WO2017208468A1 - ドローン飛行制御システム、方法及びプログラム - Google Patents

ドローン飛行制御システム、方法及びプログラム Download PDF

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WO2017208468A1
WO2017208468A1 PCT/JP2016/067967 JP2016067967W WO2017208468A1 WO 2017208468 A1 WO2017208468 A1 WO 2017208468A1 JP 2016067967 W JP2016067967 W JP 2016067967W WO 2017208468 A1 WO2017208468 A1 WO 2017208468A1
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drone
flight
insect
insecticidal
control system
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PCT/JP2016/067967
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English (en)
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Inventor
俊二 菅谷
Original Assignee
株式会社オプティム
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
    • A01M1/22—Killing insects by electric means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M5/00—Catching insects in fields, gardens, or forests by movable appliances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02—Initiating means
    • B64C13/16—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors
    • B64C13/18—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors using automatic pilot
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms

Definitions

  • the present invention relates to a drone flight control system that controls flight of a drone equipped with insecticidal means.
  • insects sometimes have harmful effects on crops etc. on farms. For this reason, devices for combating such insects are known.
  • an aerial flight mechanism unit for flying in the air, one or a plurality of cameras for photographing the periphery, a suction mechanism unit for sucking pests and storing them in a pest storage chamber, A pest image recognition unit for recognizing a pest from a photographed image of the camera, and a control unit, and the control unit drives and controls the aerial flight mechanism unit based on the recognition result of the pest image recognition unit, and a suction mechanism unit Has been proposed (see Patent Document 1). According to the pest capturing and storing apparatus of Patent Document 1, when a pest is recognized, the aerial flight mechanism unit can approach and store the pest.
  • Patent Document 1 since the pest capturing and storing device of Patent Document 1 recognizes an insect and approaches and stores the insect, the insect may escape when approaching, and the insect control efficiency is poor.
  • an object of the present invention is to provide a drone flight control system, method, and program capable of improving insect extermination efficiency using a drone.
  • the present invention provides the following solutions.
  • the invention according to the first feature is A drone flight control system for flight control of a drone equipped with insecticidal means, Distance measuring means for measuring the distance between the insecticidal means or the drone and the object, Flight altitude control means for controlling the flight altitude of the drone so that the measured distance satisfies a predetermined condition; An insect detection means for detecting an insect killed by the insecticide means or an insect gathered in the insecticide means; According to the detection result of the insect detection means, a flight speed control means for controlling the flight speed or flight direction of the drone so as to satisfy a predetermined condition; A drone flight control system is provided.
  • a drone flight control system that controls flight of a drone equipped with insecticidal means includes distance measuring means, flight altitude control means, insect detection means, and flight speed control means.
  • the insecticidal means is, for example, an insecticide, an insecticide or the like.
  • a drone is a drone that can fly remotely or autonomously.
  • the distance measuring means measures the distance between the insecticidal means or the drone and the object.
  • the object includes, for example, an object that has a high possibility of having an insect such as the ground or a crop, or an object that is desired to avoid damage caused by the insect.
  • the flight altitude control means controls the flight altitude of the drone so that the measured distance satisfies a predetermined condition.
  • the insect detection means detects an insect killed by the insecticidal means or an insect gathered in the insecticidal means.
  • the flight speed control means controls the flight speed or flight direction of the drone so as to satisfy a predetermined condition according to the detection result of the insect detection means.
  • a drone equipped with insecticidal means to fly at an altitude corresponding to the distance of the target and to fly at a flight speed or flight direction according to the result of detecting the insect.
  • a drone equipped with insecticidal means is flying at a height within a predetermined distance from the target crop (for example, a distance that does not contact the crop and the insect can fly), and the insect is detected.
  • the insects approaching the crop can be effectively removed.
  • the invention according to the first feature is a category of the system, but the method and the program exhibit the same operations and effects.
  • the invention according to the second feature is in addition to the invention according to the first feature, Comprising external environment acquisition means for acquiring external environment information of the drone;
  • the flight altitude control means controls the flight altitude of the drone based on the acquired external environment information,
  • the flight speed control means provides a drone flight control system that controls a flight speed of the drone based on the acquired external environment information.
  • the drone flight control system further comprises external environment acquisition means.
  • the external environment acquisition unit acquires the external environment information of the drone.
  • the external environment information includes time information indicating time, meteorological information indicating weather, temperature information indicating temperature, illuminance information indicating brightness, and the like.
  • the flight altitude control means controls the flight altitude of the drone based on the acquired external environment information.
  • the flight speed control means controls the flight speed of the drone based on the acquired external environment information.
  • the invention according to the third feature is in addition to the invention according to the first feature, Obstacle detection means for detecting obstacles; Insecticide stopping means for stopping the insecticidal means when the detected obstacle is determined to be a human by image analysis; A drone flight control system is provided.
  • the drone flight control system further includes an obstacle detection unit and an insecticidal stop unit.
  • the obstacle detection means detects an obstacle.
  • the insecticidal stop means stops the insecticidal means when it is determined that the detected obstacle is a human by image analysis.
