JP7368966B2 - Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program - Google Patents

Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program Download PDF

Info

Publication number
JP7368966B2
JP7368966B2 JP2019130504A JP2019130504A JP7368966B2 JP 7368966 B2 JP7368966 B2 JP 7368966B2 JP 2019130504 A JP2019130504 A JP 2019130504A JP 2019130504 A JP2019130504 A JP 2019130504A JP 7368966 B2 JP7368966 B2 JP 7368966B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
change
positioning
speed
nose
correction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019130504A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021015517A (en
Inventor
俊彦 辺見
一男 斎藤
克之 佐藤
達也 山口
正典 塙
国広 渋谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eams Robotics Co Ltd
Original Assignee
Eams Robotics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eams Robotics Co Ltd filed Critical Eams Robotics Co Ltd
Priority to JP2019130504A priority Critical patent/JP7368966B2/en
Publication of JP2021015517A publication Critical patent/JP2021015517A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7368966B2 publication Critical patent/JP7368966B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本発明は、移動装置を制御するための自律制御装置、自律制御方法及び自律制御プログラムに関する。 The present invention relates to an autonomous control device, an autonomous control method, and an autonomous control program for controlling a mobile device.

従来、トラクターなどの作業機の自動走行において、実際の走行位置と走行予定位置との偏差を解消することによって操舵角を制御する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。 BACKGROUND ART Conventionally, in automatic running of a working machine such as a tractor, a technique has been proposed for controlling a steering angle by eliminating a deviation between an actual running position and a scheduled running position (for example, Patent Document 1).

特開2019-41593号公報JP 2019-41593 Publication

作業機が自動走行する場合において、例えば、図29に示すように、予定経路A1は直線の経路であるとする。作業機の実際の進行経路は、地面の凹凸などの影響を受け、進行方向を修正しない場合には予定経路A1と乖離するから、作業機は所定のタイミングで予定経路A1に復帰するように進行方向を修正する。このため、例えば、作業機の実際の経路は、経路A1aのように、屈折した経路となる。上述の技術のように、航法衛星からの測位用電波を受信して測位を行う場合において、測位結果の出力は、時刻t0、t1、t2・・・というように、所定の時間間隔で実施される。そうすると、測位結果が出力される間においては、進行方向の修正ができない。その結果、実際の進行経路は、例えば、予定経路A1から、所定の幅W1において乖離する。 In the case where the working machine automatically travels, it is assumed that the planned route A1 is a straight route, as shown in FIG. 29, for example. The actual traveling route of the work equipment is affected by the unevenness of the ground, and if the traveling direction is not corrected, it will deviate from the planned route A1, so the work equipment must proceed so as to return to the planned route A1 at a predetermined timing. Correct direction. Therefore, for example, the actual route of the working machine is a bent route, such as route A1a. When positioning is performed by receiving positioning radio waves from a navigation satellite as in the above technology, the positioning results are output at predetermined time intervals such as time t0, t1, t2, etc. Ru. In this case, the direction of travel cannot be corrected while the positioning results are being output. As a result, the actual traveling route deviates from the planned route A1 by a predetermined width W1, for example.

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、予定の進行経路と実際の進行経路との乖離を従来よりも小さくすることができる自律制御装置、自律制御方法及び自律制御プログラムを提供することを目的とする。 The present invention attempts to solve this problem, and provides an autonomous control device, an autonomous control method, and an autonomous control program that can reduce the deviation between the planned route and the actual route than before. With the goal.

第一の発明は、自律移動可能な移動装置を制御するための自律制御装置であって、航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位する測位手段と、前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の機首方向の変化を測定する方向変化測定手段と、前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第一修正手段と、前記測位手段による測位結果に基づいて、前記移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整する復帰手段と、を有する自律制御装置である。 A first invention is an autonomous control device for controlling a mobile device capable of autonomous movement, comprising: a positioning means for positioning a current position using positioning radio waves from a navigation satellite; and a positioning result obtained by the positioning means. a direction change measuring means for measuring a change in the nose direction of the moving device at a time interval shorter than an output interval of the moving device; an autonomous control device comprising: a first correction means for correcting the nose direction; and a return means for adjusting the moving device to move in a planned direction on a planned route based on a positioning result by the positioning device. It is.

第一の発明の構成によれば、第一修正手段によって、測位結果が出力される間において、機首方向の変化を減殺するように移動装置の機首方向を修正することができる。第一修正手段による機首方向の修正にもかかわらず、移動装置が予定経路上を予定方向に移動していない場合であっても、復帰手段による調整によって、移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整される。ここで、復帰手段による調整に先立って、第一修正手段によって機首方向が修正されているから、移動装置の予定の進行経路と実際の進行経路との乖離を従来よりも小さくすることができる。 According to the configuration of the first aspect of the invention, the nose direction of the moving device can be corrected by the first correction means while the positioning result is being outputted so as to reduce the change in the nose direction. Even if the moving device is not moving in the planned direction on the planned route despite the correction of the nose direction by the first correction means, the moving device can be moved in the planned direction on the planned route by adjustment by the return device. adjusted to move to. Here, since the nose direction is corrected by the first correction means prior to adjustment by the return means, the deviation between the planned travel path of the moving device and the actual travel path can be made smaller than before. .

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の進行方向と直交する方向における前記移動装置の移動速度の変化を測定する速度変化測定手段を有し、前記第一修正手段は、前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化、及び、前記速度変化測定手段によって測定した前記移動速度の変化による移動位置の変化を減殺するように、前記移動装置の前記機首方向を修正するように構成されている、自律制御装置である。 A second invention, in the configuration of the first invention, detects a change in the moving speed of the mobile device in a direction perpendicular to the traveling direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of the positioning result by the positioning means. It has a speed change measuring means for measuring, and the first correcting means adjusts the movement position due to the change in the nose direction measured by the direction change measuring means and the change in the moving speed measured by the speed change measuring means. The autonomous control device is configured to correct the nose direction of the mobile device so as to reduce a change in the direction of the aircraft.

第二の発明の構成によれば、速度変化測定手段は、機首方向と直交する方向における移動速度の変化を測定するから、例えば、移動装置が横滑りして、機首方向を維持しつつ平行に移動した場合など、機首方向に変化がない場合であっても、速度変化を測定することができる。そして、第一修正手段は、機首方向の変化を減殺するように機首方向を修正することに加えて、速度変化測定手段によって測定した移動速度の変化による移動位置の変化を減殺するように移動装置の機首方向を修正することができる。すなわち、測位結果が出力される間において、機首方向が変化した場合であっても、機首方向が変化しない場合であっても、予定の進行経路との乖離を修正することができる。 According to the structure of the second invention, since the speed change measuring means measures the change in the moving speed in the direction orthogonal to the nose direction, for example, if the moving device skids, it is possible to avoid parallel movement while maintaining the nose direction. Changes in speed can be measured even when there is no change in the nose direction, such as when the aircraft moves to The first correction means corrects the nose direction so as to reduce the change in the nose direction, and also corrects the change in the moving position due to the change in the moving speed measured by the speed change measuring means. The heading direction of the mobile device can be corrected. That is, while the positioning results are being output, even if the nose direction changes or even if the nose direction does not change, it is possible to correct the deviation from the planned traveling route.

第三の発明は、第一の発明または第二の発明の構成において、前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、地磁気の方向との相対的な関係において前記移動装置の前記機首方向を測定する相対方向測定手段と、前記地磁気の方向との相対的な関係において規定される前記予定方向と、前記相対方向測定手段によって測定した前記機首方向の相違を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第二修正手段と、を有する自律制御装置である。 In a third invention, in the configuration of the first invention or the second invention, in a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means, the movement of the mobile device in a relative relationship with the direction of geomagnetism is so as to reduce the difference between the relative direction measuring means for measuring the nose direction and the planned direction defined by the relative relationship with the direction of the earth's magnetic field and the nose direction measured by the relative direction measuring means. The autonomous control device includes a second correction means for correcting the nose direction of the moving device.

例えば、移動装置の進行方向が予定方向と乖離している場合であっても、その乖離した状態所定時間継続すると、機首方向の変化としては検知することができない。この点、第三の発明の構成によれば、測位結果が出力される間における所定時間において機首方向の変化がない場合であっても、第二修正手段によって、相対方向測定手段によって測定した機首方向と予定方向との乖離を減殺することができる。これにより、移動装置の移動速度と予定速度との乖離を従来よりも小さくすることができる。 For example, even if the traveling direction of the moving device deviates from the planned direction, if the deviated state continues for a predetermined period of time, it cannot be detected as a change in the nose direction. In this regard, according to the configuration of the third invention, even if there is no change in the nose direction during a predetermined period of time during which the positioning result is output, the second correction means measures the relative direction measurement means. It is possible to reduce the deviation between the nose direction and the planned direction. Thereby, the deviation between the moving speed of the moving device and the planned speed can be made smaller than before.

第四の発明は、第三の発明の構成において、前記航法衛星と前記移動装置との相対的な移動によって生じる前記測位用電波のドップラー効果を示すドップラー情報に基づいて、前記移動装置の機首方向を算出する機首方向算出手段と、前記機首方向算出手段によって算出した機首方向と、前記予定方向との乖離を算出する方向乖離算出手段と、前記方向乖離算出手段によって算出した前記乖離を減殺するように前記移動装置の機首方向を修正する第三修正手段と、を有する自律制御装置である。 In a fourth invention, in the configuration of the third invention, the nose of the mobile device is configured based on Doppler information indicating a Doppler effect of the positioning radio waves caused by relative movement between the navigation satellite and the mobile device. a nose direction calculation means for calculating a direction; a direction deviation calculation means for calculating a deviation between the nose direction calculated by the nose direction calculation means and the planned direction; and the deviation calculated by the direction deviation calculation means. and a third correcting means for correcting the nose direction of the moving device so as to reduce the amount of the moving device.

自律制御装置は、複数の航法衛星からの測位用電波のドップラー情報に基づいて、移動方向、すなわち、機首方向を算出することができる。簡単な例を示すと、一つの航法衛星Aに対して近づいていることを示すドップラー情報と、別の航法衛星Bに対して遠ざかっていることを示すドップラー情報を取得した場合には、移動装置は航法衛星Aに近づいている。地磁気に基づいて算出する機首方向よりも、ドップラー情報によって算出する機首方向の信頼度が高い場合には、ドップラー情報を利用する機首方向の制御は有効である。また、ドップラー情報は、測位結果よりも早く取得することができるから、測位結果に基づく確実な現在位置に基づく機首方向の制御の間において、機首方向の修正を行うことができる。この点、第四の発明の構成によれば、第三修正手段によって、ドップラー情報に基づいて機首方向を修正することができるから、より精度の高い機首方向の制御を実施できる場合がある。これにより、移動装置の移動速度と予定速度との乖離を従来よりも小さくすることができる。 The autonomous control device can calculate the direction of movement, that is, the heading direction, based on Doppler information of positioning radio waves from a plurality of navigation satellites. To give a simple example, when Doppler information indicating that one navigation satellite A is approaching and Doppler information indicating that it is moving away from another navigation satellite B is obtained, the mobile device is approaching navigation satellite A. If the nose direction calculated based on Doppler information is more reliable than the nose direction calculated based on geomagnetism, controlling the aircraft nose direction using Doppler information is effective. Furthermore, since the Doppler information can be obtained earlier than the positioning results, the nose direction can be corrected during the nose direction control based on the reliable current position based on the positioning results. In this regard, according to the configuration of the fourth invention, since the third correction means can correct the nose direction based on Doppler information, it may be possible to control the nose direction with higher accuracy. . Thereby, the deviation between the moving speed of the moving device and the planned speed can be made smaller than before.

第五の発明は、第二の発明の構成において、前記速度変化測定手段は、さらに、ドップラー情報の取得間隔よりも短い時間間隔において、前記予定方向における速度の変化を測定するように構成されており、さらに、前記速度変化測定手段によって測定した前記速度の変化を減殺するように前記移動装置の速度を修正する速度修正手段と、前記ドップラー情報に基づいて、前記移動装置の移動速度を算出し、前記移動装置の移動速度が予定速度と一致するように速度を調整する速度復帰手段と、を有する自律制御装置である。 A fifth invention is the configuration of the second invention, wherein the speed change measuring means is further configured to measure the change in speed in the scheduled direction at a time interval shorter than an acquisition interval of Doppler information. further comprising: speed correction means for correcting the speed of the moving device so as to reduce the change in speed measured by the speed change measuring means; and calculating the moving speed of the moving device based on the Doppler information. and a speed return means for adjusting the speed of the mobile device so that the speed of movement of the mobile device matches a scheduled speed.

第五の発明の構成によれば、速度修正手段によって、速度変化測定手段によって測定した速度の変化を相殺するように移動装置の移動速度を修正することができる。さらに、速度修正手段による移動速度の修正の結果にもかかわらず、移動装置が予定速度で移動していない場合であっても、速度復帰手段による調整によって、移動装置が予定速度で移動するように調整される。そして、速度変化測定手段は、ドップラー情報の取得間隔よりも短い時間間隔において、速度の変化を測定するから、ドップラー情報を取得する間においても、移動装置の移動速度を制御することができる。すなわち、ドップラー情報に基づく確実な移動速度の制御の間において、移動速度の修正を行うことができる。これにより、移動装置の移動速度と予定速度との乖離を従来よりも小さくすることができる。 According to the configuration of the fifth aspect of the invention, the speed correcting means can correct the moving speed of the moving device so as to offset the change in speed measured by the speed change measuring means. Furthermore, even if the moving device is not moving at the planned speed despite the result of the movement speed correction by the speed correcting device, the moving device can be adjusted to move at the planned speed by the speed return device. be adjusted. Since the speed change measuring means measures changes in speed at time intervals shorter than the Doppler information acquisition interval, the moving speed of the mobile device can be controlled even while Doppler information is being acquired. That is, the moving speed can be corrected while the moving speed is being reliably controlled based on Doppler information. Thereby, the deviation between the moving speed of the moving device and the planned speed can be made smaller than before.

