JPH08324498A - Drone guidance and control system - Google Patents
Drone guidance and control systemInfo
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- JPH08324498A JPH08324498A JP7156869A JP15686995A JPH08324498A JP H08324498 A JPH08324498 A JP H08324498A JP 7156869 A JP7156869 A JP 7156869A JP 15686995 A JP15686995 A JP 15686995A JP H08324498 A JPH08324498 A JP H08324498A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、対空標的、無人偵察機
等を地上又は艦上などから無線によって遠隔操縦する無
人機誘導制御システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an unmanned aerial vehicle guidance control system for wirelessly remotely controlling an anti-aircraft target, an unmanned reconnaissance aircraft, etc. from the ground or on board a ship.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は従来の無人機誘導制御システムの
概略構成を示す図であり、図５は図４に示す無人機の構
成を示すブロック図である。図４及び図５に示す例は、
地上又は艦上に設けられた誘導制御局３０と、この誘導
制御局３０の誘導制御によって飛行する無人機４０とで
概略構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional unmanned aerial vehicle guidance control system, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the unmanned aerial vehicle shown in FIG. The example shown in FIG. 4 and FIG.
The guidance control station 30 provided on the ground or on the ship and the unmanned aerial vehicle 40 flying under the guidance control of the guidance control station 30 are roughly configured.
【０００３】誘導制御局３０には制御装置（管制装置）
３３と、この制御装置３３によって無人機４０と電波Ｗ
ａ，Ｗｂを通じてデータ送受信を行うためのパラボラ
（ビーム）型のアンテナ３２とが設けられている。無人
機４０には、図５に示すように、誘導制御局３０と電波
Ｗａ，Ｗｂを通じてデータ送受信を行うための無指向性
のアンテナ４１と、アンテナ４１を通じてデータを無線
送受信するための送受信機４２とが設けられている。The guidance control station 30 has a control device (control device).
33, the drone 40 and the radio wave W by the control device 33.
A parabolic (beam) type antenna 32 for transmitting and receiving data through a and Wb is provided. As shown in FIG. 5, the unmanned aerial vehicle 40 includes an omnidirectional antenna 41 for transmitting / receiving data to / from the guidance control station 30 via radio waves Wa and Wb, and a transceiver 42 for wirelessly transmitting / receiving data via the antenna 41. And are provided.
【０００４】また、姿勢を検出する姿勢センサ４３と、
高度を検出する高度センサ４４と、速度を検出する速度
センサ４５と、検出データ及び誘導制御局３０からの制
御に基づいた飛行状態に操舵制御を行うサーボモータ
（操舵機構）４６とが設けられている。さらに、検出デ
ータ及び誘導制御局３０からの制御に基づいてエンジン
回転などを制御するエンジン制御弁４７と、検出データ
及び誘導制御局３０からの制御に基づいた姿勢に制御す
る姿勢制御装置４９が設けられている。An attitude sensor 43 for detecting the attitude,
An altitude sensor 44 for detecting an altitude, a speed sensor 45 for detecting a speed, and a servo motor (steering mechanism) 46 for steering control to a flight state based on the detection data and control from the guidance control station 30 are provided. There is. Furthermore, an engine control valve 47 that controls engine rotation and the like based on the detection data and the control from the guidance control station 30, and an attitude control device 49 that controls the attitude based on the detection data and the control from the guidance control station 30 are provided. Has been.
【０００５】次に、この従来例の動作について説明す
る。誘導制御局３０は無人機４０からの電波Ｗｂをアン
テナ３２を通じて受信し、制御装置３３によって、この
無人機４０の位置、姿勢、速度等のデータに基づいて追
跡し、その監視を行っている。無人機４０では、誘導制
御局３０のアンテナ３２からの電波Ｗａを、アンテナ４
１及び送受信機４２を通じて受信している。Next, the operation of this conventional example will be described. The guidance control station 30 receives the radio wave Wb from the unmanned aerial vehicle 40 through the antenna 32, and the control device 33 tracks it based on the data of the position, attitude, speed, etc. of the unmanned aerial vehicle 40 and monitors it. In the drone 40, the radio wave Wa from the antenna 32 of the guidance control station 30 is transmitted to the antenna 4
1 and the transceiver 42.
【０００６】そして、送受信機４２から誘導制御局３０
が送信した指令データが姿勢制御装置４９に送られる。
姿勢制御装置４９は、姿勢センサ４３、高度センサ４４
及び速度センサ４５からの姿勢、高度及び速度の検出デ
ータに基づいて、誘導制御局３０からの指令データに対
応する操舵量を演算して決定する。この決定に基づいて
姿勢制御装置４９がサーボモータ（操舵機構）４６及び
エンジン制御弁４７を制御して、指令データに対応した
姿勢制御を行っている。From the transceiver 42, the guidance control station 30
The command data transmitted by the device is sent to the attitude control device 49.
The attitude control device 49 includes an attitude sensor 43 and an altitude sensor 44.
Also, the steering amount corresponding to the command data from the guidance control station 30 is calculated and determined based on the attitude, altitude, and speed detection data from the speed sensor 45. Based on this determination, the attitude control device 49 controls the servomotor (steering mechanism) 46 and the engine control valve 47 to perform attitude control corresponding to the command data.
【０００７】このような無人機などの飛翔体の誘導制御
装置とし、特開平２−１００９９７号公報に記載されて
いる無人航空機用リモートコントロールテレビカメラが
ある。この特開平２−１００９９７号のものは、航空機
に搭載したビデオカメラの外界撮像に基づいて、地上の
管制装置内で航空機の操縦を行っている。As a guidance control device for such a flying vehicle such as an unmanned aerial vehicle, there is a remote control television camera for an unmanned aerial vehicle described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-100997. The one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-100997 controls an aircraft in a ground control device based on the external image pickup by a video camera mounted on the aircraft.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例における前者の無人機誘導制御システムでは、無人
機の姿勢制御を無人機に搭載した姿勢制御装置によって
行っており、各無人機ごとに姿勢制御装置が必要にな
り、特に標的機などの場合、その機体と共に姿勢制御装
置も損耗してしまい、経済的な負担が大きいという欠点
がある。However, in the former unmanned aerial vehicle guidance control system in the above conventional example, the attitude control of the unmanned aerial vehicle is performed by the attitude control device mounted on the unmanned aerial vehicle, and the attitude control for each unmanned aerial vehicle is performed. A device is required, and particularly in the case of a target machine or the like, there is a disadvantage that the attitude control device is worn out together with the machine body, resulting in a large economical burden.
