JPWO2019208608A1 - Failure detection system, method, and computer program - Google Patents

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Abstract

【課題】薬剤の散布を行なう農業用機械において、故障を事前に検知して、安全に使用する【解決策】薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムであって、薬剤を保管する薬剤タンクから薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーと、農業用機械の故障を検知する故障検知手段と、を有し、故障検知手段は、圧力センサーによって薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知する。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for detecting a failure in an agricultural machine for spraying chemicals, which is provided in the agricultural machine for spraying chemicals, for safe use by detecting the failure in advance. The pressure sensor is provided in the path from the medicine tank for storing the medicine to the medicine discharge port, and failure detection means for detecting a failure of the agricultural machine. And the failure is detected based on the acquired change in the discharge pressure of the medicine with time. [Selection diagram] Fig. 6

Description

本願発明は、圃場に対して農薬などの薬剤散布等を行なう農業用無人飛行体(ドローン)、特に、安全性を高めたドローン、その制御方法、および、プログラムに関する。 The present invention relates to an unmanned aerial vehicle (drone) for spraying chemicals such as pesticides on a field, particularly to a drone with improved safety, a control method thereof, and a program.

一般にドローンと呼ばれる小型無人ヘリコプター(マルチコプター)の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地(圃場)への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる(たとえば、特許文献1)。欧米と比較して農地が狭い日本においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。 The application of small unmanned helicopters (multicopters) generally called drones is progressing. One of the important fields of application thereof is spraying chemicals such as pesticides and liquid fertilizers on farmland (field) (for example, Patent Document 1). In Japan, where farmland is smaller than in Europe and the United States, it is often appropriate to use drones instead of manned airplanes and helicopters.

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

その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが(たとえば、特許文献2)、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。 On the other hand, there were cases in which it was hard to say that safety considerations were sufficient for autonomous flight drones for agricultural drug spraying. A drone loaded with medicines weighs several tens of kilograms, which could have serious consequences in the event of an accident such as falling onto a person. In addition, the drone operator is usually not an expert, so a fool-proof mechanism is necessary, but the consideration for this was insufficient. Until now, there have been drone safety technologies premised on human control (for example, Patent Document 2), but in particular, addressing the safety issues peculiar to autonomous flight drones for drug spraying for agriculture There was no technology to do this.

特許公開公報 特開2001−120151Japanese Patent Laid-Open No. 2001-120151 特許公開公報 特開2017−163265Patent publication gazette JP, 2017-163265, A 特許公開公報 特開平11−94Patent publication gazette JP-A-11-94 特許公開公報 特開平11−98947Patent publication gazette JP-A-11-9847

薬剤の散布を行なう農業用機械において、安全に使用できるように故障を検知することを目的とする。 The purpose is to detect a failure in an agricultural machine that sprays chemicals so that it can be used safely.

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る故障検知システムは、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムであって、前記薬剤を保管する薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーと、前記農業用機械の故障を検知する故障検知手段と、を有し、前記故障検知手段は、前記圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知する。 In order to achieve the above object, a failure detection system according to one aspect of the present invention is a system for detecting a failure, which is provided in an agricultural machine that sprays a medicine, and the medicine is stored in a medicine tank for storing the medicine. A pressure sensor provided in a path leading to the discharge port of the agricultural machine, and failure detection means for detecting a failure of the agricultural machine, wherein the failure detection means detects the discharge pressure of the medicine over time with the pressure sensor. The change is acquired, and the failure is detected based on the acquired change over time of the ejection pressure of the medicine.

また、前記農業用機械には、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構、が備えられ、前記故障検知手段は、前記遮断機構によって前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断した状態において、前記圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知するものとしてもよい。 Further, the agricultural machine is provided with a shutoff mechanism that shuts off a path from the medicine tank to the discharge port, and the failure detection means causes the shutoff mechanism to cut a path from the medicine tank to the discharge port. In the shut-off state, the pressure sensor may acquire a change over time in the discharge pressure of the drug, and the failure may be detected based on the acquired change over time in the discharge pressure of the drug.

また、前記遮断機構は、逆止弁であるものとしてもよい。 Further, the shutoff mechanism may be a check valve.

また、前記遮断機構は、電磁弁であるものとしてもよい。 Further, the shutoff mechanism may be a solenoid valve.

また、前記故障検知手段は、前記圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化と、正常時の前記薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知するものとしてもよい。 Further, the failure detection means may detect the failure based on a temporal change in the ejection pressure of the medicine by the pressure sensor and a temporal change in the ejection pressure of the medicine in a normal state.

また、前記圧力センサー、を複数、有し、前記故障検知手段は、複数の前記圧力センサーによって取得された吐出圧から算出される圧力損失の経時的変化に基づき、故障を検知するものとしてもよい。 Further, a plurality of the pressure sensors may be provided, and the failure detection means may detect the failure based on a temporal change in pressure loss calculated from the discharge pressure acquired by the plurality of pressure sensors. ..

また、前記農業用機械には、前記薬剤タンク内に貯留された前記薬剤を下流へ吐き出すポンプ、が備えられ、前記ポンプ内において前記薬剤を前記薬剤タンクから吸い込むと共に下流へ吐き出す回転子の回転数を測定するポンプ用センサー、をさらに有し、前記故障検知手段は前記ポンプ用センサーによって測定されたポンプの回転子の回転数と、前記圧力センサーによって測定された薬剤の吐出圧の比率の経時的変化に基づき、故障を検知するものとしてもよい。 Further, the agricultural machine is provided with a pump that discharges the medicine stored in the medicine tank to the downstream, and the rotation speed of a rotor that sucks the medicine from the medicine tank and discharges the medicine to the downstream in the pump. Further comprising a pump sensor for measuring, wherein the failure detection means has a ratio of the number of revolutions of the rotor of the pump measured by the pump sensor and the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensor over time. The failure may be detected based on the change.

また、前記故障検知手段により故障が検知された場合、前記農業用機械に所定の安全行動を取らせる制御手段、をさらに有するものとしてもよい。 Further, when a failure is detected by the failure detecting means, the agricultural machine may further include control means for causing the agricultural machine to take a predetermined safe action.

前記所定の安全行動は、前記農業用機械の薬剤散布中においては前記農業用機械を退避させる制御であり、前記農業用機械の薬剤散布前の準備段階においては前記農業用機械による薬剤散布の規制あるいは前記農業用機械の使用を規制する制御であるものとしてもよい。 The predetermined safety action is a control for retracting the agricultural machine during chemical spraying of the agricultural machine, and regulation of chemical spraying by the agricultural machine in a preparatory step before spraying chemicals on the agricultural machine. Alternatively, it may be a control for restricting the use of the agricultural machine.

また、前記農業用機械はドローンであるものとしてもよい。 Further, the agricultural machine may be a drone.

また、本発明の別の観点に係る故障検知方法は、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムにより実行される方法であって、前記システムが、前記薬剤を保管する薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、前記農業用機械の故障を検知する。 A failure detection method according to another aspect of the present invention is a method which is provided in an agricultural machine that sprays a medicine and is executed by a system for detecting a failure, wherein the system stores the medicine. A time-dependent change in the discharge pressure of the drug is acquired by a pressure sensor provided in a path from the tank to the discharge port of the drug, and the agricultural machine malfunctions based on the change in the discharge pressure of the acquired drug over time. To detect.

また、本発明のさらに別の観点に係るコンピュータプログラムは、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムにより実行されるコンピュータプログラムであって、前記システムに対して、前記薬剤を保管する薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、前記農業用機械の故障を検知させる。 Further, a computer program according to still another aspect of the present invention is a computer program which is provided in an agricultural machine for spraying a medicine and is executed by a system for detecting a failure, wherein the medicine is supplied to the system. The change over time of the discharge pressure of the drug is acquired by a pressure sensor provided in the path from the stored drug tank to the discharge port of the drug, and based on the change over time of the acquired discharge pressure of the drug, Detect machine failure.

本発明によれば、薬剤の散布を行なう農業用機械において、故障を事前に検知して、安全に使用することができる。 According to the present invention, it is possible to detect a failure in advance and safely use it in an agricultural machine that sprays a medicine.

本願発明に係る故障検知システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の平面図である。It is a top view of the Example of the drug spraying drone which mounts the failure detection system which concerns on this invention. 本願発明に係る故障検知システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の正面図である。1 is a front view of an embodiment of a drug spraying drone equipped with a failure detection system according to the present invention. 本願発明に係る故障検知システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の右側面図である。It is a right side view of the Example of the drug spraying drone which mounts the failure detection system which concerns on this invention. 本願発明に係る故障検知システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例を使用した薬剤散布システムの全体概念図の例である。1 is an example of an overall conceptual diagram of a drug spraying system using an embodiment of a drug spraying drone equipped with a failure detection system according to the present invention. 本願発明に係る故障検知システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the control function of the Example of the chemical spraying drone which mounts the failure detection system which concerns on this invention. 本願発明に係る故障検知システムの構成を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the structure of the failure detection system which concerns on this invention. 本願発明に係る故障検知システムが備える機能の一部を表した機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing a part of function with which the failure detection system concerning the present invention is provided. 本願発明に係る故障検知システムによって実行される処理の一例を表した処理フロー図である。It is a processing flow figure showing an example of processing performed by the failure detection system concerning the present invention. 本願発明に係る故障検知システムによって実行される処理の一例を表した処理フロー図である。It is a processing flow figure showing an example of processing performed by the failure detection system concerning the present invention. 本願発明に係る故障検知システムによって実行される処理の一例を表した処理フロー図である。It is a processing flow figure showing an example of processing performed by the failure detection system concerning the present invention.

以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The figures are all examples.

図1に本願発明に係るドローン100の実施例の平面図を、図2にその(進行方向側から見た)正面図を、図3にその右側面図を示す。なお、本願明細書において、ドローンとは、動力手段(電力、原動機等)、操縦方式(無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等)を問わず、複数の回転翼または飛行手段を有する飛行体全般を指すこととする。 FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a drone 100 according to the present invention, FIG. 2 is a front view (viewed from the traveling direction side), and FIG. 3 is a right side view thereof. In the specification of the present application, the drone means any power means (electric power, prime mover, etc.), control method (whether wireless or wired, and whether it is an autonomous flight type or a manual control type). Instead, it refers to all flying bodies having multiple rotors or flight means.

回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b(ローターとも呼ばれる)は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリー消費量のバランスを考慮し、8機(2段構成の回転翼が4セット)備えられていることが望ましい。 Rotators 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (also called rotors) are means for flying the drone 100. Considering the balance of flight stability, airframe size, and battery consumption, it is desirable to have 8 aircraft (4 sets of 2-stage rotary blades).

モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段(典型的には電動機だが発動機等であってもよい)であり、一つの回転翼に対して1機設けられていることが望ましい。1セット内の上下の回転翼(たとえば、101-1aと101-1b)、および、それらに対応するモーター(たとえば、102-1aと102-1b)は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転することが望ましい。なお、一部の回転翼101-3b、および、モーター102-3bが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図2、および、図3に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら上の構造であることが望ましい。衝突時に当該部材がローター側に座屈変形することを防ぎ、ローターと干渉することを防ぐためである。 The motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are rotor blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-. 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b is a means for rotating (typically an electric motor, but may be a motor, etc.), one for each rotor It is desirable that the The upper and lower rotor blades (eg 101-1a and 101-1b) and their corresponding motors (eg 102-1a and 102-1b) in one set are for drone flight stability etc. It is desirable that the axes be collinear and rotate in opposite directions. Although some rotor blades 101-3b and the motor 102-3b are not shown, their positions are self-explanatory, and if there is a left side view, they are at the positions shown. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, it is desirable that the radial member for supporting the propeller guard provided so that the rotor does not interfere with foreign matter has a structure in which the propeller guard is not horizontal but is in the shape of a tower. This is to prevent the member from buckling and deforming toward the rotor at the time of a collision and to prevent the member from interfering with the rotor.

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

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

図4に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。操縦器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報(たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等)を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されることが望ましいが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていることが望ましい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作機(図示していない)を使用してもよい(非常用操作機は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であることが望ましい)。操縦器401とドローン100はWi-Fi等による無線通信を行なうことが望ましい。 FIG. 4 shows an overall conceptual diagram of a system using an example of a drug spraying application of the drone 100 according to the present invention. This figure is a schematic diagram and the scale is not accurate. The pilot 401 is a means for transmitting a command to the drone 100 by the operation of the user 402 and displaying information received from the drone 100 (for example, position, drug amount, battery level, camera image, etc.). Yes, and may be realized by a portable information device such as a general tablet terminal that runs a computer program. Although it is desirable that the drone 100 according to the present invention be controlled to perform autonomous flight, it is desirable to be able to perform manual operation during basic operations such as takeoff and return, and in an emergency. In addition to the portable information device, you may use an emergency operating device (not shown) that has a function dedicated to emergency stop (a large emergency stop button, etc. so that the emergency operating device can respond quickly in an emergency). It is desirable that it is a dedicated device equipped with). It is desirable that the pilot 401 and the drone 100 perform wireless communication by Wi-Fi or the like.

圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の障害物が存在する場合もある。 The field 403 is a rice field, a field, or the like to which the drug is sprayed by the drone 100. Actually, the topography of the farm field 403 is complicated, and there are cases where the topographic map cannot be obtained in advance or the topographic map and the situation at the site are inconsistent. Normally, the farm field 403 is adjacent to a house, a hospital, a school, another crop farm field, a road, a railroad, and the like. In addition, there may be obstacles such as buildings and electric wires in the field 403.

基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようにすることが望ましい(Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい)。営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピューター群と関連ソフトウェアであり、操縦器401と携帯電話回線等で無線接続されていることが望ましい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行なってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行なってもよい。 The base station 404 is a device that provides a master device function of Wi-Fi communication and the like, and it is desirable that the base station 404 also functions as an RTK-GPS base station and can provide an accurate position of the drone 100 (Wi-Fi Communication master unit function and RTK-GPS base station may be independent devices). The farm cloud 405 is typically a group of computers operated on a cloud service and related software, and is preferably wirelessly connected to the controller 401 by a mobile phone line or the like. The farming cloud 405 may analyze the image of the field 403 captured by the drone 100, grasp the growing condition of the crop, and perform a process for determining a flight route. Further, the drone 100 may be provided with the stored topographical information of the field 403 and the like. In addition, the history of the drone 100 flight and captured images may be accumulated and various analysis processes may be performed.

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

図5に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表した模式図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピューターであってよい。フライトコントローラー501は、操縦器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC(Electronic Speed Control)等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっていることが望ましい。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the control function of the embodiment of the drug spraying drone according to the present invention. The flight controller 501 is a component that controls the entire drone, and specifically may be an embedded computer including a CPU, memory, related software, and the like. The flight controller 501, based on the input information received from the controller 401 and the input information obtained from various sensors described later, via the control means such as ESC (Electronic Speed Control), the motor 102-1a, 102-1b , 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, 104-b are controlled to control the flight of the drone 100. The actual rotation speed of the motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, 104-b is fed back to the flight controller 501 to perform normal rotation. It is desirable to have a configuration that can monitor whether or not it is. Alternatively, the rotary blade 101 may be provided with an optical sensor or the like so that the rotation of the rotary blade 101 is fed back to the flight controller 501.

フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっていることが望ましい。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護を行なうことが望ましい。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操縦器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピューターによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。 The software used by the flight controller 501 is preferably rewritable through a storage medium or the like for function expansion/change, problem correction, or the like, or through communication means such as Wi-Fi communication or USB. In this case, it is desirable to protect by encryption, checksum, electronic signature, virus check software, etc. so that rewriting by unauthorized software is not performed. In addition, a part of the calculation process used by the flight controller 501 for control may be executed by another computer existing on the controller 401, the farm cloud 405, or another place. Since the flight controller 501 is highly important, some or all of its constituent elements may be duplicated.

バッテリー502は、フライトコントローラー501、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であることが望ましい。バッテリー502はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してフライトコントローラー501に接続されていることが望ましい。バッテリー502は電力供給機能に加えて、その内部状態(蓄電量、積算使用時間等)をフライトコントローラー501に伝達する機能を有するスマートバッテリーであることが望ましい。 The battery 502 is a means of supplying power to the flight controller 501 and other components of the drone and is preferably rechargeable. The battery 502 is preferably connected to the flight controller 501 via a power supply unit including a fuse or a circuit breaker. The battery 502 is preferably a smart battery that has a function of transmitting its internal state (amount of stored electricity, accumulated usage time, etc.) to the flight controller 501 in addition to a power supply function.

フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操縦器401とやり取りを行ない、必要な指令を操縦器401から受信すると共に、必要な情報を操縦器401に送信できることが望ましい。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておくことが望ましい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えていることが望ましい。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、GPSモジュール504により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。GPSモジュール504は重要性が高いため、二重化・多重化しておくことが望ましく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュール504は別の衛星を使用するよう制御することが望ましい。 The flight controller 501 communicates with the controller 401 via the Wi-Fi slave unit function 503 and further via the base station 404, receives a necessary command from the controller 401, and transmits necessary information to the controller. It is desirable to be able to send to 401. In this case, it is desirable to encrypt the communication so as to prevent illegal acts such as interception, spoofing, and hijacking of equipment. The base station 404 preferably has an RTK-GPS base station function in addition to a Wi-Fi communication function. By combining the signal from the RTK base station and the signal from the GPS positioning satellite, the GPS module 504 can measure the absolute position of the drone 100 with an accuracy of about several centimeters. Since the GPS module 504 is highly important, it is desirable to duplicate and multiplex it. Also, in order to cope with the failure of a specific GPS satellite, each redundant GPS module 504 should use another satellite. It is desirable to control.

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

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

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

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

自律飛行により薬剤等の散布を行なう農業用ドローンにおいては、ドローンの高度、および、速度の上限を維持することが安全性維持のためにきわめて重要である。使用者402に操縦器401に常に貼り付いてドローン100を操縦しているわけではないからである。ドローン100の高度が所定の高度を超えると万一の落下時の地上衝突時の衝撃が安全規制を超える可能性がある(万一、人に衝突した時に深刻な被害を与える可能性がある)。加えて、目的とする圃場外への薬剤の飛散(ドリフト)を最小化するためにも高度を制限することが望ましい。同様に、ドローン100の速度が所定の速度を超えると安全面で大きな問題となり得る。落下時に加えて、障害物(特に人間)に衝突した際の衝撃が安全基準を超える可能性がある。 In an agricultural drone that sprays drugs and the like by autonomous flight, maintaining the drone's altitude and the upper limit of its speed is extremely important for maintaining safety. This is because the drone 100 is not always attached to the user 402 by sticking to the controller 401. If the altitude of the drone 100 exceeds a predetermined altitude, the impact at the time of a ground collision in the event of a drop may exceed the safety regulations (in the unlikely event of a collision with a person, serious damage may occur). .. In addition, it is desirable to limit the altitude in order to minimize the drug drift outside the target field. Similarly, if the speed of the drone 100 exceeds a predetermined speed, it may pose a serious safety problem. In addition to falling, the impact of collision with an obstacle (especially human) may exceed the safety standard.

安全基準を遵守するために、本願発明に係るドローン100は、フライトコントローラー501の入力とするための高度測定手段、速度測定手段、または、その両方を備えることが望ましい。加えて、重量測定手段を備えていてもよい。フライトコントローラー501は、これらの測定された情報を入力とし、ドローン100が所定の制限高度、所定の制限速度、または、その両方を超えないようモーター102を制御することが望ましい。 In order to comply with the safety standards, it is desirable that the drone 100 according to the present invention includes an altitude measuring means, a speed measuring means, or both for being an input of the flight controller 501. In addition, a weight measuring means may be provided. It is desirable that the flight controller 501 inputs these measured information and controls the motor 102 so that the drone 100 does not exceed a predetermined limit altitude, a predetermined speed limit, or both.

(高度測定)
本願発明に係るドローン100は複数のセンサーを使用して機体高度を測定することが望ましい。高度の測定には、GPS504、加速度センサー505、気圧センサー507、ソナー509、レーザーセンサー508の組み合わせを使用してよい。また、マルチスペクトルカメラ512、または、障害物検知カメラ513にパッシブ方式のオートフォーカス機能を備えることで対地距離を測定してもよい。この場合に、測定器やセンサーは故障に備えて二重化または多重化することが望ましい。二重化・多重化は同種のセンサーを複数使用することで行なってもよく、複数方式のセンサーを併用することで行なってもよく、その両方によって行なってもよい。
(Altitude measurement)
The drone 100 according to the present invention preferably uses a plurality of sensors to measure the aircraft altitude. A combination of GPS 504, acceleration sensor 505, barometric pressure sensor 507, sonar 509, and laser sensor 508 may be used to measure altitude. The ground distance may be measured by providing the multi-spectral camera 512 or the obstacle detection camera 513 with a passive autofocus function. In this case, it is desirable that the measuring instruments and sensors be duplicated or multiplexed in case of failure. Duplexing/multiplexing may be performed by using a plurality of sensors of the same type, may be performed by using a plurality of sensors in combination, or may be performed by both of them.