第六の発明は、第一の発明乃至第五の発明のいずれかの構成において、前記移動装置が実施する作業を制御する作業制御手段から前記移動装置の移動に関する信号を受信した場合には、前記作業制御手段からの信号を優先する優先手段を有する、自律制御装置である。 A sixth invention is a configuration according to any one of the first to fifth inventions, in which when a signal regarding the movement of the moving device is received from a work control means that controls the work performed by the moving device, The autonomous control device has priority means for prioritizing signals from the work control means.

移動装置が、例えば、ロータリを装着して耕うんという作業を実施する場合、効果的に作業を実施するために、作業制御用のソフトウェアによって、田畑の状況等に応じて、機首方向や移動速度を制御する場合がある。この点、第六の発明の構成によれば、作業制御手段から移動装置の移動に関する信号を受信した場合には、作業制御手段からの信号を優先する優先手段を有するから、予定経路を予定速度で進行するだけではなく、作業を効果的に実施するための移動経路と移動速度を実現することができる。 For example, when a mobile device performs tilling work with a rotary attached, in order to perform the work effectively, the work control software adjusts the nose direction and movement speed according to the field conditions, etc. may be controlled. In this regard, according to the configuration of the sixth invention, when a signal regarding the movement of the moving device is received from the work control means, the priority means is provided for giving priority to the signal from the work control means, so that the planned route is changed at the planned speed. It is possible to not only move forward, but also to realize the movement route and movement speed to carry out the work effectively.

第七の発明は、第三の発明の構成において、前記復帰手段による調整の大きさに基づいて、前記第一修正手段及び/または前記第二修正手段による前記機首方向の修正の大きさを補正する補正手段を有する、自律制御装置である。 A seventh invention is the configuration of the third invention, in which the magnitude of the correction in the nose direction by the first correction means and/or the second correction means is determined based on the magnitude of the adjustment by the return means. This is an autonomous control device having a correction means for correction.

復帰手段による調整の大きさが大きいほど、第一修正手段または第二修正手段による機首方向の修正が不十分である程度が大きい。この点、第七の発明の構成によれば、補正手段によって、復帰手段による調整の大きさに基づいて、第一修正手段及び/又は第二修正手段による機首方向の修正の大きさを補正することができる。これにより、測位結果を出力する間において、移動装置の移動速度と予定速度との乖離を従来よりも小さくすることができる。 The larger the adjustment by the return means, the greater the extent to which the nose direction correction by the first correction means or the second correction means is insufficient. In this regard, according to the configuration of the seventh invention, the correction means corrects the magnitude of the correction of the nose direction by the first correction means and/or the second correction means based on the magnitude of the adjustment by the return means. can do. Thereby, while outputting the positioning results, the deviation between the moving speed of the mobile device and the planned speed can be made smaller than before.

第八の発明は、航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位する測位手段を有し、自律移動可能な移動装置を制御するための自律制御装置による自律制御方法であって、前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の機首方向の変化を測定する方向変化測定ステップと、前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第一修正ステップと、前記測位手段による測位結果に基づいて、前記移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整する復帰ステップと、を実施するの自律制御方法である。 An eighth invention is an autonomous control method using an autonomous control device for controlling a mobile device capable of autonomous movement, which has a positioning means for determining the current position using positioning radio waves from a navigation satellite, a direction change measuring step of measuring a change in the nose direction of the moving device at a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means; and reducing the change in the nose direction measured by the direction change measuring means. a first correction step of correcting the nose direction of the mobile device so as to make the adjustment; and a return step of adjusting the mobile device to move in a planned direction on a planned route based on the positioning result by the positioning means. , is an autonomous control method for implementing.

第九の発明は、自律移動可能な移動装置を制御するための自律制御装置を制御するコンピュータを、航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位する測位手段、前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の機首方向の変化を測定する方向変化測定手段、前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第一修正手段、及び、前記測位手段による測位結果に基づいて、前記移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整する復帰手段ととして機能させるための自律制御プログラムである。 A ninth invention provides a positioning means for positioning a current position of a computer controlling an autonomous control device for controlling an autonomously movable mobile device using positioning radio waves from a navigation satellite; a direction change measuring means for measuring a change in the nose direction of the moving device at a time interval shorter than a result output interval; a direction change measuring means for measuring a change in the nose direction of the moving device; a first correction means for correcting the nose direction of the aircraft; and a return means for adjusting the moving device to move in a planned direction on a planned route based on the positioning result by the positioning device. It is an autonomous control program.

本発明によれば、予定の進行経路と実際の進行経路との乖離を従来よりも小さくすることができる。 According to the present invention, the deviation between the planned traveling route and the actual traveling route can be made smaller than before.

本発明の第一の実施形態に係る自律制御装置の作用を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an operation of an autonomous control device concerning a first embodiment of the present invention. 移動装置の外観構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the external configuration of a mobile device. 移動装置の内部構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal configuration of a mobile device. 移動装置の機能構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the functional configuration of a mobile device. 自律制御部が参照する主な情報を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing main information referenced by an autonomous control unit. 第一の実施形態における機首方向の制御を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing nose direction control in the first embodiment. ニューラルネットワークを示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a neural network. 機械学習の方法を示す概略フローチャートである。1 is a schematic flowchart showing a machine learning method. 予定経路と実際の進行経路を示す概念図である。It is a conceptual diagram showing a planned route and an actual traveling route. 移動装置の進行態様を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a progress mode of the mobile device. 自律制御装置が実施する制御の全体像を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the whole picture of control performed by an autonomous control device. 機首方向を修正するための制御を示す概略フローチャートである。3 is a schematic flowchart showing control for correcting the nose direction. 曲折位置近傍及び曲折位置における制御を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows control in the vicinity of a bending position and at a bending position. 本発明の第二の実施形態における機首方向の制御を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing nose direction control in a second embodiment of the present invention. 予定経路と実際の進行経路を示す概念図である。It is a conceptual diagram showing a planned route and an actual traveling route. 機首方向を修正するための制御を示す概略フローチャートである。3 is a schematic flowchart showing control for correcting the nose direction. 本発明の第三の実施形態における機首方向の制御を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing nose direction control in a third embodiment of the present invention. 予定経路と実際の進行経路を示す概念図である。It is a conceptual diagram showing a planned route and an actual traveling route. 機首方向の制御を示す概略フローチャートである。2 is a schematic flowchart showing control of the nose direction. 本発明の第四の実施形態に係る制御を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing control according to a fourth embodiment of the present invention. 予定速度と実際の移動速度を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a planned speed and an actual moving speed. 速度の制御を示す概略フローチャートである。3 is a schematic flowchart showing speed control. 本発明の第五の実施形態における機首方向の制御を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the control of the nose direction in the fifth embodiment of this invention. 本発明の第六の実施形態における機首方向の制御の補正を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing correction of nose direction control in a sixth embodiment of the present invention. 移動装置の進行態様を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a progress mode of the mobile device. 基準量A,基準量B及び第二基準量の補正と調整量の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between correction|amendment and adjustment amount of the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount. 基準量A,基準量B及び第二基準量の補正と調整量の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between correction|amendment and adjustment amount of the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount. 機首方向の制御の補正を示す概略フローチャートである。3 is a schematic flowchart showing correction of nose direction control; 従来例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a conventional example.

以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。本発明の骨子は、測位用電波を使用する測位結果やドップラー情報の取得の間において、進行状態の変化に基づく進行方向の制御を行い、最終的には測位結果やドップラー情報に基づいて確実に進行方向の制御を行うというものである。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail. In the following description, similar configurations are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified. Note that descriptions of configurations that can be appropriately implemented by those skilled in the art will be omitted, and only the basic configuration of the present invention will be described. The gist of the present invention is to control the traveling direction based on changes in the traveling state during the acquisition of positioning results and Doppler information using positioning radio waves, and finally to reliably control the traveling direction based on the positioning results and Doppler information. This is to control the direction of travel.

<第一の実施形態>
図1及び図2に示すトラクター1(以下、「無人機1」という。)は、移動装置の一例であり、自律移動可能である。無人機1は、無人機1を制御する操縦装置70(図4参照。「プロポ」とも呼ばれる。)からの無線信号による指示で動作を実施するほか、地上を自律走行するように構成されている。本明細書において、自律走行とは、操縦装置70からの無線信号を受けずに、ソフトウェアによって自動的に走行経路を進行することを意味する。自律走行は自動走行と同義である。なお、本実施形態とは異なり、移動装置は無人車両や無人飛行体(ドローン)などの無人移動体に限らず、例えば、人間が搭乗して操縦する有人の重機などの車両であってもよい。
<First embodiment>
A tractor 1 (hereinafter referred to as "unmanned aircraft 1") shown in FIGS. 1 and 2 is an example of a moving device and is capable of autonomous movement. The unmanned aerial vehicle 1 is configured to perform operations based on instructions via radio signals from a control device 70 (see FIG. 4, also referred to as a "propo") that controls the unmanned aerial vehicle 1, and to autonomously travel on the ground. . In this specification, autonomous driving means automatically proceeding along a driving route by software without receiving a wireless signal from the control device 70. Autonomous driving is synonymous with automatic driving. Note that, unlike this embodiment, the mobile device is not limited to an unmanned moving object such as an unmanned vehicle or an unmanned flying object (drone), but may also be a vehicle such as a manned heavy machine operated by a human on board. .

無人機1は、畑で使用されるトラクターである。図1に示すように、無人機1は、畑100を耕す作業、すなわち、耕うんを実施する。耕した後の畑100は、土が波上に盛り上がり、畑100aとなる。 Unmanned aircraft 1 is a tractor used in a field. As shown in FIG. 1, the unmanned aircraft 1 performs the work of cultivating a field 100, that is, tilling. After plowing, the soil in the field 100 swells up into waves and becomes a field 100a.

無人機1は、畑100を予定経路R1乃至R6を通過し、耕す。予定経路R1乃至R6において、機首方向が変わる予定位置を曲折位置と呼ぶ。例えば、予定経路R1から予定経路R2の間における曲折位置は位置Pである。曲折位置が開始する位置は位置P1である。 The unmanned aerial vehicle 1 plows the field 100 through planned routes R1 to R6. On the planned routes R1 to R6, the planned position where the nose direction changes is called a turning position. For example, the bending position between the planned route R1 and the planned route R2 is the position P. The position where the bending position starts is position P1.

無人機1は、航法衛星202A乃至202Dなどの航法衛星からの測位用電波を受信して、現在位置を測位し、予定経路R1乃至R6を進行するように構成されている。本実施形態において、測位用電波を受信して実施する測位の測位結果の出力の間において、進行方向を微修正する。これにより、実際の走行経路と予定経路R1乃至R6からの相違を従来よりも小さくすることができる。本実施形態は、無人機1の予定経路R1等が直線経路である場合において、無人機1が予定経路を予定方向に進行する制御に関する。 The unmanned aircraft 1 is configured to receive positioning radio waves from navigation satellites such as navigation satellites 202A to 202D, measure its current position, and proceed along scheduled routes R1 to R6. In this embodiment, the traveling direction is slightly corrected during the output of the positioning result of the positioning performed by receiving the positioning radio waves. Thereby, the difference between the actual travel route and the planned routes R1 to R6 can be made smaller than in the past. The present embodiment relates to control in which the unmanned aircraft 1 travels along the scheduled route in a scheduled direction when the scheduled route R1 or the like of the unmanned aircraft 1 is a straight route.

図2に示すように、無人機1は、車両本体10を有する。車両本体10には、無人機1の各部を制御するコンピュータ、自律制御装置32、無線通信装置等が格納されている。自律制御装置32は、慣性センサーと測位装置を含む。自律制御装置32は、自律制御装置の一例である。慣性センサーは、ジャイロセンサー、加速度センサー及び電子コンパスを含む。 As shown in FIG. 2, the unmanned aircraft 1 has a vehicle body 10. The vehicle body 10 stores a computer that controls each part of the unmanned aircraft 1, an autonomous control device 32, a wireless communication device, and the like. The autonomous control device 32 includes an inertial sensor and a positioning device. The autonomous control device 32 is an example of an autonomous control device. Inertial sensors include gyro sensors, acceleration sensors, and electronic compasses.

ジャイロセンサーは、角速度センサーとも呼ばれ、時間あたりの角度の変化量(角速度)を測定するセンサーである。本実施形態におけるジャイロセンサーは、ICタイプのMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を使った振動式ジャイロセンサーであり、3軸(上下、左右、前後の3つの軸)における角速度を測定することができる。ジャイロセンサーは、方向変化測定手段の一例である。 A gyro sensor, also called an angular velocity sensor, is a sensor that measures the amount of change in angle (angular velocity) per time. The gyro sensor in this embodiment is a vibrating gyro sensor using IC-type MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology, and is capable of measuring angular velocity in three axes (vertical, horizontal, and longitudinal axes). . A gyro sensor is an example of a direction change measuring means.

加速度センサーは、ICタイプのセンサーであって、加速度を測定するセンサーである。本実施形態における加速度センサーは静電容量型のセンサーであり、3軸(上下、左右、前後の3つの軸)における加速度を測定することができる。加速度センサーは、速度変化測定手段の一例である。 The acceleration sensor is an IC type sensor that measures acceleration. The acceleration sensor in this embodiment is a capacitance type sensor, and can measure acceleration in three axes (vertical, horizontal, and longitudinal axes). An acceleration sensor is an example of a speed change measuring means.

電子コンパスは、地球の地磁気を観測して方位を測定することができる装置である。本実施形態における電子コンパスは、ICタイプのコンパスであって、ホール素子技術を用いた3軸電子コンパスである。電子コンパスは、相対方向測定手段の一例である。 An electronic compass is a device that can measure direction by observing the Earth's geomagnetism. The electronic compass in this embodiment is an IC type compass, and is a three-axis electronic compass using Hall element technology. An electronic compass is an example of a relative direction measuring means.