【０００９】また、後者の特開平２−１００９９７号の
ものは、ビデオカメラで撮影した撮像を管制装置に送信
する必要があり、その送信電波における周波数帯域が広
く必要になり、かつ、無人機の制御は、外界撮像情報に
基づいて、地上の操縦者が行っているため、その操縦者
の負担が大きいという欠点がある。In the latter Japanese Patent Laid-Open No. 2-100997, it is necessary to transmit an image picked up by a video camera to the control device, a wide frequency band of the transmitted radio wave is required, and the unmanned aerial vehicle is required. Since the control is performed by the ground operator based on the external imaging information, there is a drawback that the operator's burden is heavy.
【００１０】本発明は、このような従来の技術における
欠点を解決するものであり、無人機内での姿勢制御及び
エンジン回転数制御の演算が不要になり、無線操縦を行
う周波数帯域を広く必要とせずに、その周波数利用効率
が向上し、かつ、無人機の誘導制御（操作）の負担を軽
減できる無人機誘導制御システムの提供を目的とする。The present invention solves the drawbacks of the prior art as described above, eliminates the need for calculation of attitude control and engine speed control in an unmanned aerial vehicle, and requires a wide frequency band for radio control. It is an object of the present invention to provide an unmanned aerial vehicle guidance control system capable of improving the frequency utilization efficiency and reducing the guidance control (operation) load of the unmanned aerial vehicle.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、誘導制御局からの制御によ
って無人機を誘導する無人機誘導制御システムにおい
て、無人機は、誘導制御局から、飛行状態を制御するた
めの送信信号を受信すると共に、飛行制御データに基づ
いた飛行状態に操舵し、かつ、エンジン回転制御を行う
と共に、姿勢、高度及び速度の検出データを送信し、誘
導制御局は、無人機から送信された検出データの操舵及
びエンジン回転の制御量と、入力した指令値とを演算し
た制御量データを無人機に送信する構成としてある。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an unmanned vehicle guidance control system for guiding an unmanned vehicle under the control of a guidance control station. While receiving a transmission signal for controlling the flight state from the station, steering to a flight state based on the flight control data, and performing engine rotation control, while transmitting attitude, altitude and speed detection data, The guidance control station is configured to transmit control amount data obtained by calculating a steering and engine rotation control amount of detection data transmitted from the unmanned aerial vehicle and an input command value to the unmanned aerial vehicle.
【００１２】請求項２記載の無人機誘導制御システム
は、前記無人機に、誘導制御局からの飛行状態を制御す
る送信信号を受信する無人機送受信手段と、無人機送受
信手段からの飛行制御データに基づいた飛行状態に操舵
を行う操舵機構と、無人機送受信手段からの飛行制御デ
ータに基づいてエンジン回転を行うエンジン制御弁と、
姿勢、高度及び速度の検出データを検出して無人機送受
信手段から送信するための検出手段とを有し、前記誘導
制御局は、無人機からの検出データを受信し、かつ、制
御量データを送信する制御局送受信手段と、無人機から
の検出データに対する操舵及びエンジン回転の制御量の
指令値を入力する入力操作手段と、入力操作手段からの
指令値に基づいて無人機からの検出データに対する操舵
及びエンジン回転の制御量を演算した新たな制御量デー
タを制御局送受信手段に送出する演算手段とを備える構
成としてある。The unmanned aerial vehicle guidance control system according to a second aspect of the present invention provides the unmanned aerial vehicle with an unmanned aircraft transmitting / receiving means for receiving a transmission signal for controlling a flight state from the guidance control station, and flight control data from the unmanned aerial vehicle transmitting / receiving means. A steering mechanism that steers to a flight state based on, and an engine control valve that performs engine rotation based on flight control data from the unmanned aerial vehicle transmitting and receiving means,
And a detection means for detecting the detection data of the attitude, altitude and speed and transmitting it from the unmanned aerial vehicle transmission / reception means, wherein the guidance control station receives the detection data from the unmanned aerial vehicle and outputs the control amount data. Control station transmitting / receiving means for transmitting, input operation means for inputting a command value of a control amount of steering and engine rotation for detection data from the unmanned aerial vehicle, and detection data for the unmanned aerial vehicle based on the command value from the input operating means It is configured to include a calculation unit that sends new control amount data obtained by calculating the control amount of steering and engine rotation to the control station transmitting / receiving unit.
【００１３】請求項３記載の無人機誘導制御システム
は、前記無人機からの検出データの操舵及びエンジン回
転の制御量に対する指令値を入力する入力操作手段に代
えて、複数の操舵及びエンジン回転の制御量に対する指
令値を、予め設定した内容から自動選択して送出するコ
ンピュータを用いる構成としてある。In the unmanned aerial vehicle guidance control system according to a third aspect of the present invention, in place of the input operation means for inputting a command value for the control amount of steering and engine rotation of the detection data from the unmanned aerial vehicle, a plurality of steering and engine rotational speeds It is configured to use a computer that automatically selects and sends a command value for the control amount from preset contents.
【００１４】請求項４記載の無人機誘導制御システム
は、前記コンピュータからの指令値を通信回線網及び通
信制御装置を通じて演算手段に伝送する構成としてあ
る。An unmanned aerial vehicle guidance control system according to a fourth aspect is configured to transmit a command value from the computer to a computing means through a communication network and a communication control device.
