローン位置取得部432を有する。 The remaining work acquisition unit 43 has a scheduled work plan acquisition unit 431 and a drone position acquisition unit 432 .

予定作業計画取得部431は、作業を完了していない第2ドローン100bに現在設定されている第2運転経路52を取得する機能部である。予定作業計画取得部431は、動作決定装置40又はドローン100a、100bにより生成される作業計画を参照して第2運転経路52を取得する。 The scheduled work plan acquisition unit 431 is a functional unit that acquires the second driving route 52 currently set for the second drone 100b that has not completed the work. The scheduled work plan acquisition unit 431 acquires the second driving route 52 by referring to the work plan generated by the motion determination device 40 or the drones 100a and 100b.

ドローン位置取得部432は、作業を完了していない第2ドローン100bの位置座標を取得する機能部である。第2ドローン100bの位置座標は、作業を完了した第1ドローン100aに第2ドローン100bの未完了作業が再分担される時点における位置座標であり、予想値であってもよい。 The drone position acquisition unit 432 is a functional unit that acquires the position coordinates of the second drone 100b that has not completed its work. The position coordinates of the second drone 100b are the position coordinates at the time when the unfinished work of the second drone 100b is reallocated to the first drone 100a that has completed the work, and may be an expected value.

残作業取得部43は、第2運転経路52と第2ドローン100bの位置座標とに基づいて、第2運転経路52の未完了作業を算出する。残作業取得部43は、未完了作業において作業が予定されている未作業エリアを算出してもよい。また、残作業取得部43は、未完了作業において作業が予定されている運転経路を算出してもよい。 The remaining work acquisition unit 43 calculates unfinished work on the second driving route 52 based on the second driving route 52 and the position coordinates of the second drone 100b. The remaining work acquisition unit 43 may calculate an unworked area where work is scheduled in the unfinished work. Further, the remaining work acquiring unit 43 may calculate a driving route along which work is scheduled in the unfinished work.

再分担部44は、未完了作業の少なくとも一部を、第1ドローン100aの次作業に決定する、すなわち未完了作業を再分担する機能部である。再分担部44は、未完了作業を予定所要時間において等分し、等分されるそれぞれの作業を第1ドローン100aおよび第2ドローン100bの次作業に決定する。この構成によれば、第1ドローン100aおよび第2ドローン100bは再分担後の作業を略同時に完了させることができるため、効率よく作業を完了させることができる。 The resharing unit 44 is a functional unit that determines at least part of the unfinished work to be the next work of the first drone 100a, that is, reshares the unfinished work. The re-allocation unit 44 equally divides the unfinished work in the scheduled required time, and determines each equally divided work as the next work of the first drone 100a and the second drone 100b. According to this configuration, the first drone 100a and the second drone 100b can complete the work after the re-allocation substantially at the same time, so that the work can be completed efficiently.

再分担部44は、未完了作業に含まれる未作業経路52bのうち終点52eを含む連続する経路を第1ドローン100aの次作業経路とし、当該終点52eを次作業経路の始点に決定する。この構成によれば、第1ドローン100aは、運転経路上第2ドローン100bから最も遠い位置から次作業を開始するため、第2ドローン100bは、第1ドローン100aと運転経路が干渉することなく、再分担時に飛行している位置から作業を継続することができる。 The re-assignment unit 44 sets the continuous route including the end point 52e among the unworked routes 52b included in the unfinished work as the next work route of the first drone 100a, and determines the end point 52e as the starting point of the next work route. According to this configuration, the first drone 100a starts the next task from the farthest position on the driving route from the second drone 100b. It is possible to continue working from the position in which it is flying during redeployment.

第1運転経路51の終点51eと第2運転経路52の終点52eとの距離は、第1運転経路51の始点51sと第2運転経路52の始点52sとの距離よりも短い。すなわち、2個の運転経路51、52の終点51e、52eは近接するように構成されている。この構成によれば、第1ドローン100aが終点51eに到達した後、短時間で終点52eに到達することができ、再分担後の作業を効率よく開始することができる。 The distance between the end point 51e of the first driving route 51 and the ending point 52e of the second driving route 52 is shorter than the distance between the starting point 51s of the first driving route 51 and the starting point 52s of the second driving route 52. That is, the end points 51e and 52e of the two driving routes 51 and 52 are configured to be close to each other. According to this configuration, after the first drone 100a reaches the end point 51e, it can reach the end point 52e in a short time, and the work after the re-allocation can be started efficiently.