測位装置は、航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位するための装置である。航法衛星は、例えば、みちびき(準天頂衛星システム)で使用される衛星や、GPS(Global Positioning System)で使用される衛星を含む。測位装置は、基本的に、4つ以上の航法衛星からの測位用電波を受信して無人機1の位置を測定する。測位用電波を利用する測位方法は、周知であるから、説明を省略する。測位装置は測位手段の一例である。 The positioning device is a device for positioning the current position using positioning radio waves from a navigation satellite. Navigation satellites include, for example, satellites used in Michibiki (quasi-zenith satellite system) and satellites used in GPS (Global Positioning System). The positioning device basically measures the position of the unmanned aircraft 1 by receiving positioning radio waves from four or more navigation satellites. Since the positioning method using positioning radio waves is well known, the explanation thereof will be omitted. The positioning device is an example of positioning means.

また、車両本体10には、無線通信用のアンテナ12、及び、航法衛星からの測位用電波を受信するためのアンテナ14が配置されている。 Furthermore, an antenna 12 for wireless communication and an antenna 14 for receiving positioning radio waves from a navigation satellite are arranged on the vehicle body 10.

また、車両本体10には、前方を撮影して画像を取得するためのカメラ16が配置されている。 Further, a camera 16 is disposed on the vehicle body 10 for photographing the front and acquiring an image.

車両本体10には、前輪18L及び18R、及び後輪22L及び22R(図3参照)が配置されている。 Front wheels 18L and 18R and rear wheels 22L and 22R (see FIG. 3) are arranged in the vehicle body 10.

車両本体10には、ロータリ30が装着されている。ロータリ30は、畑100を耕すための部材である。ロータリ30は、上下方向(図2の矢印Z方向)に動作可能に構成されている。 A rotary 30 is attached to the vehicle body 10. The rotary 30 is a member for tilling the field 100. The rotary 30 is configured to be movable in the vertical direction (arrow Z direction in FIG. 2).

無人機1において、カメラ16が配置されている方向を機首方向と呼ぶ。機首方向は、無人機1の進行方向であり、図3の矢印M1に示す方向である。 In the unmanned aircraft 1, the direction in which the camera 16 is arranged is called the nose direction. The nose direction is the traveling direction of the unmanned aircraft 1, and is the direction shown by the arrow M1 in FIG.

図3に示すように、前輪18L及び18Rは、ステアリングシステム20に接続されており、左右(図3の矢印X方向)に回動可能になっている。ステアリングシステム20を制御することによって、無人機1の機首方向を制御することができる。 As shown in FIG. 3, the front wheels 18L and 18R are connected to a steering system 20 and are rotatable left and right (in the direction of arrow X in FIG. 3). By controlling the steering system 20, the nose direction of the unmanned aircraft 1 can be controlled.

また、車両本体10の内部であって、前輪18L及び18Rの近傍には、エンジン26が配置されている。エンジン26は、例えば、ディーゼルエンジンである。エンジン26は、トランスミッション28を介して後輪22L及び22Rのシャフト24と接続されており、後輪22L及び22Rを回転させる。なお、エンジン26は、ディーゼルエンジンに限らず、例えば、ガソリンエンジンであってもよいし、電動モーターであってもよい。 Further, an engine 26 is arranged inside the vehicle body 10 and near the front wheels 18L and 18R. Engine 26 is, for example, a diesel engine. The engine 26 is connected to the shafts 24 of the rear wheels 22L and 22R via a transmission 28, and rotates the rear wheels 22L and 22R. Note that the engine 26 is not limited to a diesel engine, and may be, for example, a gasoline engine or an electric motor.

自律制御装置32は、電気的にステアリングシステム20及びエンジン26と接続されており、ステアリングシステム20及びエンジン26を制御する。自律制御装置32によって、無人機1の進行方向及び進行速度を調整するように構成されている。 The autonomous control device 32 is electrically connected to the steering system 20 and the engine 26, and controls the steering system 20 and the engine 26. The autonomous control device 32 is configured to adjust the traveling direction and traveling speed of the unmanned aircraft 1.

図4は、無人機1の機能構成の一例を示す概略図である。図4に示すように、無人機1は、自律制御部40、無線通信部58、画像処理部60及び作業制御部62を有する。自律制御部40は、CPU(Central Processing Unit)50、記憶部52、駆動制御部54、及び、衛星測位部56を有する。自律制御部40は自律制御装置32に対応し、自律制御装置32の機能構成を示す。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the functional configuration of the unmanned aircraft 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the unmanned aircraft 1 includes an autonomous control section 40, a wireless communication section 58, an image processing section 60, and a work control section 62. The autonomous control unit 40 includes a CPU (Central Processing Unit) 50, a storage unit 52, a drive control unit 54, and a satellite positioning unit 56. The autonomous control unit 40 corresponds to the autonomous control device 32, and shows the functional configuration of the autonomous control device 32.

無人機1は、無線通信部58によって、外部と通信可能になっている。無人機1は、無線通信部58によって、ユーザーが操作する操縦装置(プロポ)70から、発進等の指示を受信する。 The unmanned aircraft 1 is capable of communicating with the outside through a wireless communication unit 58. The unmanned aircraft 1 receives, through the wireless communication unit 58, instructions such as starting from a control device (propo) 70 operated by a user.

無人機1は、画像処理部60によって、カメラ16(図2参照)を作動させて外部の画像を取得し、取得した撮影データを処理する。外部の画像は、主に、無人機1の進行方向の画像である。 The unmanned aerial vehicle 1 uses the image processing unit 60 to operate the camera 16 (see FIG. 2) to acquire an external image, and processes the acquired photographic data. The external image is mainly an image in the direction of movement of the unmanned aircraft 1.

無人機1は、作業制御部62によって、ロータリ30の昇降や、作業に必要な進行方向及び進行速度の制御を行う。作業制御部62が、無人機1が実施する作業を制御し、無人機1の移動に関する信号をCPU50に送信する。 The work control unit 62 of the unmanned aircraft 1 controls the elevation of the rotary 30 and the traveling direction and speed necessary for the work. The work control unit 62 controls the work performed by the unmanned aircraft 1 and transmits a signal regarding the movement of the unmanned aircraft 1 to the CPU 50.

無人機1は、衛星測位部56によって、無人機1自体の位置を測定することができる。衛星測位部56は測位装置に対応し、基本的に、4つ以上の航法衛星からの測位用電波を受信して無人機1の位置を測定する。衛星測位部56は、所定の時間間隔において、測位結果を出力する。所定の時間間隔は、例えば、1秒(s)である。 The unmanned aircraft 1 can measure its own position using the satellite positioning unit 56. The satellite positioning unit 56 corresponds to a positioning device, and basically measures the position of the unmanned aircraft 1 by receiving positioning radio waves from four or more navigation satellites. The satellite positioning unit 56 outputs positioning results at predetermined time intervals. The predetermined time interval is, for example, 1 second (s).

無人機1は、自律制御部40を構成する駆動制御部54によって、ステアリングシステム20及びエンジン26を制御する。駆動制御部54は、ジャイロセンサー、加速度センサー及び電子コンパスからの出力を利用する。 The unmanned aircraft 1 controls the steering system 20 and the engine 26 by the drive control section 54 that constitutes the autonomous control section 40 . The drive control unit 54 uses outputs from a gyro sensor, an acceleration sensor, and an electronic compass.

ジャイロセンサーは、衛星測位部56による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、無人機1の機首方向の変化を測定する。ジャイロセンサーが機首方向の変化を測定する時間間隔は、例えば、4分の1秒(0.25秒)である。 The gyro sensor measures changes in the nose direction of the unmanned aircraft 1 at time intervals shorter than the output interval of positioning results by the satellite positioning unit 56. The time interval at which the gyro sensor measures changes in the nose direction is, for example, one-fourth of a second (0.25 seconds).

加速度センサーは、衛星測位部56による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、無人機1の速度の変化(加速度)を測定する。加速度は、速度の変化であるから、無人機1の動きの変化である。加速度センサーは、上述のように、3軸の加速度センサーであり、無人機1の3次元の動きを測定することができる。したがって、無人機1の進行方向と直交する成分を有する速度の変化を測定することができる。例えば、無人機1が、機首方向を維持したまま、平行に移動した場合において、その平行移動を測定することができる。加速度センサーが動きの変化を測定する時間間隔は、例えば、4分の1秒(0.25秒)である。 The acceleration sensor measures changes in speed (acceleration) of the unmanned aircraft 1 at time intervals shorter than the output interval of positioning results by the satellite positioning unit 56. Since acceleration is a change in speed, it is a change in movement of the unmanned aircraft 1. As described above, the acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor and can measure the three-dimensional movement of the unmanned aircraft 1. Therefore, a change in speed having a component perpendicular to the traveling direction of the unmanned aircraft 1 can be measured. For example, when the unmanned aircraft 1 moves in parallel while maintaining its nose direction, the parallel movement can be measured. The time interval at which the acceleration sensor measures changes in movement is, for example, one quarter second (0.25 seconds).

なお、上述のジャイロセンサーが機首方向の変化を測定する時間間隔や加速度センサーが動きの変化を測定する時間間隔は、無人機1の仕様や用途によって調整する。例えば、無人機1がトラクターであれば、ドローン等に比べて相対的に重量が大きく、移動速度が遅いから、時間間隔は相対的に長く設定する。これに対して、移動速度が速い車両やドローンの場合には、時間間隔は相対的に短く設定する。例えば、時間間隔は、1000分の1秒(0.0001秒)単位で調整可能であるが、本実施形態においては、説明の便宜のため、4分の1秒(0.25秒)としている。 Note that the time interval at which the gyro sensor measures changes in the nose direction and the time interval at which the acceleration sensor measures changes in movement are adjusted depending on the specifications and usage of the unmanned aircraft 1. For example, if the unmanned aircraft 1 is a tractor, the time interval is set relatively long because it is relatively heavier and moves slower than a drone or the like. On the other hand, in the case of vehicles or drones that move quickly, the time interval is set relatively short. For example, the time interval can be adjusted in units of 1/1000 second (0.0001 second), but in this embodiment, for convenience of explanation, it is set to 1/4 second (0.25 second). .

図5は、自律制御部40が制御に使用する主なデータを示す。自律制御部40は、ジャイロセンサーによる測定結果であるジャイロセンサー出力、加速度センサーによる測定結果である加速度センサー出力、及び電子コンパスによる測定結果である電子コンパス出力を使用する。衛星測位部56は、航法衛星の軌道情報などの衛星情報と、受信した測位用電波(図示せず)を使用し、測位計算の途中で取得可能なドップラー効果を示すドップラー情報、及び、測位結果としての測位位置を示す測位位置情報を出力する。なお、ドップラー効果は、測位用電波の搬送波の周波数の変化である。 FIG. 5 shows main data used by the autonomous control unit 40 for control. The autonomous control unit 40 uses a gyro sensor output that is a measurement result from a gyro sensor, an acceleration sensor output that is a measurement result from an acceleration sensor, and an electronic compass output that is a measurement result from an electronic compass. The satellite positioning unit 56 uses satellite information such as orbit information of navigation satellites and received positioning radio waves (not shown) to obtain Doppler information indicating the Doppler effect that can be obtained during positioning calculation, and positioning results. Outputs positioning position information indicating the positioning position. Note that the Doppler effect is a change in the frequency of a carrier wave of a positioning radio wave.

図6に示すように、本実施形態においては、自律制御部40は、ジャイロセンサー出力及び加速度センサー出力を参照して、機首方向の微修正を行い(以下、「第一修正処理」という。)、測位位置情報を使用して位置及び方向の修正を行う(以下、「復帰処理」という。)。ジャイロセンサー出力を参照して行う機首方向の微修正を「第一修正処理A」、加速度センサー出力を参照して行う機首方向の微修正を「第一修正処理B」と呼び、「第一修正処理A」と「第一修正処理B」を総称して「第一修正処理」と呼ぶ。 As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the autonomous control unit 40 refers to the gyro sensor output and the acceleration sensor output to make a slight correction in the nose direction (hereinafter referred to as "first correction process"). ), the position and direction are corrected using the measured position information (hereinafter referred to as "return processing"). The fine correction of the nose direction made with reference to the gyro sensor output is called the "first correction process A," the fine correction of the nose direction made with reference to the acceleration sensor output is called the "first correction process B," and the The first correction process A'' and the first correction process B are collectively referred to as the first correction process.

駆動制御部54によって、後輪22L及び22Rに接続されたエンジン26の回転や、ステアリングシステム20による前輪18L及び18Rの回動を制御し、走行速度や走行方向を制御するようになっている。 The drive control unit 54 controls the rotation of the engine 26 connected to the rear wheels 22L and 22R, the rotation of the front wheels 18L and 18R by the steering system 20, and controls the running speed and direction.

記憶部52には、予定経路を自律移動するための移動計画を示すデータ等の自律移動に必要な各種データ及びプログラムのほか、以下のプログラムが格納されている。 The storage unit 52 stores various data and programs necessary for autonomous movement, such as data indicating a movement plan for autonomous movement along a scheduled route, as well as the following programs.

記憶部52には、第一修正プログラム、復帰プログラム、画像認識プログラム、及び、回避プログラムが格納されている。CPU50と第一修正プログラムは、第一修正手段の一例である。CPU50と復帰プログラムは、復帰手段の一例である。CPU50と画像認識プログラムは、認識手段の一例である。CPU50と回避プログラムは、回避手段の一例である。 The storage unit 52 stores a first modification program, a restoration program, an image recognition program, and an avoidance program. The CPU 50 and the first modification program are an example of first modification means. The CPU 50 and the return program are an example of a return means. The CPU 50 and the image recognition program are examples of recognition means. The CPU 50 and the avoidance program are examples of avoidance means.