  • insecticidal means when a drone equipped with insecticidal means comes close to a human, the insecticidal means can be stopped, so that safety can be improved.
  • the invention according to the fourth feature is in addition to the invention according to the first feature, There is provided a drone flight control system comprising insect catching means for securing insects killed by the insecticide means.
  • the drone flight control system further includes insect trapping means.
  • the insect trapping means is, for example, a bag, a net or the like.
  • the invention according to the fifth feature includes counting means for counting the number of insects killed by the insecticidal means in addition to the invention according to the first feature.
  • the counting means is, for example, a combination of a light sensor, a sound sensor, a current detection circuit, and a counting unit for counting the number, a insect that has been killed by a supplementary means, It consists of a device that analyzes images taken by a camera.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a drone flight control system 1 which is a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the functional blocks of the drone 10 and the functions in the drone flight control system 1.
  • FIG. 3 is a flowchart of the drone flight control process executed by the drone flight control system 1.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the altitude condition table 110 stored in the storage unit 12 of the drone 10.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the operation of the drone 10 in the drone flight control system 1.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the operation of the drone 10 in the drone flight control system 1.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a drone flight control system 1 which is a preferred embodiment of the present invention. Based on this FIG. 1, the outline
  • the drone flight control system 1 controls the flight of the drone 10 including the insecticidal device 20.
  • the drone 10 is a drone that generates lift and flies by rotating a plurality of rotor blades remotely or autonomously.
  • the insecticidal device 20 is an insecticidal device that attracts insects with an attracting lamp and kills with high-voltage electricity flowing through an electric wire arranged around the attracting lamp.
  • the drone 10 is provided with an insect net 30 as an insect trapping means for securing insects killed by the insecticide apparatus 20 below the insecticide apparatus 20.
  • the insecticidal device 20 may be provided with a counting device that counts killed insects.
  • the counting device includes a counting unit that counts the number, and further includes any one of a light sensor, a sound sensor, a current detection circuit, or a combination thereof. That is, the light sensor detects the light emitted when the insecticidal device 20 is electrocuted by a high-voltage current, notifies the count unit of the detection, and the count unit counts.
  • the sound sensor detects a sound generated when the insecticidal device 20 is electrocuted by a high-voltage current, and notifies the count unit that the sound has been detected, and the count unit performs counting.
  • the current detection circuit detects a change in the current generated when the insecticidal device 20 is electrocuted by a high-voltage current, and notifies the count unit of the detection, and the count unit counts.
  • the insecticidal device 20 is provided with a camera for photographing the entire supplementary net 30 from above or below, and the insect caught by the supplementary net 30 is photographed by the camera.
  • a counting device that counts may be realized.
  • the counting unit may output the counted number of data on a segment display or a liquid crystal display, or when the drone 10 includes an external communication unit, this data may be transmitted to the terminal.
  • the drone flight control system 1 measures the distance between the insecticidal device 20 or the drone 10 and the object 100 using the object sensor 14, and the measured distance is a predetermined condition (for example, an example of the object 100).
  • the flight altitude of the drone 10 is controlled so as to satisfy within 0.1 m to 1 m from a certain crop.
  • the drone flight control system 1 detects the insect 200 killed by the insecticidal device 20 or the insect 200 gathered in the insecticidal device 20 by the insect sensor 15 as the insect detecting means, and according to the detection result, The flying speed or flying direction of the drone 10 so as to satisfy predetermined conditions (for example, the minimum speed at which the insect 200 is detected by turning, the hovering around the position where the insect 200 is detected, or the hovering at the position where the insect 200 is detected).
  • predetermined conditions for example, the minimum speed at which the insect 200 is detected by turning, the hovering around the position where the insect 200 is detected, or the hovering at the position where the insect 200 is detected.
  • the drone 10 including the insecticidal device 20 is caused to fly at an altitude corresponding to the distance of the target object 100, and is caused to fly in a flight speed or a flight direction corresponding to the result of detecting the insect 200.
  • the drone 10 provided with insecticidal means is caused to fly at a height within a predetermined distance (for example, a distance that does not contact the farm product and the insect can fly) from the target crop, and the insect is detected.
  • the insect 200 that approaches the crop can be effectively removed by reducing the flight speed or turning the flight direction.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the functional blocks of the drone 10 and the functions in the drone flight control system 1.
  • the drone 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like as the control unit 11, and the storage unit 12 includes a hard disk or a semiconductor memory.
  • the data storage unit is provided, and the drive unit 13 includes, for example, a plurality of rotor blades, a motor that rotates the rotor blades under the control of the control unit 11, and the like.
  • the storage unit 12 stores a flight control program 100, an altitude condition table 110, and other data necessary for controlling the drone 10 and flying.
  • the drone 10 includes a distance sensor that emits light such as a laser beam, receives the emitted light, and outputs an electrical signal at the emission timing and the reception timing as the object sensor 14.
  • a photoelectric sensor having a light emitting unit that emits light such as a laser beam and a light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit, detects a change in the light received by the light receiving unit, converts the light into an electrical signal, and outputs the electrical signal
  • an external environment sensor 16 a sensor that detects date and time, temperature, humidity, brightness, etc., converts it into an electrical signal and outputs it, and as an obstacle sensor 17, detects an image captured by a CCD camera and a human in advance.
