WO2017145193A1 - 移動体位置制御システム - Google Patents

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WO2017145193A1
WO2017145193A1 PCT/JP2016/000983 JP2016000983W WO2017145193A1 WO 2017145193 A1 WO2017145193 A1 WO 2017145193A1 JP 2016000983 W JP2016000983 W JP 2016000983W WO 2017145193 A1 WO2017145193 A1 WO 2017145193A1
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moving body
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latitude
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PCT/JP2016/000983
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Inventor
大介 貝應
Original Assignee
株式会社 スカイロボット
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a system for accurately moving a moving object such as a flying object to a specified position, and in particular, accurately measuring position information consisting of latitude and longitude of a moving object and position information consisting of latitude and longitude of a specified position.
  • the present invention relates to a moving body position control system for determining a moving direction of a moving body while performing a comparison calculation.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2012-232654 exists as a technique for moving a moving body to a specified position.
  • a technology related to an automatic take-off and landing system having a flying object and a take-off and landing target device is disclosed.
  • the take-off and landing target device has a target having a light emitting element that displays a pattern, and the flying object is acquired by an imaging device.
  • a technique for calculating the positional relationship between the target mark and the flying object based on the target mark image and controlling the takeoff and landing of the flying object based on the calculation result is disclosed.
  • the flying object it is possible to land the flying object at the specified position (target). However, if the flying object is far away from the target, or the target is affected by the weather conditions or the time of flight. In some cases, such as when it cannot be detected, the flying object may not be able to accurately calculate and acquire the position of the target, which may make it difficult to accurately land on the target.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-74277 discloses a technique relating to a flying object control system including a terminal device and a flying object, and satisfies predetermined conditions using map information and flying object position information.
  • a technique is disclosed in which a flight path to an arrival position is searched to acquire flight information, and the flight body is controlled to fly or land according to the flight path or landing position indicated by the flight information received by the flight body.
  • the flying object it is considered possible to land the flying object at the specified position even when the flying object cannot directly acquire the target position, but it is possible to accurately identify the landing position. Because it is a structure that grasps the location of the flying object by using the GPS information of the GPS, the location of the flying object is not always accurately identified from the GPS characteristics that an error occurs, but it is realistically located There is a problem that there is a possibility that a place considerably away from the location to be mistakenly recognized as a location.
  • JP 2012-232654 A Japanese Patent Laying-Open No. 2015-74277
  • the present invention is a system for accurately moving a moving body such as an unmanned air vehicle to a specified position, and in particular, position information consisting of latitude and longitude of a moving body and position information consisting of latitude and longitude of a specified position. It is an object of the present invention to provide a moving body position control system for measuring a high accuracy and determining a moving direction of a moving body while performing a contrast calculation.
  • a mobile body position control system measures and designates the position of a mobile body comprising the mobile body 100 and position information units 200 installed in at least three locations.
  • the mobile body position control system moves the mobile body 100 to a position 300, and the mobile body 100 includes a communication device 120 that communicates with each position information unit 200, and a distance between each position information unit 200 and the mobile body 100.
  • a distance acquisition means 130 and a calculation device 140 are provided with a distance acquisition means 130 and a calculation device 140, and a plurality of position information units 200 are provided with a unit communication device 220 that communicates with the mobile body 100.
  • 100 receives the individual latitude / longitude information 400 transmitted from the plurality of position information units 200, and each distance acquisition unit 130 receives each latitude / longitude information 400.
  • the distance information 500 is obtained by measuring the distance between the position information unit 200 and the moving body 100, and the arithmetic device 140 comprises the latitude and longitude by three-point measurement using the latitude / longitude information 400 and the distance information 500. While calculating the position information P1 of the mobile body 100 and calculating the position information P0 of the designated position 300 composed of latitude and longitude, the mobile body 100 is moved and reached to the latitude and longitude P0 of the designated position 300. It is a configuration.
  • Each of the plurality of position information units 200 is equipped with unit position information acquisition means 210 that independently acquires the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) of each position information unit 200 itself, Configuration for transmitting position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) of the position information unit 200 composed of latitude and longitude acquired by the unit position information acquisition means 210 to the mobile body 100 via the unit communication device 220. It is.
  • the arithmetic device 140 of the moving body 100 receives the position information P0 of the designated position 300 including the latitude / longitude set at a certain distance from each position information unit 200 and includes the latitude / longitude received. In this configuration, the three-point measurement is performed from the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) of each position information unit 200 and calculated. Further, the moving body 100 may be configured of a flying body that can be moved and stopped.
  • the distance acquisition unit 130 is configured to acquire the distance information 500 between the position information unit 200 and the moving body 100 by measuring the electric field strength of the radio wave transmitted from the unit communication device 220 of the position information unit 200.
  • the moving body 100 is equipped with a moving body position information acquisition unit 110 that acquires position information P1 of the moving body 100 itself, and the distance acquisition unit 130 includes the movement acquired by the moving body position information acquisition unit 110.
  • the distance between the position information unit 200 and the moving body 100 is calculated from the position information P3 of the body 100 and the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) of the position information unit acquired by the unit position information acquisition means 210. It is a configuration to acquire.
  • the unit position information acquisition means 210 is composed of a GPS receiver.
  • the moving body position information acquisition means 110 is composed of a GPS receiver.
  • the arithmetic device 140 performs a comparison operation on the position information P1 of the moving body 100 calculated and acquired by performing three-point measurement and the position information P3 acquired by the moving body position information acquiring means 110, and moves the moving body. It is also a configuration equipped with position information correction means 150 that corrects 100 position information to accurate position information consisting of latitude and longitude.
  • the present invention is configured as described in detail above, the following effects are obtained. 1. Since the position information unit is installed in at least three places and the distance between each position information unit and the moving body is measured by the distance acquisition means, three points can be obtained even if the moving body itself is not equipped with GPS. By performing the measurement, it is possible to acquire position information including accurate latitude and longitude of the moving body, and it is possible to accurately move the moving body to a specified position. 2. Since the position information unit is equipped with the unit position information acquisition means, it is possible to acquire position information composed of the latitude and longitude of the position information unit.