無人機1は、第一修正プログラムによって、ジャイロセンサーによって測定した機首角度の変化、及び、加速度センサーによって測定した速度の変化を減殺するように無人機1の機首方向を修正する。この機首方向の修正が上述の「第一修正処理」である。第一修正処理は、測定した機首角度の変化及び加速度を減殺する処理である。例えば、ジャイロセンサーによって、機首方向がある方向に変化したことを計測した場合には、その方向とは逆の方向に機首方向を変更する。また、例えば、加速度センサーによって、無人機1の進行方向と直交する方向の速度変化を計測した場合には、無人機1がその方向と逆の方向に向かうように機首方向を変更する。これにより、測定した機首角度の変化及び加速度による影響を減殺することができる。第一修正処理の結果として、機首方向が予定経路の方向と一致しているか否かは問わない。無人機1は、第一修正プログラムによって、機首方向を所定の基準量だけ修正する。基準量は、角度と時間で規定され、例えば、1度の角度変化を0.05秒継続する。第一修正処理Aの基準量を「基準量A」と呼び、第一修正処理Bの基準量を「基準量B」と呼び、基準量AとBを総称して「基準量」と呼ぶ。 The first correction program corrects the nose direction of the unmanned aircraft 1 so as to reduce the change in the nose angle measured by the gyro sensor and the change in speed measured by the acceleration sensor. This correction of the nose direction is the above-mentioned "first correction process." The first correction process is a process for reducing the measured nose angle change and acceleration. For example, if a gyro sensor detects that the nose direction has changed in a certain direction, the nose direction is changed in the opposite direction. Further, for example, when a speed change in a direction perpendicular to the traveling direction of the unmanned aircraft 1 is measured by an acceleration sensor, the nose direction of the unmanned aircraft 1 is changed so that it heads in the opposite direction. This makes it possible to reduce the effects of changes in the measured nose angle and acceleration. It does not matter whether or not the nose direction matches the direction of the planned route as a result of the first correction process. The unmanned aircraft 1 corrects the nose direction by a predetermined reference amount using the first correction program. The reference amount is defined by angle and time, and for example, a 1 degree angle change continues for 0.05 seconds. The reference amount for the first correction process A is called the "reference amount A," the reference amount for the first correction process B is called the "reference amount B," and the reference amounts A and B are collectively called the "reference amount."

無人機1は、復帰プログラムによって、衛星測位部56による測位結果に基づいて、無人機1が予定経路上を予定方向に移動するように調整する。この機首方向を予定経路と一致させる調整が上述の「復帰処理」である。したがって、上述の第一修正処理によっても、無人機1が予定経路を予定方向に進行していない場合においても、無人機1は、復帰プログラムによって予定経路上を予定方向に移動することができる。 The unmanned aerial vehicle 1 is adjusted by the return program so that the unmanned aerial vehicle 1 moves in a scheduled direction on a scheduled route based on the positioning result by the satellite positioning unit 56. This adjustment to match the nose direction with the planned route is the above-mentioned "return process." Therefore, even with the above-described first correction process, even if the unmanned aircraft 1 is not traveling along the scheduled route in the scheduled direction, the unmanned aircraft 1 can move on the scheduled route in the scheduled direction by the return program.

無人機1は、画像認識プログラムによって、カメラ16で撮影して取得した画像において、回避対象を認識する。無人機1は、記憶部52に、例えば、ニューラルネットワークを記憶しており、回避対象の認識はニューラルネットワークによって行う。 The unmanned aerial vehicle 1 recognizes the object to be avoided in the image captured by the camera 16 using the image recognition program. The unmanned aerial vehicle 1 stores, for example, a neural network in the storage unit 52, and recognizes the object to be avoided using the neural network.

図7及び図8を参照して、学習方法(機械学習の工程)の概略を説明する。学習用データとして多数の画像データ(Image data)をコンピュータのニューラルネットワークのモデル(図7参照)に入力すると(図8のステップS1)、ニューラルネットワークのアルゴリズムによって学習が実施される(ステップS2)。学習用データは、様々な態様の人間が映ったデータである。 An outline of the learning method (machine learning process) will be explained with reference to FIGS. 7 and 8. When a large amount of image data is input as learning data into a computer neural network model (see FIG. 7) (step S1 in FIG. 8), learning is performed by the neural network algorithm (step S2). The learning data is data showing humans in various forms.

ニューラルネットワークのモデルは、例えば、図7に概念的に示すニューラルネットワークである。なお、ニューラルネットワークやディープラーニングは周知なので、本明細書においては概説に留める。ニューラルネットワークは、入力層(Input layer)、1以上の隠れ層(Hidden layer)、及び、出力層(Output layer)で構成される。図7には、隠れ層は1つのみ示しているが、実際には、隠れ層は複数である。すなわち、本実施形態の学習は、多層のニューラルネットワーク(ディープニューラルネットワーク、Deep Neural Network)による機械学習(ディープラーニング)である。 The neural network model is, for example, the neural network conceptually shown in FIG. Note that neural networks and deep learning are well known, so they will only be outlined in this specification. A neural network is composed of an input layer, one or more hidden layers, and an output layer. Although only one hidden layer is shown in FIG. 7, there are actually multiple hidden layers. That is, the learning in this embodiment is machine learning (deep learning) using a multilayer neural network (deep neural network).

機械学習において、隠れ層及び出力層に入力する入力値の重みw1a等と、入力層、隠れ層及び出力層におけるバイアス(各層における閾値)B1等を調整することによって、出力層からの出力が正解に近づくようにしていく。学習の結果、学習結果データとして、重みとバイアスが調整されたニューラルネットワークが生成される(図8のステップS3)。この学習によって、例えば、画像中のオブジェクトが人間であることを精度よく認識するためのニューラルネットワークが生成される。記憶部52には、このようにして生成されたニューラルネットワークが記憶されている。 In machine learning, by adjusting the weight w1a of the input value input to the hidden layer and the output layer, and the bias (threshold value in each layer) B1 etc. in the input layer, hidden layer, and output layer, the output from the output layer is correct. I will try to get closer to . As a result of learning, a neural network with adjusted weights and biases is generated as learning result data (step S3 in FIG. 8). Through this learning, for example, a neural network is generated that can accurately recognize that an object in an image is a human. The storage unit 52 stores the neural network generated in this way.

無人機1は、画像認識プログラムによって、取得した画像中の物体を認識する。 The unmanned aerial vehicle 1 recognizes objects in the acquired images using an image recognition program.

無人機1は、回避プログラムによって、画像認識プログラムによる認識結果に基づいて、回避動作を実施する。無人機1は、認識プログラムによって認識した回避対象が所定条件を満たす場合に回避動作を実施するように構成されている。 The unmanned aerial vehicle 1 performs an avoidance operation based on the recognition result by the image recognition program using the avoidance program. The unmanned aerial vehicle 1 is configured to perform an avoidance operation when the avoidance target recognized by the recognition program satisfies a predetermined condition.

例えば、無人機1は、無人機1と回避対象との距離が、所定の距離範囲であるという所定条件を満たす場合に、回避動作を実施する。所定の距離範囲の距離は、例えば、5メートル(m)である。 For example, the unmanned aerial vehicle 1 performs the avoidance operation when the distance between the unmanned aerial vehicle 1 and the avoidance target satisfies a predetermined condition that the distance is within a predetermined distance range. The distance of the predetermined distance range is, for example, 5 meters (m).

以下、図9及び図10を参照して、無人機1における進行方向の制御について説明する。無人機1の予定経路は、図9(a)に示す直線の経路A1であるとする。自律制御装置32は、衛星測位部56によって、時刻t0、t1、t2、t3というように、所定の時間間隔において、測位結果を出力する。所定の時間間隔は、例えば、1秒(second)である。また、無人機1は、時刻t0、t0.25、t0.5、t0.75というように、測位結果の出力間隔よりも短い所定の時間間隔において、機首方向の変化及び速度の変化(加速度)を測定する。機首方向の変化及び速度の変化(加速度)を測定するための所定の時間間隔は、例えば、毎秒4回である。測位結果を取得する時刻t1等においては、無人機1は、復帰プログラムによって、復帰処理を実施する。そして、測位結果を取得する間においては、例えば、時刻t0.25、t0.5、t0.75において、第一修正処理を実施する。機首方向と速度の双方に変化が生じている場合には、例えば、機首方向の変化を優先する、あるいは、速度の変化を優先するという処理によって、制御における矛盾を解消する。本実施形態においては、機首方向と速度の双方に変化が生じている場合には、機首方向の変化を優先し、第一修正処理Aを実施する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 9 and 10, control of the traveling direction of the unmanned aircraft 1 will be described. It is assumed that the planned route of the unmanned aircraft 1 is a straight route A1 shown in FIG. 9(a). The autonomous control device 32 uses the satellite positioning unit 56 to output positioning results at predetermined time intervals such as times t0, t1, t2, and t3. The predetermined time interval is, for example, one second. In addition, the unmanned aircraft 1 detects changes in the nose direction and changes in speed (acceleration ) to measure. The predetermined time interval for measuring changes in nose direction and changes in speed (acceleration) is, for example, four times per second. At time t1 and the like at which the positioning result is acquired, the unmanned aerial vehicle 1 performs a return process using a return program. Then, while acquiring the positioning results, the first correction process is performed, for example, at times t0.25, t0.5, and t0.75. If there is a change in both the nose direction and the speed, the conflict in control is resolved by, for example, giving priority to the change in the nose direction or to giving priority to the change in speed. In this embodiment, if there are changes in both the nose direction and the speed, the first correction process A is performed with priority given to the change in the nose direction.

上述のように、自律制御装置32は、測位結果を取得する間においては、第一修正処理を実施し、測位結果を取得すると、復帰処理を実施する。すなわち、復帰処理の間において、第一修正処理による微修正が実施されているから、予定経路A1と実際の経路A1bとの乖離は相対的に小さく、幅W2となる。幅W2は、従来例の幅W1(図29参照)よりも小さい。 As described above, the autonomous control device 32 performs the first correction process while acquiring the positioning result, and performs the return process after acquiring the positioning result. That is, during the return process, since the fine correction is performed by the first correction process, the deviation between the planned route A1 and the actual route A1b is relatively small and has a width W2. The width W2 is smaller than the width W1 of the conventional example (see FIG. 29).

図10(a)に示すように、例えば、自律制御装置32が、時刻t0.25において、矢印B1に示す機首方向の変化を測定すると、その変化を減殺するように、その変化とは反対方向である矢印B2に示す方向の変化として、第一修正処理を実施する。図10(a)の例においては、第一修正処理によって、無人機1は予定経路A1と一致はしないが、平行な経路を進行するものとする。自律制御装置32は、時刻t1においては、測位結果に基づいて、現在位置が予定経路上であって、進行方向が予定経路A1の方向と一致するように復帰処理を実施する。自律制御装置32は、復帰処理として、例えば、矢印D1に示すように、機首方向を修正し、現在位置が予定経路上であって、進行方向が予定経路A1の方向と一致するように制御する。図10(a)においては、時刻t1において測位結果を出力し、極めて短時間で復帰処理を開始し、時刻t1.05において復帰処理が完了する例を示している。 As shown in FIG. 10(a), for example, when the autonomous control device 32 measures a change in the nose direction indicated by the arrow B1 at time t0.25, the autonomous control device 32 measures the change in the nose direction as indicated by the arrow B1. The first correction process is performed as a change in the direction indicated by arrow B2. In the example of FIG. 10(a), it is assumed that the first correction process causes the unmanned aircraft 1 to travel along a route parallel to, but not coincident with, the planned route A1. At time t1, the autonomous control device 32 performs a return process based on the positioning result so that the current position is on the scheduled route and the traveling direction matches the direction of the scheduled route A1. As a return process, the autonomous control device 32 corrects the nose direction, for example, as shown by arrow D1, and performs control so that the current position is on the planned route and the traveling direction matches the direction of the planned route A1. do. FIG. 10A shows an example in which the positioning result is output at time t1, the return process is started in an extremely short time, and the return process is completed at time t1.05.

図10(b)に示すように、例えば、自律制御装置32が、時刻t0.25において、機首方向の変化は測定(検知)しないが、予定経路A1とは乖離する方向の加速度を計測すると、その加速度の変化による位置の変化を減殺するように、その位置の変化とは反対方向である矢印C2に示す方向の変化として、第一修正処理を実施する。図10(b)の例においては、第一修正処理によって、無人機1は予定経路A1と平行な経路を進行するものとする。自律制御装置32は、時刻t1においては、測位結果に基づいて、現在位置が予定経路上であって、進行方向が予定経路A1の方向と一致するように復帰処理を実施する。復帰処理として、例えば、機首方向を所定の角度だけ変更することで開始し、現在位置が予定経路A1と一致すると、進行方向を予定経路A1の方向と一致させることで完了する。
本実施形態において、復帰処理の大きさを「調整量」と定義する。復帰処理の大きさは、角度と時間で規定される。本実施形態においては、説明の便宜のため、復帰処理の開始から完了までの時間を「調整量」とする。
As shown in FIG. 10(b), for example, at time t0.25, the autonomous control device 32 does not measure (detect) a change in the nose direction, but measures acceleration in a direction that deviates from the planned route A1. , the first correction process is performed as a change in the direction shown by arrow C2, which is the opposite direction to the change in position, so as to reduce the change in position due to the change in acceleration. In the example of FIG. 10(b), it is assumed that the first correction process causes the unmanned aircraft 1 to travel along a route parallel to the planned route A1. At time t1, the autonomous control device 32 performs a return process based on the positioning result so that the current position is on the scheduled route and the traveling direction matches the direction of the scheduled route A1. The return process is started by, for example, changing the nose direction by a predetermined angle, and when the current position matches the planned route A1, it is completed by making the traveling direction match the direction of the planned route A1.
In this embodiment, the magnitude of the return process is defined as an "adjustment amount." The size of the return process is defined by angle and time. In this embodiment, for convenience of explanation, the time from the start to the completion of the return process is referred to as an "adjustment amount."

以下、図11乃至図13のフローチャートを参照して、自律制御装置32による制御の概略を説明する。 The outline of the control by the autonomous control device 32 will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. 11 to 13.