  • An image sensor that compares a base image with a base image to calculate a feature amount of a human being that is a detection target in the captured image and outputs a determination result as to whether or not the captured image includes a human Provided.
  • the drone 10 includes a battery that supplies power, a GPS (Global Positioning System) receiver that acquires the current position, a gyro sensor that detects the accelerated direction of the drone 10,
  • GPS Global Positioning System
  • the control unit 11 when the control unit 11 reads the flight control program 100, the distance measurement module 101 is realized in cooperation with the storage unit 12, the drive unit 13, and the object sensor 14. Further, in the drone 10, the control unit 11 reads the flight control program 100 to realize the flight altitude control module 102 in cooperation with the storage unit 12, the drive unit 13, and the external environment sensor 16. Further, in the drone 10, the control unit 11 reads the flight control program 100 to realize the flight speed control module 103 in cooperation with the storage unit 12, the drive unit 13, the insect sensor 15, and the external environment sensor 16. In the drone 10, the control unit 11 reads the flight control program 100, thereby realizing the insecticidal device control module 104 in cooperation with the storage unit 12, the drive unit 13, and the obstacle sensor 17.
  • FIG. 3 is a flowchart of the drone flight control process executed by the drone flight control system 1. A drone flight control process performed by the various modules of the above-described drone flight control system 1 will be described.
  • the control unit 11 reads the flight control program 100, controls the drive unit 13, and starts flying along a preset route or toward the target position.
  • the drone 10 causes the insecticidal device 20 to light the insect lamp by the insecticidal device control module 104 and causes electricity to flow through the electric wires arranged around the insecticidal lamp.
  • step S1 the external environment sensor 16 acquires external environment information of the drone 10.
  • the external environment information includes, for example, information indicating date and time, temperature, humidity, brightness, and the like.
  • the distance measuring module 101 measures the distance between the insecticidal device 20 or the drone 10 and the object 100 (see FIG. 1). Specifically, the distance measurement module 101 detects the object 100 and the insecticidal device 20 or the time difference between the electrical signal output at the timing when the target sensor 14 emits light and the electrical signal output at the timing when the light is received. The shortest distance from the drone 10 (the vertical distance between the object 100 and the insecticidal device 20 or the drone 10) is calculated.
  • step S3 the flight altitude control module 102 refers to the altitude condition table 110 (see FIG. 4 described later) based on the external environment information acquired by the external environment sensor 16 in step S1, and the flight altitude control module 102 In step S2, the flight altitude of the drone 10 is controlled by the distance measurement module 101 so that the measured distance satisfies a predetermined condition (altitude condition).
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the altitude condition table 110 stored in the storage unit 12 of the drone 10.
  • the altitude condition indicating the shortest distance between the insecticidal device 20 or the drone 10 and the object 100 is associated with the external environment information as a predetermined condition regarding the flight altitude.
  • the external environment information includes temperature, humidity, brightness, and the like.
  • the altitude condition is set to a range where there is a high possibility of insects when the external environment (such as temperature) is a value indicated in the external environment information.
  • the altitude condition table 110 may be provided for each type of the object 100. Specifically, if the altitude condition table 110 in the example shown in FIG. 4 is used when the object 100 is a crop, the altitude condition is 0.1 m when the external environment information is 20 ° C. ⁇ T ⁇ 30 ° C. However, in the altitude condition table in which the object 100 is the ground, the altitude condition may be 2 m to 2.5 m even if the external environment information is the same.
  • the flight altitude control module 102 further cooperates with the obstacle sensor 17 to generate a base image for each type of the object 100.
  • the image stored by the storage unit 12 and captured by the CCD camera of the obstacle sensor 17 is compared with the base image for each type of the target object 100 to determine the type of the target object 100.
  • the flight altitude of the drone 10 may be controlled based on the predetermined condition for each type of the object 100.
  • step S3 when the external environment information is 20 ° C. ⁇ T ⁇ 30 ° C., in step S3, the flight altitude control module 102 assumes that the shortest distance calculated in step S2 is 2 m. Control and lower the drone 10 until the shortest distance reaches a predetermined condition of 0.1 m to 1 m.
  • the flight speed control module 103 controls the flight speed of the drone 10 based on the external environment information acquired by the external environment sensor 16 in step S1.
  • the flight speed control module 103 causes the drone 10 to fly at a relatively high speed when the temperature, which is one of the external environment information, is relatively high (when insects are in a wide range), Makes it possible to kill insects.
  • the flight speed control module 103 sets the specific range at a relatively low speed. It is possible to fly the drone 10 and focus on a specific range of insects.
  • step S ⁇ b> 4 the flight speed control module 103 detects an insect signal killed by the insecticidal device 20 or an insect gathered at the insecticidal device 20 from the insect sensor 15. It is determined whether or not an electrical signal output by detecting a change in light received by the unit is received.