たとえば、ソナー509は圃場403が地面である場合には正確な測定が可能だが、圃場403が水面である場合には正確な測定が難しい(この場合には、レーザーセンサー508が適切である)等、測定方式により得手不得手があるため、複数方式のセンサーを併用することが望ましい。また、GPSの電波の外乱や基地局の異常等が発生した場合には仮にGPS504を多重化していたとしても全体障害となってしまうため、GPS以外の高度測定手段も備えることが望ましい。 For example, the sonar 509 can make accurate measurements when the field 403 is the ground, but it is difficult to make accurate measurements when the field 403 is the water surface (in this case, the laser sensor 508 is suitable), etc. However, it is desirable to use a plurality of sensors in combination because some measurement methods have advantages and disadvantages. In addition, even if the GPS 504 is multiplexed even if the GPS radio wave is disturbed or the base station is abnormal, it is an obstacle to the whole. Therefore, it is desirable to provide an altitude measuring means other than the GPS.

特に、離陸時の初期高度測定にはGPS504を使用し、飛行中はソナー509を使用することが望ましい。GPS504は最も正確な測定を行なえるが絶対高度しか測定できないため、用水路など凹凸のある圃場403では正確な対地高度を測定できないのに対して、ソナー509は地面に対する距離を測定するため対地高度を測定できるからである。水平飛行中にGPS504とソナー509の両方による測定を行なって結果を比較し、その差が所定の閾値(たとえば10センチメートル)以内であるときにはGPS504の測定値を高度測定に使用し、所定の閾値を超えたときには圃場403の凹凸が大きいと判断して、ソナー509の測定値を高度測定に使用するようにしてもよい。 In particular, it is desirable to use GPS 504 for initial altitude measurement during takeoff and sonar 509 during flight. GPS504 can measure the most accurate, but only absolute altitude can be measured, so accurate ground altitude cannot be measured in field 403 with unevenness such as irrigation canal, whereas Sonar 509 measures the ground altitude because it measures the distance to the ground. Because it can be measured. During level flight, both GPS 504 and sonar 509 measurements are performed and the results are compared, and if the difference is within a predetermined threshold (for example, 10 cm), the GPS 504 measurement is used for altitude measurement and the predetermined threshold is used. When it exceeds, it may be determined that the unevenness of the field 403 is large and the measurement value of the sonar 509 may be used for altitude measurement.

なお、GPS504は、ドローンの飛行位置の把握のためにいずれにせよ不可欠な機能となるため、離陸時にGPS504が故障や外乱等により機能しない場合にはドローンの離陸を禁止する制御(インターロック)を行なうことが望ましい。また、飛行中にGPS衛星からの電波がさえぎられて一時的な受信不能となる、通信妨害が発生し受信不能となる等によりGPSが機能しなくなった場合には、ドローン100をその場で上空停止(ホバリング)させる制御を行なうことが望ましい。所定時間経過後もGPSが機能しない場合には、ホバリングを停止し、その場でドローン100をその場で軟着陸、または、発着地点406等に帰還させる制御を行なってもよい。この際に、操縦器401にエラー・メッセージを表示し、使用者402の指示を仰いでもよい。 The GPS 504 becomes an indispensable function to grasp the flight position of the drone anyway, so if the GPS 504 does not function due to a failure or disturbance during takeoff, a control (interlock) that prohibits takeoff of the drone It is desirable to do. Also, if GPS stops working during flight due to interruption of radio waves from GPS satellites, temporary interruption of reception, communication interruption, and other inability to receive, drone 100 will fly over the spot. It is desirable to perform control to stop (hover). When the GPS does not function even after the lapse of a predetermined time, the hovering may be stopped and the drone 100 may be controlled to soft land on the spot or return to the departure point 406 or the like. At this time, an error message may be displayed on the pilot 401 and the user 402 may be instructed.

これらの高度測定手段により測定された高度情報をドローン100の飛行制御手段の入力とすることで、人間の目視による操縦がなくとも、ドローン100を法規制や安全基準等により定められた制限高度内で飛行させることが可能となる。 By inputting the altitude information measured by these altitude measurement means to the flight control means of the drone 100, the drone 100 can be controlled within the restricted altitude defined by legal regulations and safety standards, even if it is not operated by human eyes. It will be possible to fly with.

GPS504によって高度を測定している場合には、ソナー509により測定を行なっている場合と比較して、制限高度を低く設定することが望ましい。GPSはドローン100の高度の絶対値を測定しているのに対して、ソナー509はドローン100と地表との距離を測定しているため、地形の高低を考慮して制限高度に余裕を持たせることが望ましいからである。たとえば、ソナー509を使用した測定時の制限高度が2メートルである場合には、GPS504を使用した測定時の制限高度を1.5メートルとしてよい。 When the altitude is measured by the GPS 504, it is desirable to set the restricted altitude lower than that when the sonar 509 measures the altitude. GPS measures the absolute value of the altitude of the drone 100, while Sonar 509 measures the distance between the drone 100 and the ground surface, so allow a margin for the restricted altitude considering the height of the terrain Is desirable. For example, if the sonar 509 has a restricted altitude of 2 meters, the GPS 504 may have a restricted altitude of 1.5 meters.

ドローン100の絶対的な高度の制限に加えて、上昇速度(高度の時間あたりの変化)を制限してもよい。上昇速度を制限しないとセンサーの測定の遅延、および、フライトコントローラー501の処理の遅延等により、ドローン100が制限高度を一時的に超えてしまうリスクがあるからである。この場合において、GPS504によって高度を測定している場合には、ソナー509等の他の方法によって高度を測定している場合と比較して上昇速度の上限値を低く設定してもよい。GPS504は、電波の外乱や測位衛星の状況により一時的に測定ができないことがあるため、ドローンが制限高度を一時的に超えるリスクが高くなるからである。 In addition to the absolute altitude limit of the drone 100, the rate of climb (the change in altitude over time) may be limited. This is because if the climb speed is not limited, there is a risk that the drone 100 may temporarily exceed the restricted altitude due to a delay in sensor measurement, a delay in processing by the flight controller 501, and the like. In this case, when the altitude is measured by the GPS 504, the upper limit value of the ascending speed may be set lower than the case where the altitude is measured by another method such as the sonar 509. This is because the GPS 504 may temporarily be unable to measure due to the disturbance of radio waves or the situation of positioning satellites, so that the risk of the drone temporarily exceeding the restricted altitude increases.

(速度制限)
本願発明に係るドローン100は、複数のセンサーを使用して機体速度を測定してよい。速度の測定には、加速度センサー505(加速度の積分により速度が得られる)、GPSドップラー504-3(複数のGPS基地局からの電波の位相差をソフトウェアで処理することで機体速度を測定できる)、または、GPS504が測定した絶対座標の変化等を使用してよい。この場合に、測定器やセンサーは故障に備えて、二重化または多重化することが望ましい。二重化または多重化は同一方式内で行なうと共に、異なる方式間で行なうことが好ましい。たとえば、GPSが電波外乱や測位衛星の障害により利用できない場合には、GPSのみを二重化していた場合に全体障害となってしまうからである。
(Speed limit)
The drone 100 according to the present invention may measure airframe speed using a plurality of sensors. For speed measurement, acceleration sensor 505 (speed can be obtained by integration of acceleration), GPS Doppler 504-3 (airframe speed can be measured by processing the phase difference of radio waves from multiple GPS base stations with software) , Or changes in absolute coordinates measured by GPS 504 may be used. In this case, it is desirable that the measuring instruments and sensors be duplicated or multiplexed in case of failure. Duplexing or multiplexing is preferably performed within the same system and between different systems. This is because, for example, if GPS cannot be used due to radio disturbance or positioning satellite failure, if only GPS is duplicated, it will cause an overall failure.

これらの高度測定手段により測定された速度情報をフライトコントローラー501の入力とすることで、人間の目視による操縦がなくとも、ドローン100を法規制や安全基準等により定められた制限速度内(たとえば、時速20Km)で飛行させることが可能となる。 By inputting the speed information measured by these altitude measuring means to the flight controller 501, the drone 100 is within the speed limit set by the legal regulation, the safety standard, etc. even if the drone 100 is not visually operated (for example, It is possible to fly at a speed of 20 km per hour.

(重量測定)
典型的なドローン100による農薬散布のケースでは、薬剤の重量は10キログラム以上となる。機体部分のみの重量は典型的には25キログラム程度であるため、散布開始時と散布終了間近の時では全体重量には大きな差が生じる。全体重量の変化に応じて、ドローン100の高度および速度を調整してもよい。たとえば、安全基準により、ドローン100の自然落下時の地表での衝撃力が規定されているのであれば、衝撃力は高度と速度と重量により決まる(速度の二乗に比例し、高度と重量に比例する)ため、機体重量が軽い時には制限高度を高くしてもよい。同様に、機体重量が軽い時には制限速度を速くしてもよい。また、飛行速度が速い時には制限高度を低く設定し、飛行高度が高い時には制限速度を遅く設定してもよい。
(Weight measurement)
In a typical drone 100 pesticide application case, the weight of the drug would be over 10 kilograms. Since the weight of only the body part is typically about 25 kilograms, there is a large difference in overall weight between the start of spraying and the end of spraying. The altitude and speed of drone 100 may be adjusted in response to changes in overall weight. For example, if the safety standards stipulate the impact force on the surface of the drone 100 when it naturally falls, the impact force is determined by altitude, velocity, and weight (proportional to the square of velocity, proportional to altitude and weight). Therefore, the limit altitude may be increased when the body weight is light. Similarly, when the airframe weight is light, the speed limit may be increased. Further, the limit altitude may be set low when the flight speed is high, and the speed limit may be set low when the flight altitude is high.

機体重量は加速度センサー505によって測定された加速度、または、GPSドップラー504-3やGPS504等の手段によって測定された速度の微分値としての加速度を使用して推定してよい。上昇時であれば、モーター102の推力をT、重力加速度をg、測定された機体の加速度をαとすれば、機体全体の重量Mは、M=T/(α+g)として求められる。モーター102の推力Tはモーターの回転数によって決まり、フライトコントローラー501はモーター回転数を測定できることから、機体の重量を推定可能である。また、モーター回転数を直接的に測定できない場合には、フライトコントローラー501がモーター102に指令した目的回転数をモーター回転数とみなし、そこから推力を推定してもよい。 The airframe weight may be estimated using the acceleration measured by the acceleration sensor 505 or the acceleration as a differential value of the speed measured by means such as GPS Doppler 504-3 or GPS 504. If the thrust of the motor 102 is T, the gravitational acceleration is g, and the measured acceleration of the airframe is α during the ascent, the weight M of the entire airframe is obtained as M=T/(α+g). The thrust T of the motor 102 is determined by the rotation speed of the motor, and the flight controller 501 can measure the rotation speed of the motor, so that the weight of the airframe can be estimated. When the motor rotation speed cannot be directly measured, the target rotation speed commanded by the flight controller 501 to the motor 102 may be regarded as the motor rotation speed, and the thrust may be estimated from the target rotation speed.