経路送信部45は、再分担部44により決定される、第1ドローン100aおよび第2ドローン100bの次作業を第1ドローン100aおよび第2ドローン100bにそれぞれ送信する機能部である。なお、計算処理上は、次作業が新たに送信される構成であってもよいし、現在の作業計画を更新する処理を行ってもよい。 The route transmission unit 45 is a functional unit that transmits the next tasks of the first drone 100a and the second drone 100b determined by the reallocation unit 44 to the first drone 100a and the second drone 100b, respectively. In terms of calculation processing, the next work may be newly transmitted, or processing for updating the current work plan may be performed.

図14および図15を用いて、作業が再分担される様子および工程を具体的に例示して説明する。 With reference to FIGS. 14 and 15, a specific example of how the work is re-shared and the process will be described.

図14(a)に示すように、まず、第1ドローン100aは、始点51sから第1運転経路51に沿う飛行を開始し、圃場403a内の第1作業エリア403cにおける作業を行う。第2ドローン100bは、始点52sから第2運転経路52に沿う飛行を開始し、第2作業エリア403dにおける作業を行う。 As shown in FIG. 14(a), first, the first drone 100a starts flying along the first driving route 51 from the start point 51s and performs work in the first work area 403c in the field 403a. The second drone 100b starts flying along the second driving route 52 from the start point 52s and performs work in the second work area 403d.

図14(b)は、図14(a)から所定時間後の様子を示す模式図である。同図の時点において、第1ドローン100aは終点51eに到達している。すなわち、第1ドローン100aは当初の作業計画を完了している。このとき、第2ドローン100bは、第2運転経路52上を飛行しており、進行方向後方は作業済経路52a、進行方向前方は未作業経路52bとなっている。この時点で、図15に示すように、作業完了検知部42は、第1ドローン100aの作業が完了したことを検知する(S11)。また、作業完了検知部42は、第1ドローン100aが終点51eに到着する所定時間前に、作業の完了を予想してもよい。 FIG. 14(b) is a schematic diagram showing a state after a predetermined time from FIG. 14(a). At the time of the figure, the first drone 100a has reached the end point 51e. That is, the first drone 100a has completed its initial work plan. At this time, the second drone 100b is flying on the second driving route 52, with the worked route 52a behind in the traveling direction and the unworked route 52b ahead in the traveling direction. At this point, as shown in FIG. 15, the work completion detector 42 detects that the work of the first drone 100a is completed (S11). Further, the work completion detection unit 42 may predict that the work will be completed a predetermined time before the arrival of the first drone 100a at the terminal point 51e.

図15に示すように、ステップS11に次いで、予定作業計画取得部431は、第2ドローン100bの第2運転経路52を取得する(S12)。また、ドローン位置取得部432は、第2ドローン100bの位置座標を取得する(S13)。ステップS12およびS13は順不同であり、同時に実行されてもよい。残作業取得部43は、第2運転経路52および第2ドローン100bの位置座標に基づいて、未完了作業を取得する(S14)。未完了作業とは、すなわち、未作業経路52bの位置座標および未作業経路52bにおいて作業を行うための動作計画である。 As shown in FIG. 15, following step S11, the scheduled work plan acquisition unit 431 acquires the second driving route 52 of the second drone 100b (S12). Also, the drone position acquisition unit 432 acquires the position coordinates of the second drone 100b (S13). Steps S12 and S13 are out of order and may be performed simultaneously. The remaining work acquisition unit 43 acquires unfinished work based on the second driving route 52 and the position coordinates of the second drone 100b (S14). The unfinished work is the position coordinates of the unworked path 52b and the motion plan for performing the work on the unworked path 52b.