  • the flight speed control module 103 receives an electrical signal indicating that an insect has been detected, the flight speed control module 103 proceeds to step S5, and when it has not received an electrical signal indicating that an insect has been detected, step S6. Move processing to.
  • step S5 the flight speed control module 103 controls the flight speed and flight direction of the drone so as to satisfy predetermined conditions.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the operation of the drone 10 in the drone flight control system 1.
  • the flight speed control module 103 receives an electrical signal indicating that an insect has been detected at a certain position in step S4, for example, the flight speed control module 103 sets the flight speed of the drone 10 as a predetermined condition relating to the flight speed or flight direction. As shown in FIG. 5, the flight direction is controlled so that the drone 10 makes a turn so as to repeatedly pass through the position.
  • step S6 the insecticidal device control module 104 determines whether the obstacle detected by the obstacle sensor 17 is a human by image analysis. If the insecticidal device control module 104 determines that the person is a human, the process proceeds to step S ⁇ b> 7, and if it is not determined that the person is a human, the process ends.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the operation of the drone 10 in the drone flight control system 1.
  • step S6 for example, as shown in FIG. 6, when the human 300 is imaged by the CCD camera of the obstacle sensor 17, the insecticidal device control module 104 captures an image of the human 300, a human base image, , It is determined that a captured image contains a human, and the process proceeds to step S7.
  • step S7 the insecticidal device control module 104 stops the insecticidal device 20 (at least stops supplying electricity to the electric wires arranged around the insect attracting lamp of the insecticidal device 20).
  • the means and functions described above are realized by a computer (including a CPU, an information processing device, and various terminals) reading and executing a predetermined program.
  • the program is provided in a form recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk, CD (CD-ROM, etc.), DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, etc.), for example.
  • the computer reads the program from the recording medium, transfers it to the internal storage device or the external storage device, stores it, and executes it.
  • the program may be recorded in advance in a storage device (recording medium) such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk, and provided from the storage device to the computer.
