WO2019168047A1 - ドローン、ドローンの制御方法、および、ドローン制御プログラム - Google Patents

ドローン、ドローンの制御方法、および、ドローン制御プログラム Download PDF

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WO2019168047A1
WO2019168047A1 PCT/JP2019/007630 JP2019007630W WO2019168047A1 WO 2019168047 A1 WO2019168047 A1 WO 2019168047A1 JP 2019007630 W JP2019007630 W JP 2019007630W WO 2019168047 A1 WO2019168047 A1 WO 2019168047A1
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drone
contact
detection
action
approach
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PCT/JP2019/007630
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千大 和氣
洋 柳下
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株式会社ナイルワークス
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01M29/00—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • 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
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64C13/18—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors using automatic pilot
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
    • B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
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    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B64U30/29—Constructional aspects of rotors or rotor supports; Arrangements thereof
    • B64U30/299—Rotor guards

Definitions

  • the present invention relates to a flying object (drone), in particular, a drone with improved safety, a control method therefor, and a program.
  • the drone can know the absolute position of its own aircraft in centimeters while flying. Even in farmland with a narrow and complex terrain typical in Japan, it is possible to fly autonomously with a minimum of manual maneuvering, and to disperse medicines efficiently and accurately.
  • a drone that can maintain high safety that is, an unmanned air vehicle can be provided.
  • a drone is a drone including a flight unit, a flight control unit that operates the flight unit, and an approach detection unit that detects the approach of a bird and beast.
  • the flight control unit causes the drone to take a evacuation action based on the detection of the approach, and the evacuation action is an action to lower the flight altitude of the drone, and an action to issue a warning toward the birds and animals approaching At least one of an emergency landing for landing the drone and a return action for returning the drone to a predetermined point.
  • the approach detection unit determines whether or not the birds and beasts are still approaching, and is determined that the birds and beasts are approaching In this case, a warning may be issued.
  • the approach detection unit may determine whether a bird or beast is approaching the drone based on information around the drone.
  • the approach detection unit may determine whether a bird or animal is approaching the drone based on at least one of a camera, an IR laser, and sonar.
  • the medicine control unit may further control whether or not the medicine is discharged from the drone to the outside, and the medicine control unit may stop discharging the medicine based on the detection of the approach.
  • a contact detection unit that detects contact of the birds and beasts may be further provided, and the flight control unit may cause the drone to take the retreat action based on the detection of the contact.
  • the flight control unit causes the drone to hover based on the detection of the contact, the contact detection unit determines whether or not the birds and beasts are still in contact, and determines that the birds and beasts are in contact.
  • the flight control unit may be transmitted to the flight control unit, and the flight control unit may land the drone on the spot.
  • the medicine control unit may further control whether or not the medicine is discharged from the drone to the outside, and the medicine control unit may stop the discharge of the medicine based on the detection of the contact.
  • a drone includes a flight unit, a flight control unit that operates the flight unit, a contact detection unit that detects contact of birds and beasts and generates a contact signal,
  • the flight control unit causes the drone to take a evacuation action based on the detection of the contact, and the evacuation action is an action to lower the flight altitude of the drone, toward the birds and animals approaching It includes at least one of an action for issuing a warning, an emergency landing for landing the drone, and a return action for returning the drone to a predetermined point.
  • a drone control method is based on a flight control step for operating a flying means, an approach detection step for detecting the approach of a bird and beast, and the detection of the approach. And a step of causing the drone to take a evacuation action, wherein the evacuation action includes an action for lowering a flying altitude of the drone, an action for issuing a warning toward the approaching bird, and the drone At least one of an emergency landing to land the aircraft and a return behavior to return the drone to a predetermined point.
  • a second approach detection step for determining whether or not the birds and beast are still approaching, and the birds and beasts approaching in the second approach detection step And a step of issuing a warning when it is determined that the user is doing.
  • the approach detection step may determine whether or not a bird is approaching the drone based on information around the drone mounted on the drone.
  • the approach detection step may determine whether or not a bird is approaching the drone based on at least one of a camera, an IR laser, and sonar.
  • It may further include a drug control step for controlling whether or not the drug is discharged from the drone to the outside, and the drug control step may stop the discharge of the drug based on the detection of the approach.
  • It may further include a contact detection step of detecting contact of the birds and beasts and a step of causing the drone to take the evacuation action based on the detection of the contact.
  • a second contact detection step for determining whether or not a bird or beast is still in contact; and When it is determined in the second contact detection step that the birds and beasts are in contact with each other, a step of landing the drone on the spot may be further included.
  • It may further include a medicine control step for controlling whether or not the medicine is ejected from the drone to the outside, and the ejection of the medicine may be stopped based on the detection of the contact.