再分担部44は、未完了作業を分割し、第1ドローン100aに再分担する(S15)。経路送信部45は、再分担されて生成される次作業計画を第1ドローン100aおよび第2ドローン100bに送信する(S17)最後に、第1ドローン100aおよび第2ドローン100bは、受信される次作業計画に基づいて、次作業を開始する(S17)。 The reallocation unit 44 divides the unfinished work and reallocates it to the first drone 100a (S15). The route transmission unit 45 transmits the next work plan generated by the re-assignment to the first drone 100a and the second drone 100b (S17). Based on the work plan, the next work is started (S17).

図14(c)は、図14(b)の状態を経て未完了作業を第1ドローン100aに再分担した様子を示す模式図である。未作業経路52bは第3運転経路53および第4運転経路54に分割される。第3運転経路53の予定所要時間と、第4運転経路54の予定所要時間とは略同等である。すなわち、第3運転経路53と第4運転経路の長さは略同等である。第3運転経路53の始点53sは、再分担後の作業開始時における第2ドローン100bの位置である。第4運転経路54の始点54sは、第2運転経路52の終点52eと同位置である。第3運転経路53の終点53e、および第4運転経路54の終点54eは、未作業経路52bの中ほどに互いに隣接して配置されている。 FIG. 14(c) is a schematic diagram showing how the first drone 100a is re-shared with the unfinished work after the state of FIG. 14(b). The unworked path 52b is divided into a third driving path 53 and a fourth driving path . The scheduled required time for the third driving route 53 and the scheduled required time for the fourth driving route 54 are substantially the same. That is, the lengths of the third driving route 53 and the fourth driving route are substantially the same. The starting point 53s of the third driving route 53 is the position of the second drone 100b at the start of work after the resharing. The starting point 54s of the fourth driving route 54 is at the same position as the ending point 52e of the second driving route 52. The end point 53e of the third driving route 53 and the end point 54e of the fourth driving route 54 are arranged adjacent to each other in the middle of the unworked route 52b.

第1ドローン100aは、終点51eから始点54sへ移動し、第4運転経路54の未作業経路54bに沿って作業を行う。第2ドローン100bは、始点53sから第3運転経路53の未作業経路53bに沿って作業を行う。 The first drone 100a moves from the end point 51e to the start point 54s and performs work along the unworked route 54b of the fourth driving route 54. The second drone 100b performs work along the unworked route 53b of the third driving route 53 from the starting point 53s.

ここで、いずれかの作業が先に完了した場合は、再度未完了作業の分担を行い、すべての作業が完了するまで再分担を繰り返す。 Here, if any work is completed first, the unfinished work is shared again, and the re-sharing is repeated until all the work is completed.

図13に戻り、ドローン100が複数の移動体406aにおいて離着陸および補充を行うための構成について説明する。 Returning to FIG. 13, the configuration for the drone 100 to take off, land, and replenish a plurality of moving bodies 406a will be described.

着陸移動体決定部46は、複数のドローン100a、100bをそれぞれ複数の移動体406A、406Bのいずれに着陸させるかを移動体406A、406Bの位置又は状態情報に基づいて決定する機能部である。言い換えれば、ドローンシステム500は、移動体406A、406Bの位置または状態情報を取得するステップと、当該取得の結果に基づいてドローン100a、100bを複数の移動体のいずれに着陸させるかを決定するステップと、を有する。1個のドローンシステム500が複数の移動体406A、406Bを有する構成においては、圃場403a、403b周辺に複数の移動体406A、406Bが存在している。着陸移動体決定部46によれば、複数のドローン100a、100bがそれぞれ離陸した移動体406A、406Bに着陸する必要はなく、より条件に合致する移動体406A、406Bを判別して着陸することができる。状態情報とは、例えば移動体406A、406Bの位置、移動体406A、406Bがそれぞれ保有している資源の量、当該移動体406A、406Bにドローン100a、100bの着陸が決定されているか否かの情報、移動体406A、406Bと着陸予定のドローン100a、100bが圃場から退出する退出点403eとの距離等の情報を含む。 The landing mobile object determination unit 46 is a functional unit that determines on which of the plurality of mobile objects 406A and 406B each of the plurality of drones 100a and 100b is to land, based on the position or state information of the mobile objects 406A and 406B. In other words, the drone system 500 acquires position or state information of the mobiles 406A, 406B, and determines which of the multiple mobiles the drones 100a, 100b should land on based on the results of the acquisition. and have In a configuration in which one drone system 500 has multiple moving bodies 406A and 406B, multiple moving bodies 406A and 406B exist around fields 403a and 403b. According to the landing mobile body determination unit 46, it is not necessary to land on the mobile bodies 406A and 406B from which the plurality of drones 100a and 100b have taken off, respectively. can. The state information includes, for example, the positions of the moving bodies 406A and 406B, the amounts of resources held by the moving bodies 406A and 406B, and whether or not the landing of the drones 100a and 100b on the moving bodies 406A and 406B has been determined. It includes information such as the distance between the moving bodies 406A and 406B and the exit point 403e where the drones 100a and 100b scheduled to land exit the field.