  • the mobile unit is configured to acquire position information consisting of the latitude and longitude of the specified position by performing three-point measurement using the position information consisting of the latitude and longitude of each position information unit. It becomes possible to acquire the latitude / longitude information of the designated position to be accurately obtained. 4). Since the moving object is a flying object that can be freely moved and stopped, the moving route to the designated position can be freely set.
  • the distance acquisition means is configured to acquire the distance information between the position information unit and the moving body by measuring the electric field strength of the radio wave transmitted from the unit communication device, there is almost no possibility of being affected by the situation such as weather, An accurate distance can be calculated and acquired. 6). Since the moving body is equipped with the moving body position information acquisition means, the distance acquisition means uses the position information of the moving body acquired by the moving body position information acquisition means and the position information of the position information unit acquired by the unit position information acquisition means. Thus, it is possible to calculate and acquire the distance between the two, and it is possible to acquire the distance between the moving body and the position information unit even when the radio wave condition is poor.
  • the unit position information acquisition means is a GPS receiver, it is possible to easily acquire position information consisting of the latitude and longitude of the position information unit.
  • the moving body position information acquisition means is a GPS receiver, it is possible to easily acquire position information including the latitude and longitude of the moving body.
  • the mobile computing device is equipped with position information correction means, it is possible to obtain more accurate positional information including the latitude and longitude of the mobile body.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a moving body position control system according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of three-point measurement.
  • the mobile body position control system 1 includes a mobile body 100 and a position information unit 200, and measures and acquires the position of the mobile body 100, that is, latitude / longitude information.
  • This is a moving body position control system for calculating and obtaining the predetermined latitude and longitude of the designated position 300 and moving the moving body 100 to the designated position 300.
  • the mobile object position control system according to the present invention is a system provided mainly for the purpose of automatically and accurately moving a flying object such as a drone to a designated position.
  • the position information unit 200 is configured to be installed in at least three places, and moves by performing three-point measurement described later using these position information. Accurate latitude and longitude of the body 100 etc. are calculated.
  • the moving body 100 is configured to include a communication device 120, a distance acquisition unit 130, and a calculation device 140.
  • the communication device 120 is a device for communicating with a plurality of position information units 200 installed.
  • the communication device 120 is configured by a wireless communication device for receiving a radio signal transmitted from the position information unit 200, and a communication configuration based on various communication rules can be appropriately selected. is there.
  • the distance acquisition means 130 is a device for individually calculating and acquiring the distance between the plurality of installed position information units 200 and the moving body 100 as the distance information 500, and each of the position information units 200 and the moving body 100. The distance information is continuously acquired while the moving body 100 is moving.
  • Each distance information 500 acquired by each position information unit 200 is transmitted to the arithmetic device 140.
  • the calculation device 140 receives each distance information 500 transmitted from the position information unit 200 and the latitude / longitude information 400 of each position information unit 200, and compares them to calculate the accurate current position of the moving body 100. To calculate.
  • the arithmetic device 140 is configured by a CPU mounted on an electronic circuit board incorporated in the moving body 100, and is configured to transmit information received by the communication device 120.
  • the arithmetic device 140 may be configured to be installed or installed in a device other than the moving body 100.
  • an electronic device such as a PC that can perform arithmetic processing is prepared outside and the arithmetic device 140 is mounted, and the electronic device receives the latitude / longitude information 400 transmitted from the position information unit 200.
  • the distance information 500 transmitted from the communication device 120 of the mobile unit 100 is received, the calculation device 140 performs calculation processing on each piece of information (400, 500), and the calculation result is sent to the communication device 120 of the mobile unit 100. It is conceivable that the moving process is automatically performed based on the calculation result received by the mobile object 100.
  • the plurality of position information units 200 are equipped with a unit communication device 220.
  • the unit communication device 220 is a communication device for performing communication with the mobile object 100, and has a function of transmitting latitude / longitude information 400 to the communication device 120 equipped in the mobile object 100.
  • the arithmetic device 140 is configured to be installed in an external electronic device, the unit communication device 220 performs communication processing with a communication device (not shown) equipped in the electronic device.
  • the distance acquisition means 130 can also be set as the structure equipped with the position information unit 200 as another Example.
  • the distance acquisition means 130 mounted on the position information unit 200 acquires the distance between the moving body 100 and the position information unit 200, and the unit communication device 220 transmits the distance to the arithmetic device 140 of the moving body 100 (or an electronic device prepared outside). It is conceivable to adopt a configuration for transmitting and performing arithmetic processing.
  • the unit communication device 220 and the communication device 120 can be constituted by devices that perform communication based on the Bluetooth (registered trademark) standard, for example.
  • the unit communication device 220 continuously transmits electrical signals such as latitude / longitude information 400 of the position information unit 200 to the communication device 120.
  • the electrical signal such as latitude / longitude information 400 corresponds to a radio wave in the 2.4 GHz frequency band, and the unit communication device 220 performs “searchable state” in Bluetooth (registered trademark) pairing.
  • the connection from the communication device 120 is waited for.
  • the electric signal such as latitude / longitude information 400 has a radio wave intensity classified as Bluetooth (registered trademark) Class 1
  • unit communication is performed within a range of about 100 m from the current position of the moving body 100.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration for performing communication based on other specifications or other communication standards is possible.
  • the moving body 100 receives each latitude / longitude information 400 transmitted from the unit communication devices 220 of the plurality of position information units 200.
  • the latitude / longitude information 400 is information related to the current position of the position information unit 200, and is previously held in each position information unit 200 or acquired after installation as described later.
  • the distance acquisition unit 130 acquires the distance information 500 by measuring the distance between each position information unit 200 and the moving body 100.
