WO2006106730A1 - 機体情報表示パネル - Google Patents

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WO2006106730A1 PCT/JP2006/306456 JP2006306456W WO2006106730A1 WO 2006106730 A1 WO2006106730 A1 WO 2006106730A1 JP 2006306456 W JP2006306456 W JP 2006306456W WO 2006106730 A1 WO2006106730 A1 WO 2006106730A1
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Hideki Shibata
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Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • B64U2201/104—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS] using satellite radio beacon positioning systems, e.g. GPS
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    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports

Definitions

  • the present invention relates to an aircraft information display panel that displays the state of equipment mounted on an aircraft, and in particular, an unmanned helicopter that sprays agrochemicals or mounts a camera device to perform aerodynamic imaging. This relates to the aircraft information display panel.
  • the unmanned helicopter due to its nature, has a large attitude change during flight, such as a disturbed attitude of the fuselage due to the influence of wind, etc., or a quick structural change.
  • the attitude of the unmanned helicopter is mainly controlled by changing the inclination angle of the main rotor axis and the inclination angle of the blades of the main rotor and tail rotor by various servo motors mounted on the aircraft.
  • this type of unmanned helicopter for example, when a strong crosswind is applied, the flight path deviates significantly from the target flight path, and in autonomous control, it takes a lot of time to correct the flight path. is there.
  • a communication means for transmitting and receiving data between the helicopter aircraft and the ground station is provided.
  • the above-mentioned aircraft status refers to the operating status of the servo motor that controls the attitude of the aircraft, the operating status of the engine, the operating status of various sensors that detect the attitude angle of the aircraft, the engine speed, etc. This is the usage status of the battery.
  • the flight status refers to the direction, altitude, position, etc. This refers to the current status of the flight path and the operation status of the GPS device that indicates whether the GPS device is operating correctly. Then, data such as the aircraft status and flight status are transmitted from the aircraft to the ground station and displayed on the monitor screen of the personal computer provided in the ground station.
  • the present invention has been made in consideration of the above-described conventional technology, and an operator can easily visually recognize the state of equipment mounted on the flying object, information from various sensors, control status, and the like once.
  • the purpose is to provide an aircraft information display panel.
  • an aircraft information display panel is an aircraft information display panel for an aircraft that displays a display unit provided for each of a plurality of different information items vertically and horizontally.
  • the display section changes its color in accordance with the contents of the displayed information.
  • the display unit displays the content of each piece of information for each item of information, distinguished by color. This color changes according to the information content. For this reason, the operator does not always have to pay attention to all the display parts of the display panel. It is only necessary to monitor whether or not the color is the color to be shown and watch only the display portion in which the color has changed. Therefore, it is possible to afford to pay attention to other information such as flight conditions and payload devices with less fatigue even during long flight.
  • the display unit is displayed in a color different from that in the normal state when an abnormality occurs. For this reason, it is easy to distinguish between normal and abnormal, so even if the operator changes, you can't miss the abnormality!
  • the attitude control device, the flight control device mounted on the aircraft, and the aircraft control device provided in the ground station are not in a normal state.
  • a warning sound is generated in addition to the change in the color of the display. For this reason, the operator can know the abnormal state more reliably and promptly without missing the abnormality.
  • the airframe information display panel of the present invention is displayed on the monitor screen displaying the airframe status and flight status of the unmanned helicopter capable of autonomous flight. Therefore, according to the present invention, even when the helicopter is flying out of sight, the operator can quickly and accurately know the state of the equipment mounted on the aircraft and the flight state. .
  • FIG. 1 is a side view of an unmanned helicopter according to the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of the helicopter of FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the helicopter in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram of an unmanned helicopter according to the present invention.
  • FIG. 5 is a block configuration diagram of a ground station.
  • FIG. 6 is a front view showing a display example of the monitor screen of the ground station.
  • FIG. 7 is a front view showing a display example of the airframe information display panel of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view
  • Fig. 2 is a top view
  • Fig. 3 is a front view, showing an example of an unmanned helicopter for aerial photography equipped with a camera device.
  • the unmanned helicopter 1 includes an airframe 4 including a main body 2 and a tail body 3.
  • a main rotor 5 is provided at the top of the main body 2, and a tail rotor 6 is provided at the rear of the tail body 3.
  • a radiator 7 is provided at the front of the main body 2, and the engine, the intake system, the main rotor shaft, and the fuel tank are accommodated in the main body 2 in that order.
  • a large amount of fuel tank is housed near the center of the fuselage in order to eliminate the need for an external sub fuel tank.
  • a skid 9 is provided via support legs 8 at the left and right lower parts of the main body 2 at approximately the center of the airframe 4.
  • An exhaust pipe 60 connected to an engine (not shown) in the airframe and a muffler 61 connected to the exhaust pipe 60 are disposed below the airframe above the front end of the skid 9.
  • a control panel 10 is provided on the rear upper side of the main body 2, and an indicator lamp 11 is provided on the lower side.
  • the control panel 10 displays pre-flight checkpoints and self-check results.
  • the display on the control panel 10 can also be confirmed on the ground station.
  • the indicator lamp 11 displays the status of GPS control, aircraft abnormality warning, and the like.