【００１５】請求項５記載の無人機誘導制御システム
は、前記演算手段として、指令値と検出データの比較誤
差量を算出する算出手段と、算出手段からの比較誤差量
を積分した誤差の積分値を出力する積分手段と、積分手
段からの積分値と指令値を加算する加算手段と、算出手
段からの比較誤差量及び積分手段からの誤差の積分値を
合算する合算手段と、検出データにおける姿勢、方位、
高度及び速度の変化量の微分値を得る微分手段と、合算
手段で合算した比較誤差量と積分値、及び微分値との全
てを加算した姿勢、方位、高度及び速度に関する制御量
を得るための加算手段とを備える構成としてある。In the unmanned aerial vehicle guidance control system according to a fifth aspect of the present invention, as the arithmetic means, a calculating means for calculating a comparison error amount between the command value and the detection data, and an integrated value of an error obtained by integrating the comparison error amount from the calculating means. , An adding means for adding the integrated value and the command value from the integrating means, a summing means for adding the comparison error amount from the calculating means and the integrated value of the error from the integrating means, and the attitude in the detected data , Bearing,
Differentiating means for obtaining the differential value of the amount of change in altitude and speed, and for obtaining the control amount relating to the attitude, azimuth, altitude and speed, which is obtained by adding all of the comparison error amount and integrated value added by the adding means, and the differential value. And an adding means.
【００１６】[0016]
【作用】このような構成の請求項１，２，５記載の無人
機誘導制御システムは、無人機が誘導制御局から送信さ
れた飛行制御データに基づいた飛行状態に操舵し、か
つ、エンジン回転制御を行うと共に、姿勢、高度及び速
度の検出データを送信する。誘導制御局は、無人機から
の飛行状態を示す検出データの操舵及びエンジン回転の
制御量に対して、入力した指令値とを演算した新たな飛
行制御データ（制御量データ）を作成（演算）して無人
機に送信している。According to the unmanned aerial vehicle guidance control system having the above-mentioned structure, the unmanned aerial vehicle steers to a flight state based on the flight control data transmitted from the guidance control station, and the engine rotation speed is increased. Control is performed and attitude, altitude and speed detection data are transmitted. The guidance control station creates (calculates) new flight control data (control amount data) by calculating the input command value for the control amount of steering and engine rotation of the detection data indicating the flight state from the unmanned aerial vehicle. Then send it to the drone.
【００１７】したがって、無人機内での姿勢制御及びエ
ンジン回転数制御の演算が不要になり、従前の説明のよ
うに個々の無人機に演算装置を設ける必要がなくなる。
特に無人機が標的機の場合のように、その損耗による経
済負担が発生しなくなる。また、例えば、慣用的に行わ
れていたように、ビデオカメラで撮影した外界撮像情報
に基づいて無人機の制御を人（操縦者）が行っている場
合に比較し、無線操縦を行う周波数帯域を広く必要とせ
ずに、その周波数利用効率が向上し、かつ、操縦者での
無人機の誘導制御（操作）の負担が軽減される。Therefore, the calculation of the attitude control and the engine speed control in the unmanned aerial vehicle becomes unnecessary, and it becomes unnecessary to provide an arithmetic unit for each unmanned aerial vehicle as described above.
In particular, unlike the case where the unmanned aerial vehicle is the target aircraft, the economical burden due to the wear is not generated. In addition, for example, as is conventionally done, the frequency band in which radio control is performed compared to the case where a person (pilot) controls an unmanned aerial vehicle based on external imaging information captured by a video camera. The frequency utilization efficiency of the drone is improved and the load of the guidance control (operation) of the unmanned aerial vehicle by the operator is reduced.
【００１８】請求項３，４記載の無人機誘導制御システ
ムは、指令値を、コンピュータが予め設定した内容から
自動選択して送出し、また、指令値を通信回線網を通じ
て伝送している。したがって、手動操作に比較して、迅
速かつ詳細な指令値の入力が可能になると共に、誘導制
御局から離間した遠隔地などからの指令値の入力が可能
になる。In the unmanned aerial vehicle guidance control system according to the third and fourth aspects, the command value is automatically selected and transmitted from the preset contents by the computer, and the command value is transmitted through the communication network. Therefore, as compared with the manual operation, it is possible to input the command value more quickly and in detail, and it is also possible to input the command value from a remote place apart from the guidance control station.
【００１９】[0019]
【実施例】次に、本発明の無人機誘導制御システムの実
施例を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の
無人機誘導制御システムの実施例における構成を示すブ
ロック図である。図１に示す例は、地上又は艦上に設け
られた誘導制御局１と、この誘導制御局１の誘導制御に
よって飛行し、図３に詳細な構成を示す無人機２０とを
有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of an unmanned aerial vehicle guidance control system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the unmanned aerial vehicle guidance control system of the present invention. The example shown in FIG. 1 has a guidance control station 1 provided on the ground or on a ship, and an unmanned aerial vehicle 20 which flies under the guidance control of this guidance control station 1 and whose detailed configuration is shown in FIG.
【００２０】誘導制御局１には、制御装置１ａと、この
制御装置１ａによって無人機２０と電波Ｗａ，Ｗｂを通
じてデータ送受信を行うためのパラボラ（ビーム）型の
アンテナ１ｂと、予め設定した飛行状態を得るように、
その指令量（あとで説明する指令量Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄ）を
自動的に送出するコンピュータＰＣとが設けられてい
る。なお、このコンピュータＰＣは、遠隔地から、図示
しない通信制御装置を通じて通信回線網に接続し、この
通信回線網を通じて指令量（指令量Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄ）を
伝送するようにしても良い。The guidance control station 1 includes a control device 1a, a parabolic (beam) type antenna 1b for transmitting and receiving data to and from the unmanned aerial vehicle 20 by the control device 1a through radio waves Wa and Wb, and a preset flight condition. To get
A computer PC for automatically sending the command amount (command amounts S8a to S8d described later) is provided. The computer PC may be connected to a communication line network from a remote place through a communication control device (not shown) and may transmit the command amount (command amounts S8a to S8d) through the communication line network.