また、等速水平飛行中のドローン100の機体の傾きを測定することで機体重量を推定してよい。機体の傾きはジャイロセンサーを備えることで直接測定してもよいし、6軸方式の加速度センサー505の測定値を二回微分することで推定してもよい。等速水平飛行中には機体の空気抵抗力、重力、回転翼による推力が釣り合っている。空気抵抗力は機体の飛行速度の関数であり、回転翼による推力はモーターの回転数の関数であり、重力は機体重量の関数であることから、重量は機体の傾き、モーターの回転数、機体の飛行速度が既知であれば推定することができる。なお、風力センサーを設けて、風力と風向によって空気抵抗係数を補正してもよい。 Further, the body weight may be estimated by measuring the inclination of the body of the drone 100 during the uniform horizontal flight. The tilt of the machine body may be directly measured by providing a gyro sensor, or may be estimated by differentiating the measurement value of the 6-axis type acceleration sensor 505 twice. During constant-velocity level flight, the aircraft's air resistance, gravity, and rotor thrust are balanced. Air resistance is a function of aircraft flight speed, thrust by rotor blades is a function of motor speed, and gravity is a function of airframe weight, so weight is the tilt of the airframe, motor speed, airframe If the flight speed of is known, it can be estimated. A wind force sensor may be provided to correct the air resistance coefficient according to the wind force and the wind direction.

また、飛行中に重量が変化する最大の要因は薬剤の量であることから、薬剤タンク中のレベルセンサーで薬剤の液面の高さを測定することで薬剤の残量を測定し、そこから機体全体の重量を推定してもよい。この場合には、薬剤タンク中に水圧センサーを備え、薬剤タンク中の薬剤の重量を推定することで、機体全体の重量を推定してもよい。 In addition, since the largest factor that changes weight during flight is the amount of drug, the level sensor in the drug tank measures the height of the liquid surface of the drug to measure the remaining amount of drug, and then The weight of the entire aircraft may be estimated. In this case, a water pressure sensor may be provided in the medicine tank, and the weight of the medicine in the medicine tank may be estimated to estimate the weight of the entire machine body.

図6に本願発明の実施例に係る故障検知システムの構成を表した模式図を示す。
本実施形態に係る故障検知システムは、薬剤を散布する農業用機械、特に本例では薬剤散布用ドローン100に備えられ、故障を事前に検知する。なお、本実施形態において、「故障している状態」といった場合とは、薬剤が正常に管理された経路から漏出している状態や、逆止弁121-1、121-2、121-3が正常に機能していない状態など、本来想定された動作をドローン100が正確に実行できない状態である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the failure detection system according to the embodiment of the present invention.
The failure detection system according to the present embodiment is provided in an agricultural machine that sprays a drug, particularly in this example, a drug spray drone 100, and detects a failure in advance. Incidentally, in the present embodiment, the case such as "a state of failure" means that the drug is leaking from a normally managed route, and the check valves 121-1 121-2 121-3. The drone 100 cannot accurately perform the originally intended operation, such as a state where it is not functioning normally.

薬剤タンク104は上述の通り、散布される薬剤を保管するためのタンクである。
なお、この薬剤タンク104には、薬剤を充填したり、保管している薬剤を出したりするための開閉可能な蓋が取り付けられている。この開閉可能な蓋には、開閉状態を検知可能な開閉センサー104aが取り付けられている。この開閉センサー104aは例えば、蓋に取り付けられたマグネットと、本体に取り付けられて、このマグネットの磁力や接触を感知する感知器によって構成することができる。これにより蓋の開閉状態を判別して、使用者に蓋の開閉状態を認識可能とし、蓋が開いたまま薬剤の散布が行われるといった事態を防ぐことができる。
As described above, the medicine tank 104 is a tank for storing the medicine to be sprayed.
The drug tank 104 is provided with an openable/closable lid for filling the drug and taking out the stored drug. An open/close sensor 104a capable of detecting the open/closed state is attached to the openable/closable lid. The open/close sensor 104a can be configured by, for example, a magnet attached to the lid and a sensor attached to the main body to detect magnetic force and contact of the magnet. This makes it possible to discriminate the open/closed state of the lid and allow the user to recognize the open/closed state of the lid, and prevent a situation in which the medicine is sprayed with the lid open.

また、薬剤タンク104には薬剤種別判別センサー104bが設けられている。薬剤種別判別センサー104bは、薬剤タンク104内に貯留されている薬剤の種別を判別することができる。
この薬剤種別判別センサー104bは例えば、薬剤タンク104内の薬剤の粘度や導電率、あるいはpHを測定することのできる装置によって構成され、測定された各項目の値と、薬剤ごとの基準となる値とを対比し、薬剤の種別を判別することができる。
Further, the medicine tank 104 is provided with a medicine type discrimination sensor 104b. The drug type determination sensor 104b can determine the type of the drug stored in the drug tank 104.
The drug type discrimination sensor 104b is composed of, for example, a device capable of measuring the viscosity, conductivity, or pH of the drug in the drug tank 104, and the measured value of each item and the reference value for each drug. It is possible to determine the type of drug by comparing with.

ここで、薬剤は複数の種類のものが用いられる場合があるため、散布を予定している薬剤が薬剤タンク104内に保管されているかどうかを判別することは有用である。特に、薬剤の粒子径は種類に応じて異なるところ、散布を予定していた薬剤よりも粒子径の小さい薬剤を誤って散布してしまった場合には、ドリフト(薬剤の目的物以外への飛散、付着)を惹き起こす可能性が高く、看過できない。 Here, since a plurality of types of drugs may be used, it is useful to determine whether or not the drug to be sprayed is stored in the drug tank 104. In particular, the particle size of the drug varies depending on the type.If a drug with a smaller particle size than the drug to be sprayed is accidentally sprayed, a drift (scattering of the drug to other than the target product) , Adhesion), and cannot be overlooked.

また、薬剤タンク104には、薬剤の液切れを検知するための液切れセンサー511が取り付けられている。なお、薬剤の液切れには、薬剤がなくなった場合のほか、薬剤の量が所定の量以下になった場合を含み、任意に設定された量に応じて、薬剤の液切れを検知することができる。 Further, the medicine tank 104 is provided with a liquid shortage sensor 511 for detecting liquid shortage of the medicine. It should be noted that the liquid out of the drug includes not only when the drug is exhausted but also when the amount of the drug becomes less than a predetermined amount, and the liquid out of the drug is detected according to an arbitrarily set amount. You can

なお、薬剤タンク104内における薬剤の蒸散検知機能や、温度・湿度の測定機能などを薬剤タンク104に設け、薬剤が適切な状態に管理されるようにするとよい。 It is preferable that the drug tank 104 be provided with a function for detecting the evaporation of the drug in the drug tank 104, a temperature/humidity measuring function, and the like so that the drug is managed in an appropriate state.

ポンプ106は、薬剤タンク104内に保管されている薬剤を下流へ吐き出し、薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4を介して各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へ送出する。
なお、薬剤は薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へ送出されるところ、本実施形態の説明では、この送出経路に沿って薬剤が送出される方向を下流方向と称し、これとは逆の方向を上流方向と称することがある。なお、薬剤は一部、薬剤タンク104から三方弁122を介して再び薬剤タンク104へ送出されるが、この経路に関しては、三方弁122側を下流方向、薬剤タンク104側を上流方向と称している。
The pump 106 discharges the medicine stored in the medicine tank 104 to the downstream side, and each medicine nozzle 103-1, 103-2, via medicine hoses 105-1, 105-2, 105-3, 105-4. It is sent to 103-3 and 103-4.
The medicine is delivered from the medicine tank 104 to the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. In the description of the present embodiment, the medicine is delivered along this delivery path. May be referred to as the downstream direction, and the opposite direction may be referred to as the upstream direction. A part of the medicine is delivered from the medicine tank 104 to the medicine tank 104 again via the three-way valve 122. Regarding this path, the three-way valve 122 side is referred to as the downstream direction and the medicine tank 104 side is referred to as the upstream direction. There is.

拡張タンク141は、三方弁122から送出された薬剤を一時的に貯留させ、薬剤タンク104に戻すためのタンクである。
三方弁122から拡張タンク141を介して薬剤タンク104に至る経路は、薬剤中のエア(気泡)を除去(脱泡)するための経路である。この経路を循環させると共に、拡張タンク141に一時的に貯留させることで薬剤の脱泡を行うことができる。
The expansion tank 141 is a tank for temporarily storing the medicine delivered from the three-way valve 122 and returning it to the medicine tank 104.
The path from the three-way valve 122 to the medicine tank 104 via the expansion tank 141 is a path for removing (deaerating) air (air bubbles) in the medicine. By circulating this path and temporarily storing it in the expansion tank 141, it is possible to defoam the drug.

逆止弁121-1、121-2、121-3は、薬剤を一定方向のみに送出し、当該一定方向とは逆の方向への流入、即ち逆流を防ぐための弁である。また、この逆止弁121-1、121-2、121-3は、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路において、薬剤の吐出を遮断する遮断機構の役割を果たし、ドローン100が薬剤を散布させる動作状態でない場合には、薬剤の吐出を規制する。例えば、ドローン100が飛行し、薬剤散布の指令をドローン100が受け付けるまでの状態、ドローン100が異常状態となり、薬剤の散布を規制する指令をドローン100が受け付けている状態、主たる駆動電源が停止した状態などにおいて、薬剤の吐出を遮断する。 The check valves 121-1, 121-2, 121-3 are valves for delivering a drug only in a fixed direction and preventing an inflow in a direction opposite to the fixed direction, that is, a reverse flow. Also, the check valves 121-1 121-2 121-3 block the discharge of the medicine in the path from the medicine tank 104 to the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3 and 103-4. When the drone 100 is not in the operating state for spraying the medicine, the discharge of the medicine is regulated. For example, the state in which the drone 100 flies, until the drone 100 receives a drug spraying command, the drone 100 is in an abnormal state, the drone 100 receives a command to regulate the drug spraying, and the main drive power is stopped. In a state or the like, the discharge of the medicine is blocked.

