JPH05201391A - 無人ヘリコプタ用飛行制御装置 - Google Patents

無人ヘリコプタ用飛行制御装置

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JPH05201391A
JPH05201391A JP4030292A JP4030292A JPH05201391A JP H05201391 A JPH05201391 A JP H05201391A JP 4030292 A JP4030292 A JP 4030292A JP 4030292 A JP4030292 A JP 4030292A JP H05201391 A JPH05201391 A JP H05201391A
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flight control
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Koichi Yokota
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠隔操縦用送信機のスティックから手を離さ
なくても必要なときには姿勢や方位の保持機能が自動的
に解除される無人ヘリコプタ用飛行制御装置の提供。 【構成】 機体に搭載されている受信機から出力される
制御信号をモニターする。その制御信号の大きさ又は変
化率(レート)が規定のしきい幅を越えたときには保持
機能を自動的に解除する。 【効果】 遠隔操縦における操作性及び安全性が格段に
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は遠隔操縦方式無人ヘリ
コプタの飛行制御装置に関するもので、無人ヘリコプタ
の姿勢保持機能、方位保持機能、高度保持機能、エンジ
ン回転数保持機能等の切換えを、遠隔操縦者の使用する
送信機の操作量(入力量)及びそのレートをモニタし、
入力量及びレートによって切換えるタイミングを検出し
判断しながら、予め設定した切換条件で自動的に切換え
る装置である。
【0002】
【従来の技術】従来の無人ヘリコプタにおける遠隔操縦
システムでは、図11に示すように、慣性センサ7及び
高度センサ10を設け、その信号を飛行制御装置3にフ
ィードバックさせることで姿勢及び位置を安定化させて
いる。図13は従来の遠隔操縦システムの詳細な構成を
示す図である。この従来の遠隔操縦システムでは、遠隔
操縦者が機体の姿勢及び位置を変える場合は、送信機1
に設置されているモードスイッチ(図12のSW1〜S
W3)等をその都度手動で切変えて姿勢保持機能及び方
位保持機能、高度保持機能をOFFにし、その後に送信
機のスティック(図12の送信機についている操縦用の
棒。「stick」)を操作することによって行ってい
る。
【0003】また、従来の無人ヘリコプタの遠隔操縦シ
ステムにおける飛行制御装置では、エンジン等に回転セ
ンサを持たないため、エンジンの回転数が機体の制御に
伴って変動しても従来の飛行制御装置は何ら安定化の作
用を持たない構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
従来の無人ヘリコプタ用飛行制御装置は、各保持機能の
切換えをモードスイッチで行うことから、操縦者は一時
的にスティックから手を離さざるを得ず、この間には機
体の制御を行えないから非常に危険である。
【0005】一方、モードスイッチを切り忘れた場合は
各保持機能が働いた状態で機体を操縦することになるか
ら、従来の飛行制御装置ではフィードバックループが送
信機からの入力を相殺して機体の制御を妨げるように作
用するという欠点がある。
【0006】また、従来の無人ヘリコプタ用飛行制御装
置は、回転センサからの情報でフィードバックループを
備えていないため、エンジンの回転数が機体の制御に伴
って変動した場合も何ら安定化の作用を持たない。従っ
て、従来の飛行制御装置を搭載する無人ヘリコプタで
は、例えば高度保持を行った場合にはロータブレードの
ピッチ角を制御(コレクティブ制御)するためロータの
駆動トルクが変化することになりエンジンの回転数も不
安定となりかつ大きく変動する現象が起こる。ゆえに、
本発明の目的は、従来の欠点を除去し、機体操縦時にス
ティックから手を離すことなく各保持機能を切換えられ
るように改善し、かつエンジン回転数を一定に保つ機能
も持った無人ヘリコプタ用飛行制御装置を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明が提供する手段は、操縦機械系を制御するサ