  • 1 drone flight control system 10 drone, 15 insect sensor, 20 insecticide device, 101 distance measurement module, 102 flight altitude control module, 103 flight speed control module, 104 insecticide device control module

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Abstract

【課題】ドローンを使用して、虫の駆除効率を向上できるドローン飛行制御システムを提供する。 【解決手段】ドローン飛行制御システム１は、殺虫装置２０又はドローン１０と、対象物と、の距離を計測する距離計測モジュール１０１と、計測された距離が所定の条件を満たすようにドローン１０の飛行高度を制御する飛行高度制御モジュール１０２と、殺虫装置２０によって殺された虫又は殺虫装置２０に集まって来た虫、を検知する虫センサ１５と、虫センサ１５の検知結果に応じて、所定の条件を満たすようにドローン１０の飛行速度又は飛行方向を制御する飛行速度制御モジュール１０３と、を備える。

Description

ドローン飛行制御システム、方法及びプログラム
　本発明は、殺虫手段を備えたドローンを飛行制御するドローン飛行制御システムに関する。
　従来、農場等において、虫が作物等に有害な作用を及ぼす場合がある。このため、このような虫を駆除する装置が知られている。
　このような装置として、空中を飛行するための空中飛行機構部と、周辺を撮影するための１または複数個のカメラと、害虫を吸引して、害虫収容室に収容するための吸引機構部と、カメラの撮影画像から害虫を認識する害虫像認識部と、制御部とを備え、制御部は、害虫像認識部の認識結果に基づいて、空中飛行機構部を駆動制御すると共に、吸引機構部を駆動して、害虫収容室に害虫を収容するように制御する害虫捕獲収容装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の害虫捕獲収容装置によれば、害虫を認識した場合に、空中飛行機構部により当該害虫に接近し収容できる。
特開２０１５－２２８８０号公報
　しかしながら、特許文献１の害虫捕獲収容装置は、虫を認識して、当該害虫に接近し収容するため、接近時に虫が逃げてしまう場合もあり、虫の駆除効率が悪かった。
　本発明は、これらの課題に鑑み、ドローンを使用して、虫の駆除効率を向上できるドローン飛行制御システム、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　本発明では、以下のような解決手段を提供する。
　第１の特徴に係る発明は、
　殺虫手段を備えたドローンを飛行制御するドローン飛行制御システムであって、
　前記殺虫手段又は前記ドローンと、対象物と、の距離を計測する距離計測手段と、
　前記計測された距離が所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行高度を制御する飛行高度制御手段と、
　前記殺虫手段によって殺された虫又は前記殺虫手段に集まって来た虫、を検知する虫検知手段と、
　前記虫検知手段の検知結果に応じて、所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行速度又は飛行方向を制御する飛行速度制御手段と、
を備えることを特徴するドローン飛行制御システムを提供する。
　第１の特徴に係る発明によれば、殺虫手段を備えたドローンを飛行制御するドローン飛行制御システムは、距離計測手段と、飛行高度制御手段と、虫検知手段と、飛行速度制御手段と、を備える。本発明において、殺虫手段は、例えば、殺虫器、殺虫薬等である。ドローンは、遠隔操作又は自律して飛行可能な無人機である。距離計測手段は、殺虫手段又はドローンと、対象物と、の距離を計測する。本発明において、対象物は、例えば、地盤、農作物等の虫がいる可能性が高い物や、虫による被害を回避したい物が含まれる。飛行高度制御手段は、計測された距離が所定の条件を満たすようにドローンの飛行高度を制御する。虫検知手段は、殺虫手段によって殺された虫又は殺虫手段に集まって来た虫、を検知する。飛行速度制御手段は、虫検知手段の検知結果に応じて、所定の条件を満たすようにドローンの飛行速度又は飛行方向を制御する。
　これにより、殺虫手段を備えたドローンを、対象物の距離に応じた高度で飛行させ、虫を検知した結果に応じた飛行速度又は飛行方向に飛行させることができる。よって、例えば、対象物である農作物から所定距離（例えば、農作物に接触しない距離であり、虫が飛翔可能距離）以内の高さで、殺虫手段を備えたドローンを飛行させ、虫を検知した場合には、飛行速度を減速させたり、飛行方向を旋回させたりすることで、農作物に寄ってくる虫を効率的に駆除できる。
　第１の特徴に係る発明は、システムのカテゴリであるが、方法及びプログラムであっても同様の作用、効果を奏する。
　したがって、ドローンを使用して、虫の駆除効率を向上できるドローン飛行制御システム、方法及びプログラムを提供できる。
　第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明に加え、
　前記ドローンの外部環境情報を取得する外部環境取得手段を備え、
　前記飛行高度制御手段は、前記取得された外部環境情報に基づいて前記ドローンの飛行高度を制御し、
　前記飛行速度制御手段は、前記取得された外部環境情報に基づいて前記ドローンの飛行速度を制御することを特徴とするドローン飛行制御システムを提供する。
　第２の特徴に係る発明によれば、ドローン飛行制御システムは、外部環境取得手段を更に備える。外部環境取得手段は、ドローンの外部環境情報を取得する。本発明において、外部環境情報には、時間を示す時間情報、天候を示す気象情報、気温を示す気温情報、明るさを示す照度情報等が含まれる。そして、飛行高度制御手段は、取得された外部環境情報に基づいてドローンの飛行高度を制御する。飛行速度制御手段は、取得された外部環境情報に基づいてドローンの飛行速度を制御する。
　これにより、例えば、所定の時間や気候等のときに、虫が発生する可能性が高い高度において、比較的速い飛行速度で、殺虫手段を備えたドローンを飛行させることで、虫の駆除効率をより向上できる。
　第３の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明に加え、
　障害物を検知する障害物検知手段と、
　前記検知された障害物が画像解析により人間であったと判断した場合に、前記殺虫手段を停止する殺虫停止手段と、
を備えることを特徴とするドローン飛行制御システムを提供する。