【００２１】制御装置１ａには、アンテナ１ｂを通じて
データを無人機２０と無線送受信するための送受信機３
と、処理データを画面表示する表示部４とが設けられて
いる。また、無人機２０の姿勢、方位、高度及び速度の
飛行状態を示す検出データＳ１０に対する指令内容（姿
勢、方位、高度及び速度に対するそれぞれの指令量Ｓ８
ａ〜Ｓ８ｄ）を決定し、その指令操作を行う指令部（操
作パネル）５が設けられている。The controller 1a includes a transceiver 3 for wirelessly transmitting and receiving data to and from the unmanned aerial vehicle 20 through the antenna 1b.
And a display unit 4 for displaying the processed data on the screen. Further, the command contents for the detection data S10 indicating the flight state of the attitude, heading, altitude and speed of the unmanned aerial vehicle 20 (each command amount S8 for the attitude, heading, altitude and speed).
The command unit (operation panel) 5 for determining a to S8d) and performing the command operation is provided.
【００２２】さらに、制御装置１ａには、無人機２０の
姿勢、方位、高度及び速度の検出データＳ１０を、指令
部５での姿勢、方位、高度及び速度に対するそれぞれの
指令量Ｓ８ａ，Ｓ８ｂ，Ｓ８ｃ，Ｓ８ｄで演算し、新た
な助翼操舵量及び昇降舵制御量Ｓ２０ａ、方向舵・補助
翼制御量Ｓ２０ｂ、昇降舵制御量Ｓ２０ｃ及びエンジン
回転制御量Ｓ２０ｄとして送出する制御演算部６が設け
られている。Further, the control device 1a stores the detected data S10 of the attitude, azimuth, altitude and speed of the unmanned aerial vehicle 20 in the command section 5 for the respective command amounts S8a, S8b and S8c for the attitude, azimuth, altitude and speed. , S8d, and a control calculator 6 is provided for sending out a new auxiliary blade steering amount and elevator control amount S20a, rudder / auxiliary blade control amount S20b, elevator control amount S20c, and engine rotation control amount S20d. .
【００２３】制御演算部６には、ロール制御部（補助翼
操舵部）及びピッチ制御部（昇降舵制御部）を有する姿
勢制御計算器６ａと、方位制御部（方向舵・補助翼制御
部）を有する方位制御計算器６ｂとが設けられている。
また、昇降舵制御部を有する高度制御計算器６ｃと、エ
ンジン回転制御部を保有する速度制御計算器６ｄとが設
けられている。The control calculation unit 6 includes an attitude control calculator 6a having a roll control unit (auxiliary wing steering unit) and a pitch control unit (elevation control unit), and an azimuth control unit (rudder / auxiliary wing control unit). The azimuth control calculator 6b is provided.
Further, an altitude control calculator 6c having an elevator control unit and a speed control calculator 6d having an engine rotation control unit are provided.
【００２４】図２は制御演算部６の各部の構成を示すブ
ロック図である。図２において、この制御演算部６にお
ける姿勢制御計算器６ａ、方位制御計算器６ｂ、高度制
御計算器６ｃ及び速度制御計算器６ｄは同一の構成であ
り、それぞれ、指令部５からの指令量Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄ
と、送受信機３からの姿勢、方位、高度及び速度の飛行
状態を示す検出データＳ１０とが入力されて、その誤差
量（比較量）Ｓ９を出力する加算器９と、加算器９から
の誤差量Ｓ９を積分する積分器１０とを有している。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of each part of the control calculation part 6. In FIG. 2, the attitude control calculator 6a, the azimuth control calculator 6b, the altitude control calculator 6c, and the speed control calculator 6d in the control calculation unit 6 have the same configuration, and the command amount S8a from the command unit 5 respectively. ~ S8d
And the detection data S10 indicating the flight state of the attitude, azimuth, altitude, and speed from the transceiver 3, and outputs the error amount (comparison amount) S9 thereof, and the error from the adder 9 An integrator 10 for integrating the quantity S9.
【００２５】また、積分器１０からの積分値に一定の比
例定数を乗じ、誤差の積分値に応じた制御量Ｓ１２を出
力する比例定数部１１と、誤差量Ｓ９に一定の比例定数
を乗じて、この誤差に比例した制御量Ｓ１４を出力する
比例定数部１２とが設けられている。また、比例定数部
１２からの制御量Ｓ１４と比例定数部１１からの制御量
Ｓ１２とを加算器１３で合算する加算器１３と、検出デ
ータＳ１０（姿勢、方位、高度及び速度）の変化量の微
分値を得る微分器１６とを有している。Further, the integral value from the integrator 10 is multiplied by a constant proportional constant, and the proportional constant part 11 which outputs the control amount S12 according to the integral value of the error and the error amount S9 are multiplied by a constant proportional constant. A proportional constant unit 12 that outputs a control amount S14 proportional to this error is provided. In addition, the adder 13 that sums the control amount S14 from the proportional constant unit 12 and the control amount S12 from the proportional constant unit 11 with the adder 13, and the change amount of the detection data S10 (attitude, azimuth, altitude, and speed) And a differentiator 16 for obtaining a differential value.
【００２６】さらに、微分器１６からの微分値に一定の
比例定数を乗じた制御量Ｓ１７を送出する比例定数部１
７と、加算器１３で合算した誤差に比例した制御量Ｓ１
４及び誤差の積分値に応じた制御量Ｓ１２と、さらに、
誤差の変化量に比例した制御量Ｓ１７との全てを加算す
る加算器１８と、この加算器１８からの制御量Ｓ１７に
一定の比例定数を乗じた補助翼操舵量及び昇降舵制御量
Ｓ２０ａ（方向舵・補助翼制御量Ｓ２０ｂ、昇降舵制御
量Ｓ２０ｃ及びエンジン回転制御量Ｓ２０ｄ）を送受信
機３に出力する比例定数部１９とを有している。Further, a proportional constant section 1 for sending out a controlled variable S17 obtained by multiplying the differential value from the differentiator 16 by a constant proportional constant.
7 and the control amount S1 proportional to the error added by the adder 13
4 and the control amount S12 according to the integrated value of the error, and
An adder 18 for adding all of the control amount S17 proportional to the change amount of the error, and the auxiliary blade steering amount and elevator control amount S20a (direction rudder) obtained by multiplying the control amount S17 from the adder 18 by a constant proportional constant. The auxiliary constant control unit 19 outputs the auxiliary wing control amount S20b, the elevator control amount S20c, and the engine rotation control amount S20d) to the transceiver 3.