本例では、薬剤タンク104とポンプ106の間、三方弁122と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間、三方弁122と拡張タンク141の間に夫々、逆止弁121-1、121-2、121-3が設けられている。逆止弁121-1は、薬剤タンク104から送出された薬剤を下流方向へ送出させ、薬剤タンク104へ逆流不能に制御している。また、逆止弁121-2は、ポンプ106から送出された薬剤を下流方向へ送出させ、ポンプ106へ逆流不能に制御している。また、逆止弁121-3は、三方弁122から送出された薬剤を拡張タンク141のある上流方向へ送出させ、三方弁122へ逆流不能に制御している。これらの逆止弁121-1、121-2、121-3は、常時閉弁(NC:ノーマルクローズ)するとともに、薬剤タンク104からの吐き出された薬剤の吐出圧に応じて開弁する。 In this example, between the medicine tank 104 and the pump 106, between the three-way valve 122 and the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, between the three-way valve 122 and the expansion tank 141, respectively, the reverse valves are provided. Stop valves 121-1, 121-2, 121-3 are provided. The check valve 121-1 causes the medicine delivered from the medicine tank 104 to be delivered in the downstream direction, and controls the backflow into the medicine tank 104 such that it cannot flow backward. Further, the check valve 121-2 controls the medicine delivered from the pump 106 in the downstream direction, and controls the pump 106 so that it cannot backflow. In addition, the check valve 121-3 controls the three-way valve 122 so that the medicine is delivered in the upstream direction where the expansion tank 141 is located and that the three-way valve 122 cannot be back-flowed. These check valves 121-1, 121-2, 121-3 are normally closed (NC: normally closed) and open according to the discharge pressure of the medicine discharged from the medicine tank 104.

また、逆止弁121-1、121-2、121-3は、薬剤タンク104から薬剤の外部への吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に至る経路において、所定の漏出許容量ごとに設けられている。即ち、一の逆止弁121-1、121-2、121-3と、上流方向又は下流方向において隣り合う逆止弁121-1、121-2、121-3との間の経路の容積は、所定の漏出許容量以下になっている。 Further, the check valves 121-1, 121-2, 121-3 are predetermined in the route from the medicine tank 104 to the discharge ports 103a-1, 103a-2, 103a-3, 103a-4 to the outside of the medicine. It is provided for each permissible leakage amount. That is, the volume of the path between the one check valve 121-1, 121-2, 121-3 and the check valve 121-1, 121-2, 121-3 adjacent in the upstream direction or the downstream direction is , It is less than the specified allowable leakage.

さらに、逆止弁121-1とその上流側の薬剤タンク104の薬剤の吐出口の間の経路、逆止弁121-2とその下流側の吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4の間の経路についても、その容積は、所定の漏出許容量以下になっている。 Further, the path between the check valve 121-1 and the discharge port of the medicine of the medicine tank 104 on the upstream side, the check valve 121-2 and the discharge ports 103a-1, 103a-2, 103a-3 on the downstream side thereof. , 103a-4, the volume is less than or equal to a predetermined allowable leakage amount.

ここで、漏出許容量とは、漏出した薬剤が圃場403へ局地的に一度に散布されたとしても、散布を受けた農作物等における薬剤の濃度が人体に影響しない量の上限、あるいは漏出した薬剤が圃場403へ散布されたとしても、散布時の周辺環境に影響を及ぼさない量の上限等を意味する。 Here, the allowable leakage amount, even if the leaked drug is locally sprayed to the field 403 at one time, the upper limit of the amount of the drug concentration in the sprayed agricultural products or the like, or the leaked drug Even if the drug is sprayed to the field 403, it means the upper limit of the amount that does not affect the surrounding environment at the time of spraying.

本例では、逆止弁121-1は、薬剤タンク104とポンプ106の間であって、薬剤タンク104に設けられた薬剤吐出口近傍に設けられている。この逆止弁121-1は、薬剤タンク104から送出された薬剤を下流方向へ送出させ、薬剤タンク104へ逆流不能に制御している。
また、逆止弁121-2は、三方弁122と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間に設けられている。この逆止弁121-2は、ポンプ106から送出された薬剤を下流方向へ送出させ、ポンプ106へ逆流不能に制御している。
また、逆止弁121-3は、三方弁122と拡張タンク141の間に設けられている。この逆止弁121-3は、三方弁122から送出された薬剤を拡張タンク141のある上流方向へ送出させ、三方弁122へ逆流不能に制御している。
In this example, the check valve 121-1 is provided between the medicine tank 104 and the pump 106 and near the medicine discharge port provided in the medicine tank 104. The check valve 121-1 controls the medicine delivered from the medicine tank 104 in the downstream direction so as not to backflow into the medicine tank 104.
The check valve 121-2 is provided between the three-way valve 122 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. The check valve 121-2 causes the medicine delivered from the pump 106 to be delivered in the downstream direction and controls the pump 106 so that it cannot backflow.
The check valve 121-3 is provided between the three-way valve 122 and the expansion tank 141. The check valve 121-3 causes the medicine delivered from the three-way valve 122 to be delivered in the upstream direction where the expansion tank 141 is located, and controls the three-way valve 122 so that the backflow cannot be performed.

なお、逆止弁121-1、121-2、121-3には、スイング式、リフト式、ウエハ式など、各種のものを用いることができ、特に特定のものに限られることはない。また、本例に関わらず、本例よりも多くの逆止弁を適宜の箇所に設けてもよい。 As the check valves 121-1, 121-2, 121-3, various types such as swing type, lift type, and wafer type can be used, and the check valves are not limited to particular ones. Also, regardless of this example, more check valves than this example may be provided at appropriate locations.

なお、逆止弁121-1、121-2、121-3に限らず、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路において、薬剤の吐出を遮断する役割を果たすことができれば、遮断機構として電磁弁など、他の機構のものを用いることもできる。 Not limited to the check valves 121-1, 121-2, 121-3, in the path from the drug tank 104 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, the discharge of the drug is performed. As long as it can play a role of blocking, another mechanism such as a solenoid valve can be used as the blocking mechanism.

これにより、万一、薬剤タンク104から吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に至る経路において薬剤漏れが発生した場合でも、逆止弁121-1、121-2、121-3が閉弁すれば、上流方向又は下流方向に隣り合う逆止弁121-1、121-2、121-3間の経路に含まれる薬剤が漏出するにとどまる。そして、この漏出する薬剤の量は、漏出許容量以下となることから、薬剤が外部へ漏出したとしても安全である。 As a result, even if a drug leak occurs in the route from the drug tank 104 to the discharge ports 103a-1, 103a-2, 103a-3, 103a-4, the check valves 121-1, 121-2, When 121-3 closes, the drug contained in the path between the check valves 121-1, 121-2, 121-3 adjacent in the upstream direction or the downstream direction only leaks. Since the amount of the drug that leaks is less than the allowable leak amount, it is safe even if the drug leaks to the outside.

三方弁122は、ポンプ106と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間に設けられており、ポンプ106から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へつながる経路と、ポンプ106から拡張タンク141を介して薬剤タンク104へつながる経路の分岐点を構成しており、切替操作に応じて薬剤を各経路へ送出させる。
ここで、ポンプ106から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へつながる経路は、薬剤を薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4から吐出させ、薬剤を散布させるための経路である。
また、ポンプ106から拡張タンク141を介して薬剤タンク104へつながる経路は上述の通り、薬剤中の気泡を除去(脱泡)するための経路である。
The three-way valve 122 is provided between the pump 106 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and the pump 106 drives the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, A branch point of the route connecting to 103-4 and a route connecting the pump 106 to the drug tank 104 via the expansion tank 141 is configured, and the drug is delivered to each route according to the switching operation.
Here, the path from the pump 106 to the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 is such that the medicine is discharged from the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. , A route for spraying the drug.
Further, as described above, the path from the pump 106 to the medicine tank 104 via the expansion tank 141 is a path for removing (defoaming) bubbles in the medicine.

流量センサー510は、ポンプ106と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間に設けられ、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へ送出されている薬剤の流量を測定する。この流量センサー510によって測定された薬剤の流量に基づき、圃場403に散布した薬剤の量を把握することができる。 The flow rate sensor 510 is provided between the pump 106 and the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and delivers it to the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. The flow rate of the drug being measured is measured. Based on the flow rate of the drug measured by the flow sensor 510, the amount of the drug sprayed on the field 403 can be grasped.

圧力センサー111-1、111-2は、取り付け位置における薬剤の吐出圧を測定する。
圧力センサー111-1は、ポンプ106の下流側であって、逆止弁121-2及び三方弁122の上流側に取り付けられ、下流へ吐き出される薬剤の吐出圧を測定する。
圧力センサー111-2は、逆止弁121-2の下流側であって、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の上流側に取り付けられ、下流へ吐き出される薬剤の吐出圧を測定する。
The pressure sensors 111-1, 111-2 measure the ejection pressure of the medicine at the attachment position.
The pressure sensor 111-1 is mounted on the downstream side of the pump 106 and on the upstream side of the check valve 121-2 and the three-way valve 122, and measures the discharge pressure of the medicine discharged downstream.
The pressure sensor 111-2 is attached to the downstream side of the check valve 121-2 and the upstream side of the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and the Measure the discharge pressure.

これらの圧力センサー111-1、111-2によって薬剤の吐出圧を測定することができることから、逆止弁121-1、121-2、121-3を閉弁させた状態で各圧力センサーの111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、これを正常時の薬剤の吐出圧の経時的変化と対比することで、故障を検知することができる。例えば、圧力センサー111-1、111-2によって取得された薬剤の吐出圧が経時的に下降線を描き、この下降線が誤差の範囲を超えて、正常時と異なる場合には、経路中に薬剤の漏出が発生しているなどの故障が起きていると推測することができる。 Since it is possible to measure the discharge pressure of the drug by these pressure sensors 111-1, 111-2, 111 of each pressure sensor with the check valves 121-1, 121-2, 121-3 closed. The failure can be detected by acquiring the change over time of the discharge pressure of the medicine measured by -1, 111-2 and comparing this with the change over time of the discharge pressure of the medicine under normal conditions. For example, when the discharge pressure of the drug acquired by the pressure sensors 111-1, 111-2 draws a downward line with time, and this downward line exceeds the error range and is different from the normal time, It can be inferred that there is a failure such as leakage of the drug.