  • a camera device 12 containing an infrared camera (or CCD camera) is attached via a camera head 13 below the front part of the main body 2.
  • the camera device 12 rotates about the pan axis (vertical axis) relative to the camera head 13 and an internal camera (not shown) can rotate about the tilt axis (horizontal axis).
  • the camera can capture all directions on the ground as well as aerodynamics through the front window 14.
  • an autonomous control box 15 On the left side of the main body 2, an autonomous control box 15 is mounted.
  • the autonomous control box 15 houses a GPS control device necessary for autonomous control, a data communication device and an image communication device communicating with the ground, a control board incorporating a control program, and the like.
  • a predetermined operation mode and control program are selected automatically or according to commands from the ground station based on various data to be described later, and optimal maneuvering according to the aircraft status and flight status is selected. Control is performed.
  • Various types of data include aircraft attitude and speed indicating the aircraft status, aircraft data such as engine speed and throttle opening, and flight status. Flight data such as the position and orientation of the aircraft shown.
  • the helicopter 1 can fly by such autonomous control. Further, the helicopter 1 can be made to fly not only by the above-described autonomous control but also by a manual operation by an operator. In this manual operation flight, the operator operates the remote controller or remote controller based on various data transmitted from the aircraft while visually checking the attitude, speed, altitude and direction of the helicopter 1. It is done by.
  • An antenna support frame 16 is attached to the lower surface side of the main body 2.
  • An inclined stay 17 is attached to the antenna support frame 16.
  • a steering data antenna 18 is attached to the stay 17 in order to send and receive steering data (digital data) such as the aircraft data and flight data necessary for the autonomous control described above to and from the ground station.
  • the stay 17 is further provided with an image data antenna 19 for transmitting image data captured by the camera device 12 to the ground station by analog image communication. This image communication can adopt a digital system in addition to an analog system.
  • An azimuth angle sensor 20 based on geomagnetism or the like is provided on the lower surface side of the tail body 3. This azimuth sensor 20 detects the direction (east, west, south, and north) of the aircraft.
  • the main body 2 is further provided with a posture sensor 24 (see FIG. 4) that also has a gyro device force.
  • a main GPS antenna 21 and a sub GPS antenna 22 are provided on the upper surface side of the tail body 3.
  • a remote control receiving antenna 23 for receiving a command signal from the remote controller is provided at the rear end of the tail body 3.
  • FIG. 4 is a block diagram of an unmanned helicopter according to the present invention. The configuration related to the control of the camera device is not shown.
  • the autonomous control box 15 there are a data communication device 31 for transmitting and receiving data necessary for autonomous control of the unoccupied helicopter 1 to and from the ground station, and a control board that also has a microcomputer equal power storing the autonomous control program. 32, the main GPS receiver 33 connected to the main GPS antenna 21, and the sub GPS receiver 34 connected to the sub GPS antenna 22.
  • the aircraft 4 is provided with a steering data antenna 18 for transmitting and receiving digital data between the data communication device 31 in the autonomous control box 15 and the ground station.
  • the azimuth sensor 20 is connected to a control board 32 in the autonomous control box 15.
  • an attitude angle sensor 24 that also has a force from a gai mouth device is provided. This attitude angle sensor 24 is connected to a control box 35.
  • the control box 35 performs data communication with the control board 32 in the autonomous control box 15 and drives the servo motor 36.
  • FIG. 5 is a block configuration diagram of the ground station.
  • the ground station 40 that communicates with the helicopter 1 includes a GPS antenna 44 that receives GPS hygiene signals, a communication antenna 45 that performs data communication with the helicopter 1, and an image that receives image data from the helicopter 1.
  • a receiving antenna (not shown) is provided. These antennas are installed on the ground.
  • the ground station 40 includes a data processing unit 41, a monitoring operation unit 42, and a power supply unit 43.
  • the data processing unit 41 includes a GPS receiver 52, a data communication device 53, and a communication board 51 connected to these communication devices 52 and 53.
  • the monitoring operation unit 42 includes a manual controller 54 by a remote controller, a base controller 57 for adjusting flying data of the airframe 4, a backup power source 58, and a personal computer 55 connected to the base controller 57. And a monitor 56 for a personal computer 55.
  • the power supply unit 43 includes a generator 61 and a backup battery 63 connected to the generator 61 via a battery booster 62.
  • the knock-up battery 63 is connected to the fuselage 4 side to supply 12V power when the generator 61 is not operating, such as during a pre-flight check.
  • the power supply unit 43 also supplies 100 V of power to the data processing unit 41 and the monitoring operation unit 42 during the flight of the helicopter 1.
  • a command related to the flight of the helicopter 1 is programmed by the personal computer 55 of the ground station 40, and is transmitted from the ground station 40 to the helicopter 1 via the data processing unit 41. It is.
  • the control board 32 (FIG. 4) controls the attitude and position of the aircraft, and the helicopter 1 is autonomously controlled.
  • data such as aircraft status and flight status transmitted from each sensor provided in the aircraft 4 of the helicopter 1 is displayed on the monitor 56 of the personal computer 55.
  • the operator monitors helicopter 1 by looking at this display.