ーボアクチュエータ及び電波で送られる操縦命令信号を
受信する受信機を備える無人ヘリコプタに搭載され、前
記受信機から出力される制御信号の情報を利用して駆動
信号を生成し、この駆動信号を前記アクチュエータに与
えるとともに、前記無人ヘリコプタの機体が風などの外
乱を受けたときに、前記駆動信号により前記サーボアク
チュエータを駆動して、前記外乱を受ける前の姿勢、ま
たは方位に該機体を戻す保持機能、及び前記外乱により
変化したエンジン回転数を一定に保持する機能を備える
飛行制御装置であって、前記制御信号の大きさが第1の
しきい値を超えている時間または前記制御信号の変化率
が第2のしきい値を超えている時間には前記保持機能を
解除して前記制御信号にそのまま対応して前記駆動信号
を生成することを特徴とする。
【0008】
【作用】図1は、本発明の飛行制御装置を備える無人ヘ
リコプタ用遠隔操縦システムの例である。このシステム
は、遠隔操縦者が制御信号を送る送信機1と、機体側の
受信機2と、飛行制御装置3と、サーボアクチュエータ
4と、コントロールリンケージ5と、無人ヘリコプタの
機体6と、慣性センサ7と、エンジン8と、回転センサ
9と、高度センサ10とから成る。その飛行制御装置3
は図4に示すように制御信号モニタ31と、補償回路3
2と、増幅回路33と、スイッチング回路34と、サン
プルホールド回路35とから成る。
【0009】上記のように構成されたこの発明の飛行制
御装置では、制御信号モニタ31が受信機2からの制御
信号(エレベータスティック信号、エルロンスティッ
ク信号、ラダースティック信号、スロットルスティック
信号等)を常時モニタし、予め設定したロジックにより
各保持機能をタイミング良く切換えるための信号(モー
ド保持ON/OFF信号、回転数保持ON/OFF信号
及びフェードイン/フェードアウト時定数制御信号等)
をスイッチング回路34及びサンプルホールド回路35
へ出力する。スイッチング回路34は、慣性センサ7又
は回転センサ9からのフィードバックループを、制御信
号モニタ31から出力されたフェードイン/フェードア
ウト時定数に応じて自動的にONにしたりOFFにした
りする。従って、本発明の飛行制御装置を備えることに
より、機体制御時にスティックから手を離してモードス
イッチをON/OFFする必要が無いうえフィードバッ
クループが機体の制御を妨げることが無くなる。また、
各保持モード切換わり時では従来の切換時に発生する不
用な応答及びギクシャクした運動等を無くすことができ
る。一方エンジン回転数については回転数保持機能が働
くことで自動的に回転数が一定に保たれるから、回転数
変動がもたらす機体の姿勢変化も無くすことができる。
【0010】
【実施例】次に実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明す
る。図1は本発明による飛行制御装置を備える遠隔操縦
システムの構成例を示す図である。送信機1は図2に示
すような外観をしており、遠隔操縦者は送信機1のステ
ィックを操作して機体を制御する。また送信機1は機体
の制御信号を電波で機体側の受信機2へ送る。受信機2
は受信した電波を復調して制御信号(エレベータステ
ィック信号、エルロンスティック信号、ラダースティッ
ク信号、コレクティブスティック信号、高度保持ON/
OFF信号(モードスイッチSW3)、ロットルスティ
ック信号等)を本発明の一実施例である飛行制御装置3
へ送る。
【0011】図4にその実施例の飛行制御装置を含む遠
隔操縦システムの詳細な構成をブロック図で示す。本飛
行制御装置3には制御信号モニタ31が設けられてお
り、高度保持ON/OFF信号(モードスイッチSW
3)を除く全ての制御信号の入力レート及び入力量を
常時モニタしている。従ってもし入力レートが規定のし
きい値を越えた場合及び入力量が規定のしきい幅を越え
た場合には図3の示すように各保持モードのモードスイ
ッチをOFFに切換えて各保持モードを解除する。一
方、制御信号の入力レート及び入力量が規定のしきい
幅を越えない場合は図3に示すようにモードスイッチが
ONの状態となり各保持機能が働く。
【0012】なお制御信号モニタ31は、姿勢保持及び
方位保持の各モードについては図5に示されるようなプ
ロセスで、また回転数保持の場合は図6に示されるよう
なプロセスで切換えを行う。従って、制御信号の状態
によって全ての保持機能が同時に働くことも可能とな
る。
【0013】以上に本飛行制御装置3のモード切換のメ
カニズムを述べたが、実際にこれが有効なことを方位保
持機能を例にとって説明する。
【0014】図7は飛行制御装置3の方位保持機能が働
いている時、遠隔操縦者が送信機1のスティックを操作