  • the distance information 500 is configured to be measured for each position information unit 200 and acquired as the distance information 500. Moreover, since the moving body 100 is in a state of continuing movement, the distance information 500 that changes every moment is measured and recorded and overwritten.
  • the arithmetic device 140 uses the latitude / longitude information 400 indicating the current position of the position information unit 200 and the distance information 500 between each position information unit 200 and the moving body 100 to measure the moving body 100 by three-point measurement.
  • the position information P1 composed of latitude and longitude is calculated and acquired.
  • the position information units 200 are installed at three or more locations, there are a plurality of latitude / longitude information 400 transmitted from the position information unit 200.
  • the latitude / longitude information 400 and the distance information 500 are managed as a pair of information for each position information unit 200 on the arithmetic device 140. Has been.
  • the arithmetic device 140 is configured to measure and analyze the current position of the moving body 100 by using the latitude / longitude information 400 and the distance information 500 for each position information unit 200 installed at three or more locations. Yes. That is, when three or more latitude / longitude information 400 is acquired, the current position of the moving body 100 is analyzed by three-point measurement based on the distance represented by the corresponding distance information 500 from each position.
  • the mobile object 100 acquires latitude / longitude information 400 from three or more position information units 200 and distance information 500 with each position information unit 200, as shown in FIG. Since the common contact point of the circle whose radius is the distance information 500 centered on 200 is the current position of the moving body 100, the arithmetic device 140 calculates the latitude / longitude information 400 and the distance information 500 of this position to calculate the position information. Get P1.
  • a latitude / longitude measuring device such as a GPS receiver
  • the latitude / longitude information of the moving body 100 it is conceivable to install a latitude / longitude measuring device such as a GPS receiver on the moving body 100 and acquire the latitude / longitude information of the moving body 100 from this, but there is an error in the latitude / longitude information by GPS. What happens is widely known.
  • By analyzing the current position of the moving body 100 by the above three-point measurement with the distance information based on the actual measurement it is possible to acquire more accurate latitude / longitude information than acquiring the latitude / longitude directly using GPS. Experiments have shown that this can be done.
  • the calculation device 140 is configured to further compare the position information P0 including the latitude and longitude of the specified position 300 with the position information P1 of the moving body 100. Thereby, the positional relationship between the positional information P0 of the designated position 300 and the positional information P1 of the moving body 100 is grasped, and it is determined in which direction the movement should be performed. Since the position information P1 of the moving body 100 is obtained at any time, the distance information 500 is constantly updated every time when the moving body 100 moves.
  • the position information P0 including the latitude and longitude of the designated position 300 may be stored in advance as a specified value in the mobile body 100 (or an electronic device prepared outside), or as described later, the arithmetic device 140 It is good also as a structure which specifies the positional information P0 of the designated position 300 by measuring 3 points
  • the moving body 100 has a configuration equipped with a moving means (not shown) and a control means (not shown) for controlling the moving means.
  • the arithmetic device 140 analyzes the positional relationship between the positional information P0 of the designated position 300 and the positional information P1 of the moving body 100, determines the moving direction, and transmits it as moving information to the control means.
  • the control means operates the movement means based on the movement information to move the moving body 100 toward the latitude / longitude of the designated position 300. If the position information P0 of the designated position 300 and the position information P1 of the moving body 100 match, it indicates that the movement has been completed.
  • the moving body 100 With this configuration, it becomes possible to grasp the exact latitude and longitude of the moving body 100, and the moving body 100 always grasps the positional relationship between the position information P0 of the designated position 300 and the position information P1 of the moving body 100, Even when an external force such as an external pressure is applied, it is possible to always move the moving body 100 to the designated position 300.
  • the plurality of position information units 200 can be configured to be equipped with unit position information acquisition means 210 as shown in FIG.
  • the unit position information acquisition means 210 is an apparatus for independently acquiring position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) composed of latitude / longitude information 400 of each position information unit 200 itself.
  • the GPS receiver is used.
  • the present invention is not limited to this, and the latitude / longitude information 400 may be acquired by other means.
  • the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) composed of the latitude / longitude information 400 of the position information unit 200 acquired by the unit position information acquisition unit 210 is moved via the unit communication device 220. It is the structure which transmits to the body 100.
  • the transmitted pieces of positional information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) are configured to be received by the communication device 120 equipped in the moving body 100.
  • the arithmetic device 140 of the mobile object 100 is acquired by the unit position information acquisition unit 210 and is transmitted by the unit communication device 220, and the position information (P2 1 , P2 2. It is possible to adopt a configuration in which P2 n ) is received via the communication device 120, and using this, position information P0 composed of the latitude and longitude of the specified position 300 is calculated and acquired by three-point measurement. .
  • the designated position 300 Since the designated position 300 is set at a fixed distance from each position information unit 200, it can be acquired as a known value.
  • the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) composed of the latitude / longitude information 400 of each of the three or more position information units 200 and the corresponding distance information. It becomes possible to acquire the position information P0 composed of latitude and longitude and the position information P1 of the moving body 100 more accurately. As a result, the moving body 100 can be moved to a more accurate position.
  • the moving body 100 is composed of a flying body that can be freely moved and stopped.
  • the mobile object 100 can use a drone that is an unmanned air vehicle capable of flying and stopping in the air. With this configuration, the moving body 100 can be moved linearly to the designated position 300, and the flying object can be easily moved to the designated position 300 and landed easily. Accurate automatic transportation of luggage by the body became possible.
  • the distance acquisition unit 130 may be configured to acquire the distance information 500 between the position information unit 200 and the moving body 100 by measuring the electric field strength of the radio wave transmitted from the unit communication device 220 of the position information unit 200. It is. In another embodiment of the present invention, the distance acquisition unit 130 measures the electric field strength of the radio wave (electric signal such as the latitude / longitude information 400 of the position information unit 200) received by the communication unit 120, and the position information is obtained from the strength. The distance information 500 between the unit 200 and the moving body 100 is calculated and acquired.