  • the manual controller 54 or the personal computer 55 can be used for remote control.
  • FIG. 6 shows a display example of the monitor screen 56 of the personal computer 55 provided in the ground station 40.
  • the arrangement of the displayed information is not limited to the example in FIG.
  • an aircraft information display panel 71 On the left side of the monitor screen 56, an aircraft information display panel 71, a payload device information display panel 72, and an operation panel 73 of the aircraft 4 are displayed in order from the top.
  • the aircraft information display panel 71 On the aircraft information display panel 71, data indicating the aircraft status and flight status of the helicopter 1, the operating status of components such as the servo motor 37 and various sensors, and the like are displayed in color, numerical values, and characters.
  • the items displayed numerically are detailed GPS information (latitude, longitude, altitude, etc.), engine coolant temperature, battery voltage, etc. Items displayed in text include the communication status of the helicopter 1 from the fuselage 4, the flight time, the navigation status by GPS, the power force allowed to be controlled, and the size of the control level. Details of color display will be described later.
  • the payload device information display panel 72 performs camera control, pan / tilt angle operation of the camera pan head, etc.
  • the operation panel to be performed is displayed. In this case, information for confirming the operation mode is displayed together with the above display.
  • the payload is another device, for example, a spraying device for spraying agricultural chemicals from the air, an operation panel for controlling the spraying device is displayed.
  • a control dialog for inputting the target speed to the aircraft a relative movement dialog for inputting the travel distance and angle of the aircraft, a parameter dialog for changing the control parameters of the aircraft, transmission and control of the flight program
  • the program flight dialog etc. to perform are displayed. These may be displayed on the monitor screen 56 at the same time, or the screen can be switched. It may be possible to display it.
  • an instrument display unit 75 including a plurality of instrument forces for knowing the current aircraft status and flight status of the aircraft 4 is displayed.
  • the instrument display 75 includes the engine speed controlled by the control box 36, the horizontal and vertical speed recognized by the GPS, the heading and altitude recognized from the direction sensor and attitude sensor, and the attitude of the aircraft. A horizon indicating a corner is displayed.
  • a map 74 of an area where the helicopter 1 is flying is displayed.
  • the map 74 displays the topographic map of the flight area, and the direction and scale.
  • the trajectory of the flight path of helicopter 1 is displayed as line 81.
  • an airframe mark 82 indicating the current position and nose direction of the airframe is shown.
  • an image display unit 74a for displaying an image captured by the camera can be provided on a part of the map screen.
  • the image display unit 74a displays a still image or a moving image as an image.
  • the camera viewpoint and field of view can be displayed.
  • FIG. 7 is a display example of the aircraft information display panel 71 according to the present invention, and shows a display portion for identifying the content of information by color among all display portions of the aircraft information display panel 71.
  • Airframe information display panel 71 is displayed on a part of monitor screen 56 as shown in FIG.
  • a display unit 71a is displayed vertically and horizontally for each information item.
  • Each display unit 71a is capable of independent color development, for example, green when it is completely normal, yellow when it operates normally but some information is missing, etc. When the value deviates from the value, it is displayed in different colors depending on the light emission color of the light emitters constituting the monitor screen 56, such as red.
  • the speaker 42a constitutes a warning generation means in the present invention.
  • the display unit 71a has a lighting state of a lamp mounted on the fuselage 4, an operating status indicating whether the transmitter is normal, a voltage of a battery mounted on the fuselage 4, and a voltage mounted on the fuselage 4.
  • the amount of fuel remaining (consumption), output status of various sensors such as attitude sensor, direction sensor, and GPS device installed in Aircraft 4, and whether the servo motor installed in Aircraft 4 is normal or not The operating status and operating status of various control devices for controlling the operation of this servo motor are displayed in different colors.
  • each display unit 71a is configured to be able to display in five colors of green, blue, yellow, red, and purple. Of these, the four colors of green, blue, yellow, and red are changed according to the display information status (eg normal or abnormal). Purple is common to all the display units 71a and is the display color when data from the aircraft cannot be received. For example, green indicates normal or similar normal use, red indicates abnormal or special use, and blue and yellow indicate normal and abnormal conditions.
  • Each display unit 71a has an item for displaying a state in two colors of green and red, an item for using blue and yellow, and an item for using blue or yellow, depending on the type of information to be displayed.
  • the item “LAMP” is displayed in two stages of green when the lamp of the aircraft is off and red when it is on.
  • green indicates that all autonomous control is permitted
  • blue indicates that backup cannot be performed by the sub GPS device
  • yellow indicates that the main GPS device cannot be used
  • sub Indicates that the autonomous control by the GPS device can be turned on
  • the red color indicates that autonomous control cannot be performed.
  • the “autonomous” item indicates that the autonomous switch of the remote controller is on, and when it is displayed in red, the autonomous flight switch is off. It shows that. If it is displayed in red, the aircraft can be remotely operated manually using the remote controller (manual controller 54 in Fig. 5).
  • the airframe information display panel 71 the content of information is displayed by color in all the display units 71a, so that the operator can make all the displays green, indicating normality. For example, it is not necessary to determine whether each display unit 71a is normal or abnormal.