着陸移動体決定部46は、複数の移動体406A、406Bのうち、圃場403a、403bからの退出点から最も近い位置に停車している移動体406A、406Bにドローン100a、100bを着陸させることを決定してもよい。図16に示すように、例えば、ドローン100bが退出点403eを経て圃場403a外を飛行して移動体406A又は406Bに帰還するとき、着陸移動体決定部46は、移動体406A、406Bの位置座標を取得して、退出点403eにより近い位置にある移動体406Bに着陸することを決定する。この構成によれば、ドローン100a、100bが圃場403a、403b外を飛行する距離および時間が短縮できるため、総作業時間を短縮することができる。また、ドローン100a、100bのバッテリ502の蓄電量を節約できる。さらに、圃場403a、403b外をドローン100a、100bが飛行することによる使用者402の不安を軽減することができる。 The landing moving body determination unit 46 determines that the drones 100a and 100b should land on the moving bodies 406A and 406B that are stopped at the closest positions from the exit points from the farm fields 403a and 403b among the plurality of moving bodies 406A and 406B. may decide. As shown in FIG. 16, for example, when the drone 100b flies outside the farm field 403a via the exit point 403e and returns to the moving body 406A or 406B, the landing moving body determination unit 46 determines the position coordinates of the moving bodies 406A and 406B. and decide to land on the moving object 406B located closer to the exit point 403e. According to this configuration, the distance and time required for the drones 100a and 100b to fly outside the fields 403a and 403b can be shortened, so the total work time can be shortened. Also, the amount of electricity stored in the batteries 502 of the drones 100a and 100b can be saved. Furthermore, it is possible to reduce the anxiety of the user 402 due to the drones 100a and 100b flying outside the fields 403a and 403b.

着陸移動体決定部46は、複数の移動体406A、406Bのうち、ドローン100に補充が必要な資源量を保有している移動体406A、406Bにドローン100a、100bを着陸させることを決定してもよい。 The landing moving body determination unit 46 determines to land the drones 100a and 100b on the moving bodies 406A and 406B that possess the amount of resources required to replenish the drone 100 among the plurality of moving bodies 406A and 406B. good too.

着陸移動体決定部46は、ドローン100bに補充が必要な資源量を保有している移動体406A、406Bが複数存在する場合に、当該複数の移動体のうち、当該ドローン100bが作業エリア403aから退出する退出点403eから最も近い位置に停止している移動体406Bにドローン100bを着陸させることを決定してもよい。 When there are a plurality of moving bodies 406A and 406B that possess the amount of resources required to replenish the drone 100b, the landing moving body determination unit 46 determines that the drone 100b among the plurality of moving bodies is selected from the work area 403a. It may be decided to land the drone 100b on the stationary mobile object 406B closest to the exit point 403e.

また、着陸移動体決定部46は、ドローン100a、100bに補充が必要な資源量を保有している移動体406A、406Bのうち、最も保有量の少ない移動体にドローン100a、100bを着陸させることを決定してもよい。資源は、バッテリ502の保有量であってもよいし、薬剤の保有量であってもよい。ドローン100a、100bが着陸時に補充する資源の種類に応じて、バッテリ502および薬剤のどちらの保有量に基づいて移動体406A、406Bを選別するかを決定するようになっていてもよい。この構成によれば、特定の移動体にのみ資源を補充すれば足りるため、移動体406A、406Bの在庫を補充する回数を軽減できる。 In addition, the landing moving body determination unit 46 lands the drones 100a and 100b on the moving body with the least amount of resources among the moving bodies 406A and 406B that have the amount of resources required to replenish the drones 100a and 100b. may be determined. The resource may be the amount of battery 502 held, or the amount of medicine held. Depending on the type of resource replenished by the drones 100a and 100b when they land, it may be determined which of the battery 502 and the drug is retained to sort out the moving bodies 406A and 406B. According to this configuration, it is sufficient to replenish resources only for specific moving bodies, so the number of times of restocking the inventory of moving bodies 406A and 406B can be reduced.