また、圧力センサー111-1、111-2ごとに判断することで、薬剤の漏出が発生している経路など、故障が発生している位置を大まかに特定することができる。即ち、本例であれば、圧力センサー111-1の測定値が正常である一方、圧力センサー111-2の測定値が異常であると判別される場合には、圧力センサー111-1よりも下流で故障が発生していると推測することができる。 Further, by making a determination for each of the pressure sensors 111-1, 111-2, it is possible to roughly specify the position where the failure has occurred, such as the path through which the drug has leaked. That is, in this example, when it is determined that the measured value of the pressure sensor 111-1 is normal, while the measured value of the pressure sensor 111-2 is abnormal, the pressure sensor 111-1 is downstream of the pressure sensor 111-1. It can be inferred that a failure has occurred.

ポンプ用センサー106aは、ポンプ106内において薬剤を薬剤タンク104から吸い込むと共に下流へ吐き出す回転子の回転数を測定する。
このポンプ用センサー106aによってポンプ106の回転子の回転数を測定した上、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧と対比し、正常時の比率と一致するか否かを判別することで、故障を検知することができる。即ち、正常時に比して、ポンプ106の回転数に応じた薬剤の吐出圧が得られていない場合には、薬剤の漏出が発生して、吐出圧が減少していると推測される。
The pump sensor 106a measures the rotation speed of the rotor that sucks the drug from the drug tank 104 and discharges the drug downstream in the pump 106.
Whether or not the rotation speed of the rotor of the pump 106 is measured by the pump sensor 106a and then compared with the discharge pressure of the medicine measured by the pressure sensors 111-1, 111-2, and whether or not the ratio in the normal state matches The failure can be detected by determining That is, when the discharge pressure of the medicine according to the rotation speed of the pump 106 is not obtained as compared with the normal time, it is estimated that the medicine leaks and the discharge pressure is reduced.

ノズル種別判別センサー104-1、104-2、104-3、104-4は、薬剤の吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に取り付けられる薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の種別を判別することができる。
散布される薬剤ごとの粒子径の違いから、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は通常、薬剤に応じて用いられるものが異なっている。そのため、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の種別が適切か否かを判別することで、誤った薬剤の散布を防ぐことができる。
The nozzle type discrimination sensors 104-1, 104-2, 104-3, 104-4 are drug nozzles 103-1, 103 attached to the drug ejection ports 103a-1, 103a-2, 103a-3, 103a-4. The type of -2, 103-3, 103-4 can be discriminated.
Due to the difference in particle size for each drug to be sprayed, the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 are usually different depending on the drug. Therefore, by deciding whether or not the type of the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 is appropriate, it is possible to prevent erroneous medicine spraying.

具体的には例えば、吐出口に薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4と嵌合又は係合する機構を設けておき、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4には、当該吐口側の嵌合又は係合機構に嵌合又は係合する機構であって、複数の薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4ごとに異なる形状の機構を設ける。そして、吐出口に薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4を取り付けた際、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4ごとに異なる形状を識別することにより、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の種別を判別することができる。
これにより、とりわけ使用予定の薬剤よりも粒子径の小さい薬剤が用いられることで、薬剤のドリフトが引き起こされるのを防ぐことができる。
Specifically, for example, a mechanism for fitting or engaging the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 is provided in the discharge port, and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103 are provided. -3, 103-4 is a mechanism for fitting or engaging with the fitting or engaging mechanism on the outlet side, and a plurality of medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 A different shaped mechanism is provided for each. Then, when the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 are attached to the ejection ports, different shapes are identified for each medicine nozzle 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. By doing so, it is possible to determine the type of the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4.
This makes it possible to prevent the drift of the drug from being caused by using a drug having a particle diameter smaller than that of the drug to be used.

なお、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路の途中には、当該経路中に貯留する薬剤を外部へ排出するためのコック付きの排出口(図6中、「DRAIN」と表記)が設けられている。圃場403への薬剤の散布が終わった後などにおいて、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路に溜まっている薬剤を排出させる場合には、この排出口より薬剤を排出させることができる。 In the middle of the route from the drug tank 104 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, a discharge port with a cock for discharging the drug stored in the route to the outside. (In FIG. 6, it is described as “DRAIN”). When the drug accumulated in the route from the drug tank 104 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 is to be discharged after the spraying of the drug on the field 403 is completed, The medicine can be discharged from this discharge port.

本実施形態において、フライトコントローラー501は図7に示されるように、故障を検知するための判断処理部11、判断処理に必要なデータを記憶した情報記憶部32を有すると共に、逆止弁121-1、121-2の開閉動作や薬剤の散布動作を制御する制御部12を有する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the flight controller 501 has a determination processing unit 11 for detecting a failure, an information storage unit 32 storing data necessary for the determination process, and a check valve 121- The control unit 12 controls the opening/closing operation of 1 and 121-2 and the spraying operation of the medicine.

ここで、制御部12は、後述する判断処理部11による判断処理の結果、故障が発生していると判断されたときに、ドローン100に所定の安全行動を取らせる。
ここで、所定の安全行動とは、飛行中であれば退避行動、飛行前の準備状態であれば薬剤の散布規制措置あるいは飛行規制措置である。
Here, the control unit 12 causes the drone 100 to take a predetermined safety action when it is determined that a failure has occurred as a result of the determination processing by the determination processing unit 11 described later.
Here, the predetermined safety action is an evacuation action during flight, and a drug spraying control measure or flight control measure in a preparatory state before flight.

退避行動は例えば、通常の着陸動作、ホバリングを例とする空中停止や、最短のルートで直ちに所定の帰還地点まで移動する「緊急帰還」を含む。所定の帰還地点とは、あらかじめフライトコントローラー501に記憶させた地点であり、例えば離陸した地点である。所定の帰還地点とは、例えば使用者402がドローン100に近づくことが可能な陸上の地点であり、使用者402は帰還地点に到達したドローン100を点検したり、手動で別の場所に運んだりすることができる。
また、退避行動は、最適化されたルートで所定の帰還地点まで移動する「通常帰還」であってもよい。最適化されたルートとは、例えば、通常帰還指令を受信する前に薬剤散布したルートを参照して算出されるルートである。例えば、ドローン100は、まだ薬剤を散布していないルートを経由して、薬剤を散布しながら所定の帰還地点まで移動する。
さらに、退避行動は、すべての回転翼を停止させてドローン100をその場から下方に落下させる「緊急停止」も含む。
The evacuation action includes, for example, a normal landing operation, an aerial stop such as hovering, and an "emergency return" in which the vehicle immediately moves to a predetermined return point by the shortest route. The predetermined return point is a point stored in advance in the flight controller 501, for example, a point at which the flight controller 501 has taken off. The predetermined return point is, for example, a land point where the user 402 can approach the drone 100, and the user 402 can inspect the drone 100 reaching the return point or manually carry it to another place. can do.
Further, the evacuation action may be a “normal return” in which the route is optimized to move to a predetermined return point. The optimized route is, for example, a route calculated by referring to the route in which the medicine is sprayed before receiving the normal return command. For example, the drone 100 moves to a predetermined return point while spraying the drug via a route that has not yet sprayed the drug.
Further, the evacuation action includes an “emergency stop” in which all the rotor blades are stopped and the drone 100 is dropped downward from the place.

飛行規制措置は、飛行前の準備段階において飛行を規制する措置であって、使用者の飛行命令を拒否したり、使用者に状態の確認を要求したりするものである。
飛行規制措置がとられた場合には、異常の確認や整備がなされない限り、飛行できないように制御されてもよい。
The flight control measure is a measure for restricting the flight in the preparatory stage before flight, and is for rejecting the flight order of the user or requesting the user to confirm the state.
If flight control measures are taken, the aircraft may be controlled so that it cannot fly unless an abnormality is confirmed or maintenance is performed.

なお、制御部12は、ドローン100に異常が生じた場合に限らず、各センサーによって測定された薬剤の吐出量や流量に基づき、所定の吐出量や流量に制御することができる。 The control unit 12 is not limited to the case where an abnormality occurs in the drone 100, and can control the discharge amount and flow rate to a predetermined value based on the discharge amount and flow rate of the medicine measured by each sensor.

判断処理部11によって実行される処理に直接、必要とされる機能は図7に示されるとおりであり、これらの機能部により、第一判断処理部11は以下の第一及び第二の判断処理を実行することができる。なお、各判断処理の流れは図8に示す通りとなり、これに基づき、各処理について説明する。
なお、この判断処理部11による処理は、ドローン100の飛行前、即ち、薬剤の散布を行う準備状態において実行する。即ち、ドローン100の使用者は、事前にドローン100の安全性を確認してから、ドローン100を使用して薬剤の散布を行う。
The functions directly required for the processing executed by the judgment processing unit 11 are as shown in FIG. 7, and by these functional units, the first judgment processing unit 11 performs the following first and second judgment processing. Can be performed. The flow of each determination process is as shown in FIG. 8, and each process will be described based on this.
The processing by the determination processing unit 11 is executed before the flight of the drone 100, that is, in the preparation state for spraying the drug. That is, the user of the drone 100 confirms the safety of the drone 100 in advance and then sprays the drug using the drone 100.

判断処理部11は、第一の判断処理として、逆止弁121-1、121-2を閉弁させた状態において、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化と、情報記憶部32に記憶されている正常時の薬剤の吐出圧の経時的変化とを対比して故障の有無を判断することができる。 Judgment processing unit 11, as the first judgment processing, in the state where the check valves 121-1 and 121-2 are closed, the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2 over time. The change in the discharge pressure of the acquired medicine with time and the change in the discharge pressure of the medicine in the normal time stored in the information storage unit 32 to determine whether there is a failure. be able to.

即ち、判断処理部11は、ステータスとして薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し(S101)、情報記憶部32に記憶されている正常時の経時的変化を対比して故障が発生しているか否かを判断する(S102)。その結果、故障が発生していると判断した場合には、制御部12により飛行規制措置又は薬剤の散布規制措置あるいは使用規制措置をとる(S103)。
ここで、飛行規制措置又は使用規制措置あるいは散布規制措置は飛行や使用、あるいは自動運転を規制する措置であって、使用者の飛行命令を拒否したり、使用者に状態の確認を要求したりする。逆止弁121-1、121-2、121-3の強制閉弁などが行われてもよい。飛行規制措置あるいは駆動規制措置がなされた場合には、異常の確認や整備がなされない限り、飛行できないように制御されてもよい。この点については、以下の第二の判断処理についても同様である。
That is, the determination processing unit 11 acquires the change over time of the ejection pressure of the drug as the status (S101), and compares the change over time in the normal state stored in the information storage unit 32 to determine whether a failure has occurred. It is determined whether or not (S102). As a result, when it is determined that a failure has occurred, the control unit 12 takes flight control measures, drug dispersion control measures, or use control measures (S103).
Here, flight control measures, use control measures, or spray control measures are measures for controlling flight, use, or autonomous driving, such as rejecting the flight command of the user or requesting the user to confirm the state. To do. The check valves 121-1, 121-2, 121-3 may be forcedly closed. When flight control measures or drive control measures are taken, the aircraft may be controlled so that it cannot fly unless an abnormality is confirmed or maintenance is made. In this respect, the same applies to the second determination process described below.