  • the color of the display unit 71a differs between the case where the content of the information to be displayed is normal and the case where the content of the information to be displayed is abnormal, it is possible to easily distinguish between normal and abnormal It becomes like this. For this reason, even if this operator changes, there is no possibility of missing an abnormality.
  • the airframe information display panel 71 mounted on the airframe 4, for example, an attitude control device such as the servo motor 36, a flight control device such as the direction sensor 20,
  • an attitude control device such as the servo motor 36
  • a flight control device such as the direction sensor 20
  • a warning sound is generated from the speaker 42a in addition to the color of the display unit 71a changing. That is, when one of the plurality of display portions 71a changes to a color other than green or when a warning sound is heard, the operator looks at the aircraft information display panel 71 to determine the status of the device, Take necessary action.
  • the range and status of each value represented by the color of the display unit 7 la can be set in advance by the user.
  • the type of color used for the display unit 71a is not limited to the above.
  • the light emitters that constitute the monitor screen 56 are used, and numerical values, characters, or The background can be displayed in different colors.
  • the background is lit in red and a warning sound is generated.
  • the aircraft information display panel 71 is displayed on a monitor screen 56 that displays the aircraft status and flight status of the unmanned helicopter 1 capable of autonomous flight. For this reason, according to this embodiment, even when the unmanned helicopter 1 flies out of sight, the operator can check the state of equipment mounted on the fuselage 4 and the flight status of the fuselage 4. Can be quickly and accurately known.
  • the present invention can be applied to an unmanned helicopter for pesticide spraying and aerial photography, as well as a human body information display panel for a manned helicopter or other aircraft.

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Abstract

　複数の異なる情報項目毎に設けられた表示部（７１ａ）を縦横に並べて表示する飛行体の機体情報表示パネル（７１）である。前記表示部は、表示される情報の内容に応じて色が変化する。                                                                                 

Description

明 細 書
機体情報表示パネル
技術分野
[0001] 本発明は、飛行体に搭載された機器類の状態を表示する機体情報表示パネルに 関し、特に、農薬等を散布したり、カメラ装置を搭載して上空力 撮影を行う無人ヘリ コプタの機体情報表示パネルに関するものである。
背景技術
[0002] 従来より、無線操縦による無人へリコプタによって、上空から農薬を散布したり、航 空写真やビデオを撮影することが行われて 、る。従来のこの種の無人へリコプタとし ては、例えば特開 2004— 268737号公報に開示されているように、 GPS (Global Po sitioning System)を利用してオペレータの視界外でも飛行させることができる、いわゆ る自律制御型の無人へリコプタがある。このような自律制御型の無人へリコプタは、例 えば火山や災害現場等のように有人へリコプタが近づきにく 、場所で使用されて 、る