着陸移動体決定部46は、複数の移動体406A、406Bのうち、他のドローン100aが着陸していないもしくは他のドローン100aの着陸が決定されていない移動体406A、406Bにドローン100bを着陸させることを決定してもよい。一方のドローン100aが着陸している、もしくはドローン100aの着陸が決定されている移動体406A、406Bには、他方のドローン100bを着陸させることができない。したがって、この構成によれば、複数のドローン100a、100bが干渉することなく同時に移動体406A、406Bに着陸することができる。すなわち、複数のドローン100a、100bに対する資源の補充が同時に可能なので、総作業時間を短縮し、効率良く作業を行うことができる。 The landing moving body determination unit 46 lands the drone 100b on the moving bodies 406A and 406B to which the other drone 100a has not landed or the landing of the other drone 100a has not been determined among the plurality of moving bodies 406A and 406B. may decide to The other drone 100b cannot land on the moving bodies 406A and 406B on which one of the drones 100a has landed or on which the landing of the drone 100a has been determined. Therefore, according to this configuration, multiple drones 100a and 100b can simultaneously land on moving bodies 406A and 406B without interference. In other words, since resources can be replenished simultaneously for a plurality of drones 100a and 100b, the total work time can be shortened and the work can be performed efficiently.

なお、着陸移動体決定部46は、他のドローン100aが着陸していないもしくは他のドローン100aの着陸が決定されていない移動体406A、406Bが複数存在する場合に、当該複数の移動体のうち、ドローン100が作業エリア403aから退出する退出点403eから最も近い位置に停車している移動体406Bにドローン100bを着陸させることを決定してもよい。
着陸移動体決定部46は、ドローン100bに補充が必要な資源量を保有し、かつ他のドローン100aが着陸していないもしくは他のドローン100aの着陸が決定されていない移動体が複数存在する場合に、当該複数の移動体406A、406Bのうち、ドローン100bが作業エリア403aから退出する退出点403eから最も近い位置に停車している移動体406Bにドローン100bを着陸させることを決定してもよい。
Note that, when there are a plurality of moving bodies 406A and 406B for which the other drone 100a has not landed or the landing of the other drone 100a has not been determined, the landing moving body determination unit 46 , the drone 100b may be determined to land on the moving object 406B that is parked closest to the exit point 403e where the drone 100 exits the work area 403a.
When the landing moving object determination unit 46 has a resource amount that needs to be replenished for the drone 100b and there are multiple moving objects for which the other drone 100a has not landed or the landing of the other drone 100a has not been decided. Then, it may be decided to land the drone 100b on the moving body 406B that is stopped closest to the exit point 403e at which the drone 100b leaves the work area 403a among the plurality of moving bodies 406A and 406B. .

上述の構成によれば、複数の移動体406A、406Bに着陸可能な場合にも、最短の移動距離で着陸することが可能であり、総作業時間を短縮することができる。また、ドローン100bのバッテリ502の蓄電量を節約できる。さらに、圃場403a外をドローン100bが飛行することによる使用者402の不安を軽減することができる。 According to the above configuration, even when it is possible to land on a plurality of moving bodies 406A and 406B, it is possible to land with the shortest movement distance, and the total work time can be shortened. Also, the amount of electricity stored in the battery 502 of the drone 100b can be saved. Furthermore, it is possible to reduce the anxiety of the user 402 due to the drone 100b flying outside the field 403a.