　第３の特徴に係る発明によれば、ドローン飛行制御システムは、障害物検知手段と、殺虫停止手段と、を更に備える。障害物検知手段は、障害物を検知する。殺虫停止手段は、検知された障害物が画像解析により人間であったと判断した場合に、殺虫手段を停止する。
　これにより、例えば、殺虫手段を備えたドローンが、人間に近接した場合には、殺虫手段を停止できるので、安全性を向上できる。
　第４の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明に加え、
　前記殺虫手段によって殺された虫を確保する捕虫手段を備えることを特徴とするドローン飛行制御システムを提供する。
　第４の特徴に係る発明によれば、ドローン飛行制御システムは、捕虫手段を更に備える。
　本発明において、捕虫手段は、例えば、袋、網等である。これにより、殺虫手段で殺虫した虫の量を、飛行後でも確認できるので、例えば、所定のコースを所定時間飛行した場合の殺虫効率を確認できる。
　第５の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明に加え、前記殺虫手段によって殺された虫の数をカウントするカウント手段を備える。
　本発明において、カウント手段は、例えば、光センサ、音センサ、電流検知サーキットと数をカウントするカウント部との組み合わせや、殺虫した虫が補足手段により補足され、この補足手段を撮影するカメラ及びこのカメラで撮影された画像を画像解析する装置等で構成される。
　本発明によれば、ドローンを使用して、虫の駆除効率を向上できるドローン飛行制御システム、方法及びプログラムを提供できる。
図１は、本発明の好適な実施形態であるドローン飛行制御システム１の概要を説明するための図である。 図２は、ドローン飛行制御システム１におけるドローン１０の機能ブロックと各機能の関係を示す図である。 図３は、ドローン飛行制御システム１が実行するドローン飛行制御処理のフローチャートである。 図４は、ドローン１０の記憶部１２に記憶された高度条件テーブル１１０を説明する図である。 図５は、ドローン飛行制御システム１におけるドローン１０の動作の一例を説明する図である。 図６は、ドローン飛行制御システム１におけるドローン１０の動作の一例を説明する図である。
　以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
　［ドローン飛行制御システムの概要］
　図１は、本発明の好適な実施形態であるドローン飛行制御システム１の概要を説明するための図である。この図１に基づいて、ドローン飛行制御システム１の概要を説明する。ドローン飛行制御システム１は、殺虫装置２０を備えたドローン１０を飛行制御する。
　ドローン１０は、遠隔操作又は自律して、複数の回転翼を回転させることで、揚力を発生し飛行する無人機である。殺虫装置２０は、誘虫ランプで虫を誘引し、誘虫ランプの周囲に配置した電線を流れる高電圧の電気で殺虫する殺虫器である。また、ドローン１０には、殺虫装置２０の下方に、殺虫装置２０によって殺された虫を確保する捕虫手段としての捕虫網３０が設けられている。
　殺虫装置２０には、殺した虫をカウントするカウント装置が備えられていてよい。カウント装置は、数をカウントするカウント部を備え、さらに、光センサ、音センサ、電流検知サーキットのいずれか、または、これらの組み合わせにより構成される。すなわち、殺虫装置２０が、虫を高電圧の電流により感電死させた際に発する光を光センサが検知し、検知したことをカウント部に通知し、カウント部がカウントを行う。または、殺虫装置２０が、虫を高電圧の電流により感電死させた際に発する音を音センサが検知し、検知したことをカウント部に通知し、カウント部がカウントを行う。または、殺虫装置２０が、虫を高電圧の電流により感電死させた際に発した電流の変化を電流検知サーキットが検知し、検知したことをカウント部に通知し、カウント部がカウントを行う。
　また、殺虫装置２０には、補足網３０の全体を上方又は下方から撮影するカメラが備えられ、補足網３０に捕らえられた虫が、カメラに撮影され、この撮影画像の画像解析結果で、虫をカウントするカウント装置が実現されてもよい。
　カウント部は、カウントされた数のデータをセグメントディスプレイや、液晶表示で出力してもよいし、ドローン１０が外部への通信部を備える場合は、このデータを端末に送信してもよい。
　ドローン飛行制御システム１は、殺虫装置２０又はドローン１０と、対象物１００と、の距離を対象物センサ１４を用いて計測し、計測された距離が所定の条件（例えば、対象物１００の一例である農作物から０．１ｍ～１ｍ以内）を満たすようにドローン１０の飛行高度を制御する。
　また、ドローン飛行制御システム１は、虫検知手段としての虫センサ１５により、殺虫装置２０によって殺された虫２００又は殺虫装置２０に集まって来た虫２００を検知し、この検知結果に応じて、所定の条件（例えば、失速しない最低速度や、旋回して虫２００を検知した位置周辺を旋回したり、虫２００を検知した位置でホバリングする等）を満たすようにドローン１０の飛行速度又は飛行方向を制御する。
　ドローン飛行制御システム１によれば、殺虫装置２０を備えたドローン１０を、対象物１００の距離に応じた高度で飛行させ、虫２００を検知した結果に応じた飛行速度又は飛行方向に飛行させることができる。
　よって、例えば、対象物である農作物から所定距離（例えば、農作物に接触しない距離であり、虫が飛翔可能距離）以内の高さで、殺虫手段を備えたドローン１０を飛行させ、虫を検知した場合には、飛行速度を減速させたり、飛行方向を旋回させたりすることで、農作物に寄ってくる虫２００を効率的に駆除できる。
　［各機能の説明］
　図２は、ドローン飛行制御システム１におけるドローン１０の機能ブロックと各機能の関係を示す図である。
　図２に示すように、ドローン１０は、制御部１１として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ），ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ），ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、記憶部１２として、ハードディスクや半導体メモリによる、データのストレージ部を備え、駆動部１３として、例えば、複数の回転翼、制御部１１の制御により回転翼を回転させるモータ等を備える。記憶部１２は、飛行制御プログラム１００、高度条件テーブル１１０、その他、ドローン１０の制御や飛行に必要なデータを記憶する。