[0003] 無人へリコプタは、その性質上、風の影響などにより機体の姿勢が乱れやすぐ構 造上、方向転換など飛行時の姿勢変化が大きい。無人へリコプタの姿勢は、主に、 機体に搭載されている各種のサーボモータによりメインロータの軸線の傾斜角や、メ インロータおよびテールロータのブレードの傾斜角を変化させることによって制御され ている。また、この種の無人へリコプタにおいては、例えば強い横風を受けたりすると 飛行経路が目標とする飛行経路から大きく外れてしまい、自律制御では飛行経路の 修正に多大な時間が力かるような場合がある。
[0004] このような機体状況、飛行状況を地上で把握するとともに適切な制御を行うために、 へリコプタの機体と地上局との間で互いにデータを送受信するための通信手段が設 けられている。上述した機体状況とは、機体の姿勢を制御するサーボモータの動作 状況、エンジンの動作状況、機体の姿勢角やエンジンの回転数などを検出する各種 のセンサの動作状況おおび機体に搭載されているバッテリーの使用状況などのこと をいう。また、飛行状況とは、無人へリコプタが飛行している方位、高度、位置などの 飛行経路に関する現在の状況や、 GPS装置が正しく動作して 、るか否かを示す GP S装置の動作状況などをいう。そして、これらの機体状況や飛行状況などのデータが 、機体から地上局へ送信され、地上局に設けたパソコンのモニタ画面に表示される。
[0005] 無人へリコプタがオペレータの視界外を飛行しているときには、上述した機体状況 を示すデータや、飛行状況を示すデータを常に注視し、機体状況や飛行状況を把 握する必要がある。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] オペレータは、無人へリコプタの飛行中に機体の姿勢制御、飛行経路の監視およ び機体に搭載されている部品の異常 ·正常の監視を行うために、多くのデータを表示 する計器等を注視し続けなければならな ヽ。
[0007] このため、オペレータは、へリコプタを長時間飛行させる場合は著しく疲労すること になる。これは、多くのデータを見ながら上述した機体状況や飛行状況およびペイ口 ード装置の状態を把握しつつ適切な制御を行うことはきわめて煩雑な作業だ力 で ある。また、上述した制御や監視に熟練していなければ瞬時の判断が困難である。
[0008] 本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであり、飛行体に搭載された機器 類の状態や各種センサからの情報および制御状況などをオペレータが一度見ただ でも容易に視認できる機体情報表示パネルの提供を目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] この目的を達成するために、本発明に係る機体情報表示パネルは、複数の異なる 情報項目毎に設けられた表示部を縦横に並べて表示する飛行体の機体情報表示パ ネルであって、前記表示部は、表示される情報の内容に応じて色が変化するもので ある。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、表示部は、情報の項目毎に、それぞれの情報の内容が色により 区別されて表示される。この色は、情報の内容に応じて変化する。このため、ォペレ ータは、常に表示パネルの全ての表示部を注視する必要はなぐ例えば正常状態を 示す色であるか否かを監視し、色が変化した表示部のみを注視するだけでよい。従 つて、長時間の飛行でも疲労が少なぐ飛行状態やペイロード装置等、他の情報に 注意を向ける余裕ができる。
[0011] 請求項 2記載の発明によれば、表示部は、異常が生じた際には正常時とは異なる 色で表示される。このため、正常と異常とを容易に判別することができるから、ォペレ ータが代わったとしても異常を見逃すことがな!、。
[0012] 請求項 3記載の発明によれば、正常と異常との間の状態が段階的に色分けされて 表示されるため、異常な状態に達する以前に飛行体を着陸させるなど何らかの対策 をとることができる。
[0013] 請求項 4記載の発明によれば、機体に搭載されている姿勢制御用の機器、飛行制 御用の機器や、地上局に設けられている機体制御用の機器が正常状態でなくなった ときに、表示部の色が変わることに加えて警告音が発生する。このため、オペレータ は、異常を見逃すことがなぐより一層確実かつ迅速に異常状態を知ることができる。
[0014] 請求項 5記載の発明によれば、自律飛行が可能な無人へリコプタの機体状況や飛 行状況を表示するモニタ画面に、本発明の機体情報表示パネルが表示される。この ため、この発明によれば、オペレータは、へリコプタが視界の外を飛行しているときで あっても、機体に搭載された機器類の状態や飛行状態を迅速かつ的確に知ることが できる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]図 1は、本発明に係る無人へリコプタの側面図である。
[図 2]図 2は、図 1のへリコプタの上面図である。
[図 3]図 3は、図 1のへリコプタの正面図である。
[図 4]図 4は、本発明に係る無人へリコプタのブロック構成図である。
[図 5]図 5は、地上局のブロック構成図である。
[図 6]図 6は、地上局のモニタ画面の表示例を示す正面図である。
[図 7]図 7は、本発明の機体情報表示パネルの表示例を示す正面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明に係る機体情報表示パネルの一実施の形態を図 1ないし図 6によつ て詳細に説明する。図 1〜図 3は、本発明に係るへリコプタを示す。図 1は側面図、図 2は上面図、図 3は正面図であり、カメラ装置を搭載した航空写真撮影用の無人ヘリ コプタの例を示す。