【００２７】図３は無人機２０の構成を示すブロック図
である。図３において、無人機２０には誘導制御局１と
電波Ｗａ，Ｗｂを通じてデータ送受信を行うための無指
向性のアンテナ２１と、このアンテナ２１を通じてデー
タを無線送受信するための送受信機２２とが設けられて
いる。また、姿勢を検出する姿勢センサ２３と、高度を
検出する高度センサ２４と、速度を検出する速度センサ
２５とが設けられている。さらに、誘導制御局１からの
制御に基づいた飛行状態に操舵制御を行うサーボモータ
（操舵機構）２６と、誘導制御局１からの制御に基づい
てエンジンを制御するエンジン制御弁２７とが設けられ
ている。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the unmanned aerial vehicle 20. In FIG. 3, the unmanned aerial vehicle 20 is provided with an omnidirectional antenna 21 for transmitting and receiving data through the radio waves Wa and Wb to the guidance control station 1, and a transceiver 22 for transmitting and receiving data wirelessly through the antenna 21. Has been. Further, an attitude sensor 23 for detecting the attitude, an altitude sensor 24 for detecting the altitude, and a speed sensor 25 for detecting the speed are provided. Further, a servo motor (steering mechanism) 26 that performs steering control to a flight state based on the control from the guidance control station 1 and an engine control valve 27 that controls the engine based on the control from the guidance control station 1 are provided. ing.
【００２８】次に、この実施例の動作について説明す
る。誘導制御局１は無人機２０からの電波Ｗｂで送信さ
れる姿勢、方位、高度及び速度の検出データＳ１０をア
ンテナ１ｂ及び送受信機３を通じて受信し、この検出デ
ータＳ１０を表示部４で表示する。さらに、表示部４で
は指令部５での操作データ及び制御演算部６での演算デ
ータが表示される。Next, the operation of this embodiment will be described. The guidance control station 1 receives the posture, azimuth, altitude, and speed detection data S10 transmitted by the radio wave Wb from the unmanned aerial vehicle 20 through the antenna 1b and the transceiver 3, and displays the detection data S10 on the display unit 4. Further, the operation data of the command unit 5 and the operation data of the control operation unit 6 are displayed on the display unit 4.
【００２９】誘導制御局１では、表示部４に画面表示さ
れる姿勢、方位、高度及び速度の検出データＳ１０が、
無人機２０の飛行状態を設定する地上の操縦者によって
確認され、その無人機２０の検出データＳ１０（飛行状
態）に対する指令内容（指令量）を決定し、その指令量
Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄの入力操作を指令部５で行う。また、姿
勢、方位、高度及び速度の検出データＳ１０が、それぞ
れ制御演算部６の姿勢制御計算器６ａ、方位制御計算器
６ｂ、高度制御計算器６ｃ及び度制御計算器６ｄに入力
され、ここで指令部５が操作されて制御演算部６に入力
される姿勢、方位、高度及び速度とそれぞれの指令量Ｓ
８ａ〜Ｓ８ｄとの演算が行われる。In the guidance control station 1, the detection data S10 of the attitude, azimuth, altitude and speed displayed on the display unit 4 are displayed as follows.
It is confirmed by the ground operator who sets the flight state of the unmanned aerial vehicle 20, the command content (command amount) for the detection data S10 (flight state) of the unmanned aerial vehicle 20 is determined, and the input operation of the command amounts S8a to S8d is performed. The command unit 5 performs this. Further, the detection data S10 of the attitude, azimuth, altitude, and speed are input to the attitude control calculator 6a, the azimuth control calculator 6b, the altitude control calculator 6c, and the degree control calculator 6d of the control calculation unit 6, respectively. Attitude, azimuth, altitude, and speed, and command amounts S for each of which the command unit 5 is operated and input to the control calculation unit 6
Calculations of 8a to S8d are performed.
【００３０】制御演算部６では姿勢制御計算器６ａが送
受信機３からの無人機２０における現在の姿勢の検出デ
ータＳ１０に対し、指令量Ｓ８ａに基づいて姿勢を変更
する演算を行う。すなわち、ロール制御部とピッチ制御
部によって補助翼操舵量及び昇降舵制御量Ｓ２０ａが演
算される。また、方位制御計算器６ｂが送受信機３から
の無人機２０における現在の方位の検出データＳ１０に
対して指令量Ｓ８ｂに基づいて方位を変更する演算を行
う。すなわち、方向舵・補助翼制御量Ｓ２０ｂが演算さ
れる。さらに、高度制御計算器６ｃが送受信機３からの
無人機２０における現在の高度の検出データＳ１０に対
して指令量Ｓ８ｃに基づいて高度を変更する昇降舵制御
量Ｓ２０ｃを演算する。In the control calculation unit 6, the attitude control calculator 6a performs a calculation for changing the attitude based on the command amount S8a with respect to the detection data S10 of the current attitude of the unmanned aerial vehicle 20 from the transceiver 3. That is, the roll control unit and the pitch control unit calculate the auxiliary blade steering amount and the elevator control amount S20a. Further, the azimuth control calculator 6b performs a calculation for changing the azimuth based on the command amount S8b with respect to the detection data S10 of the current azimuth in the unmanned aerial vehicle 20 from the transceiver 3. That is, the rudder / auxiliary wing control amount S20b is calculated. Further, the altitude control calculator 6c calculates the elevator control amount S20c for changing the altitude based on the command amount S8c with respect to the current altitude detection data S10 of the unmanned aerial vehicle 20 from the transceiver 3.