  • the moving body 100 can be configured to be equipped with moving body position information acquisition means 110 that acquires position information P1 of the moving body 100 itself.
  • the mobile body location information acquisition unit 110 is configured by a GPS receiver, but is not limited thereto, and may be configured to acquire latitude / longitude information by other units. .
  • the distance acquisition unit 130 uses the position information P3 including the latitude / longitude of the moving body 100 acquired by the moving body position information acquisition unit 110 as a search method different from the above, and the position acquired by the unit position information acquisition unit 210.
  • the distance between the position information unit 200 and the moving body 100 can be calculated and acquired from the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) including the latitude / longitude information 400 of the information unit 200.
  • the moving body By calculating the respective distances from the latitude and longitude of the position information P3 of the moving body 100 and the latitude and longitude of the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) of the position information unit 200, the moving body The distance between the position information P3 of 100 and the position information (P2 1 , P2 2 ... P2 n ) of the position information unit 200 can be easily calculated.
  • the distance information 500 between the position information unit 200 and the moving body 100 can be acquired.
  • the distance information 500 is acquired from the latitude / longitude information of the position information unit 200 and the mobile object 100, An operation that switches to a method of calculating and acquiring the distance information 500 using the electric field strength of the radio wave transmitted from the unit communication device 220 can be considered.
  • the computing device 140 can be configured to be equipped with position information correction means 150.
  • the position information correction unit 150 includes position information P1 including the latitude and longitude of the moving body 100 obtained by performing the above-described three-point measurement, and position information P3 including the latitude and longitude acquired by the moving body position information acquisition unit 110. Is a device that corrects the position information of the moving body 100 to more accurate position information by comparing and calculating. As a result, it is possible to obtain more accurate position information including the latitude and longitude of the moving body.

Abstract

【課題】　移動体の緯度・経度からなる位置情報と指定位置の緯度・経度からなる位置情報を高精度に測定し、対比演算しながら移動体の移動方向を決定するための移動体位置制御システムを提供する。 【解決手段】　移動体と、少なくとも３か所に設置される位置情報ユニットと、からなる、移動体位置制御システムであって、移動体は、通信装置と、距離取得手段と、演算装置と、を装備するとともに、複数の位置情報ユニットは、ユニット通信装置を装備しており、移動体は、複数の緯度・経度情報を受信し、距離取得手段により各位置情報ユニットと移動体との距離情報を取得し、演算装置が緯度・経度情報と距離情報を元に三点計測を行って移動体の位置情報を計算するとともに、指定位置の位置情報と対比演算しながら、移動体を指定位置まで移動させる構成である。

Description

移動体位置制御システム
　本発明は、飛行体等の移動体を指定位置に正確に移動させるためのシステムに関し、特に、移動体の緯度・経度からなる位置情報と指定位置の緯度・経度からなる位置情報を正確に測定し対比演算しながら移動体の移動方向を決定するための移動体位置制御システムに関する。
　従来より、移動体を指定箇所へ自動的に移動させるための様々なシステムが開発されており、指定位置と移動体自身の現在位置を把握する効率性、迅速性、正確性、信頼性を考慮したシステムが数多く開発され、使用されている。特に、ドローン等の無人飛行体を荷物の自動運搬等に使用する技術が開発されつつあるが、無人航空機を指定位置に正確に移動させるためには指定位置と無人航空機自身の現在位置をそれぞれ正確に把握することが要求されるため、柔軟性および効率性に長けたシステムであることが要求されている。