[0017] 無人へリコプタ 1は、メインボディ 2とテールボディ 3からなる機体 4を備えている。メイ ンボディ 2の上部にはメインロータ 5が備えられており、テールボディ 3の後部にテー ルロータ 6が備えられている。メインボディ 2の前部にはラジェータ 7が備えられてお、 その後方にエンジン、吸気系、メインロータ軸、燃料タンクの順にメインボディ 2内に 収容されている。燃料タンクは、外部サブ燃料タンクを不要とするために、大容量のも のが機体中央付近に収容されている。機体 4のほぼ中央部のメインボディ 2の左右下 部に支持脚 8を介してスキッド 9が備えられている。スキッド 9の前端部上方の機体下 部には、機体内のエンジン (不図示）に接続された排気管 60と、この排気管 60に接 続されたマフラー 61が配設されている。
[0018] メインボディ 2の後部上側にはコントロールパネル 10が備えられており、下側に表示 灯 11が備えられている。コントロールパネル 10は、飛行前のチェックポイントやセル フチェック結果等を表示する。コントロールパネル 10の表示は地上局でも確認できる 。表示灯 11は、 GPS制御の状態や機体の異常警告等の表示を行なう。
[0019] メインボディ 2の前部下側には、赤外線カメラ (もしくは CCDカメラ）を収容したカメラ 装置 12がカメラ雲台 13を介して取付けられる。カメラ装置 12は、カメラ雲台 13に対し 、パン軸 (垂直軸)廻りに回転するとともに、内部のカメラ (不図示）がチルト軸 (水平軸 )廻りに回転可能である。これにより、カメラが前側の窓 14を通して上空力も地上の全 方位を撮影できる。
[0020] メインボディ 2の左側には自律制御ボックス 15が搭載されている。 自律制御ボックス 15内には、 自律制御に必要な GPS制御装置、地上と通信するデータ通信機や画像 通信機、および制御プログラムを組み込んだ制御基板などが収容されている。 自律 制御では、後述する各種のデータに基づいて、予め定められた運転モードや制御プ ログラムを自動的に、あるいは地上局力もの命令によって選択し、機体状況および飛 行状況に応じた最適な操縦制御が行われる。各種のデータとは、機体状況を示す機 体の姿勢や速度、エンジン回転数やスロットル開度などの機体データと、飛行状況を 示す機体の位置や方位などの飛行データなどである。
[0021] ヘリコプタ 1は、このような自律制御により飛行することができる。また、ヘリコプタ 1は 、上述した自律制御によって飛行する他に、オペレータによるマ-ユアル操作によつ ても飛行させることができる。このマニュアル操作による飛行は、オペレータがへリコ プタ 1の姿勢、速度、高度および方位などを目で確認しながら、機体から送信された 各種データに基づいて、遠隔操作機またはリモートコントローラを操作することによつ て行なわれる。
[0022] メインボディ 2の下面側にはアンテナ支持枠 16が取付けられている。このアンテナ 支持枠 16には、傾斜したステー 17が取付けられている。このステー 17には、前述の 自律制御に必要な機体データや飛行データ等の操縦データ (デジタルデータ）を地 上局との間で送受信するために操縦データアンテナ 18が取付けられている。ステー 17にはさらに、カメラ装置 12によって撮影した画像データをアナログ式の画像通信 によって地上局に送信するための画像データアンテナ 19が取り付けられている。この 画像通信は、アナログ式の他にデジタル式を採用することができる。
[0023] テールボディ 3の下面側には、地磁気等に基づく方位角センサ 20が備えられてい る。この方位角センサ 20により機体の指向する方向（東西南北）が検出される。メイン ボディ 2内にはさらに、ジャイロ装置力もなる姿勢センサ 24 (図 4参照）が備えられて いる。
[0024] テールボディ 3の上面側には、メイン GPSアンテナ 21およびサブ GPSアンテナ 22 が備えられている。テールボディ 3の後端部には、リモートコントローラからの指令信 号を受信するリモコン受信アンテナ 23が備えられて 、る。
[0025] 図 4は、本発明に係る無人へリコプタのブロック構成図である。カメラ装置の制御に 関する構成は、図示を省略している。
自律制御ボックス 15内には、無人へリコプタ 1の自律制御に必要なデータを地上局 との間で送受信するためのデータ通信機 31と、自律制御プログラムが格納されたマ イコン等力もなる制御基板 32と、メイン GPSアンテナ 21に接続されたメイン GPS受信 機 33と、サブ GPSアンテナ 22に接続されたサブ GPS受信機 34とが収納されている [0026] 機体 4には、自律制御ボックス 15内のデータ通信機 31と地上局との間でデジタル データを送受信するための操縦データアンテナ 18が備えられている。方位角センサ 20は自律制御ボックス 15内の制御基板 32に接続されている。機体 4内には、ジャィ 口装置等力もなる姿勢角センサ 24が備えられている。この姿勢角センサ 24は、コント ロールボックス 35に接続されている。コントロールボックス 35は、自律制御ボックス 15 内の制御基板 32とデータ通信して、サーボモータ 36を駆動する。サーボモータ 36 は 5台あり、メインロータ 5およびエンジンを制御して機体 4の前後、左右、上下方向 の移動を制御するとともに、テールロータ 6を制御して機体 4の回転を制御する。
[0027] 図 5は、地上局のブロック構成図である。
ヘリコプタ 1と通信する地上局 40には、 GPS衛生力 の信号を受信する GPSアン テナ 44と、ヘリコプタ 1とデータ通信を行うための通信アンテナ 45と、ヘリコプタ 1から 画像データを受信するための画像受信アンテナ (不図示）とが設けられている。これ らのアンテナは地上に設置されて 、る。
[0028] 地上局 40は、データ処理部 41と、監視操作部 42と、電源部 43とによって構成され ている。
データ処理部 41は、 GPS受信機 52と、データ通信機 53と、これらの通信機 52, 5 3に接続された通信基板 51とによって構成されて!ヽる。