【００３１】また、速度制御計算器６ｄが、送受信機３
からの無人機２０における現在の速度の検出データＳ１
０に対して指令量Ｓ８ｄに基づいて速度を変更した新た
なエンジン回転制御量Ｓ２０ｄを演算する。この補助翼
操舵量及び昇降舵制御量Ｓ２０ａ、方向舵・補助翼制御
量Ｓ２０ｂ、昇降舵制御量Ｓ２０ｃ及びエンジン回転制
御量Ｓ２０ｄが送受信機３及びアンテナ１ｂを通じて電
波Ｗｂとして、無人機２０に向けて送信される。The speed control calculator 6d is used by the transceiver 3
Detection data S1 of the current speed of the drone 20 from
With respect to 0, a new engine rotation control amount S20d whose speed is changed is calculated based on the command amount S8d. The auxiliary blade steering amount and the elevator control amount S20a, the rudder / auxiliary blade control amount S20b, the elevator control amount S20c, and the engine rotation control amount S20d are transmitted to the drone 20 as a radio wave Wb through the transceiver 3 and the antenna 1b. To be done.
【００３２】次に、図２に示す制御演算部６の姿勢制御
計算器６ａ、方位制御計算器６ｂ、高度制御計算器６ｃ
及び度制御計算器６ｄの動作について説明する。なお、
ここでは姿勢制御計算器６ａの動作のみを説明する。他
の方位制御計算器６ｂ、高度制御計算器６ｃ及び度制御
計算器６ｄの動作も基本的に同様である。Next, the attitude control calculator 6a, the heading control calculator 6b, and the altitude control calculator 6c of the control calculator 6 shown in FIG.
The operation of the power control calculator 6d will be described. In addition,
Here, only the operation of the attitude control calculator 6a will be described. The operations of the other azimuth control calculator 6b, altitude control calculator 6c and degree control calculator 6d are basically the same.
【００３３】図２において、姿勢制御計算器６ａにおけ
るロール制御部では、指令部５からの指令量Ｓ８ａと、
送受信機３からの姿勢の検出データＳ１０とが加算器９
に入力され、その誤差量（比較量）Ｓ９が出力される。
誤差量Ｓ９に比例定数部１２で一定の比例定数を乗じ
て、この誤差に比例した制御量Ｓ１４を出力する。ま
た、加算器９からの誤差量Ｓ９が積分器１０で積分さ
れ、この積分値に比例定数部１１で一定の比例定数を乗
じ、誤差の積分値に応じた制御量Ｓ１２を出力する。こ
の制御量Ｓ１４と制御量Ｓ１２とを加算器１３で合算す
る。In FIG. 2, in the roll control unit of the attitude control calculator 6a, the command amount S8a from the command unit 5 and
The attitude detection data S10 from the transceiver 3 is added to the adder 9
And the error amount (comparison amount) S9 is output.
The error amount S9 is multiplied by a constant proportional constant in the proportional constant unit 12, and the control amount S14 proportional to this error is output. Further, the error amount S9 from the adder 9 is integrated by the integrator 10, and the integrated value is multiplied by a constant proportional constant in the proportional constant unit 11, and the control amount S12 corresponding to the integrated value of the error is output. The control amount S14 and the control amount S12 are added up by the adder 13.
【００３４】また、指令部５からの検出データＳ１０が
微分器１６及び比例定数部１７によって微分され、検出
データＳ１０（姿勢、方位、高度及び速度）の変化量の
微分値に応じた制御量Ｓ１７が得られる。加算器１３で
合算した誤差に比例した制御量Ｓ１４及び誤差の積分値
に応じた制御量Ｓ１２と、さらに、誤差の変化量に比例
した制御量Ｓ１７との全てが加算器１８で合算され、こ
の合算値に一定の比例定数を比例定数部１９で乗じて、
その補助翼操舵量及び昇降舵制御量Ｓ２０ａが得られ
る。この補助翼操舵量及び昇降舵制御量Ｓ２０ａを、送
受信機３に送出する。Further, the detection data S10 from the command unit 5 is differentiated by the differentiator 16 and the proportional constant unit 17, and the control amount S17 corresponding to the differential value of the change amount of the detection data S10 (attitude, azimuth, altitude and speed). Is obtained. The control amount S14 proportional to the error summed by the adder 13 and the control amount S12 corresponding to the integral value of the error and the control amount S17 proportional to the change amount of the error are all summed by the adder 18, Multiply the summed value by a constant proportional constant in the proportional constant part 19,
The auxiliary blade steering amount and the elevator control amount S20a are obtained. The auxiliary blade steering amount and the elevator control amount S20a are sent to the transceiver 3.
【００３５】この姿勢制御計算器６ａと同様にして方位
制御計算器６ｂ、高度制御計算器６ｃ及び度制御計算器
６ｄが、方向舵・補助翼制御量Ｓ２０ｂ、昇降舵制御量
Ｓ２０ｃ及びエンジン回転制御量Ｓ２０ｄを演算して送
受信機３に送出する。Similar to the attitude control calculator 6a, the azimuth control calculator 6b, the altitude control calculator 6c and the degree control calculator 6d are used to control the rudder / auxiliary wing control amount S20b, the elevator control amount S20c and the engine rotation control amount. S20d is calculated and sent to the transceiver 3.
【００３６】なお、指令部５での手動操作による指令量
Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄを、予め想定する飛行状態を得るよう
に、そのデータ（指令量Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄ）を格納したコ
ンピュータＰＣから制御演算部６の姿勢制御計算器６
ａ、方位制御計算器６ｂ、高度制御計算器６ｃ及び度制
御計算器６ｄに、それぞれに自動的に入力するようにし
ても良い。また、コンピュータが図示しない通信制御装
置を通じて通信回線網に接続されている場合、データ
（指令量Ｓ８ａ〜Ｓ８ｄ）を遠隔地から伝送するように
しても良い。この場合、無人機２０の飛行制御と共に、
例えば、無人船などの航行を制御することによって複合
的な制御が可能になる。The command amounts S8a to S8d manually operated by the command unit 5 are stored in the computer PC in which the data (command amounts S8a to S8d) are stored so as to obtain a presumed flight state. Attitude control calculator 6
Alternatively, the values may be automatically input to a, the heading control calculator 6b, the altitude control calculator 6c, and the degree control calculator 6d. Further, when the computer is connected to the communication network through the communication control device (not shown), the data (command amounts S8a to S8d) may be transmitted from a remote place. In this case, with the flight control of the drone 20,
For example, complex control is possible by controlling the navigation of an unmanned ship.