自律制御装置32は、無人機1を発進させると(図11のステップST1)、外部の画像を取得し(ステップST2)、ニューラルネットワークによって画像全体を画像認識し(ステップST4)、画像中に回避対象を認識し(ステップST5)、回避距離であると判断すると(ステップST6)、進行を停止する。画像中の回避対象が存在しない場合や、回避距離ではない場合には、任務完了であると判断すると(ステップST7)、制御を終了する。上記のステップST2乃至ステップST6と並行して、無人機1は、現在位置を測位しつつ、所定の経路を進行し、作業を実行する(ステップST3)。 When the autonomous control device 32 launches the unmanned aircraft 1 (step ST1 in FIG. 11), it acquires an external image (step ST2), performs image recognition of the entire image using a neural network (step ST4), and detects the avoidance in the image. When it recognizes the target (step ST5) and determines that it is within the avoidance distance (step ST6), it stops advancing. If there is no object to be avoided in the image or if it is not within the avoidance distance, it is determined that the mission has been completed (step ST7), and the control is terminated. In parallel with steps ST2 to ST6 described above, the unmanned aerial vehicle 1 moves along a predetermined route while measuring its current position and executes the work (step ST3).

次に、図12を参照して、ステップST3について説明する。自律制御装置32は、曲折位置近傍であると判断すると(図12のステップST31)、曲折位置近傍の制御(ステップST40)を実施する。曲折位置とは、例えば、図1の位置Pであり、経路R1から経路R2へと移行するための進行方向を変えるべき位置である。ステップST40については、後述する。 Next, step ST3 will be explained with reference to FIG. When the autonomous control device 32 determines that the vehicle is near the bending position (step ST31 in FIG. 12), it performs control near the bending position (step ST40). The bending position is, for example, position P in FIG. 1, and is a position at which the direction of travel should be changed in order to transition from route R1 to route R2. Step ST40 will be described later.

自律制御装置32は、曲折位置近傍ではないと判断し(ステップST31)、方向または速度の変化を測定した場合には(ステップST32)、第一修正処理を実施する(ステップST33)。また、自律制御装置32は、測位結果を取得し(ステップST34)、現在の進行経路が予定経路上・予定方向ではないと判断すると(ステップST35)、復帰処理を実施する(ステップST36)。ステップST32及びステップST33と、ステップST34乃至ステップST36は並行して実施され、第一修正処理と復帰処理のタイミングが一致する場合には、復帰処理を優先する。 The autonomous control device 32 determines that the turning position is not near (step ST31), and when a change in direction or speed is measured (step ST32), performs a first correction process (step ST33). Further, the autonomous control device 32 acquires the positioning result (step ST34), and when determining that the current traveling route is not on the planned route or in the planned direction (step ST35), performs a return process (step ST36). Steps ST32 and ST33 and steps ST34 to ST36 are executed in parallel, and when the timings of the first correction process and the return process coincide, the return process is given priority.

次に、図13を参照して、ステップST40について説明する。自律制御装置32は、曲折位置近傍であると判断すると、速度を低下させ(図13のステップST41)、曲折開始位置であると判断すると(ステップST42)、曲折を開始し(ステップST43)、予定の方向であると判断すると(ステップST44)、予定経路上に位置するかを判断し(ステップST45)、予定経路上ではない場合には、位置を修正するように進行方向を調整する(ステップST46)。曲折位置近傍とは、例えば、経路を修正すべき位置の10メートル(meter)前の位置である。曲折開始位置は、図1の位置P1である。 Next, step ST40 will be explained with reference to FIG. 13. When the autonomous control device 32 determines that it is near the turning position, it reduces the speed (step ST41 in FIG. 13), and when it determines that it is at the turning start position (step ST42), it starts turning (step ST43) and follows the schedule. (step ST44), it is determined whether the vehicle is located on the planned route (step ST45), and if it is not on the planned route, the traveling direction is adjusted to correct the position (step ST46). ). The vicinity of the bending position is, for example, a position 10 meters before the position where the route should be corrected. The bending start position is position P1 in FIG.

<第二の実施形態>
次に、図14乃至図16を参照して、第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と共通する事項については説明を省略し、第一の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16. Note that descriptions of items common to the first embodiment will be omitted, and the description will focus on parts that are different from the first embodiment.

図14に示すように、第二の実施形態においては、自律制御部40は、第一修正処理及び復帰処理に加えて、電子コンパス出力を使用して方向の微修正を行う(以下、「第二修正処理」という。)。 As shown in FIG. 14, in the second embodiment, in addition to the first correction process and the return process, the autonomous control unit 40 uses the electronic compass output to perform a fine direction correction (hereinafter referred to as "first correction process"). 2).

電子コンパスは、衛星測位部56による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、無人機1の機首方向を測定する。電子コンパスが機首方向の変化を測定する時間間隔は、例えば、2分の1秒(0.5秒)である。電子コンパスは、地磁気の方向との相対的な関係において機首方向を計測する。無人機1が予定経路A1を進行する場合の予定の方向である予定方向も、地磁気との相対的な関係において規定されている。このため、電子コンパスによって、予定方向と実際の進行方向との相違を測定することができる。 The electronic compass measures the heading direction of the unmanned aircraft 1 at time intervals shorter than the output interval of positioning results by the satellite positioning unit 56. The time interval at which the electronic compass measures changes in the nose direction is, for example, one-half second (0.5 seconds). An electronic compass measures the heading direction relative to the direction of the earth's magnetic field. The planned direction, which is the planned direction in which the unmanned aircraft 1 travels along the planned route A1, is also defined in relation to the earth's magnetism. Therefore, the electronic compass can measure the difference between the planned direction and the actual direction of travel.

無人機1は、記憶部52(図4参照)に、第二修正プログラムを格納している。CPU50と第二修正プログラムは、第二修正手段の一例である。自律制御装置32は、予定機首方向と電子コンパスによって測定した機首方向との相違(以下、「機首方向のずれ」という。)を減殺するように、無人機1の機首方向を修正する(これが、上述の「第二修正処理」である。)。なお、第一修正処理と第二修正処理のタイミングが一致する場合には、第二修正処理を優先する。第二修正処理と復帰処理のタイミングが一致する場合には、復帰処理を優先する。 The unmanned aircraft 1 stores the second correction program in the storage unit 52 (see FIG. 4). The CPU 50 and the second correction program are an example of the second correction means. The autonomous control device 32 corrects the nose direction of the unmanned aircraft 1 so as to reduce the difference between the planned nose direction and the nose direction measured by the electronic compass (hereinafter referred to as "nose direction deviation"). (This is the above-mentioned "second correction process.") Note that when the timings of the first correction process and the second correction process match, priority is given to the second correction process. If the timings of the second correction process and the return process match, the return process is given priority.

図15(a)に示すように、例えば、自律制御装置32が、時刻t0.25において、矢印B1に示す機首方向の変化を測定すると、その変化を減殺するように、その変化とは反対方向である矢印B2に示す方向の変化として、第一修正処理を実施する。図15(a)の例においては、第一修正処理によって、無人機1は予定経路A1と平行な経路には復帰せず、矢印A2に示す経路を移動するものとする。自律制御装置32は、時刻t0.5において、電子コンパスによって機首方向のずれを計測する。時刻t0.5においては、機首方向は矢印A2に示す方向であり、機首方向のずれを計測する。この場合、自律制御装置32は、機首方向を第二の所定の基準量(以下、「第二基準量」という。)だけ修正する。例えば、第二基準量は、1.5度の角度変化を0.05秒継続するというものである。図15(a)の例では、第二修正処理の結果、無人機1の進行方向は予定経路A1の方向と一致しているが、予定経路A1とは一致せず、平行にずれている。自律制御装置32は、時刻t1.0において、測位結果を取得し、機首方向を矢印D1に示すように修正することによって、現在位置が予定経路上であって、進行方向が予定方向と一致するように復帰処理を実施する。 As shown in FIG. 15(a), for example, when the autonomous control device 32 measures a change in the nose direction indicated by the arrow B1 at time t0.25, the autonomous control device 32 measures the change in the nose direction as indicated by the arrow B1. The first correction process is performed as a change in the direction indicated by arrow B2. In the example of FIG. 15A, it is assumed that the first correction process causes the unmanned aircraft 1 to not return to the route parallel to the planned route A1, but to move along the route indicated by the arrow A2. The autonomous control device 32 measures the deviation in the nose direction using the electronic compass at time t0.5. At time t0.5, the nose direction is the direction shown by arrow A2, and the deviation in the nose direction is measured. In this case, the autonomous control device 32 corrects the nose direction by a second predetermined reference amount (hereinafter referred to as "second reference amount"). For example, the second reference amount is that the angle change of 1.5 degrees continues for 0.05 seconds. In the example of FIG. 15A, as a result of the second correction process, the traveling direction of the unmanned aircraft 1 matches the direction of the planned route A1, but does not match the planned route A1 and is deviated in parallel. At time t1.0, the autonomous control device 32 acquires the positioning result and corrects the nose direction as shown by arrow D1, thereby determining that the current position is on the planned route and that the traveling direction matches the planned direction. Execute the recovery process as follows.

図15(b)は、第二修正処理によって、機首方向のずれが解消しない状態を示す。時刻t0.5においては、機首方向は矢印A2に示す方向であり、自律制御装置32は、機首方向のずれを計測する。この場合、自律制御装置32は、機首方向を第二の所定の基準量だけ修正する。図15(b)の例では、第二修正処理の結果、無人機1の進行方向は予定経路A1の方向と一致せず、矢印A3となっている。自律制御装置32は、時刻t1.0において、測位結果を取得し、機首方向を矢印D2に示すように修正することによって、現在位置が予定経路上であって、進行方向が予定方向と一致するように復帰処理を実施する。 FIG. 15(b) shows a state in which the deviation in the nose direction is not resolved by the second correction process. At time t0.5, the nose direction is the direction shown by arrow A2, and the autonomous control device 32 measures the deviation in the nose direction. In this case, the autonomous control device 32 corrects the nose direction by a second predetermined reference amount. In the example of FIG. 15(b), as a result of the second correction process, the traveling direction of the unmanned aircraft 1 does not match the direction of the planned route A1, and becomes an arrow A3. At time t1.0, the autonomous control device 32 acquires the positioning result and corrects the nose direction as shown by arrow D2, thereby determining that the current position is on the planned route and that the traveling direction matches the planned direction. Execute the recovery process as follows.

次に、図16を参照して、第一修正処理、第二修正処理及び復帰処理について説明する。自律制御装置32は、曲折位置近傍ではないと判断し(図16のステップST31)、方向または速度の変化を測定した場合には(ステップST32)、第一修正処理を実施する(ステップST33)。また、自律制御装置32は、機首方向と予定経路方向との乖離(機首方向のずれ)を計測すると(ステップST101)、第二修正処理を実施する(ステップST102)。また、自律制御装置32は、測位結果を取得し(ステップST34)、現在の進行経路が予定経路上・予定方向ではないと判断すると(ステップST35)、復帰処理を実施する(ステップST36)。ステップST32及びST33、ステップST101及びST102、及び、ステップST34乃至ST36は並行して実施され、第一修正処理、第二修正処理及び復帰処理のタイミングが一致する場合には、復帰処理が最優先され、続いて、第二修正処理が優先される。 Next, with reference to FIG. 16, the first correction process, second correction process, and return process will be described. The autonomous control device 32 determines that the turning position is not near (step ST31 in FIG. 16), and when a change in direction or speed is measured (step ST32), performs a first correction process (step ST33). Furthermore, when the autonomous control device 32 measures a deviation between the nose direction and the planned route direction (deviation in the nose direction) (step ST101), it performs a second correction process (step ST102). Further, the autonomous control device 32 acquires the positioning result (step ST34), and when determining that the current traveling route is not on the planned route or in the planned direction (step ST35), performs a return process (step ST36). Steps ST32 and ST33, steps ST101 and ST102, and steps ST34 to ST36 are performed in parallel, and if the timings of the first correction process, second correction process, and return process coincide, the return process is given top priority. , followed by the second modification process.

<第三の実施形態>
次に、図17乃至図19を参照して、第三の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態または第二の実施形態と共通する事項については説明を省略し、第一の実施形態及び第二の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 17 to 19. Note that descriptions of matters common to the first embodiment or the second embodiment will be omitted, and the description will focus on parts that are different from the first embodiment and the second embodiment.

図17に示すように、本実施形態においては、自律制御部40は、第一修正処理、第二修正処理及び復帰処理に加えて、ドップラー情報を使用して方向の微修正を行う(以下、「第三修正処理」という。)。 As shown in FIG. 17, in the present embodiment, the autonomous control unit 40 uses Doppler information to perform slight corrections in direction (hereinafter referred to as (referred to as the "Third Amendment Process").

第三の実施形態においては、第二の実施形態における構成に加えて、記憶部52(図4参照)に、さらに、機首方向算出プログラム、方向乖離算出プログラム、及び、第三修正プログラムを格納している。CPU50と機首方向算出プログラムは、機首方向算出手段の一例である。CPU50と方向乖離算出プログラムは、方向乖離算出手段の一例である。CPU50と第三修正プログラムは、第三修正手段の一例である。 In the third embodiment, in addition to the configuration in the second embodiment, the storage unit 52 (see FIG. 4) further stores a nose direction calculation program, a direction deviation calculation program, and a third correction program. are doing. The CPU 50 and the nose direction calculation program are an example of a nose direction calculation means. The CPU 50 and the directional deviation calculation program are an example of directional deviation calculation means. The CPU 50 and the third modification program are an example of third modification means.

無人機1は、機首方向算出プログラムによって、各測位用衛星202A等について、ドップラー効果を示すドップラー情報を算出し、そのドップラー情報に基づいて、機首方向を算出する。例えば、図1の測位用衛星202A及び202Bのドップラー情報は、無人機1と測位用衛星202A及び202Bとが近づいていることを示し、その近づいている速度は測位用衛星202Aと202Bとで異なることを示し、測位用衛星202C及び202Dのドップラー情報は無人機1と測位用衛星202C及び202Dとが遠ざかっていることを示し、その遠ざかっている程度は測位用衛星202Cと202Dとで異なっていることを示している場合には、それらの情報を踏まえて、無人機1の進行方向を算出することができる。複数の測位衛星の測位用電波のドップラー情報を使用する方位の測定は周知であるから、詳細な説明は省略する。 The unmanned aircraft 1 calculates Doppler information indicating the Doppler effect for each positioning satellite 202A and the like using the nose direction calculation program, and calculates the nose direction based on the Doppler information. For example, the Doppler information of the positioning satellites 202A and 202B in FIG. 1 indicates that the unmanned aerial vehicle 1 and the positioning satellites 202A and 202B are approaching, and the approaching speeds of the positioning satellites 202A and 202B are different. This indicates that the Doppler information of the positioning satellites 202C and 202D indicates that the unmanned aircraft 1 and the positioning satellites 202C and 202D are moving away from each other, and the degree of distance is different between the positioning satellites 202C and 202D. If so, the traveling direction of the unmanned aircraft 1 can be calculated based on that information. Since azimuth measurement using Doppler information of positioning radio waves from a plurality of positioning satellites is well known, detailed explanation will be omitted.