　例えば、移動体を指定位置に移動させるための技術として、特開２０１２－２３２６５４号が存在する。ここでは、飛行体と離着陸ターゲット装置とを有する自動離着陸システムに関する技術が開示されており、離着陸ターゲット装置はパターンを表示する発光素子を有するターゲットを有しており、飛行体が、撮像装置で取得したターゲットマークの画像に基づいて、ターゲットマークと飛行体との位置関係を演算し、演算結果に基づいて飛行体の離着陸を制御する技術が開示されている。
　この技術によると、確かに指定位置（ターゲット）に飛行体を着地させることが可能となるが、飛行体がターゲットに対して遠方にいる場合や、気象状況や飛行時間帯などの影響によりターゲットを検知できない場合など、飛行体がターゲットの位置を正確に演算取得できない場合があり、正確にターゲットに着陸させることが困難になる虞があるという問題があった。
　また、特開２０１５－７４２７７号では、端末装置と飛行体とを備える飛行体制御システムに関する技術が開示されており、地図情報と飛行体の位置情報とを用いて、予め決められた条件を満たす到着位置までの飛行経路を探索して飛行情報を取得し、飛行体が受信した飛行情報が示す飛行経路または着陸位置に従って飛行または着陸するように飛行体を制御する技術が開示されている。
　この技術によると、飛行体がターゲットの位置を直接取得することができない場合であっても、飛行体を指定位置に着陸させることは可能と考えられるが、着地する位置を正確に特定する単一のＧＰＳ情報を利用することで飛行体の所在箇所を把握する構造であるため、誤差が生じるというＧＰＳの特性から、必ずしも飛行体の所在箇所を正確に特定できるとは限らず、現実的に所在する箇所から相当離れた場所を誤って所在箇所と認識する虞があるという問題があった。
　そこで、移動体および指定位置をそれぞれ高精度で算出し、その場所を迅速に特定するための移動体位置制御システムの開発が望まれていた。
特開２０１２－２３２６５４号公報 特開２０１５－７４２７７号公報
　本発明は、無人飛行体等の移動体を指定位置に正確に移動させるためのシステムであって、特に、移動体の緯度・経度からなる位置情報と指定位置の緯度・経度からなる位置情報を高精度に測定し、対比演算しながら移動体の移動方向を決定するための移動体位置制御システムを提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために本発明に係る移動体位置制御システムは、移動体１００と、少なくとも３か所に設置される位置情報ユニット２００と、からなる、移動体の位置を計測して指定位置３００に移動体１００を移動させる移動体位置制御システムであって、前記移動体１００は、各位置情報ユニット２００と通信を行う通信装置１２０と、各位置情報ユニット２００と移動体１００との距離を個別に取得する距離取得手段１３０と、演算装置１４０と、を装備するとともに、複数の位置情報ユニット２００は、前記移動体１００と通信を行うユニット通信装置２２０を装備しており、前記移動体１００は、前記複数の位置情報ユニット２００から送信された個々の緯度・経度情報４００を受信し、前記距離取得手段１３０により各位置情報ユニット２００と移動体１００との距離を測定して距離情報５００を取得し、前記演算装置１４０が前記緯度・経度情報４００と距離情報５００とを用いて三点計測により緯度・経度からなる前記移動体１００の位置情報Ｐ１を算出するとともに、緯度・経度からなる前記指定位置３００の位置情報Ｐ０と対比演算しながら、前記移動体１００を前記指定位置３００の緯度・経度Ｐ０まで移動到達させる構成である。
　また、前記複数の位置情報ユニット２００は、各位置情報ユニット２００自身の位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）をそれぞれ独自に取得するユニット位置情報取得手段２１０を装備しており、前記ユニット位置情報取得手段２１０により取得した緯度・経度からなる位置情報ユニット２００の位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）をユニット通信装置２２０を介して前記移動体１００へ送信する構成である。
　また、前記移動体１００の前記演算装置１４０は、前記各位置情報ユニット２００から一定の距離に設定された緯度・経度からなる前記指定位置３００の位置情報Ｐ０を、受信した緯度・経度からなる前記各位置情報ユニット２００の位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）から三点計測を行って計算して取得する構成である。
　また、前記移動体１００は、移動・停止自在な飛行体からなる構成でもある。
　また、前記距離取得手段１３０は、前記位置情報ユニット２００のユニット通信装置２２０から送信された電波の電界強度を測定することにより位置情報ユニット２００と移動体１００の距離情報５００を取得する構成である。
　また、前記移動体１００は、移動体１００自身の位置情報Ｐ１を取得する移動体位置情報取得手段１１０を装備するとともに、前記距離取得手段１３０は、前記移動体位置情報取得手段１１０が取得した移動体１００の位置情報Ｐ３と、前記ユニット位置情報取得手段２１０が取得した位置情報ユニットの位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）から位置情報ユニット２００と移動体１００との距離を計算取得する構成である。
　また、前記ユニット位置情報取得手段２１０はＧＰＳ受信機からなる構成である。
　また、前記移動体位置情報取得手段１１０はＧＰＳ受信機からなる構成である。
　更に、前記演算装置１４０は、三点計測を行って計算取得した前記移動体１００の位置情報Ｐ１と、前記移動体位置情報取得手段１１０が取得した位置情報Ｐ３とを対比演算して、移動体１００の位置情報を緯度・経度からなる正確な位置情報に補正する位置情報補正手段１５０を装備した構成でもある。
　本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．位置情報ユニットを少なくとも３か所に設置するとともに、距離取得手段により各位置情報ユニットと移動体との距離をそれぞれ測定する構成としたため、移動体自体がＧＰＳを搭載していなくても、三点計測を行うことで前記移動体の精確な緯度・経度からなる位置情報を取得することが可能となり、指定位置まで移動体を正確に移動させることが可能となる。
２．位置情報ユニットがユニット位置情報取得手段を装備する構成としたため、位置情報ユニットの緯度・経度からなる位置情報を取得することが可能となる。
３．移動体の演算装置が、各位置情報ユニットの緯度・経度からなる位置情報を用いて三点計測を行うことにより指定位置の緯度・経度からなる位置情報を取得する構成としたため、移動体を移動させる指定位置の緯度・経度情報を精確に取得することが可能となる。
４．移動体を移動・停止自在な飛行体としたため、指定位置への移動経路を自由に設定可能となる。
５．距離取得手段が、ユニット通信装置から送信された電波の電界強度を測定することで位置情報ユニットと移動体の距離情報を取得する構成としたため、気象等の状況に影響される虞が殆どなく、精確な距離を演算取得することが可能となる。