　また、ドローン１０は、対象物センサ１４として、レーザ光線等の光を発光し、発光した光を受信し、発光したタイミング及び受光したタイミングで電気信号を出力する距離センサを備え、虫センサ１５として、レーザ光線等の光を発光する発光部と発光部で発光された光を受光する受光部とを有し、受光部で受光する光の変化を検出して電気信号に変換し出力する光電センサを備え、外部環境センサ１６として、日時や気温や湿度や明るさ等を検出して電気信号に変換し出力するセンサ、障害物センサ１７として、ＣＣＤカメラで撮像した画像と、予めの人間を検知するためのベース画像と、を対比し、撮像した画像における検知対象である人間の特徴量を算出し、撮像した画像に人間が含まれるか否かの判断結果を出力する画像センサを備える。
　また、ドローン１０は、図示しないが、上記構成に加え、電力を供給するバッテリー、現在位置を取得するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、ドローン１０の加速した方向を検知するジャイロセンサ、ドローン１０の高度を検知する高度センサ、ドローン１０が移動している方向を検知する地磁気センサ等、無人飛行に必要な構成を備える。
　ドローン１０において、制御部１１が飛行制御プログラム１００を読み込むことで、記憶部１２、駆動部１３及び対象物センサ１４と協働して、距離計測モジュール１０１を実現する。また、ドローン１０において、制御部１１が飛行制御プログラム１００を読み込むことで、記憶部１２、駆動部１３及び外部環境センサ１６と協働して、飛行高度制御モジュール１０２を実現する。また、ドローン１０において、制御部１１が飛行制御プログラム１００を読み込むことで、記憶部１２、駆動部１３、虫センサ１５及び外部環境センサ１６と協働して、飛行速度制御モジュール１０３を実現する。また、ドローン１０において、制御部１１が飛行制御プログラム１００を読み込むことで、記憶部１２、駆動部１３及び障害物センサ１７と協働して、殺虫装置制御モジュール１０４を実現する。
　［ドローン飛行制御処理］
　図３は、ドローン飛行制御システム１が実行するドローン飛行制御処理のフローチャートである。上述したドローン飛行制御システム１の各種モジュールが行うドローン飛行制御処理について説明する。
　まず、ドローン飛行制御システム１において、ドローン１０は、制御部１１が飛行制御プログラム１００を読み込み、駆動部１３を制御し、予め設定されたルートに沿って又は目標位置に向かって飛行を開始する。また、ドローン１０は、殺虫装置制御モジュール１０４により、殺虫装置２０に誘虫ランプを点灯させ、誘虫ランプの周囲に配置した電線に電気を流させる。
　ステップＳ１において、外部環境センサ１６は、ドローン１０の外部環境情報を取得する。本実施形態において、外部環境情報には、例えば、日時や気温や湿度や明るさ等を示す情報が含まれる。
　ステップＳ２において、距離計測モジュール１０１は、殺虫装置２０又はドローン１０と、対象物１００（図１参照）と、の距離を計測する。具体的には、距離計測モジュール１０１は、対象物センサ１４により、発光したタイミングで出力された電気信号と、受光したタイミングで出力された電気信号の時間差から、対象物１００と、殺虫装置２０又はドローン１０との最短距離（対象物１００と、殺虫装置２０又はドローン１０との垂直距離）を算出する。
　ステップＳ３において、飛行高度制御モジュール１０２は、ステップＳ１で外部環境センサ１６が取得した外部環境情報に基づいて、高度条件テーブル１１０（後述する図４参照）を参照して、飛行高度制御モジュール１０２は、ステップＳ２で距離計測モジュール１０１により、計測された距離が所定の条件（高度条件）を満たすようにドローン１０の飛行高度を制御する。
　図４は、ドローン１０の記憶部１２に記憶された高度条件テーブル１１０を説明する図である。高度条件テーブル１１０は、外部環境情報に、飛行高度に関する所定の条件として、殺虫装置２０又はドローン１０と、対象物１００（図１参照）と、の最短距離を示す高度条件が対応付けられている。本実施形態において、外部環境情報には、気温、湿度、明るさ等が含まれる。高度条件は、外部環境（気温等）が外部環境情報において示す値のときに、虫がいる可能性の高い範囲が設定されている。
　また、高度条件テーブル１１０は、対象物１００の種類毎に設けてもよい。具体的には、図４に示す例の高度条件テーブル１１０を、対象物１００が農作物の場合のものとすれば、外部環境情報が２０℃＜Ｔ≦３０℃の場合、高度条件は０．１ｍ～１ｍであるが、対象物１００が地面である高度条件テーブルでは、外部環境情報が同じでも、例えば、高度条件を２ｍ～２．５ｍにしてもよい。
　また、飛行高度に関する所定条件を、対象物１００の種類毎に設定する場合、例えば、飛行高度制御モジュール１０２は、更に、障害物センサ１７と協働し、対象物１００の種類毎のベース画像を記憶部１２に記憶しておき、障害物センサ１７のＣＣＤカメラで撮像した画像と、対象物１００の種類毎のベース画像と、を対比し、対象物１００の種類を判断し、この判断結果と、対象物１００の種類毎の所定条件と、からドローン１０の飛行高度を制御してもよい。
　図４に示す例において、外部環境情報が２０℃＜Ｔ≦３０℃の場合、ステップＳ３において、飛行高度制御モジュール１０２は、ステップＳ２で算出した最短距離が２ｍであったとすると、駆動部１３を制御して、最短距離が所定条件の０．１ｍ～１ｍになるまで、ドローン１０を降下させる。
　図３に戻って、また、ステップＳ３において、飛行速度制御モジュール１０３は、ステップＳ１で外部環境センサ１６が取得した外部環境情報に基づいて、ドローン１０の飛行速度を制御する。例えば、飛行速度制御モジュール１０３は、外部環境情報の１つである気温が比較的に高い場合（虫が広範囲に発生している場合）には、比較的速い速度でドローン１０を飛行させ、広範囲で殺虫することを可能とする。一方、飛行速度制御モジュール１０３は、外部環境情報の１つである気温が比較的に低い場合（虫が特定の範囲に発生している場合）には、特定の範囲を、比較的遅い速度でドローン１０を飛行させ、特定の範囲を重点的に殺虫することを可能とする。
　ステップＳ４において、飛行速度制御モジュール１０３は、虫センサ１５から、殺虫装置２０によって殺された虫又は殺虫装置２０に集まって来た虫、を検知したことを示す電気信号（虫センサ１５において、受光部で受光する光の変化を検出して出力された電気信号）を受信したか否かを判断する。飛行速度制御モジュール１０３は、虫を検知したことを示す電気信号を受信した場合には、ステップＳ５に処理を移し、虫を検知したことを示す電気信号を受信していない場合には、ステップＳ６に処理を移す。