無人機1は、方向乖離算出プログラムによって、上述の進行方向と予定経路の方向との乖離を算出する。予定経路は、記憶部52に記憶されているから、無人機1は、上述の進行方向と予定経路の方向との乖離を算出することができる。 The unmanned aerial vehicle 1 calculates the deviation between the above-mentioned direction of travel and the direction of the planned route using a direction deviation calculation program. Since the planned route is stored in the storage unit 52, the unmanned aircraft 1 can calculate the deviation between the above-mentioned traveling direction and the direction of the planned route.

無人機1は、第三修正プログラムによって、上記の乖離を減殺するように、無人機1の機首方向を修正する。この機首方向の修正が上述の「第三修正処理」である。自律制御装置32は、機首方向を第三の所定の基準量(以下、「第三基準量」という。)だけ修正する。例えば、第三基準量は、1.5度の角度変化を0.05秒間継続するというものである。 The unmanned aerial vehicle 1 corrects the nose direction of the unmanned aerial vehicle 1 by the third modification program so as to reduce the above deviation. This correction of the nose direction is the above-mentioned "third correction process." The autonomous control device 32 corrects the nose direction by a third predetermined reference amount (hereinafter referred to as "third reference amount"). For example, the third reference amount is that the angle change of 1.5 degrees continues for 0.05 seconds.

ドップラー情報は、測位結果を取得するための演算が収束する前に取得することができるから、無人機1は、測位結果を使用する復帰処理の間において、第三修正処理を実施することができる。第一修正処理または第二修正処理と、第三修正処理のタイミングが一致する場合には、第三修正処理を優先する。 Since the Doppler information can be acquired before the calculation for acquiring the positioning result converges, the unmanned aerial vehicle 1 can perform the third correction process during the return process using the positioning result. . If the timings of the first correction process or the second correction process and the third correction process match, the third correction process is given priority.

以下、図18を参照して、無人機1における進行方向の制御について説明する。無人機1の予定経路は、図18(a)に示す直線の経路A1であるとする。無人機1は、衛星測位部56によって、時刻t0、t1、t2、t3というように、所定の時間間隔において(例えば、毎秒1回)、測位結果を出力する。また、無人機1は、時刻t0、t0.25、t0.5、t0.75というように、所定の時間間隔において(例えば、毎秒4回)、機首方向の変化及び速度の変化を測定する。測位結果を取得する時刻t1等においては、無人機1は、復帰プログラムによって、復帰処理を実施する。そして、測位結果を取得する間においては、例えば、時刻t0.25において第一修正処理、t0.5において第二修正処理、t0.75において第三修正処理を実施する。 Hereinafter, control of the traveling direction of the unmanned aircraft 1 will be described with reference to FIG. 18. It is assumed that the planned route of the unmanned aircraft 1 is a straight route A1 shown in FIG. 18(a). The unmanned aerial vehicle 1 outputs positioning results by the satellite positioning unit 56 at predetermined time intervals such as times t0, t1, t2, and t3 (for example, once every second). Additionally, the unmanned aircraft 1 measures changes in the nose direction and speed at predetermined time intervals (for example, 4 times per second) such as times t0, t0.25, t0.5, and t0.75. . At time t1 and the like at which the positioning result is acquired, the unmanned aerial vehicle 1 performs a return process using a return program. While acquiring the positioning results, for example, a first correction process is performed at time t0.25, a second correction process is performed at t0.5, and a third correction process is performed at t0.75.

上述のように、無人機1は、測位結果を取得する間において、第一修正処理、第二修正処理及び第三修正処理による微修正を実施するから、予定経路A1と実際の経路A1cとの乖離は相対的に小さく、幅W3となる。幅W3は、第一の実施形態の幅W2(図9参照)よりも小さい。 As mentioned above, while acquiring the positioning results, the unmanned aerial vehicle 1 performs fine corrections through the first correction process, the second correction process, and the third correction process, so the difference between the planned route A1 and the actual route A1c is The deviation is relatively small and has a width W3. The width W3 is smaller than the width W2 of the first embodiment (see FIG. 9).

次に、図19を参照して、第一修正処理乃至第三修正処理及び復帰処理について説明する。自律制御装置32は、曲折位置近傍ではないと判断し(図19のステップST31)、方向または速度の変化を測定した場合には(ステップST32)、第一修正処理を実施する(ステップST33)。また、自律制御装置32は、機首方向と予定経路方向との乖離を計測すると(ステップST101)、第二修正処理を実施する(ステップST102)。また、自律制御装置32は、ドップラー情報を取得し(ステップST201)、現在の進行経路が予定経路の方向はないと判断すると(ステップST202)、第三修正処理を実施する(ステップST203)。また、自律制御装置32は、測位結果を取得し(ステップST34)、上述した制御によって、復帰処理を実施する。上述の第一修正処理乃至第三修正処理及び復帰処理のタイミングが一致する場合には、復帰処理が最も優先され、次いで、第三修正処理、第二修正処理、第一修正処理の順序で優先される。 Next, with reference to FIG. 19, the first to third correction processing and return processing will be described. The autonomous control device 32 determines that the turning position is not near (step ST31 in FIG. 19), and when a change in direction or speed is measured (step ST32), performs a first correction process (step ST33). Furthermore, upon measuring the deviation between the nose direction and the planned route direction (step ST101), the autonomous control device 32 performs a second correction process (step ST102). Further, the autonomous control device 32 acquires Doppler information (step ST201), and when determining that the current traveling route is not in the direction of the planned route (step ST202), performs a third correction process (step ST203). Further, the autonomous control device 32 acquires the positioning result (step ST34), and performs the return process by the control described above. If the timings of the above-mentioned first to third modification processing and restoration processing match, the restoration processing is given the highest priority, followed by the third modification processing, second modification processing, and first modification processing. be done.

<第四の実施形態>
次に、図20乃至図22を参照して、第四の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態乃至第三実施形態と共通する事項については説明を省略し、第一の実施形態乃至第三の実施形態と異なる部分を中心に説明する。第四の実施形態においては、移動速度を制御する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 20 to 22. Note that descriptions of matters common to the first to third embodiments will be omitted, and the description will focus on parts that are different from the first to third embodiments. In the fourth embodiment, the moving speed is controlled.

図20に示すように、本実施形態においては、自律制御装置32は、加速度センサー出力を参照して速度を修正する速度修正処理を行い、ドップラー情報を使用して速度を予定速度に復帰する処理である速度復帰処理を行う。 As shown in FIG. 20, in this embodiment, the autonomous control device 32 performs a speed correction process to correct the speed by referring to the acceleration sensor output, and uses Doppler information to restore the speed to the scheduled speed. A speed recovery process is performed.

第四の実施形態においては、第一の実施形態乃至第三の実施形態における構成に加えて、記憶部52(図4参照)に、さらに、速度修正プログラム、及び、速度復帰プログラムを格納している。CPU50と速度修正プログラムは、速度修正手段の一例である。CPU50と速度復帰プログラムは、速度復帰手段の一例である。自律制御装置32を構成する加速度センサーは、機首方向における速度の変化も測定する。加速度センサーは、ドップラー情報の取得間隔よりも短い時間間隔において、速度の変化を測定する。 In the fourth embodiment, in addition to the configurations in the first to third embodiments, the storage unit 52 (see FIG. 4) further stores a speed correction program and a speed recovery program. There is. The CPU 50 and the speed correction program are an example of speed correction means. The CPU 50 and the speed return program are an example of speed return means. The acceleration sensor forming the autonomous control device 32 also measures changes in speed in the nose direction. The acceleration sensor measures changes in velocity at time intervals shorter than the Doppler information acquisition interval.

無人機1は、速度修正プログラムによって、上記の速度の変化を減殺するように速度を修正する。この速度の修正が上述の「速度修正処理」である。 The unmanned aircraft 1 corrects its speed using the speed correction program so as to reduce the above-mentioned change in speed. This speed correction is the above-mentioned "speed correction process."

無人機1は、速度復帰プログラムによって、ドップラー情報に基づいて、無人機1の移動速度を算出し、移動速度が予定速度と一致するように速度を調整する。この速度の調整が上述の「速度復帰処理」である。航法衛星202A等の軌道は既知であるから、ドップラー情報によって、無人機1の進行速度を算出することができる。速度修正処理と速度復帰処理のタイミング一致する場合には、速度復帰処理を優先する。 The unmanned aircraft 1 calculates the moving speed of the unmanned aircraft 1 based on the Doppler information using the speed recovery program, and adjusts the speed so that the moving speed matches the scheduled speed. This speed adjustment is the above-mentioned "speed recovery process." Since the orbits of the navigation satellites 202A and the like are known, the traveling speed of the unmanned aircraft 1 can be calculated using Doppler information. If the timings of the speed correction process and speed recovery process match, priority is given to the speed recovery process.

以下、図21を参照して、無人機1における進行速度の制御について説明する。無人機1の予定速度は、速度V1であるとする。無人機1は、衛星測位部56によって、時刻t0、t1、t2、t3というように、所定の時間間隔(例えば、毎秒1回)において、測位結果を出力する。また、無人機1は、時刻t0、t0.25、t0.5、t0.75というように、所定の時間間隔において(例えば、毎秒4回)、機首方向の変化及び速度の変化を測定する。無人機1は、機首方向の速度の変化を測定し、予定速度との乖離が生じている場合には、速度修正処理を実施する。速度修正処理は、所定の基準速度だけ実施される。基準速度は、例えば、1メートル毎秒の増減(meter/second)である。 Hereinafter, with reference to FIG. 21, control of the traveling speed of the unmanned aircraft 1 will be described. It is assumed that the scheduled speed of the unmanned aircraft 1 is speed V1. The unmanned aerial vehicle 1 outputs positioning results by the satellite positioning unit 56 at predetermined time intervals (for example, once every second) such as times t0, t1, t2, and t3. Additionally, the unmanned aircraft 1 measures changes in the nose direction and speed at predetermined time intervals (for example, 4 times per second) such as times t0, t0.25, t0.5, and t0.75. . The unmanned aircraft 1 measures changes in speed in the nose direction, and performs speed correction processing if there is a deviation from the scheduled speed. The speed correction process is performed only at a predetermined reference speed. The reference speed is, for example, an increase/decrease of 1 meter/second.

そして、無人機1は、時刻t0.75、t1.5、t2.25というように所定の時間間隔(例えば、0.75秒ごと)において、ドップラー情報に基づいて、速度復帰処理を実施する。速度修正処理を実施しても、予定速度と実際の速度との間に乖離が存在する場合には、速度復帰処理によってその乖離を消滅させる。 Then, the unmanned aircraft 1 performs speed recovery processing based on the Doppler information at predetermined time intervals (for example, every 0.75 seconds) such as times t0.75, t1.5, and t2.25. Even if the speed correction process is performed, if a discrepancy exists between the planned speed and the actual speed, the discrepancy is eliminated by the speed restoration process.

次に、図22の概略フローチャートを参照して、無人機1の速度の調整について説明する。速度の調整は、進行方向の調整と並行して実施される。無人機1は、速度変化を測定すると(図22のステップST301)、速度修正処理を実施する(ステップST302)。無人機1は、ドップラー情報を取得し(ステップST303)、予定速度と乖離していると判断すると(ステップST304)、速度復帰処理を実施する(ステップST305)。速度修正処理と速度復帰処理のタイミングが一致した場合には、速度復帰処理を優先する。また、速度修正処理または速度復帰処理と、進行方向の調整のタイミングが一致した場合には、進行方向の調整を優先する。 Next, adjustment of the speed of the unmanned aircraft 1 will be described with reference to the schematic flowchart of FIG. 22. The speed adjustment is performed in parallel with the direction of travel adjustment. When the unmanned aircraft 1 measures the speed change (step ST301 in FIG. 22), it performs speed correction processing (step ST302). The unmanned aircraft 1 acquires the Doppler information (step ST303), and when determining that the speed deviates from the planned speed (step ST304), performs speed recovery processing (step ST305). If the timings of the speed correction process and speed recovery process match, priority is given to the speed recovery process. Furthermore, if the speed correction processing or speed restoration processing and the timing of the adjustment of the traveling direction coincide, priority is given to the adjustment of the traveling direction.

<第五の実施形態>
次に、図23を参照して、第五の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態乃至第四の実施形態と共通する事項については説明を省略し、第一の実施形態乃至第四の実施形態と異なる部分を中心に説明する。第五の実施形態においては、進行方向及び速度について、畑を耕すなどの作業を優先する。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. 23. Note that descriptions of matters common to the first to fourth embodiments will be omitted, and the description will focus on parts that are different from the first to fourth embodiments. In the fifth embodiment, work such as plowing a field is prioritized in terms of direction and speed.

第五の実施形態においては、第一の実施形態乃至第四の実施形態における構成に加えて、記憶部52(図4参照)に、さらに、優先プログラムを格納している。CPU50と優先プログラムは、優先手段の一例である。 In the fifth embodiment, in addition to the configurations in the first to fourth embodiments, a priority program is further stored in the storage unit 52 (see FIG. 4). The CPU 50 and the priority program are examples of priority means.