６．移動体に移動体位置情報取得手段を装備したため、距離取得手段が、移動体位置情報取得手段が取得した移動体の位置情報と、ユニット位置情報取得手段が取得した位置情報ユニットの位置情報を用いて、両者の距離を計算取得することが可能となり、電波状況が悪い状態であっても移動体と位置情報ユニットとの距離の取得が可能となる。
７．ユニット位置情報取得手段をＧＰＳ受信機としたため、位置情報ユニットの緯度・経度からなる位置情報を容易に取得することが可能となる。
８．移動体位置情報取得手段をＧＰＳ受信機としたため、移動体の緯度・経度からなる位置情報を容易に取得することが可能となる。
９．移動体の演算装置が位置情報補正手段を装備したため、より精確な移動体の緯度・経度からなる位置情報を取得することが可能となる。
　以下、本発明に係る移動体位置制御システムを、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る移動体位置制御システムの概略図であり、図２は、三点計測の概略を示す図である。
　本発明に係る移動体位置制御システム１は、図１に示すように、移動体１００と、位置情報ユニット２００とからなり、移動体１００の位置、すなわち緯度・経度情報を計測して取得しつつ、予め定められている指定位置３００の緯度・経度を計算取得して移動体１００を指定位置３００に移動させるための移動体位置制御システムである。本発明に係る移動体位置制御システムは、主に、ドローン等の飛行体を指定した位置に自動的かつ正確に移動到達させることを目的として提供されるシステムである。移動体１００の正確な位置を計算して取得するため、位置情報ユニット２００が少なくとも３か所に設置される構成であり、これらの位置情報を利用して後述の三点計測を行うことで移動体１００等の精確な緯度・経度を算出する。
　移動体１００は、図１に示すように、通信装置１２０と、距離取得手段１３０と、演算装置１４０とを装備する構成である。通信装置１２０は、複数設置される位置情報ユニット２００と通信を行うための装置である。本実施例では、通信装置１２０は、位置情報ユニット２００が発信する電波信号を受信するための無線通信装置により構成されており、様々な通信規約に準拠した通信構成を適宜選択することが可能である。
　距離取得手段１３０は、複数設置されている位置情報ユニット２００と移動体１００との距離を距離情報５００としてそれぞれ個別に計算して取得するための装置であり、各位置情報ユニット２００と移動体１００の距離情報は移動体１００の移動中は継続的に取得される構成となっている。
　各位置情報ユニット２００の取得した各距離情報５００は、演算装置１４０に伝送される。演算装置１４０は、位置情報ユニット２００から送信された各距離情報５００と各位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００を受信し、これらを対比して移動体１００の精確な現在位置を演算処理して算出する。本実施例では、演算装置１４０は、移動体１００に組み込まれた電子回路基板に搭載されたＣＰＵからなる構成となっており、通信装置１２０が受信した情報が伝送される構成となっている。
　なお、演算装置１４０は、移動体１００以外の機器に搭載または設置する構成とすることも可能である。例えば、ＰＣ等の演算処理可能な電子機器（図示せず）を外部に用意して演算装置１４０を搭載し、位置情報ユニット２００から送信された緯度・経度情報４００を該電子機器が受信するとともに、移動体１００の通信装置１２０から送信された距離情報５００を受信して、演算装置１４０によってこれらの各情報（４００・５００）の演算処理を行い、演算結果を移動体１００の通信装置１２０に向けて送信して、移動体１００が受信した演算結果をもとに自動的に移動処理を行う構成とする事が考えられる。
　複数の位置情報ユニット２００は、ユニット通信装置２２０を装備している。ユニット通信装置２２０は、移動体１００との通信を行うための通信装置であり、移動体１００に装備される通信装置１２０に対して緯度・経度情報４００を送信する機能をもっている。なお、演算装置１４０を外部の電子機器に設置する構成とした場合には、ユニット通信装置２２０は、該電子機器に装備する通信装置（図示せず）との間で通信処理を行う。
　なお、距離取得手段１３０は、別の実施例として、位置情報ユニット２００に装備する構成とする事も可能である。位置情報ユニット２００に搭載した距離取得手段１３０が移動体１００と該位置情報ユニット２００との距離を取得し、ユニット通信装置２２０によって移動体１００（または外部に用意した電子機器）の演算装置１４０に送信して演算処理を行う構成とすることが考えられる。
　また、ユニット通信装置２２０および通信装置１２０は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に基づいた通信を行う機器で構成することが可能である。ユニット通信装置２２０は、通信装置１２０に対して位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００等の電気信号を継続的に発信する。
　より詳細には、緯度・経度情報４００等の電気信号は、２．４ＧＨｚの周波数帯における電波に該当するものであり、ユニット通信装置２２０がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のペアリングにおける「探索可能状態」とすることにより、通信装置１２０からの接続を待つ構成である。なお、本実施例では、緯度・経度情報４００等の電気信号はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のＣｌａｓｓ１に分類される電波強度となっているため、移動体１００の現在位置から約１００ｍの範囲でユニット通信装置２２０との通信が可能な構成となっているが、これに限定される事なく、他の仕様や他の通信規格に基づいた通信を行う構成とすることが可能である。
　以下、本発明に係る移動体位置制御システム１による指定位置３００までの移動体１００の移動処理について説明する。移動体１００は、複数の位置情報ユニット２００のユニット通信装置２２０から送信された各々の緯度・経度情報４００を受信する。緯度・経度情報４００は、位置情報ユニット２００の現在位置に係る情報であり、予めそれぞれの位置情報ユニット２００が保有しており、または後述するように、設置後に各々が取得する情報である。
　次に、距離取得手段１３０は、各位置情報ユニット２００と移動体１００との距離を測定して距離情報５００を取得する。距離情報５００は、位置情報ユニット２００毎に測定して距離情報５００として取得される構成である。また、移動体１００は移動を継続している状態であるため、刻々変化する距離情報５００は、随時測定されて記録上書きされる構成となっている。
　次に、演算装置１４０が、位置情報ユニット２００の現在位置を示す緯度・経度情報４００と、各位置情報ユニット２００と移動体１００との距離情報５００とを用いて三点計測により移動体１００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ１を算出取得する。本実施例では、位置情報ユニット２００は３か所以上に設置されるため、位置情報ユニット２００から送信されて来る緯度・経度情報４００は複数存在している。また、刻々変化する距離情報５００も同様に各位置情報ユニット２００毎に計測するため、演算装置１４０上では、緯度・経度情報４００と距離情報５００は各位置情報ユニット２００毎に一対の情報として管理されている。