移動体位置決定部47は、ドローン100a、100bが着陸する際の移動体406A、406Bの停車位置を決定する機能部である。移動体位置決定部47は、例えば移動体406A、406Bをドローン100a、100bの退出点の近傍に移動させることを決定してもよい。この構成によれば、ドローン100a、100bが圃場403a、403b外を飛行する距離および時間をより短縮できるため、総作業時間を短縮することができる。また、ドローン100a、100bのバッテリ502の蓄電量を節約できる。さらに、圃場403a、403b外をドローン100a、100bが飛行することによる使用者402の不安を軽減することができる。 The moving object position determining unit 47 is a functional unit that determines the stopping positions of the moving objects 406A and 406B when the drones 100a and 100b land. The moving body position determination unit 47 may determine, for example, to move the moving bodies 406A and 406B to the vicinity of the exit points of the drones 100a and 100b. According to this configuration, the distance and time required for the drones 100a and 100b to fly outside the fields 403a and 403b can be further shortened, so the total work time can be shortened. Also, the amount of electricity stored in the batteries 502 of the drones 100a and 100b can be saved. Furthermore, it is possible to reduce the anxiety of the user 402 due to the drones 100a and 100b flying outside the fields 403a and 403b.

移動体位置決定部47は、第2移動体406Bを、第2運転経路52の終点52eよりも、第1運転経路51の終点51eに近い位置に停車させることを決定してもよい。また、第1移動体406Aを、第1作業に計画される第1運転経路51の終点51eよりも、第2作業に計画される第2運転経路52の終点52eに近い位置に停車させ、ドローン100bが第1移動体406A上に着陸してもよい。すなわち、ドローン100a、100bは、離陸した移動体406A、406Bとは異なる移動体406B、406Aに着陸するように構成されていてもよい。本構成によれば、移動体406A、406Bの移動距離および移動時間を短縮し、より効率良く作業を行うことができる。 The moving body position determination unit 47 may determine to stop the second moving body 406B at a position closer to the end point 51e of the first driving route 51 than to the ending point 52e of the second driving route 52. In addition, the first moving body 406A is stopped at a position closer to the end point 52e of the second driving route 52 planned for the second work than the end point 51e of the first driving route 51 planned for the first work, and the drone 100b may land on first mobile 406A. That is, drones 100a and 100b may be configured to land on moving bodies 406B and 406A different from the moving bodies 406A and 406B that have taken off. According to this configuration, it is possible to shorten the moving distance and the moving time of the moving bodies 406A and 406B, and to perform the work more efficiently.

●ドローンシステム(2)
図17に示すように、本発明の第4実施形態におけるドローンシステム500bは、3個のドローン100a、100b、100c、3個の移動体406A、406B、406C、および動作決定装置40bを有する。なお、第1実施形態と同様の構成に関しては、同一の符号を付した。
●Drone system (2)
As shown in FIG. 17, the drone system 500b in the fourth embodiment of the present invention has three drones 100a, 100b, 100c, three moving bodies 406A, 406B, 406C, and a motion determining device 40b. In addition, the same code|symbol was attached|subjected regarding the structure similar to 1st Embodiment.

動作決定装置40bが有する再分担部44bは、第1ドローン100aが当初計画された作業を完了するとき、第2ドローン100bの未完了作業および第3ドローン100cの未完了作業のうちいずれを再分担するか決定する機能を有している。再分担部44bは、第2ドローン100bの未完了作業および第3ドローン100cの未完了作業のうち、完了までに要する予想所要時間が長い方の未完了作業を再分担するよう決定してもよい。この構成によれば、再分担の回数を最低限に抑え、未完了作業を分担することができる。 When the first drone 100a completes the initially planned work, the re-allocation unit 44b of the motion determination device 40b re-allocates either the unfinished work of the second drone 100b or the unfinished work of the third drone 100c. It has the function to decide whether to The reallocation unit 44b may decide to reallocate the unfinished work with the longer expected required time to complete, out of the unfinished work of the second drone 100b and the unfinished work of the third drone 100c. . According to this configuration, the number of times of re-sharing can be minimized, and unfinished work can be shared.