無人機1は、優先プログラムによって、無人機1が実施する作業制御する作業制御部62から、無人機1の移動に関する信号を受信した場合には、予定経路と実際の進行経路との乖離を小さくするための制御よりも、作業制御部62からの信号を優先して制御するように構成されている。作業制御部62は、作業制御手段の一例である。作業制御部62を作業モジュールとも呼ぶ。すなわち、方向や動きの変化を測定しても、それが、作業モジュールからの信号によるものであれば、第一修正処理等による進行方向の調整を実施しない。 When the unmanned aerial vehicle 1 receives a signal related to the movement of the unmanned aerial vehicle 1 from the work control unit 62 that controls the work carried out by the unmanned aerial vehicle 1 according to the priority program, the unmanned aerial vehicle 1 reduces the deviation between the planned route and the actual traveling route. The configuration is such that the signal from the work control unit 62 is given priority over the control to perform the work. The work control unit 62 is an example of work control means. The work control unit 62 is also called a work module. That is, even if a change in direction or movement is measured, if the change is due to a signal from the work module, the direction of movement is not adjusted by the first correction process or the like.

次に、図23の概略フローチャートを参照して、無人機1の制御について説明する。図23のフローチャートは、第二の実施形態に優先プログラムを適用した例である。自律制御装置32は、作業モジュールからの信号を取得していれば(ステップST401)、作業モジュールからの信号を優先する(ステップST402)。これに対して、自律制御装置32は、作業モジュールからの信号を取得していなければ(ステップST401)、ステップST31以下の処理を実施する。 Next, control of the unmanned aircraft 1 will be described with reference to the schematic flowchart of FIG. 23. The flowchart in FIG. 23 is an example in which the priority program is applied to the second embodiment. If the autonomous control device 32 has acquired the signal from the work module (step ST401), it gives priority to the signal from the work module (step ST402). On the other hand, if the autonomous control device 32 has not acquired the signal from the work module (step ST401), it executes the processes from step ST31 onwards.

なお、本実施形態とは異なり、第一修正処理、第二修正処理または第三修正処理は実施せず、復帰処理と優先処理を組み合わせて構成してもよい。 Note that, unlike this embodiment, the first modification process, the second modification process, or the third modification process may not be performed, and the configuration may be configured by combining the restoration process and the priority process.

<第六の実施形態>
次に、図24乃至図26を参照して、第六の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態乃至第五の実施形態と共通する事項については説明を省略し、第一の実施形態乃至第五の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Sixth embodiment>
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 24 to 26. Note that descriptions of matters common to the first to fifth embodiments will be omitted, and the description will focus on parts that are different from the first to fifth embodiments.

図24に示すように、本実施形態においては、自律制御装置32は、復帰処理による調整の大きさに基づいて、第一修正処理A,第一修正処理B及び第二修正処理による修正の大きさを補正する。復帰処理による調整の大きさ(調整量)が最も小さくなるように、基準量A、基準量B及び第二基準量を増減する。基準量A、基準量B及び第二基準量の最初の設定は、予定経路からの乖離を回復しないと想定される量として規定されている。最初の設定は、例えば、無人機1の進行方向の修正について、復帰処理のみを実施したときの調整量よりも小さい量である。このため、基本的に、基準量A、基準量B及び第二基準量を増加することで、調整量は小さくなる。調整量が少ないほど、無人機1の実際の進行経路が予定経路A1と一致する程度が大きい。 As shown in FIG. 24, in this embodiment, the autonomous control device 32 determines the magnitude of the corrections made by the first correction process A, the first correction process B, and the second correction process based on the size of the adjustment made by the return process. Correct the The reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount are increased or decreased so that the magnitude of adjustment (adjustment amount) due to the return process is minimized. The initial settings of the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount are defined as amounts that are assumed not to recover the deviation from the planned route. The initial setting is, for example, an amount smaller than the adjustment amount when only the return process is performed regarding the correction of the traveling direction of the unmanned aircraft 1. Therefore, basically, by increasing the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount, the adjustment amount becomes smaller. The smaller the amount of adjustment, the greater the extent to which the actual traveling route of the unmanned aircraft 1 matches the planned route A1.

第六の実施形態においては、第一の実施形態乃至第五の実施形態における構成に加えて、記憶部52(図4参照)に、補正プログラムを格納している。CPU50と補正プログラムは、補正手段の一例である。 In the sixth embodiment, in addition to the configurations in the first to fifth embodiments, a correction program is stored in the storage unit 52 (see FIG. 4). The CPU 50 and the correction program are an example of correction means.

無人機1は、補正プログラムによって、復帰処理における調整の大きさ(調整量)に基づいて、第一修正手段及び第二修正手段による機首方向の修正の大きさを補正する。上述のように、第一修正処理によって、所定の基準量だけ、機首方向を修正する。第二修正処理によって、所定の第二基準量だけ、機首方向を修正する。ここで、第一基準量等は適切とは限らない。この点、無人機1は、補正プログラムによって、第一基準量及び第二基準量を増減する補正を行い、復帰処理による調整量を最小化する。無人機1は、第一修正処理については、第一修正処理Aと第二修正処理Bについて、別々に基準量を補正する。 The unmanned aircraft 1 corrects the magnitude of the correction in the nose direction by the first correction means and the second correction means based on the magnitude of adjustment (adjustment amount) in the return process using the correction program. As described above, the first correction process corrects the nose direction by a predetermined reference amount. The second correction process corrects the nose direction by a predetermined second reference amount. Here, the first reference amount etc. is not necessarily appropriate. In this regard, the unmanned aircraft 1 performs correction to increase or decrease the first reference amount and the second reference amount using the correction program, thereby minimizing the adjustment amount due to the return process. Regarding the first correction process, the unmanned aircraft 1 corrects the reference amount separately for the first correction process A and the second correction process B.

図25を参照して、第一修正処理Aの補正について説明する。例えば、図25に示すように、時刻t0.25において、ジャイロセンサーによって矢印B1に示す機首方向の変化を測定したとする。第一修正処理Aの基準量Aが過少であると、矢印B2Aに示すように、機首方向の修正が過少となる。この結果、復帰処理による調整量が大きくなる。このことは、第一修正処理B及び第二修正処理についても同様である。 With reference to FIG. 25, the correction in the first correction process A will be described. For example, as shown in FIG. 25, assume that the gyro sensor measures a change in the nose direction indicated by arrow B1 at time t0.25. If the reference amount A of the first correction process A is too small, the correction in the nose direction will be too small, as shown by arrow B2A. As a result, the amount of adjustment due to the return process increases. This also applies to the first correction process B and the second correction process.

この点、自律制御装置32は、基準量A、基準量B及び第二基準量のそれぞれを増減し、調整量が最も小さくするように補正する。基準量A、基準量B及び第二基準量の補正において、調整量が最も小さくなったときの基準量A、基準量B及び第二基準量を「最適値」と呼ぶ。最適値は、基準量A、基準量B及び第二基準量と調整量を対応させてグラフ化した場合において、調整量が極小値を示すときの基準量A、基準量B及び第二基準量である。 In this regard, the autonomous control device 32 increases or decreases each of the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount, and makes corrections so that the adjustment amount is the smallest. In the correction of the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount, the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount when the adjustment amounts are the smallest are called "optimal values." The optimal value is the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount when the adjustment amount shows the minimum value when the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount are graphed in correspondence with the adjustment amount. It is.

例えば、図26に示すように、時刻t2乃至時刻t5において、基準量Aを補正する。時刻t1乃至時刻t5は、それぞれ、復帰処理が実施されるタイミングである。復帰処理によって調整量が判明するから、次回の復帰処理において、補正後の基準量Aを適用する。 For example, as shown in FIG. 26, the reference amount A is corrected from time t2 to time t5. Time t1 to time t5 are the timings at which the return process is executed. Since the adjustment amount is determined by the return process, the corrected reference amount A is applied in the next return process.

図26の例において、時刻t1における調整量は0.3秒(second)である。時刻t2において、基準量Aを増加することによって、調整量は減少する。基準量Aが、1度の角度変化を0.05秒継続するというものであれば、基準量Aを増加し、例えば、1度の角度変化を0.06秒継続するというものに補正する。時刻t3及びt4においても、同様の割合で基準量Aを増加した結果、調整量が減少したとする。しかし、時刻t5においては、基準量Aを増加した結果、かえって調整量が増加している。これは、時刻t4における基準量Aが最適値であったことを意味する。したがって、自律制御装置32は、基準量Aとして、時刻t4のときの条件に設定する。 In the example of FIG. 26, the adjustment amount at time t1 is 0.3 seconds. At time t2, by increasing the reference amount A, the adjustment amount is decreased. If the reference amount A is such that a 1 degree angle change continues for 0.05 seconds, the reference amount A is increased and corrected to, for example, a 1 degree angle change continues for 0.06 seconds. Assume that the adjustment amount decreases as a result of increasing the reference amount A at the same rate at times t3 and t4. However, at time t5, as a result of increasing the reference amount A, the adjustment amount actually increases. This means that the reference amount A at time t4 was the optimal value. Therefore, the autonomous control device 32 sets the reference amount A to the condition at time t4.

続いて、基準量Bが、1度の角度変化を0.05秒継続するというものであれば、時刻t6において、基準量Bを増加し、例えば、1度の角度変化を0.06秒継続するというものに補正する。時刻t7乃至t9においても、同様の割合で基準量Bを増加した結果、調整量が減少したとする。しかし、時刻t10においては、基準量Bを増加した結果、かえって調整量が増加している。これは、時刻t9における基準量Bが最適値であったことを意味する。したがって、自律制御装置32は、基準量Bとして、時刻t9のときの条件に設定する。 Subsequently, if the reference amount B is such that the angle change of 1 degree continues for 0.05 seconds, the reference amount B is increased at time t6, and for example, the angle change of 1 degree continues for 0.06 seconds. Correct it so that it does. Assume that the adjustment amount decreases as a result of increasing the reference amount B at the same rate from time t7 to time t9. However, at time t10, as a result of increasing the reference amount B, the adjustment amount actually increases. This means that the reference amount B at time t9 was the optimal value. Therefore, the autonomous control device 32 sets the reference amount B to the condition at time t9.

続いて、第二基準量が、1.5度の角度変化を0.05秒継続するというものであれば、時刻t11において、第二基準量を増加し、例えば、1.5度の角度変化を0.06秒継続するというものに補正する。時刻t12乃至t14においても、同様の割合で第二基準量を増加した結果、調整量が減少したとする。しかし、時刻t15においては、第二基準量を増加した結果、かえって調整量が増加している。これは、時刻t14における第二基準量が最適値であったことを意味する。したがって、自律制御装置32は、第二基準量として、時刻t14のときの条件に設定する。 Subsequently, if the second reference amount is such that the angle change of 1.5 degrees continues for 0.05 seconds, the second reference amount is increased at time t11, and for example, the angle change of 1.5 degrees is increased. is corrected to last for 0.06 seconds. Assume that the adjustment amount decreases as a result of increasing the second reference amount at the same rate from time t12 to t14. However, at time t15, as a result of increasing the second reference amount, the adjustment amount actually increases. This means that the second reference amount at time t14 was the optimal value. Therefore, the autonomous control device 32 sets the second reference amount to the condition at time t14.

上記のように、基準量A、基準量B及び第二基準量という複数の基準量について、それぞれ最適値に設定することによって、調整量を最小化することができる。これは、第一修正処理A、第一修正処理B及び第二修正処理が、それぞれ、ジャイロセンサー、加速度センサー、電子コンパスという異なるセンサーからの出力に基づく修正処理であることによる。 As described above, the adjustment amount can be minimized by setting each of the plurality of reference quantities, ie, the reference quantity A, the reference quantity B, and the second reference quantity, to optimal values. This is because the first correction process A, the first correction process B, and the second correction process are correction processes based on outputs from different sensors such as a gyro sensor, an acceleration sensor, and an electronic compass, respectively.

なお、基準量A、基準量B及び第二基準量の補正は、本実施形態においては、時間の増加によって行ったが、これとは異なり、角度の増加によって行ってもよい。あるいは、時間の増加と角度の増加の双方を実施してもよい。 Note that in the present embodiment, the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount are corrected by increasing the time, but different from this, they may be corrected by increasing the angle. Alternatively, both an increase in time and an increase in angle may be implemented.

上述のように、基本的に、基準量A、基準量B及び第二基準量を増加することで、調整量は小さくなるのであるが、無人機1が走行する場所の実際の状況によっては、基準量A等を増加することによって、かえって調整量が増加する場合もある。この点、自律制御装置32は、基準量の増減のいずれが適切かを判断する。例えば、図28に示すように、時刻t2において、基準量Aを増加することによって、調整量が増加したとする。これは、基準量Aの補正として、基準量Aの増加が不適切であることを意味する。この場合、自律制御装置32は、時刻t3においては、基準量Aを減少し、例えば、1度の角度変化を0.04秒継続するというものに補正する。t4においても、同様の割合で基準量Aを減少した結果、調整量が減少したとする。しかし、時刻t5においては、基準量Aを減少した結果、かえって調整量が増加している。これは、時刻t4における基準量Aが最適値であったことを意味する。したがって、自律制御装置32は、基準量Aとして、時刻t4のときの条件に設定する。なお、基準量Aを増加した場合と減少した場合の双方において、調整量が増加した場合は、現時点の基準量Aが最適値であるから、自律制御装置32は現時点の基準量Aを維持する。基準量A及び第二基準量についても同様である。 As mentioned above, basically, by increasing the reference amount A, the reference amount B, and the second reference amount, the adjustment amount becomes smaller, but depending on the actual situation of the place where the unmanned aircraft 1 travels, Increasing the reference amount A or the like may actually increase the adjustment amount. In this regard, the autonomous control device 32 determines whether increasing or decreasing the reference amount is appropriate. For example, as shown in FIG. 28, assume that the adjustment amount is increased by increasing the reference amount A at time t2. This means that increasing the reference amount A is inappropriate as a correction for the reference amount A. In this case, the autonomous control device 32 decreases the reference amount A at time t3, and corrects it so that, for example, a 1 degree angle change continues for 0.04 seconds. Assume that at t4, as a result of reducing the reference amount A at the same rate, the adjustment amount is reduced. However, at time t5, as a result of decreasing the reference amount A, the adjustment amount actually increases. This means that the reference amount A at time t4 was the optimal value. Therefore, the autonomous control device 32 sets the reference amount A to the condition at time t4. Note that in both cases where the reference amount A is increased and decreased, if the adjustment amount increases, the current reference amount A is the optimal value, so the autonomous control device 32 maintains the current reference amount A. . The same applies to the reference amount A and the second reference amount.