　演算装置１４０は、３か所以上に設置した位置情報ユニット２００毎の緯度・経度情報４００と距離情報５００を用いて、移動体１００の現在位置を三点計測を行って解析する構成となっている。すなわち、３つ以上の緯度・経度情報４００を取得している場合、それぞれの位置から対応する距離情報５００が表す距離をもとに移動体１００の現在位置を三点計測により解析する。
　移動体１００が、３つ以上の位置情報ユニット２００から緯度・経度情報４００を取得するとともに、各位置情報ユニット２００との距離情報５００を取得した場合、図２に示すように、各位置情報ユニット２００を中心とした距離情報５００を半径とする円の共通接点が移動体１００の現在位置であるため、演算装置１４０は、この位置の緯度・経度情報４００と距離情報５００を算出して位置情報Ｐ１を取得する。
　例えば、移動体１００にＧＰＳ受信装置等の緯度・経度測定装置を設置して、これより移動体１００の緯度・経度情報を取得することも考えられるが、ＧＰＳによる緯度・経度情報には誤差が生じることは広く知られている。実測に基づく距離情報を加えた上記三点計測により移動体１００の現在位置を解析することにより、直接ＧＰＳを用いて緯度・経度を取得するよりもより正確な緯度・経度情報を取得する事が出来ることが実験により明らかとなっている。これにより、移動体１００の詳細な緯度・経度情報を算出することが可能となり、迅速かつ精確に移動体１００の位置情報Ｐ１を取得する事が可能となった。
　演算装置１４０は、更に指定位置３００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ０と移動体１００の位置情報Ｐ１を対比演算する構成となっている。これにより、指定位置３００の位置情報Ｐ０と移動体１００の位置情報Ｐ１の位置関係を把握し、どの方向に移動すればよいかを判断する。移動体１００の位置情報Ｐ１は随時取得される構成であるため、移動体１００の移動により、距離情報５００は常に刻々と更新され続けることになる。
　なお、指定位置３００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ０は、予め規定値として移動体１００（または外部に用意した電子機器）が保持する構成としてもよいし、後述するように、演算装置１４０が３か所以上に設置した位置情報ユニット２００毎の緯度・経度情報４００と指定位置３００までの距離より三点計測を行って指定位置３００の位置情報Ｐ０を特定する構成としてもよい。
　本実施例では、移動体１００は、移動手段（図示せず）と該移動手段を制御する制御手段（図示せず）を装備した構成となっている。演算装置１４０は、指定位置３００の位置情報Ｐ０と移動体１００の位置情報Ｐ１の位置関係を解析して移動方向を決定し、移動情報として制御手段に送信する。制御手段は移動情報をもとに移動手段を操作制御して移動体１００を指定位置３００の緯度・経度に向けて移動させる。指定位置３００の位置情報Ｐ０と移動体１００の位置情報Ｐ１が一致した場合には、移動到達が完了したことを示す。
　この構成とする事により、移動体１００の精確な緯度・経度を把握可能となるとともに、移動体１００が指定位置３００の位置情報Ｐ０と移動体１００の位置情報Ｐ１の位置関係を常に把握し、外圧等の外力が加わった場合であっても常に移動体１００を指定位置３００に移動し続けることが可能となった。
　複数からなる位置情報ユニット２００は、図１に示すように、ユニット位置情報取得手段２１０を装備する構成とすることが可能である。ユニット位置情報取得手段２１０は、各位置情報ユニット２００自身の緯度・経度情報４００からなる位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）を、それぞれ独自に取得するための装置であり、本実施例では、ＧＰＳ受信機からなる構成となっているが、これに限定されることはなく、他の手段によって緯度・経度情報４００を取得する構成としてもよい。
　ユニット位置情報取得手段２１０が取得した位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００からなる位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）は、本実施例では、ユニット通信装置２２０を介して移動体１００へ送信する構成である。送信された各位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）は、移動体１００に装備される通信装置１２０によって受信される構成である。
　移動体１００の演算装置１４０は、ユニット位置情報取得手段２１０によって取得され、ユニット通信装置２２０によって送信された各位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００からなる位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）を通信装置１２０を介して受信し、これを利用して、指定位置３００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ０を三点計測によって計算して取得する構成とすることが可能である。
　指定位置３００は、各位置情報ユニット２００から一定の距離に設定されるため、既知の値として取得することが可能である。３つ以上の各位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００からなる位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）と、それに対応する距離の情報を演算処理する事により、指定位置３００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ０と移動体１００の位置情報Ｐ１をより精確に取得することが可能となる。これにより、移動体１００をより精確な位置に移動させることが可能となった。
　移動体１００は、本実施例では、移動・停止自在な飛行体からなる構成である。特に、移動体１００は、空中を飛行移動・停止可能な無人飛行体であるドローンを用いる事が可能である。この構成とすることにより、指定位置３００までの移動体１００の移動を直線的に行う事が可能となり、容易に指定位置３００まで飛行体を自動的に移動させ着地させる事が可能となり、無人飛行体による荷物の精確な自動運搬が可能となった。
　距離取得手段１３０は、位置情報ユニット２００のユニット通信装置２２０から送信された電波の電界強度を測定することによって、位置情報ユニット２００と移動体１００の距離情報５００を取得する構成とすることが可能である。距離取得手段１３０は、本発明の他の実施例では、通信手段１２０が受信した電波（位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００等の電気信号）の電界強度を測定し、その強度から位置情報ユニット２００と移動体１００の距離情報５００を計算して取得する構成としている。具体的には、位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００等の電気信号の直接波による電界強度〔ｖ／ｍ〕と、ユニット通信装置２２０の利得〔ｄＢ〕および送信電力〔Ｗ〕により距離〔ｍ〕を求めることが可能である。利得および送信電力は既知であるため、近似式「距離＝７×（√（利得×送信電力））／電界強度」（７は係数）により距離情報５００を取得する構成となっている。