また、再分担部44bは、第2ドローン100bに当初計画される第2運転経路の終点、および第3ドローン100cに当初計画される第3運転経路の終点のうち、第1ドローンが作業を完了させた第1運転経路の終点により近接する点を判定し、終点が近接している運転経路における作業を再分担するよう決定してもよい。この構成によれば、次作業を開始するまでの時間を短縮することができるので、総作業時間を短縮することができる。 In addition, the subdivision unit 44b selects the end point of the second driving route initially planned for the second drone 100b and the end point of the third driving route initially planned for the third drone 100c, and the first drone completes the work. A point closer to the end point of the first driving route that has been drawn may be determined, and a decision may be made to reallocate the work on the driving route whose ending point is nearer. According to this configuration, the time until the next work is started can be shortened, so the total work time can be shortened.

なお、本説明においては、農業用薬剤散布ドローンを例に説明したが、本発明の技術的思想はこれに限られるものではなく、撮影・監視用など他の用途のドローン全般に適用可能である。特に、自律的に動作する機械に適用可能である。また、移動体は、車両に限らず適宜の構成であってもよい。 In this description, an agricultural chemical spraying drone has been described as an example, but the technical idea of the present invention is not limited to this, and can be applied to general drones for other purposes such as shooting and monitoring. . It is particularly applicable to machines that operate autonomously. Further, the moving body is not limited to a vehicle, and may be of any suitable configuration.

(本願発明による技術的に顕著な効果)
本発明にかかるドローンシステムにおいては、作業計画と誤差が生じた場合にも、多くのドローンが長時間稼働し、効率良く作業を遂行することができる。

(Technically Remarkable Effects of the Present Invention)
In the drone system according to the present invention, many drones can operate for a long time and work efficiently even when there is an error with the work plan.

Claims (4)