【００３７】次に、無人機２０での動作について説明す
る。図３において、アンテナ２１及び送受信機２２を通
じて電波Ｗｂを受信し、誘導制御局１が演算した補助翼
操舵量及び昇降舵制御量Ｓ２０ａ、方向舵・補助翼制御
量Ｓ２０ｂ、昇降舵制御量Ｓ２０ｃがサーボモータ２６
に入力されて、その制御が行われる。また、エンジン回
転制御量Ｓ２０ｄによってエンジン制御弁２７が制御さ
れる。同時に姿勢センサ２３、高度センサ２４及び速度
センサ２５が検出した姿勢、方位、高度及び速度（図１
における検出データＳ１０）が送受信機２２及びアンテ
ナ２１を通じ電波Ｗａとして誘導制御局１に送出され
る。Next, the operation of the unmanned aerial vehicle 20 will be described. In FIG. 3, the radio wave Wb is received through the antenna 21 and the transmitter / receiver 22, and the auxiliary blade steering amount and elevator control amount S20a, rudder / auxiliary blade control amount S20b, and elevator control amount S20c calculated by the guidance control station 1 are servo-controlled. Motor 26
Is input to control the control. Further, the engine control valve 27 is controlled by the engine rotation control amount S20d. At the same time, the attitude, orientation, altitude and speed detected by the attitude sensor 23, the altitude sensor 24 and the speed sensor 25 (see FIG.
The detection data S10) is transmitted to the guidance control station 1 as a radio wave Wa through the transceiver 22 and the antenna 21.
【００３８】このようにして無人機２０側では姿勢制御
の演算処理を行わないようにしている。したがって、多
数用いる無人機２０ごとに姿勢制御装置を設ける必要が
なくなる。特に無人機２０が標的機などの場合、その機
体と共に姿勢制御装置が損耗しないため、その経済的な
負担が軽減される。In this way, the attitude control calculation process is not performed on the unmanned aerial vehicle 20 side. Therefore, it becomes unnecessary to provide an attitude control device for each of the unmanned aerial vehicles 20 used in large numbers. In particular, when the unmanned aerial vehicle 20 is a target aircraft or the like, the attitude control device is not worn together with the body of the unmanned aerial vehicle 20, so that the economical burden is reduced.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１，２，５記載の無人機誘導制御システムによれば、無
人機が受信した飛行制御データに基づいた飛行状態に、
操舵し、かつ、エンジン回転制御を行う。かつ、姿勢、
高度及び速度の検出データを送信し、この送信を受信し
た誘導制御局が、無人機からの飛行状態を示す検出デー
タの操舵及びエンジン回転の制御量に対して、入力した
指令値とを演算した新たな飛行制御データを演算して無
人機に送信している。As is clear from the above description, according to the unmanned aerial vehicle guidance control system of claims 1, 2 and 5, a flight state based on the flight control data received by the unmanned aerial vehicle,
Steering is performed and engine rotation control is performed. And posture,
The guidance control station that transmitted the altitude and speed detection data and received this transmission calculated the command value that was input for the control amount of the steering and engine rotation of the detection data that indicates the flight state from the unmanned aerial vehicle. It calculates new flight control data and sends it to the drone.
【００４０】これによって、無人機内での姿勢制御及び
エンジン回転数制御の演算が不要になり、個々の無人機
に演算装置を設ける必要がなくなる。特に無人機が標的
機の場合には、その損耗による経済負担が発生しなくな
る。また、ビデオカメラで撮影した外界撮像情報に基づ
いて無人機の制御を人が行っているような場合に比較
し、無線操縦を行う周波数帯域を広く必要とせずに、そ
の周波数利用効率が向上し、かつ、操縦者での無人機の
誘導制御操作の負担を軽減できるという効果を有する。As a result, the calculation of the attitude control and the engine speed control in the unmanned aerial vehicle becomes unnecessary, and it becomes unnecessary to provide an arithmetic unit for each unmanned aerial vehicle. In particular, when the unmanned aerial vehicle is the target aircraft, the economic burden due to the wear is eliminated. In addition, compared to the case where a person controls an unmanned aerial vehicle based on the external imaging information captured by a video camera, the frequency utilization efficiency is improved without the need for a wide frequency band for radio control. In addition, it is possible to reduce the burden on the operator of the guidance control operation of the unmanned aerial vehicle.
【００４１】請求項３，４記載の無人機誘導制御システ
ムは、指令値を、コンピュータが予め設定した内容から
自動選択して送出し、また、指令値を通信回線網を通じ
て伝送しているので、手動操作に比較して、迅速かつ詳
細な指令値の入力が可能になり、かつ、誘導制御局から
離間した遠隔地などからの指令値の入力が可能になると
いう効果を有する。In the unmanned aerial vehicle guidance control system according to the third and fourth aspects, the command value is automatically selected from the contents preset by the computer and transmitted, and the command value is transmitted through the communication line network. Compared with the manual operation, it is possible to input the command value more quickly and in detail, and it is possible to input the command value from a remote place apart from the guidance control station.
【図１】本発明の無人機誘導制御システムの実施例にお
ける構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration in an embodiment of an unmanned aerial vehicle guidance control system of the present invention.
【図２】図１に示す制御演算部の構成を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control calculation unit shown in FIG.
【図３】図１に示す無人機の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the unmanned aerial vehicle shown in FIG.
【図４】従来の無人機誘導制御システムの概略構成を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional unmanned aerial vehicle guidance control system.
【図５】図４に示す無人機の構成を示すブロック図であ
る。5 is a block diagram showing a configuration of the unmanned aerial vehicle shown in FIG. 4. FIG.