　なお、上記方法に限らず、位置情報ユニット２００のＧＰＳ情報と移動体１００のＧＰＳ情報から距離を算出する方法を用いることも可能である。移動体１００は、移動体１００自身の位置情報Ｐ１を取得する移動体位置情報取得手段１１０を装備する構成とすることが可能である。移動体位置情報取得手段１１０は、本実施例では、ＧＰＳ受信機からなる構成となっているが、これに限定されることはなく、他の手段によって緯度・経度情報を取得する構成としてもよい。
　また、距離取得手段１３０は、上記とは別の探索方法として移動体位置情報取得手段１１０が取得した移動体１００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ３と、ユニット位置情報取得手段２１０が取得した位置情報ユニット２００の緯度・経度情報４００からなる位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）から位置情報ユニット２００と移動体１００との距離を計算取得する構成とすることが可能である。移動体１００の位置情報Ｐ３の緯度および経度と、位置情報ユニット２００の位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）の緯度および経度の差からそれぞれの距離を算出することにより、移動体１００の位置情報Ｐ３と位置情報ユニット２００の位置情報（Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ）の距離は容易に算出可能である。
　この方法を用いても、位置情報ユニット２００と移動体１００の距離情報５００を取得することが可能であるこれにより、電波状況が悪い状態であっても移動体１００と位置情報ユニット２００の距離情報５００を取得することが可能となる。例えば、移動体１００が指定位置３００まで遠い距離にいて、電波の取得が困難な場合に、位置情報ユニット２００と移動体１００の緯度・経度情報から距離情報５００を取得し、近づいた場合に、ユニット通信装置２２０から送信された電波の電界強度を用いて距離情報５００を計算取得する方法に切り替える運用が考えられる。
　演算装置１４０は、位置情報補正手段１５０を装備する構成とすることが可能である。位置情報補正手段１５０は、前述の三点計測を行って計算取得した移動体１００の緯度・経度からなる位置情報Ｐ１と、移動体位置情報取得手段１１０が取得した緯度・経度からなる位置情報Ｐ３とを対比し、演算することにより、移動体１００の位置情報をより正確な位置情報に補正する装置である。これにより、より精確な移動体の緯度・経度からなる位置情報を取得することが可能となった。
本発明に係る移動体位置制御システムの概略図 三点計測の概略を示す図
　１　　移動体位置制御システム
　１００　　移動体
　１１０　　移動体位置情報取得手段
　１２０　　通信装置
　１３０　　距離取得手段
　１４０　　演算装置
　１５０　　位置情報補正手段
　２００　　位置情報ユニット
　２１０　　ユニット位置情報取得手段
　２２０　　ユニット通信装置
　３００　　指定位置
　４００　　緯度・経度情報
　５００　　距離情報
　Ｐ０　　位置情報
　Ｐ１　　位置情報
　Ｐ２１、Ｐ２２・・・Ｐ２ｎ　　位置情報
　Ｐ３　　位置情報

Claims (9)

  1. 　移動体(100)と、少なくとも３か所に設置される位置情報ユニット(200)と、からなる、移動体(100)の位置を計測して指定位置(300)に移動体(100)を移動させる移動体位置制御システムにおいて、
    　前記移動体(100)は、各位置情報ユニット(200)と通信を行う通信装置(120)と、各位置情報ユニット(200)と移動体(100)との距離を個別に取得する距離取得手段(130)と、演算装置(140)と、を装備するとともに、複数の位置情報ユニット(200)は、前記移動体(100)と通信を行うユニット通信装置(220)を装備しており、
    　前記移動体(100)は、前記複数の位置情報ユニット(200)から送信された個々の緯度・経度情報(400)を受信し、前記距離取得手段(130)により各位置情報ユニット(200)と移動体(100)との距離を測定して距離情報(500)を取得し、前記演算装置(140)が前記緯度・経度情報(400)と距離情報(500)とを用いて三点計測により緯度・経度からなる前記移動体(100)の位置情報(P1)を算出するとともに、緯度・経度からなる前記指定位置(300)の位置情報(P0)と対比演算しながら、前記移動体(100)を前記指定位置(300)の緯度・経度(P0)まで移動到達させることを特徴とする移動体位置制御システム。
  2. 　前記複数の位置情報ユニット(200)は、各位置情報ユニット(200)自身の位置情報(P21、P22・・・P2n)をそれぞれ独自に取得するユニット位置情報取得手段(210)を装備しており、前記ユニット位置情報取得手段(210)により取得した緯度・経度からなる位置情報ユニット(200)の位置情報(P21、P22・・・P2n)をユニット通信装置(220)を介して前記移動体(100)へ送信することを特徴とする請求項１記載の移動体位置制御システム。
  3. 　前記移動体(100)の前記演算装置(140)は、前記各位置情報ユニット(200)から一定の距離に設定された緯度・経度からなる前記指定位置(300)の位置情報(P0)を、受信した緯度・経度からなる前記各位置情報ユニット(200)の位置情報(P21、P22・・・P2n)から三点計測を行って計算して取得することを特徴とする請求項１記載の移動体位置制御システム。
  4. 　前記移動体(100)は、移動・停止自在な飛行体からなることを特徴とする請求項１記載の移動体位置制御システム。
  5. 　前記距離取得手段(130)は、前記位置情報ユニット(200)のユニット通信装置(220)から送信された電波の電界強度を測定することにより位置情報ユニット(200)と移動体(100)の距離情報(500)を取得することを特徴とする請求項１記載の探索対象位置計測システム。
  6. 　前記移動体(100)は、移動体(100)自身の位置情報(P1)を取得する移動体位置情報取得手段(110)を装備するとともに、前記距離取得手段(130)は、前記移動体位置情報取得手段(110)が取得した移動体(100)の位置情報(P3)と、前記ユニット位置情報取得手段(210)が取得した位置情報ユニットの位置情報(P21、P22・・・P2n)から位置情報ユニット(200)と移動体(100)との距離を計算取得することを特徴とする請求項１記載の移動体位置制御システム。
  7. 　前記ユニット位置情報取得手段(210)はＧＰＳ受信機からなることを特徴とする請求項１記載の移動体位置制御システム。
  8. 　前記移動体位置情報取得手段(110)はＧＰＳ受信機からなることを特徴とする請求項６記載の移動体位置制御システム。
  9. 　前記演算装置(140)は、三点計測を行って計算取得した前記移動体(100)の位置情報(P1)と、前記移動体位置情報取得手段(110)が取得した位置情報(P3)とを対比演算して、移動体(100)の位置情報を緯度・経度からなる正確な位置情報に補正する位置情報補正手段(150)を装備したことを特徴とする請求項１記載の移動体位置制御システム。
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