してラダースティック信号を入力し、制御信号モニタが
規定のしきい幅以上の入力量を検出した状態をモード切
換タイミングと合わせて示したものである。図7を見て
明らかなように、入力量がしきい幅を越えた時点で方位
保持機能がOFFとなり解除される。一方、機体はラダ
ースティック信号により、モードの解除に合わせて機首
方位角を変えはじめる。そしてラダースティック信号が
しきい幅より小さくなった時点で方位保持機能が働きは
じめ、機首方位角を一定に保持して止まる。以後は同様
のプロセスで切換が行われている。
【0015】図8は制御信号モニタ31から規定のしき
い値以上の入力レートを検出した状態をモード切換タイ
ミングと合わせて示したものである。図8ではラダース
ティック信号の入力レートが規定以上になった時点で方
位保持機能がOFFとなり解除される。また機体はラダ
ースティック信号によってモード解除に合わせて機首方
位角を変えはじめる。そしてラダースティック信号の入
力レートが規定のしきい値以下(図ではゼロ)になった
時点で方位保持機能が働きはじめ、機首方位角を一定に
保持して止まる。以後は同様のプロセスで切換が行われ
ている。
【0016】本飛行制御装置3における制御信号モニタ
31はまた、モード保持ON/OFF信号以外にフェー
ドイン/フェードアウト時定数制御信号も出力する。こ
のフェードイン/フェードアウト時定数は、各保持モー
ドが初めて切換わった時に発生する急激な信号の変化を
無くすためのもので、図10にその効果を示す。
【0017】図10ではフェードイン/フェードアウト
を行わない場合に比べて、モードが切換わった直後を始
点として、時定数の時間をかけて徐々にコマンド信号が
増加または減少してゆくよう制御信号モニタ31及びス
イッチング回路34からの信号のミキシングが調整さ
れ、急激な信号の変化がない。従ってこのフェードイン
/フェードアウト機能によって、従来の飛行制御装置に
起こりがちな保持モード切換時の機体の不用な応答、及
びギクシャクした運動等を無くすことが可能になり、機
体のよりスムーズな応答及び運動が実現できるようにな
る。なお、フェードイン/フェードアウト時定数を固定
することは必ずしも必要ではなく、例えば図9に示すよ
うに制御信号モニタ31で検出したスティック信号の入
力レート等によってスケジューリングを行ない、より最
適に時定数を選択しても良い。
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の飛行制御
装置では、図4に示すように、制御信号モニタ31を設
けることによって遠隔操縦者は送信機1のスティックか
ら手を離すことなく各保持機能を切換えることができる
ようになり、遠隔操縦時の操作性及び安全性を向上させ
る効果が得られる。
【0019】また機体制御においては、フィードバック
ループによる安定化の作用が送信機からの入力を相殺し
て機体制御を妨げないよう自動的に切換えが行われるか
ら、無人ヘリコプタの運動性が向上するという効果が得
られる。
【0020】一方エンジンに関しても、回転センサ9を
設け、フィードバックループを備えることで自動的にエ
ンジン回転数が一定に保たれる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による飛行制御装置が備えられている遠
隔操縦システムの構成例を示す図。
【図2】図1の遠隔操縦システムにおける送信機1を示
す斜視図。
【図3】本発明による飛行制御装置3の保持モード切換
タイミングチャート例を示す図。
【図4】本発明による飛行制御装置3を含む遠隔操縦シ
ステムの詳細な構成を示すブロック図。
【図5】姿勢保持モード及び方位保持モードにおける制
御信号モニタ31によるモード切換例を示すフローチャ
ート。
【図6】制御信号モニタ31による回転数保持モード切
換例を示すフローチャート。
【図7】制御信号モニタ31で入力量をモニタして機首
方位角を制御するときの方位保持モード切換タイミング
チャートの例を示す図。
【図8】制御信号モニタ31で入力レートをモニタして
機首方位角を制御するときの方位保持モード切換タイミ
ングチャートの例を示す図である。
【図9】本発明の実施例の飛行制御装置におけるフェー
ドイン/フェードアウト時定数スケジューリング例を示
す図。
【図10】本発明の実施例の飛行制御装置によるフェー
ドイン/フェードアウトの効果を示す図。
【図11】従来の遠隔操縦システムの構成例を示す図。
【図12】図2に示す本発明の実施例に対応して用いる
送信機とはモードスイッチの数が異なる従来の送信機を
示す斜視図。
【図13】保持モードON/OFFを図12のモードス