１ 誘導制御局 １ａ 制御装置 ３，２２ 送受信機 ４ 表示部 ５ 指令部 ６ 制御演算部 ６ａ 姿勢制御計算器 ６ｂ 方位制御計算器 ６ｃ 高度制御計算器 ６ｄ 速度制御計算器 ９，１８ 加算器 １０ 積分器 １１，１２，１７ 比例定数部 １６ 微分器 ２０ 無人機 ２３ 姿勢センサ ２４ 高度センサ ２５ 速度センサ ２６ サーボモータ ２７ エンジン制御弁 ＰＣ コンピュータ 1 guidance control station 1a control device 3,22 transceiver 4 display unit 5 command unit 6 control calculation unit 6a attitude control calculator 6b azimuth control calculator 6c altitude control calculator 6d speed control calculator 9,18 adder 10 integrator 11, 12, 17 Proportional constant part 16 Differentiator 20 Unmanned aerial vehicle 23 Attitude sensor 24 Altitude sensor 25 Speed sensor 26 Servo motor 27 Engine control valve PC computer
Claims (5)
誘導する無人機誘導制御システムにおいて、 前記無人機は、前記誘導制御局から、飛行状態を制御す
るための送信信号を受信すると共に、飛行制御データに
基づいた飛行状態に操舵し、かつ、エンジン回転制御を
行うと共に、姿勢、高度及び速度の検出データを送信
し、 前記誘導制御局は、前記無人機から送信された検出デー
タの操舵及びエンジン回転の制御量と、入力した指令値
とを演算した制御量データを前記無人機に送信すること
を特徴とする無人機誘導制御システム。1. An unmanned aerial vehicle guidance control system for guiding an unmanned aerial vehicle under the control of a guidance and control station, wherein the unmanned aerial vehicle receives a transmission signal for controlling a flight state from the guidance and control station, and Steering to a flight state based on the control data, and performing the engine rotation control, transmits the attitude, altitude and speed detection data, the guidance control station, steering the detection data transmitted from the drone and An unmanned aerial vehicle guidance control system, which transmits control amount data obtained by calculating a control amount of engine rotation and an input command value to the unmanned aerial vehicle.
行状態を制御する送信信号を受信する無人機送受信手段
と、 前記無人機送受信手段からの飛行制御データに基づいた
飛行状態に操舵を行う操舵機構と、 前記無人機送受信手段からの飛行制御データに基づいて
エンジン回転を行うエンジン制御弁と、 姿勢、高度及び速度の検出データを検出して前記無人機
送受信手段から送信するための検出手段とを有し、 前記誘導制御局は、前記無人機からの検出データを受信
し、かつ、制御量データを送信する制御局送受信手段
と、 前記無人機からの検出データに対する操舵及びエンジン
回転の制御量の指令値を入力する入力操作手段と、 前記入力操作手段からの指令値に基づいて前記無人機か
らの検出データに対する操舵及びエンジン回転の制御量
を演算した新たな制御量データを制御局送受信手段に送
出する演算手段と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無人機誘導制
御システム。2. The unmanned aerial vehicle, the unmanned aerial vehicle transmitting / receiving means for receiving a transmission signal for controlling the flight state from the guidance control station, and the steering to a flight state based on flight control data from the unmanned aerial vehicle transmitting / receiving means. A steering mechanism to perform, an engine control valve that performs engine rotation based on flight control data from the unmanned aerial vehicle transmission / reception means, and detection for detecting attitude, altitude and speed detection data and transmitting from the unmanned aerial vehicle transmission / reception means Means, the guidance control station receives the detection data from the unmanned aerial vehicle, and control station transmitting and receiving means for transmitting control amount data, steering and engine rotation of the detection data from the unmanned aerial vehicle. Input operation means for inputting a command value of a control amount, and steering and engine rotation control for detection data from the unmanned aerial vehicle based on a command value from the input operation means The unmanned aerial vehicle guidance control system according to claim 1, further comprising: a computing unit configured to send new control amount data obtained by computing the amount to the control station transmitting / receiving unit.
エンジン回転の制御量に対する指令値を入力する入力操
作手段に代えて、複数の操舵及びエンジン回転の制御量
に対する指令値を、予め設定した内容から自動選択して
送出するコンピュータを用いることを特徴とする請求項
２記載の無人機誘導制御システム。3. A command value for a plurality of steering and engine rotation control amounts is preset instead of the input operation means for inputting a command value for steering and engine rotation control amounts of the detection data from the unmanned aerial vehicle. The unmanned aerial vehicle guidance control system according to claim 2, wherein a computer for automatically selecting and transmitting the content is used.
線網及び通信制御装置を通じて演算手段に伝送すること
を特徴とする請求項３記載の無人機誘導制御システム。4. The unmanned aerial vehicle guidance control system according to claim 3, wherein the command value from said computer is transmitted to a computing means through a communication network and a communication control device.
と、 前記算出手段からの比較誤差量を積分した誤差の積分値
を出力する積分手段と、前記積分手段からの積分値と指
令値を加算する加算手段と、 前記算出手段からの比較誤差量及び前記積分手段からの
誤差の積分値を合算する合算手段と、 前記検出データにおける姿勢、方位、高度及び速度の変
化量の微分値を得る微分手段と、 前記合算手段で合算した比較誤差量と積分値、及び前記
微分値との全てを加算した姿勢、方位、高度及び速度に
関する制御量を得るための加算手段と、 を備えることを特徴とする請求項２記載の無人機誘導制
御システム。5. The calculating means, as the calculating means, calculates a comparison error amount between a command value and detection data, an integrating means for outputting an integrated value of an error obtained by integrating the comparison error amount from the calculating means, and the integrating means. Adding means for adding the integrated value and the command value from the means, summing means for adding the comparison error amount from the calculating means and the integrated value of the error from the integrating means, and the attitude, orientation, altitude and Differentiating means for obtaining the differential value of the amount of change in the speed, for obtaining the control amount related to the attitude, azimuth, altitude and speed by adding all of the comparison error amount and the integrated value, and the differential value summed by the summing means. The unmanned aerial vehicle guidance control system according to claim 2, further comprising: an adding unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7156869A JPH08324498A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Drone guidance and control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7156869A JPH08324498A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Drone guidance and control system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08324498A true JPH08324498A (en) | 1996-12-10 |
Family
ID=15637174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7156869A Pending JPH08324498A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Drone guidance and control system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08324498A (en) |
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1995
- 1995-05-31 JP JP7156869A patent/JPH08324498A/en active Pending
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