　ステップＳ５において、飛行速度制御モジュール１０３は、所定の条件を満たすようにドローンの飛行速度や飛行方向を制御する。
　図５は、ドローン飛行制御システム１におけるドローン１０の動作の一例を説明する図である。飛行速度制御モジュール１０３は、ステップＳ４において、ある位置で、虫を検知したことを示す電気信号を受信した場合には、例えば、飛行速度や飛行方向に関する所定の条件として、ドローン１０の飛行速度を遅くし、図５に示すように、ドローン１０が当該位置を繰り返し通過するように旋回させるように飛行方向を制御する。
　図３に戻って、ステップＳ６において、殺虫装置制御モジュール１０４は、障害物センサ１７により検知された障害物が画像解析により人間であったか否かを判断する。殺虫装置制御モジュール１０４は、人間であったと判断した場合には、ステップＳ７に処理を移し、人間であったと判断しない場合には、本処理を終了する。
　図６は、ドローン飛行制御システム１におけるドローン１０の動作の一例を説明する図である。殺虫装置制御モジュール１０４は、ステップＳ６において、例えば、図６に示すように、障害物センサ１７のＣＣＤカメラで人間３００を撮像した場合、この人間３００を撮像した画像と、人間のベース画像と、を対比し、撮像した画像に人間が含まれていると判断し、ステップＳ７に処理を移す。
　ステップＳ７において、殺虫装置制御モジュール１０４は、殺虫装置２０を停止する（少なくとも、殺虫装置２０の誘虫ランプの周囲に配置した電線への電気の供給を停止する。）。
　上述した手段、機能は、コンピュータ（ＣＰＵ，情報処理装置，各種端末を含む）が、所定のプログラムを読み込んで、実行することによって実現される。プログラムは、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（ＣＤ－ＲＯＭ等）、ＤＶＤ（ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ等）等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置又は外部記憶装置に転送し記憶して実行する。また、そのプログラムを、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に予め記録しておき、その記憶装置からコンピュータに提供するようにしてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
　１　ドローン飛行制御システム、１０　ドローン、１５　虫センサ、２０　殺虫装置、１０１　距離計測モジュール、１０２　飛行高度制御モジュール、１０３　飛行速度制御モジュール、１０４　殺虫装置制御モジュール

Claims (7)

  1. 　殺虫手段を備えたドローンを飛行制御するドローン飛行制御システムであって、
    　前記殺虫手段又は前記ドローンと、対象物と、の距離を計測する距離計測手段と、
    　前記計測された距離が所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行高度を制御する飛行高度制御手段と、
    　前記殺虫手段によって殺された虫又は前記殺虫手段に集まって来た虫、を検知する虫検知手段と、
    　前記虫検知手段の検知結果に応じて、所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行速度又は飛行方向を制御する飛行速度制御手段と、
    を備えることを特徴するドローン飛行制御システム。
  2. 　前記ドローンの外部環境情報を取得する外部環境取得手段を備え、
    　前記飛行高度制御手段は、前記取得された外部環境情報に基づいて前記ドローンの飛行高度を制御し、
    　前記飛行速度制御手段は、前記取得された外部環境情報に基づいて前記ドローンの飛行速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のドローン飛行制御システム。
  3. 　障害物を検知する障害物検知手段と、
    　前記検知された障害物が画像解析により人間であったと判断した場合に、前記殺虫手段を停止する殺虫停止手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のドローン飛行制御システム。
  4. 　前記殺虫手段によって殺された虫を確保する捕虫手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のドローン飛行制御システム。
  5. 　前記殺虫手段によって殺された虫の数をカウントするカウント手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のドローン飛行制御システム。
  6. 　殺虫手段を備えたドローンを飛行制御するドローン飛行制御システムが実行する方法であって、
    　前記殺虫手段又は前記ドローンと、対象物と、の距離を計測する距離計測ステップと、
    　前記計測された距離が所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行高度を制御する飛行高度制御ステップと、
    　前記殺虫手段によって殺された虫又は前記殺虫手段に集まって来た虫、を検知する虫検知ステップと、
    　前記虫検知ステップにおける検知結果に応じて、所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行速度又は飛行方向を制御する飛行速度制御ステップと、
    を含む方法。
  7. 　殺虫手段を備えたドローンを飛行制御するドローン飛行制御システムを制御するコンピュータを、
    　前記殺虫手段又は前記ドローンと、対象物と、の距離を計測する距離計測手段、
    　前記計測された距離が所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行高度を制御する飛行高度制御手段、
    　前記殺虫手段によって殺された虫又は前記殺虫手段に集まって来た虫、を検知する虫検知手段、
    　前記虫検知手段の検知結果に応じて、所定の条件を満たすように前記ドローンの飛行速度又は飛行方向を制御する飛行速度制御手段、
    として機能させるためのプログラム。
     
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