以下、図28のフローチャートを参照して、基準量の補正処理について説明する。なお、基準量の補正処理は、無人機1の機首方向の修正処理を平行して、適宜のタイミングで実施される。自律制御装置32は、第一修正処理Aの基準量Aを増減し(図28のステップST501)、基準量Aが最適値であると判断すると(ステップST502)、その基準量Aを維持する。続いて、自律制御装置32は、第一修正処理Bの基準量Bを増減し(ステップST503)、基準量Bが最適値であると判断すると(ステップST504)、その基準量Bを維持する。続いて、自律制御装置32は、第二修正処理の第二基準量を増減し(ステップST505)、第二基準量が最適値であると判断すると(ステップST506)、その第二基準量を維持する。自律制御装置32は、終了条件を満たすと判断すると(ステップST507)、終了する。自律制御装置32は、終了条件を満たさないと判断すると(ステップST507)、ステップST501乃至ステップST506の処理を繰り返す。 Hereinafter, reference amount correction processing will be described with reference to the flowchart of FIG. 28. Note that the reference amount correction processing is performed at an appropriate timing in parallel with the correction processing of the nose direction of the unmanned aircraft 1. The autonomous control device 32 increases or decreases the reference amount A of the first correction process A (step ST501 in FIG. 28), and when determining that the reference amount A is the optimal value (step ST502), maintains the reference amount A. Subsequently, the autonomous control device 32 increases or decreases the reference amount B of the first correction process B (step ST503), and when determining that the reference amount B is the optimal value (step ST504), maintains the reference amount B. Subsequently, the autonomous control device 32 increases or decreases the second reference amount in the second correction process (step ST505), and when determining that the second reference amount is the optimal value (step ST506), maintains the second reference amount. do. When the autonomous control device 32 determines that the termination condition is satisfied (step ST507), the autonomous control device 32 terminates. When the autonomous control device 32 determines that the termination condition is not satisfied (step ST507), it repeats the processing from step ST501 to step ST506.

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention includes modifications, improvements, etc. within the range that can achieve the object of the present invention.

1 トラクター(無人機)
10 車両本体
12 アンテナ
14 アンテナ
16 カメラ
18L,18R 前輪
20 ステアリングシステム
22L,22R 後輪
24 シャフト
26 エンジン
28 トランスミッション
30 ロータリ
32 自律制御装置
202A,202B,202C,202D 航法衛星
1 Tractor (drone)
10 Vehicle body 12 Antenna 14 Antenna 16 Cameras 18L, 18R Front wheels 20 Steering systems 22L, 22R Rear wheels 24 Shaft 26 Engine 28 Transmission 30 Rotary 32 Autonomous control device 202A, 202B, 202C, 202D Navigation satellite

Claims (8)

自律移動可能な移動装置を制御するための自律制御装置であって、
航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位する測位手段と、
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の機首方向の変化を測定する方向変化測定手段と、
前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第一修正手段と、
前記測位手段による測位結果に基づいて、前記移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整する復帰手段と、
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の進行方向と直交する方向における前記移動装置の移動速度の変化を測定する速度変化測定手段と、を有し、
前記第一修正手段は、前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化、及び、前記速度変化測定手段によって測定した前記移動速度の変化による移動位置の変化を減殺するように、前記移動装置の前記機首方向を修正するように構成されている、
自律制御装置。
An autonomous control device for controlling a mobile device capable of autonomous movement,
a positioning means for positioning the current position using positioning radio waves from a navigation satellite;
Direction change measuring means for measuring a change in the nose direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means;
first correction means for correcting the nose direction of the moving device so as to reduce the change in the nose direction measured by the direction change measurement means;
a return means that adjusts the moving device to move in a planned direction on a planned route based on the positioning result by the positioning device;
Speed change measuring means for measuring a change in the moving speed of the mobile device in a direction perpendicular to the traveling direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of the positioning result by the positioning means,
The first correction means adjusts the movement so as to reduce the change in the moving position due to the change in the nose direction measured by the direction change measuring means and the change in the moving speed measured by the speed change measuring means. configured to correct the nose heading of the device;
Autonomous control device.
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、地磁気の方向との相対的な関係において前移動装置の前記機首方向を測定する相対方向測定手段と、
前記地磁気の方向との相対的な関係において規定される前記予定方向と、前記相対方向測定手段によって測定した前記機首方向の相違を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第二修正手段と、
を有する請求項1に記載の自律制御装置。
Relative direction measuring means for measuring the nose direction of the forward moving device in relation to the direction of geomagnetism at time intervals shorter than output intervals of positioning results by the positioning means;
correcting the nose direction of the moving device so as to reduce the difference between the planned direction defined in a relative relationship with the direction of the earth's magnetic field and the nose direction measured by the relative direction measuring means; two corrective means;
The autonomous control device according to claim 1, having:
前記航法衛星と前記移動装置との相対的な移動によって生じる前記測位用電波のドップラー効果を示すドップラー情報に基づいて、前記移動装置の機首方向を算出する機首方向算出手段と、
前記機首方向算出手段によって算出した機首方向と、前記予定方向との乖離を算出する方向乖離算出手段と、
前記方向乖離算出手段によって算出した前記乖離を減殺するように前記移動装置の機首方向を修正する第三修正手段と、
を有する請求項2に記載の自律制御装置。
nose direction calculation means for calculating the nose direction of the mobile device based on Doppler information indicating a Doppler effect of the positioning radio waves caused by relative movement between the navigation satellite and the mobile device;
directional deviation calculation means for calculating a deviation between the nose direction calculated by the nose direction calculation means and the planned direction;
third correction means for correcting the nose direction of the moving device so as to reduce the deviation calculated by the direction deviation calculation means;
The autonomous control device according to claim 2, having:
前記速度変化測定手段は、さらに、ドップラー情報の取得間隔よりも短い時間間隔において、前記予定方向における速度の変化を測定するように構成されており、さらに、
前記速度変化測定手段によって測定した前記速度の変化を減殺するように前記移動装置の速度を修正する速度修正手段と、
前記ドップラー情報に基づいて、前記移動装置の移動速度を算出し、前記移動装置の移動速度が予定速度と一致するように速度を調整する速度復帰手段と、
を有する請求項1に記載の自律制御装置。
The speed change measuring means is further configured to measure a change in speed in the scheduled direction at a time interval shorter than an acquisition interval of Doppler information, and further,
speed correction means for correcting the speed of the moving device so as to reduce the change in speed measured by the speed change measurement means;
a speed return unit that calculates a moving speed of the moving device based on the Doppler information and adjusts the speed so that the moving speed of the moving device matches a scheduled speed;
The autonomous control device according to claim 1, having:
前記移動装置が実施する作業を制御する作業制御手段から前記移動装置の移動に関する信号を受信した場合には、前記作業制御手段からの信号を優先する優先手段を有する、
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の自律制御装置。
comprising priority means for prioritizing the signal from the work control means when a signal regarding movement of the mobile device is received from a work control means for controlling work performed by the mobile device;
An autonomous control device according to any one of claims 1 to 4.
前記復帰手段による調整の大きさに基づいて、前記第一修正手段及び/または前記第二修正手段による前記機首方向の修正の大きさを補正する補正手段を有する、
請求項2に記載の自律制御装置。
comprising a correction means for correcting the magnitude of the correction of the nose direction by the first correction means and/or the second correction means, based on the magnitude of the adjustment by the return means;
The autonomous control device according to claim 2.
航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位する測位手段を有し、
自律移動可能な移動装置を制御するための自律制御装置による制御方法であって、
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の機首方向の変化を測定する方向変化測定ステップと、
前記方向変化測定ステップにおいて測定した前記機首方向の変化を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第一修正ステップと、
前記測位手段による測位結果に基づいて、前記移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整する復帰ステップと、
を有し、さらに、
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の進行方向と直交する方向における前記移動装置の移動速度の変化を測定する速度変化測定ステップを実施し、
前記第一修正ステップにおいて、前記方向変化測定ステップにおいて測定した前記機首方向の変化、及び、前記速度変化測定ステップにおいて測定した前記移動速度の変化による移動位置の変化を減殺するように、前記移動装置の前記機首方向を修正する処理を実施する制御方法。
It has a positioning means that uses positioning radio waves from a navigation satellite to determine the current position,
A control method using an autonomous control device for controlling a mobile device capable of autonomous movement, the method comprising:
a direction change measuring step of measuring a change in the nose direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means;
a first correction step of correcting the nose direction of the moving device so as to reduce the change in the nose direction measured in the direction change measuring step;
a return step of adjusting the mobile device to move in a scheduled direction on a scheduled route based on the positioning result by the positioning means;
has, and furthermore,
implementing a speed change measuring step of measuring a change in the moving speed of the mobile device in a direction orthogonal to the traveling direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means;
In the first correction step, the movement is performed so as to reduce the change in the moving position due to the change in the nose direction measured in the direction change measuring step and the change in the moving speed measured in the speed change measuring step. A control method for implementing processing for correcting the nose direction of a device .
自律移動可能な移動装置を制御するための自律制御装置を制御するコンピュータを、
航法衛星からの測位用電波を使用して現在位置を測位する測位手段、
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の機首方向の変化を測定する方向変化測定手段、
前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化を減殺するように前記移動装置の前記機首方向を修正する第一修正手段、及び、
前記測位手段による測位結果に基づいて、前記移動装置が予定経路上を予定方向に移動するように調整する復帰手段、
として機能させ、さらに、
前記コンピュータを、
前記測位手段による測位結果の出力間隔よりも短い時間間隔において、前記移動装置の進行方向と直交する方向における前記移動装置の移動速度の変化を測定する速度変化測定手段として機能させ、
前記第一修正手段は、前記方向変化測定手段によって測定した前記機首方向の変化、及び、前記速度変化測定手段によって測定した前記移動速度の変化による移動位置の変化を減殺するように、前記移動装置の前記機首方向を修正する、
自律制御プログラム。
A computer that controls an autonomous control device for controlling an autonomously movable mobile device,
a positioning means that uses positioning radio waves from a navigation satellite to determine the current position;
direction change measuring means for measuring a change in the nose direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means;
first correction means for correcting the nose direction of the moving device so as to reduce the change in the nose direction measured by the direction change measurement means; and
return means for adjusting the mobile device to move in a planned direction on a planned route based on the positioning result by the positioning device;
function as , and furthermore,
The computer,
functioning as a speed change measuring means for measuring a change in the moving speed of the mobile device in a direction perpendicular to the traveling direction of the mobile device at a time interval shorter than an output interval of positioning results by the positioning means;
The first correction means adjusts the movement so as to reduce the change in the moving position due to the change in the nose direction measured by the direction change measuring means and the change in the moving speed measured by the speed change measuring means. correcting the nose direction of the device;
Autonomous control program.
JP2019130504A 2019-07-12 2019-07-12 Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program Active JP7368966B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019130504A JP7368966B2 (en) 2019-07-12 2019-07-12 Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019130504A JP7368966B2 (en) 2019-07-12 2019-07-12 Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021015517A JP2021015517A (en) 2021-02-12
JP7368966B2 true JP7368966B2 (en) 2023-10-25

Family

ID=74531665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019130504A Active JP7368966B2 (en) 2019-07-12 2019-07-12 Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7368966B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117916683A (en) * 2021-09-09 2024-04-19 村田机械株式会社 Traveling vehicle system and traveling vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018163507A (en) 2017-03-24 2018-10-18 ヤンマー株式会社 Autonomous running system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3200554B2 (en) * 1995-11-27 2001-08-20 株式会社農作物生育管理システム研究所 Work management system for work vehicles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018163507A (en) 2017-03-24 2018-10-18 ヤンマー株式会社 Autonomous running system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021015517A (en) 2021-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017339857B2 (en) Using optical sensors to resolve vehicle heading issues
CA2730403C (en) Combined gnss and gyroscope control system and method
US20210025713A1 (en) Lane line positioning method and apparatus, and storage medium thereof
US9574881B2 (en) Method and system for controlling antenna of mobile communication application system based on double quaternions in MEMS inertial navigation
US8140223B2 (en) Multiple-antenna GNSS control system and method
US7400956B1 (en) Satellite position and heading sensor for vehicle steering control
CN101846734A (en) Agricultural machinery navigation and position method and system and agricultural machinery industrial personal computer
CN113670334B (en) Initial alignment method and device for aerocar
KR102037129B1 (en) Apparatus and Method for Compensating Position of Vehicle, System for Compensating Position of Vehicle and Unmanned Vehicle Using the Same
US20210165388A1 (en) Gimbal rotation control method and apparatus, control device, and movable platform
JP7368966B2 (en) Autonomous control device, autonomous control method, autonomous control program
JP7418196B2 (en) Travel trajectory estimation method and travel trajectory estimation device
EP4015993B1 (en) Aircraft sensor system synchronization
KR102660497B1 (en) System for positioning location information of car
WO2005119290A1 (en) Satellite position and heading sensor for vehicle steering control
CN105137468A (en) Photoelectric type automobile continuous navigation data acquiring device and method in GPS blind area environment
JP6363462B2 (en) Autonomous traveling device
KR100915121B1 (en) Unmanned vehicle using dgnss and guiding method
JP2022073251A (en) Autonomous control device, autonomous control method, and autonomous control program
JP7352908B2 (en) System, method, program, and storage medium storing the program for correcting the estimated position of an unmanned aircraft
CN102818570B (en) Method for Mars acquisition by using SINS/image matching combination navigation
KR20170091199A (en) Apparatus and method of controlling self-driving car using inertial navigation system and global positioning system
CN110906941A (en) Construction method and system of automatic driving map for long-distance tunnel
JP2018147518A (en) Autonomous travelling device
KR100575108B1 (en) Method of Docking Multiple Spacecrafts Using Vision Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20200703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220706

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230530

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230908

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7368966

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150