[0029] 監視操作部 42は、リモートコントローラによる手動用コントローラ 54と、機体 4の飛 行データの調整等を行うベースコントローラ 57と、バックアップ電源 58と、ベースコン トローラ 57に接続されたパソコン 55と、パソコン 55用のモニタ 56とによって構成され ている。
電源部 43は、発電機 61と、ノ ッテリブースタ 62を介して発電機 61に接続されたバ ックアップバッテリ 63とによって構成されている。ノックアップバッテリ 63は、飛行前の チェック時等、発電機 61が動作していないときに、機体 4側に接続して 12Vの電力を 供給するためのものである。また、電源部 43は、ヘリコプタ 1の飛行中には、発電機 6 1力もデータ処理部 41および監視操作部 42に、 100Vの電力を供給する。
[0030] 上記の構成によって、ヘリコプタ 1の飛行に関する指令は、地上局 40のパソコン 55 によりプログラムされ、データ処理部 41を介して地上局 40からへリコプタ 1へ送信さ れる。ヘリコプタ 1のデータアンテナ 15がその指令を受信すると、制御基板 32 (図 4) により機体の姿勢や位置が制御され、ヘリコプタ 1が自律制御される。
[0031] 地上局 40では、ヘリコプタ 1の機体 4に設けられた各センサから送信される機体状 況ゃ飛行状況等のデータをパソコン 55のモニタ 56に表示させる。オペレータは、こ の表示を見ることによりへリコプタ 1を監視する。飛行中のへリコプタ 1に対して、飛行 状況の修正等を行う際には、手動用コントローラ 54またはパソコン 55により遠隔操作 によって行うことができる。
[0032] 図 6は、地上局 40に設けられるパソコン 55のモニタ画面 56の表示例を示す。表示 される情報の配置は、図 6の例に限らない。
[0033] モニタ画面 56の左側には、上から順に、機体情報表示パネル 71、ペイロード装置 情報表示パネル 72、機体 4の操縦パネル 73が表示される。
[0034] 機体情報表示パネル 71には、ヘリコプタ 1の機体状況および飛行状況を示すデー タゃ、サーボモータ 37、各種センサなどの部品の動作状態などが色や数値、文字に よって表示される。数値表示される項目は、 GPSの詳細情報 (緯度、経度、高度等） や、エンジンの冷却水温度、ノ ッテリ電圧等である。文字表示される項目は、ヘリコプ タ 1の機体 4からの通信状況、飛行時間、 GPSによるナビゲーシヨンの状態、制御が 許可されている力否力、および制御レベルの大きさ等である。色による表示に関して は、詳細を後述する。
[0035] ペイロード装置情報表示パネル 72には、ヘリコプタ 1に例えばパンおよびチルト機 能を有するカメラ装置を搭載して撮影を行う場合、カメラの制御やカメラ雲台のパン およびチルト角度の操作等を行う操作パネルが表示される。また、この場合は、上記 表示とともに、それらの動作モードを確認する情報が表示される。ペイロードが他の 装置、例えば空中から農薬散布を行う散布装置である場合には、散布装置の制御を 行う操作パネル等が表示される。
[0036] 操縦パネル 73には、機体への目標速度を入力する操縦ダイアログや、機体の移動 距離や角度を入力する相対移動ダイアログ、機体の制御パラメータを変更するパラメ ータダイアログ、飛行プログラムの送信や制御を行うプログラムフライトダイアログ等が 表示される。これらは、同時にモニタ画面 56上に表示されてもよいし、画面を切り替 えて表示可能としてもよい。
[0037] モニタ画面 56の下方および右側には、機体 4の現在の機体状況や飛行状況を知 るための複数の計器力もなる計器表示部 75が表示される。計器表示部 75には、コン トロールボックス 36により制御されるエンジン回転数、 GPSにより認識される水平速 度および垂直速度、方位センサおよび姿勢センサから認識される機首方位や高度、 および機体の姿勢角を示す水平儀等が表示される。
[0038] モニタ画面 56の中央部には、ヘリコプタ 1が飛行している地域の地図 74が表示さ れる。地図 74には、飛行区域の地形図と、方位および縮尺が表示される。地形図の 上には、ヘリコプタ 1の飛行経路の軌跡が線 81で表示される。線 81の先端には、機 体の現在位置および機首方向を表す機体マーク 82が示される。へリコプタにカメラ 装置を搭載している場合には、地図画面の一部に、カメラで撮影した画像を表示す る画像表示部 74aを設けることもできる。この画像表示部 74aには、画像として静止 画または動画が表示される。また、地図 74上には、カメラの視点や視界を表示するこ とがでさる。
[0039] 図 7は、本発明に係る機体情報表示パネル 71の表示例であり、機体情報表示パネ ル 71の全ての表示部分のうち色によって情報の内容を識別するための表示部分を 示す。機体情報表示パネル 71は、前述の図 6に示すように、モニタ画面 56の一部に 表示される。
[0040] 機体情報表示パネル 71には、各情報項目毎に表示部 71aが縦横に並べて表示さ れる。それぞれの表示部 71aは、独立した発色が可能で、例えば完全に正常な場合 は緑色、正常に作動するが一部の情報が欠ける場合等は黄色、故障が発生している 場合や所定範囲の値から外れた場合等は赤色、などのように、モニタ画面 56を構成 する発光体の発光色により色分けして表示される。
[0041] さらに、正常を表す色力も他の色に変化したときには、監視操作部 42に装備されて いるスピーカ 42a (図 5参照）から警告音を発生させる。このスピーカ 42aによって、本 発明でいう警告発生手段が構成されている。また、例えば現状よりも厳しい条件で制 御が可能であるような場合等、正常に作動してはいるがさらに上位のレベルまで余裕 がある場合には、青色で表示される。 [0042] 表示部 71aには、機体 4に装備されているランプの点灯状態、送信機が正常か否 かを示す動作状況、機体 4に搭載されているバッテリの電圧、機体 4に搭載されてい る燃料の残量 (消費量)、機体 4に装備されている姿勢センサ、方位センサ、 GPS装 置などの各種センサの出力状況、機体 4に装備されているサーボモータが正常力否 かを示す動作状況、このサーボモータの動作制御するための各種制御装置の動作 状況等が色分けして表示される。