なお、この第一の判断処理については、各圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化のみならず、各圧力センサー111-1、111-2によって測定された吐出圧から算出される圧力損失の経時的変化に基づき、故障を判断することもできる。 Note that, regarding this first determination process, not only the change over time of the discharge pressure of the drug measured by each pressure sensor 111-1, 111-2, but also measured by each pressure sensor 111-1, 111-2. The failure can also be determined based on the change over time in the pressure loss calculated from the discharge pressure.

また、第二の判断処理として、ポンプ用センサー106aによってポンプ106の回転子の回転数を測定した上、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧と対比してその比率を割り出し、情報記憶部32に記憶されている正常時の比率と一致するか否かを判別することで、故障を判断することができる。 Further, as the second determination process, after measuring the number of rotations of the rotor of the pump 106 by the pump sensor 106a, the ratio compared with the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensor 111-1, 111-2 It is possible to determine the failure by determining the value of “1” and determining whether or not it matches the normal ratio stored in the information storage unit 32.

即ち、判断処理部11は、ステータスとしてポンプ106の回転子の回転数と、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧を取得する(S101)。そして、これらを対比してその比率を割り出し、情報記憶部32に記憶されている正常時の比率と一致するか否かによって故障を判断する(S102)。その結果、故障と判断した場合には、飛行規制措置あるいは駆動規制措置をとる(S103)。 That is, the determination processing unit 11 acquires the rotation speed of the rotor of the pump 106 and the discharge pressure of the medicine measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2 as statuses (S101). Then, these are compared and the ratio thereof is calculated, and the failure is judged by whether or not it matches the normal ratio stored in the information storage unit 32 (S102). As a result, when it is determined that there is a failure, flight restriction measures or drive restriction measures are taken (S103).

なお、ポンプ106の回転子の回転数単独であっても、要求された吐出量と対比することで、それに満たない場合には故障と判断することもできる。 Even if the number of rotations of the rotor of the pump 106 is independent, it can be determined that the failure occurs when the number of rotations is less than the required amount by comparing with the required discharge amount.

このような判断処理部11による判断処理の結果、故障が検知された場合には、フライトコントローラー501は安全性を確保するための動作を実行する。具体的には、故障が検知された場合、フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤の吐出を停止させると共に、逆止弁121-1、121-2を閉弁させ、閉弁状態を維持する。また、故障が解消されるまで使用者402からの飛行の命令が規制されるようになっていてもよい。 When a failure is detected as a result of the determination processing by the determination processing unit 11 as described above, the flight controller 501 executes an operation for ensuring safety. Specifically, when a failure is detected, the flight controller 501 sends a control signal to the pump 106 to stop the discharge of the medicine and close the check valves 121-1 and 121-2, Keep the valve closed. Further, the flight command from the user 402 may be restricted until the failure is resolved.

なお、故障検知のシステムにおいては、上記にかかわらず、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧、圧力センサー111-1及び圧力センサー111-2によって測定された薬剤の吐出圧の差分から算出された圧力損失、ポンプ用センサー106aにより測定されたポンプ106内の回転子の回転数、流量センサー510により測定された薬剤の流量、のいずれかを組み合わせて故障を判断することもできる。例えば、ポンプ106内の回転子の回転数と流量センサー510により測定された薬剤の流量、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧とポンプ用センサー106aにより測定されたポンプ106内の回転子の回転数、あるいは、圧力センサー111-1及び圧力センサー111-2によって測定された薬剤の吐出圧の差分から算出された圧力損失と流量センサー510により測定された薬剤の流量など、複数の検出情報を用いる。これら複数のセンサーによって取得された情報を対比することにより、その比率から薬剤の吐出異常を判断することができる。例えば、流量センサーにより測定された薬剤の流量に対し、圧力センサー111-1、111-2によって測定された吐出圧が、正常時よりも小さいあるいは大きい場合には、薬剤の吐出異常が発生していると判断することができる。これにより、故障の有無を判別することができる。 In the failure detection system, regardless of the above, the discharge pressure of the medicine measured by the pressure sensors 111-1, 111-2, the discharge of the medicine measured by the pressure sensor 111-1 and the pressure sensor 111-2. A failure is determined by combining any one of the pressure loss calculated from the pressure difference, the rotation speed of the rotor inside the pump 106 measured by the pump sensor 106a, and the drug flow rate measured by the flow rate sensor 510. Can also For example, the rotation speed of the rotor in the pump 106, the flow rate of the drug measured by the flow rate sensor 510, the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1, 111-2, and the pump measured by the pump sensor 106a. The rotation speed of the rotor in 106, or the pressure loss calculated from the difference between the discharge pressures of the medicines measured by the pressure sensor 111-1 and the pressure sensor 111-2 and the flow rate of the medicine measured by the flow rate sensor 510. , Using a plurality of detection information. By comparing the information acquired by these plural sensors, it is possible to judge the ejection abnormality of the medicine from the ratio. For example, if the discharge pressure measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2 is smaller or larger than the normal value with respect to the flow rate of the medicine measured by the flow sensor, a medicine discharge abnormality may occur. You can determine that This makes it possible to determine the presence or absence of a failure.

なお、フライトコントローラー501は上述の制御に加え、図9に示されるように、ドローン100の故障(状態異常)を検知した時に(S201)、飛行規制措置をとるようにすることもできる(S202)。 In addition to the above control, the flight controller 501 can also take flight control measures when a failure (abnormal state) of the drone 100 is detected (S201), as shown in FIG. 9 (S202). ..

例えば、薬剤タンク104の蓋に取り付けられ、開閉状態を検知可能な開閉センサー104aからの情報に基づき、蓋が開放された状態を故障とみなしてこれを検知し、飛行規制措置をとるようにすることもできる。 For example, based on the information from the open/close sensor 104a attached to the lid of the drug tank 104 and capable of detecting the open/closed state, the open state of the lid is regarded as a failure, which is detected, and flight control measures are taken. You can also

また、逆止弁121-1、121-2とは別に、薬剤タンク104の吐出口や薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4といった箇所に、薬剤の漏出を検知した時に、薬剤の吐出又は送出を強制的に遮断する遮断機構を別途設けてもよい。 Further, in addition to the check valves 121-1 and 121-2, the leakage of the drug was detected at the discharge port of the drug tank 104 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. At times, a blocking mechanism for forcibly blocking the discharge or delivery of the medicine may be provided separately.

なお、各センサー及び判断処理部11によって実行される故障検知は、薬剤散布を行う準備段階、即ちドローン100を飛行させる前の段階で点検として実行するが、これに関わらず、ドローン100を飛行させ、圃場403への薬剤散布を行っている時においても常時、あるいは断続的に所定のタイミングで実行するように構成することもできる。 The failure detection performed by each sensor and the determination processing unit 11 is performed as an inspection at a preparatory step for spraying chemicals, that is, a step before flying the drone 100, but the drone 100 is allowed to fly regardless of this. Also, it may be configured such that it is continuously or intermittently executed at a predetermined timing even when the medicine is sprayed to the field 403.

なお、本実施形態において、ドローン100の使用の前には必ず、判断処理部11による故障の検知処理を実行するものとし、故障が検知されず、安全に使用できることが示されない限り、使用者によるドローン100に対する飛行や薬剤の散布の命令を拒否する等、使用を規制するようにしてもよい。 In addition, in the present embodiment, before the use of the drone 100, the detection processing of the failure by the determination processing unit 11 is always executed, and unless the failure is detected and it is shown that it can be used safely, it depends on the user. The use may be restricted, for example, by refusing to order the drone 100 to fly or spray the drug.

また、故障検知と合わせた飛行前の準備段階の確認処理として、風速、温度、湿度といった外乱要因に係るステータスを判断の基礎データとして用い、飛行の可否を判断するようにしてもよい。これらのステータスについて、通常、風速は速くなればなるほど、薬剤が目的外のところへ飛散する可能性が高くなる。また、温度と湿度については、温度が高く、湿度が低い状態になればなるほど、散布した薬剤自体が乾燥しやすくなり、圃場403に散布された薬剤の水分が蒸散する結果、乾いた薬剤の粒子が圃場403外へ飛散する可能性が高くなる。
これらのステータスを取得するため、ドローン100には、風速測定手段、温湿度測定手段が備えられる。
In addition, as a confirmation process at the preparatory stage before flight together with the failure detection, the status related to the disturbance factors such as wind speed, temperature, and humidity may be used as basic data for the determination to determine whether or not the flight is possible. For these statuses, the faster the wind speed is, the more likely it is that the drug will be scattered to the destination. Regarding the temperature and humidity, the higher the temperature and the lower the humidity, the more easily the sprayed drug itself dries, and as a result of evaporation of the water content of the drug sprayed in the field 403, particles of the dry drug Are likely to be scattered outside the field 403.
In order to obtain these statuses, the drone 100 is equipped with a wind speed measuring means and a temperature/humidity measuring means.

具体的な判断処理として、風速測定手段によって測定された風速に基づき、飛行可能か否かを判断することができる。具体的には、風速測定手段によって測定された風速が所定の速度以上であった場合に、飛行不可能と判断することができる。 As a specific determination process, it is possible to determine whether or not flight is possible based on the wind speed measured by the wind speed measuring means. Specifically, if the wind speed measured by the wind speed measuring means is equal to or higher than a predetermined speed, it can be determined that the flight is impossible.

即ち、ステータスとして風速に係る情報を取得し、情報記憶部に記憶されている所定値と対比して飛行可能か否かを判断する。その結果、飛行不可能と判断した場合には、飛行を規制する措置を講じるとよい。 That is, the information regarding the wind speed is acquired as the status, and it is determined whether or not the flight is possible by comparing with the predetermined value stored in the information storage unit. As a result, if it is determined that flight is impossible, it is advisable to take measures to restrict flight.