作業エリアにおいて作業を実行する複数のドローンと、
前記複数のドローンの位置および状態を把握し、前記複数のドローンの動作を決定する動作決定装置と、
前記複数のドローンの運転経路を生成する作業計画送信部と、
前記複数のドローンがそれぞれ少なくとも1機着陸可能であって、前記ドローンに資源を補充可能な、自律走行可能な複数の移動体と、
前記複数の移動体の停車位置を決定する移動体位置決定部と、
を含むドローンシステムであって、
前記複数のドローンは、第1運転経路に沿って飛行して第1作業を行う第1ドローンと、第2運転経路に沿って飛行して第2作業を行う第2ドローンと、を含み、
前記複数の移動体は、前記第1ドローンが離陸する第1移動体と、前記第2ドローンが離陸する第2移動体と、を含み、
前記移動体位置決定部は、前記作業計画送信部により生成される前記第1運転経路の終点および前記第2運転経路の終点の位置を参照し、前記第2移動体を、前記第2運転経路の終点よりも、前記第1運転経路の終点に近い位置に移動させて停車させることで前記第1ドローンが来るのを待機させ、
前記第1ドローンは前記第2移動体上に着陸する、
ドローンシステム。
a plurality of drones performing work in the work area;
a motion determination device that grasps the positions and states of the plurality of drones and determines motions of the plurality of drones;
a work plan transmission unit that generates driving routes for the plurality of drones;
at least one of each of the plurality of drones can land, and a plurality of autonomously traveling mobile bodies capable of replenishing resources to the drones;
a moving body position determination unit that determines the stop positions of the plurality of moving bodies;
A drone system comprising:
The plurality of drones includes a first drone that flies along a first driving route and performs a first task, and a second drone that flies along a second driving route and performs a second task,
The plurality of moving bodies includes a first moving body from which the first drone takes off and a second moving body from which the second drone takes off,
The moving body position determination unit refers to the positions of the end points of the first driving route and the end points of the second driving route generated by the work plan transmitting unit, and determines the second moving body to be the second driving route. to wait for the first drone to come by moving the drone to a position closer to the end point of the first driving route than the end point of
the first drone lands on the second mobile;
drone system.
前記移動体位置決定部は、前記第1移動体を、前記第1運転経路の終点よりも、前記第2運転経路の終点に近い位置に停車させ、
前記第2ドローンは前記第1移動体上に着陸する、
請求項1記載のドローンシステム。
The moving object position determination unit causes the first moving object to stop at a position closer to the end point of the second driving route than the ending point of the first driving route,
the second drone lands on the first mobile;
The drone system of claim 1.
作業エリアにおいて作業を実行する複数のドローンと、
前記複数のドローンの位置および状態を把握し、前記複数のドローンの動作を決定する動作決定装置と、
前記複数のドローンの運転経路を生成する作業計画送信部と、
前記複数のドローンがそれぞれ少なくとも1機着陸可能であって、前記ドローンに資源を補充可能な、自律走行可能な複数の移動体と、
前記複数の移動体の停車位置を決定する移動体位置決定部と、
を備え、
前記複数のドローンは、第1運転経路に沿って飛行して第1作業を行う第1ドローンと、第2運転経路に沿って飛行して第2作業を行う第2ドローンと、を含み、
前記複数の移動体は、前記第1ドローンが離陸する第1移動体と、前記第2ドローンが離陸する第2移動体と、を含む
ドローンシステムの制御方法であって、
前記移動体位置決定部により、前記作業計画送信部により生成される前記第1運転経路の終点および前記第2運転経路の終点の位置を参照し、前記第2移動体を、前記第2運転経路の終点よりも、前記第1運転経路の終点に近い位置に移動させて停車させることで前記第1ドローンが来るのを待機させるステップと、
前記動作決定装置により、前記第1ドローンを前記第2移動体上に着陸させるステップと、
を含む、ドローンシステムの制御方法。
a plurality of drones performing work in the work area;
a motion determination device that grasps the positions and states of the plurality of drones and determines motions of the plurality of drones;
a work plan transmission unit that generates driving routes for the plurality of drones;
at least one of each of the plurality of drones can land, and a plurality of autonomously traveling mobile bodies capable of replenishing resources to the drones;
a moving body position determination unit that determines the stop positions of the plurality of moving bodies;
with
The plurality of drones includes a first drone that flies along a first driving route and performs a first task, and a second drone that flies along a second driving route and performs a second task,
The plurality of moving bodies is a drone system control method including a first moving body from which the first drone takes off and a second moving body from which the second drone takes off,
The moving object position determination unit refers to the positions of the end point of the first driving route and the end point of the second driving route generated by the work plan transmitting unit, and determines the second moving object on the second driving route. a step of waiting for the first drone to come by moving it to a position closer to the end point of the first driving route than the end point of and stopping it;
a step of landing the first drone on the second moving object by the operation determination device ;
A method of controlling a drone system, including;
作業エリアにおいて作業を実行する複数のドローンの位置および状態を把握し、前記複数のドローンがそれぞれ少なくとも1機着陸可能であって、前記ドローンに資源を補充可能な、自律走行可能な複数の移動体の停車位置を決定する移動体位置決定部を有する動作決定装置であって、
前記複数のドローンは、第1運転経路に沿って飛行して第1作業を行う第1ドローンと、第2運転経路に沿って飛行して第2作業を行う第2ドローンと、を含み、
前記複数の移動体は、前記第1ドローンが離陸する第1移動体と、
前記第2ドローンが離陸する第2移動体と、を含み、
前記移動体位置決定部は、前記第1運転経路の終点および前記第2運転経路の終点の位置を参照し、前記第2移動体を、前記第2運転経路の終点よりも、前記第1運転経路の終点に近い位置に移動させて停車させ、
前記第1移動体を、前記第1運転経路の終点よりも、前記第2運転経路の終点に近い位置に移動させて停車させることで前記第1ドローンが来るのを待機させる、
動作決定装置。
A plurality of autonomously traveling mobile bodies capable of grasping the positions and states of a plurality of drones performing work in a work area, capable of landing at least one of each of the plurality of drones, and capable of replenishing resources to the drones. A motion determination device having a moving body position determination unit that determines the stop position of
The plurality of drones includes a first drone that flies along a first driving route and performs a first task, and a second drone that flies along a second driving route and performs a second task,
The plurality of mobile bodies are a first mobile body from which the first drone takes off;
a second mobile body from which the second drone takes off;
The moving object position determination unit refers to the positions of the end points of the first driving route and the ending points of the second driving route, and moves the second moving object closer to the first driving route than the end point of the second driving route. Move it to a position near the end of the route and stop it,
The first moving body is moved to a position closer to the end point of the second driving route than the ending point of the first driving route and stopped , thereby waiting for the first drone to come .
Action decision device.
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