[0043] 例えば、この実施の形態による各表示部 71aは、緑、青、黄、赤、紫の 5色で表示 可能に構成されている。このうち、緑、青、黄、赤の 4色は、表示情報による状態 (例 えば正常か異常か）に応じて変える。紫色は、全ての表示部 71aにおいて共通で、機 体からのデータが受信できない場合の表示色とする。例えば、緑色は正常またはこ れに類する通常の使用状態を示し、赤色は異常または特別な場合の使用状態を示 し、青色および黄色は通常と異常との間の状態を示す。
[0044] このように表示される情報の内容が正常である場合と異常である場合の中間の状 態を段階的に色分けして表示する構成を採ることにより、異常な状態に達する以前に 機体 4を着陸させるなど何らかの対策をとることができる。また、各表示部 71aは、表 示する情報の種類により、緑と赤の 2色で状態を表示する項目と、更に青色および黄 色を用いる項目と、青色または黄色を用いる項目がある。
[0045] 図 7の例について説明すると、例えば「ランプ」の項目は、機体のランプが消灯して いるときは緑色で表示し、点灯しているときは赤色の 2段階で表示する。「制御許可」 の項目では、緑色は全ての自律制御が許可されている状態を示し、青色はサブ GP S装置によるバックアップができない状態を示し、黄色は、メイン GPS装置は使用でき ないが、サブ GPS装置による自律制御を投入できる状態であることを示し、赤色は自 律制御を行うことができな 、状態を示す。
[0046] 「電圧」の項目に関しては、ノ ッテリ電圧が所定の範囲内のときには緑色に点灯し、 範囲外になると赤色で点灯する。また、「自律」の項目が緑色のときはリモートコント口 ーラの自律スィッチがオン状態であることを示し、赤色に表示されているときは、自律 飛行のスィッチがオフ状態になって 、ることを示す。赤色に表示されて 、る場合には 、機体をリモートコントローラ（図 5の手動用コントローラ 54)により手動で遠隔操作す る。
[0047] したがって、この実施の形態による機体情報表示パネル 71によれば、全ての表示 部 71aにおいて色によって情報の内容が表示されているから、オペレータは、全ての 表示が正常を示す緑色であれば、個々の表示部 71aを見てそれぞれ正常 *異常の 判断を行う必要がない。
[0048] また、表示部 71aの色は、表示する情報の内容が正常である場合と、表示する情報 の内容が異常である場合とでは異なるから、正常と異常とを容易に判別するができる ようになる。このため、このオペレータが交代しても異常を見逃すようなことはない。
[0049] この実施の形態による機体情報表示パネル 71によれば、機体 4に搭載されて 、る 例えばサーボモータ 36などの姿勢制御用の機器や、方位センサ 20などの飛行制御 用の機器や、地上局 40に設けられている機体制御用の機器が正常ではなくなつたと きに、表示部 71aの色が変わることに加えてスピーカ 42aから警告音が発生する。す なわち、オペレータは、複数の表示部 71aのうちいずれかの表示部 71aが緑色以外 に変化したり警告音が聞こえたときに、機体情報表示パネル 71を見て機器の状況を 判断し、必要な対処を行う。表示部 7 laの色が表す情報毎の値の範囲や状態は、予 めユーザによって設定することができる。なお、表示部 71aに用いる色の種類は、上 記のものに限らない。
[0050] また、機体情報表示パネル 71にお 、て、情報を数値または文字で表示する項目に ついては、モニタ画面 56を構成する発光体を用いて、情報の内容に対応させて数値 や文字あるいはその背景を色分けして表示することができる。この場合、数値が所定 範囲から外れたときやエラーが生じたときに、例えば背景を赤色に点灯させるとともに 警告音を発生させる。
[0051] さらに、この実施の形態による機体情報表示パネル 71は、自律飛行が可能な無人 ヘリコプタ 1の機体状況や飛行状況を表示するモニタ画面 56に表示されている。この ため、この実施の形態によれば、オペレータは、無人へリコプタ 1が視界の外を飛行 して ヽるときであっても、機体 4に搭載された機器類の状態や機体 4の飛行状態を迅 速かつ的確に知ることができる。
産業上の利用可能性 本発明は、農薬散布や航空写真撮影用の無人へリコプタの他、有人へリコプタや、 その他航空機等の飛行体の機体情報表示パネルとして適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の異なる情報項目毎に設けられた表示部を縦横に並べて表示する飛行体の 機体情報表示パネルであって、
前記表示部は、表示される情報の内容に応じて色が変化することを特徴とする機体 情報表示パネル。
[2] 表示部の色は、表示する情報の内容が正常である場合と、表示する情報の内容が 異常である場合とで異なることを特徴とする請求項 1に記載の機体情報表示パネル。
[3] 表示部の色は、表示する情報の内容が正常である場合と異常である場合との間で 段階的に変化することを特徴とする請求項 2に記載の機体情報表示パネル。
[4] 警告音を発する警告発生手段を備え、
表示部の色が正常時の色力 異常時の色に変わるときに、警告発生手段が警告音 を発することを特徴とする請求項 2に記載の機体情報表示パネル。
[5] 飛行体は、地上局と互いに通信可能とされた機体を有する無人へリコプタであり、 機体は、地上局から制御可能とされ、かつ地上局に機体状況や飛行状況に関する データを送信する構成が採られ、
地上局は、機体力 送られた各データを表示するモニタ画面を備え、
このモニタ画面に表示部が表示されることを特徴とする請求項 1に記載の機体情報 表示ノ ネノレ。
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