また温湿度測定手段によって測定された温湿度に基づき、飛行可能か否か(薬剤を散布可能か否か)を判断することができる。具体的には、温湿度測定手段によって測定された温湿度について、温度が所定値以上、湿度が所定値以下であった場合に、異常状態と判断することができる。 Further, based on the temperature and humidity measured by the temperature and humidity measuring means, it is possible to determine whether or not flight is possible (whether or not a drug can be sprayed). Specifically, regarding the temperature and humidity measured by the temperature and humidity measuring means, when the temperature is equal to or higher than a predetermined value and the humidity is equal to or lower than a predetermined value, it can be determined as an abnormal state.

即ち、第二判断処理部は、ステータスとして温湿度に係る情報を取得し(S201)、閾値情報記憶部に記憶されている所定値と対比して飛行可能か否かを判断する(S202)。その結果、飛行不可能と判断した場合には、飛行を規制する措置を講じるとよい。なお、温湿度測定手段は、ドローン100自体が備えてもよいが、通信の基地局や、圃場403周辺に備えるものとし、これを通信によってドローン100が取得するものとしてもよい。 That is, the second determination processing unit acquires information related to temperature and humidity as a status (S201), and determines whether or not flight is possible by comparing with a predetermined value stored in the threshold value information storage unit (S202). As a result, if it is determined that flight is impossible, it is advisable to take measures to restrict flight. The temperature/humidity measuring means may be included in the drone 100 itself, but may be included in a base station for communication or around the farm field 403 and may be acquired by the drone 100 through communication.

また、薬剤中に含まれるエアを検知し、当該エアが許容範囲を超えるときにエア抜きを行うようにしてもよい。
薬剤中に含まれるエアが許容範囲か否かは例えば、流量センサー510により実際の薬剤の流量に係る情報を取得すると共に、判断処理部11により当該流量と、設定に応じて送出されるべき薬剤の流量とを対比し、所定の許容範囲に収まるか否かを判断する。通常、薬剤中にエアが多く含まれると、設定に比して流量は減るため、このような処理により判断することができる。また、エア抜きは、三方弁122から拡張タンク141を介して薬剤タンク104に至る経路を薬剤に循環させると共に、拡張タンク141に一時的に貯留させることによって行うことができる。
Alternatively, the air contained in the medicine may be detected, and the air may be bleed when the air exceeds the allowable range.
Whether or not the air contained in the medicine is within the allowable range is, for example, information relating to the actual flow rate of the medicine is acquired by the flow rate sensor 510, and the flow rate by the determination processing unit 11 and the medicine to be delivered according to the setting. It is determined whether or not it falls within a predetermined allowable range by comparing with the flow rate of. Normally, when the drug contains a large amount of air, the flow rate is reduced as compared with the setting, and thus the determination can be made by such processing. Further, the air bleeding can be performed by circulating the medicine in a route from the three-way valve 122 to the medicine tank 104 via the expansion tank 141 and temporarily storing the medicine in the expansion tank 141.

具体的な処理の一例を示すと、図10のとおりとなる。
即ち、流量センサーが薬液の流量情報を取得する(S301)。子に応じて判断処理部11は、当該流量情報と、指定あるいは設定された薬剤の流量とを対比し、その誤差が許容範囲に収まるか否かを判断する(S302)。その結果、誤差が許容範囲内であれば、正常なものとして薬液の散布を行う。
一方、誤差が許容範囲外であれば、正常になるまでエア抜きを行う(S303)。
An example of the specific processing is shown in FIG.
That is, the flow rate sensor acquires the flow rate information of the chemical liquid (S301). Depending on the child, the determination processing unit 11 compares the flow rate information with the flow rate of the designated or set medicine, and determines whether the error is within the allowable range (S302). As a result, if the error is within the allowable range, the drug solution is sprayed as normal.
On the other hand, if the error is outside the allowable range, the air is bleed until normal (S303).

なお、以上の実施例では、判断処理部11をドローン100のフライトコントローラー501が備えるものとしたが、これに限らず、フライトコントローラー501から所定の通信回線を介してデータを取得したサーバ等が当該判断処理部を備え、当該サーバ等で判断処理が実行されるようになっていてもよい。 In the above embodiment, the flight controller 501 of the drone 100 is provided with the determination processing unit 11, but the present invention is not limited to this, and a server or the like that obtains data from the flight controller 501 via a predetermined communication line is concerned. A determination processing unit may be provided so that the determination processing may be executed by the server or the like.

薬剤散布を目的とするドローンの実施例を説明してきたが、本願発明は薬剤散布を行なわず、たとえば、カメラによる生育監視を行なう農業用ドローン、および、一般的なドローンにも適用可能である。 Although the embodiment of the drone for the purpose of spraying the drug has been described, the present invention is also applicable to an agricultural drone that does not spray the drug and monitors growth by a camera, and a general drone.

(本願発明による技術的に顕著な効果)
本願発明により、薬剤の散布を行なう農業用機械において、事前に故障を確実に検知し、安全性を高めることができる。特に、センサーによって自動的且つ即座に検知することができる。
また、本システムは薬剤を散布する各種の農業用機械に広く適用することができる。

(Technically remarkable effect of the present invention)
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to reliably detect a failure in advance and improve safety in an agricultural machine that sprays a medicine. In particular, it can be detected automatically and immediately by a sensor.
Further, the present system can be widely applied to various agricultural machines that spray medicines.

Claims (12)

薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムであって、
前記薬剤を保管する薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーと、
前記農業用機械の故障を検知する故障検知手段と、を有し、
前記故障検知手段は、前記圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知する、
故障検知システム。
A system for detecting a failure, which is provided in an agricultural machine that sprays chemicals,
A pressure sensor provided in a route from a drug tank for storing the drug to a discharge port of the drug;
Failure detection means for detecting a failure of the agricultural machine,
The failure detection means acquires a change over time in the discharge pressure of the medicine by the pressure sensor, and detects a failure based on the change over time in the discharge pressure of the acquired medicine.
Failure detection system.
前記農業用機械には、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構、が備えられ、
前記故障検知手段は、前記遮断機構によって前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断した状態において、前記圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知する、
請求項1記載の故障検知システム。
The agricultural machine is provided with a blocking mechanism that blocks a path from the medicine tank to the discharge port,
The failure detection unit acquires a change over time in the discharge pressure of the drug by the pressure sensor in a state in which the path from the drug tank to the discharge port is blocked by the blocking mechanism, and the acquired discharge pressure of the drug is acquired. Failure is detected based on the change of
The failure detection system according to claim 1.
前記遮断機構は、逆止弁である、
請求項2記載の故障検知システム。
The shutoff mechanism is a check valve,
The failure detection system according to claim 2.
前記遮断機構は、電磁弁である、
請求項2記載の故障検知システム。
The shutoff mechanism is a solenoid valve,
The failure detection system according to claim 2.
前記故障検知手段は、前記圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化と、正常時の前記薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、故障を検知する、
請求項1乃至4いずれかの項に記載の故障検知システム。
The failure detection unit detects a failure based on a change with time of the discharge pressure of the medicine by the pressure sensor and a change with time of the discharge pressure of the medicine at a normal time,
The failure detection system according to any one of claims 1 to 4.
前記圧力センサー、を複数、有し、
前記故障検知手段は、複数の前記圧力センサーによって取得された吐出圧から算出される圧力損失の経時的変化に基づき、故障を検知する、
請求項1乃至5いずれかの項に記載の故障検知システム。
A plurality of the pressure sensors,
The failure detection means detects a failure based on a temporal change in pressure loss calculated from the discharge pressure acquired by the plurality of pressure sensors,
The failure detection system according to any one of claims 1 to 5.
前記農業用機械には、前記薬剤タンク内に貯留された前記薬剤を下流へ吐き出すポンプ、が備えられ、
前記ポンプ内において前記薬剤を前記薬剤タンクから吸い込むと共に下流へ吐き出す回転子の回転数を測定するポンプ用センサー、をさらに有し、
前記故障検知手段は前記ポンプ用センサーによって測定されたポンプの回転子の回転数と、前記圧力センサーによって測定された薬剤の吐出圧の比率の経時的変化に基づき、故障を検知する、
請求項1乃至6いずれかの項に記載の故障検知システム。
The agricultural machine is provided with a pump for discharging the medicine stored in the medicine tank to the downstream,
A pump sensor for measuring the number of rotations of a rotor that sucks the drug from the drug tank and discharges the drug downstream in the pump,
The failure detection unit detects a failure based on the rotational speed of the rotor of the pump measured by the pump sensor and the change over time in the ratio of the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensor,
The failure detection system according to any one of claims 1 to 6.
前記故障検知手段により故障が検知された場合、前記農業用機械に所定の安全行動を取らせる制御手段、をさらに有する、
請求項1乃至7いずれかの項に記載の故障検知システム。
When a failure is detected by the failure detection means, further comprising control means for causing the agricultural machine to take a predetermined safety action,
The failure detection system according to any one of claims 1 to 7.
前記所定の安全行動は、前記農業用機械の薬剤散布中においては前記農業用機械を退避させる制御であり、前記農業用機械の薬剤散布前の準備段階においては前記農業用機械による薬剤散布の規制あるいは前記農業用機械の使用を規制する制御である、
請求項8記載の故障検知システム。
The predetermined safety action is a control for retracting the agricultural machine during chemical spraying of the agricultural machine, and regulation of chemical spraying by the agricultural machine in a preparatory step before spraying chemicals on the agricultural machine. Or a control that regulates the use of the agricultural machine,
The failure detection system according to claim 8.
前記農業用機械はドローンである、
請求項1乃至9いずれかの項に記載の故障検知システム。
The agricultural machine is a drone,
The failure detection system according to any one of claims 1 to 9.
薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムにより実行される方法であって、
前記システムが、
前記薬剤を保管する薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、前記農業用機械の故障を検知する、
故障検知方法。
A method carried out by a system for detecting a failure, which is provided in an agricultural machine for spraying a drug, comprising:
The system is
Acquiring a change over time of the discharge pressure of the drug by a pressure sensor provided in the path from the drug tank storing the drug to the discharge port of the drug, based on the change over time of the discharge pressure of the acquired drug, Detecting a failure of the agricultural machine,
Failure detection method.
薬剤を散布する農業用機械に備えられ、故障を検知するシステムにより実行されるコンピュータプログラムであって、
前記システムに対して、
前記薬剤を保管する薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーによって前記薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、前記農業用機械の故障を検知させる、
コンピュータプログラム。

A computer program executed by a system for detecting a failure, which is provided in an agricultural machine for spraying a drug, comprising:
For the system,
Acquiring a change over time of the discharge pressure of the drug by a pressure sensor provided in the path from the drug tank storing the drug to the discharge port of the drug, based on the change over time of the discharge pressure of the acquired drug, Detect a failure of the agricultural machine,
Computer program.

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