イッチで行う従来の飛行制御システムを詳細に示すブロ
ック図。
【図14】従来の飛行制御装置による方位保持切換タイ
ミングの例を示し、特に方位保持機能がONの場合ステ
ィックを操作しても機首方位角は変わらない様子及び、
外乱により機首方位角が変わっても方位保持機能により
自動的に一定値に減衰しながら収束する様子を示す図。
【符号の説明】
1 送信機 2 受信機 3 飛行制御装置 4 サーボアクチュエータ 5 コントロールリンケージ 6 機体 7 慣性センサ 8 エンジン 9 回転センサ 31 制御信号モニタ 32 補償回路 33 増幅回路 34 スイッチング回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操縦機械系を制御するサーボアクチュエ
    ータ及び電波で送られる操縦命令信号を受信する受信機
    を備える無人ヘリコプタに搭載され、前記受信機から出
    力される制御信号の情報を利用して駆動信号を生成し、
    この駆動信号を前記アクチュエータに与えるとともに、
    前記無人ヘリコプタの機体が風などの外乱を受けたとき
    に、前記駆動信号により前記サーボアクチュエータを駆
    動して、前記外乱を受ける前の姿勢、または方位に該機
    体を戻す保持機能、及び前記外乱により変化したエンジ
    ン回転数を一定に保持する機能を備える飛行制御装置に
    おいて、 前記制御信号の大きさが第1のしきい値を超えている時
    間または前記制御信号の変化率が第2のしきい値を超え
    ている時間には前記保持機能を解除して前記制御信号に
    そのまま対応して前記駆動信号を生成することを特徴と
    する無人ヘリコプタ用飛行制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008201183A (ja) * 2007-02-17 2008-09-04 Morioka Seiko Instruments Inc 姿勢制御装置
WO2011034236A1 (ko) * 2009-09-16 2011-03-24 건국대학교 산학협력단 컨트롤러의 자세 변화를 이용한 무인비행체 비행 제어 시스템 및 비행 제어 시스템의 운영방법
KR20190034755A (ko) * 2017-09-25 2019-04-03 주식회사 대한항공 소형 유인헬기의 무인화 조종계통 및 그 개조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228289A (en) * 1975-06-26 1977-03-03 Tull Aviation Corp Operating state data system
JPH01289798A (ja) * 1980-04-01 1989-11-21 United Technol Corp <Utc> 航空機の操縦システムにおける複数の制御入力を入力するための入力装置
JPH0281793A (ja) * 1988-09-17 1990-03-22 Tokyo Keiki Co Ltd 航行体の安定化装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228289A (en) * 1975-06-26 1977-03-03 Tull Aviation Corp Operating state data system
JPH01289798A (ja) * 1980-04-01 1989-11-21 United Technol Corp <Utc> 航空機の操縦システムにおける複数の制御入力を入力するための入力装置
JPH0281793A (ja) * 1988-09-17 1990-03-22 Tokyo Keiki Co Ltd 航行体の安定化装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008201183A (ja) * 2007-02-17 2008-09-04 Morioka Seiko Instruments Inc 姿勢制御装置
WO2011034236A1 (ko) * 2009-09-16 2011-03-24 건국대학교 산학협력단 컨트롤러의 자세 변화를 이용한 무인비행체 비행 제어 시스템 및 비행 제어 시스템의 운영방법
KR20190034755A (ko) * 2017-09-25 2019-04-03 주식회사 대한항공 소형 유인헬기의 무인화 조종계통 및 그 개조방법

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