  • a drone control method is based on a flight control step of operating a flying means, a contact detection step of detecting contact of birds and beasts, and detection of the contact. And a step of causing the drone to take a evacuation action, wherein the evacuation action includes an action for lowering a flying altitude of the drone, an action for issuing a warning toward the approaching bird, and the drone At least one of an emergency landing to land the aircraft and a return behavior to return the drone to a predetermined point.
  • a drone control program is based on a flight control command for operating a flight means, an approach detection command for detecting the approach of a bird and beast, and the detection of the approach.
  • a second approach detection command for determining whether or not a bird is still approaching, and a bird and beast approaching in the second approach detection command It is good also as what makes a computer perform the command which issues a warning, when it determines with having carried out.
  • the approach detection command may determine whether or not a bird is approaching the drone based on information around the drone mounted on the drone.
  • the approach detection command may determine whether or not a bird is approaching the drone based on at least one of a camera, an IR laser, and sonar.
  • the computer may further execute a medicine control instruction for controlling whether or not the medicine is discharged from the drone, and the medicine control instruction may stop the discharge of the medicine based on the detection of the approach.
  • the computer may further execute a contact detection command for detecting contact of the birds and beasts and a command for causing the drone to take the evacuation action based on the detection of the contact.
  • a command for returning the drone to a predetermined return point and performing hovering on the return point a second contact detection command for determining whether or not a bird and beast are still in contact, and If it is determined in the second contact detection command that the birds and beasts are in contact, the computer may further execute a command to land the drone on the spot.
  • a drone control program is based on a flight control command for operating a flight means, a contact detection command for detecting a contact of a bird and beast, and detection of the contact.
  • the computer program can be provided by downloading through a network such as the Internet, or can be provided by being recorded on various computer-readable recording media such as a CD-ROM.
  • Example of the drone It is a top view of the Example of the drone concerning this invention. It is a front view of the Example of the drone concerning this invention. It is a right view of the Example of the drone which concerns on this invention. It is an example of the whole conceptual diagram of the medicine distribution system using the example of the drone concerning the present invention. It is the schematic diagram showing the control function of the Example of the drone which concerns on this invention. It is a functional block diagram regarding the structure which detects the approach and contact of the birds and beasts to the said drone which the said drone has. It is a flowchart in which the drone detects the approach and contact of birds and beasts by the approach detection unit and the contact detection unit of the drone, and performs warning and evacuation behavior.
  • FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a drug spraying drone 100 according to the present invention
  • FIG. 2 is a front view thereof (viewed from the advancing direction side)
  • FIG. 3 is a right side view thereof.
  • drone refers to power means (electric power, prime mover, etc.) and control method (whether wireless or wired, autonomous flight type or manual control type).
  • power means electric power, prime mover, etc.
  • control method whether wireless or wired, autonomous flight type or manual control type.
  • the rotor blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b are means for flying the drone 100 Considering the balance between flight stability, airframe size, and battery consumption, it is desirable to have 8 aircraft (4 sets of 2-stage rotor blades).
  • the motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are connected to the rotor blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101- 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b
  • Rotating means typically an electric motor, but it may be a motor
  • the upper and lower rotors for example, 101-1a and 101-1b
  • their corresponding motors for example, 102-1a and 102-1b
  • the axes are collinear and rotate in opposite directions.
  • the radial member for supporting the propeller guard provided so that the rotor does not interfere with the foreign object is desirably a horizontal structure rather than horizontal. This is to prevent the member from buckling to the outside of the rotor blade and to interfere with the rotor at the time of collision.
  • medical agent generally refers to the liquid or powder disperse
  • the medicine tank 104 is a tank for storing medicine to be sprayed, and is preferably provided at a position close to the center of gravity of the drone 100 and lower than the center of gravity from the viewpoint of weight balance.
  • the chemical hoses 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 are means for connecting the chemical tank 104 and the chemical nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and are rigid. And may also serve as a support for the drug nozzle.
  • the pump 106 is a means for discharging the medicine from the nozzle.
  • FIG. 4 shows an overall conceptual diagram of a system using an embodiment of the drug spraying application of the drone 100 according to the present invention.
  • the controller 401 is a means for transmitting a command to the drone 100 by an operation of the user 402 and displaying information received from the drone 100 (for example, position, amount of medicine, remaining battery level, camera image, etc.). Yes, it may be realized by a portable information device such as a general tablet terminal that operates a computer program.
  • the drone 100 according to the present invention is desirably controlled so as to perform autonomous flight, but it is desirable that a manual operation can be performed at the time of basic operations such as takeoff and return, and in an emergency.
  • an emergency operating device (not shown) that has a dedicated emergency stop function may be used (the emergency operating device has a large emergency stop button etc. so that it can respond quickly in an emergency) It is desirable to be a dedicated device with It is desirable that the controller 401 and the drone 100 perform wireless communication using Wi-Fi or the like.
  • the field 403 is a rice field, a field, or the like that is a target of drug spraying by the drone 100.
  • the topography of the field 403 is complicated, and a topographic map cannot be obtained in advance, or the topographic map and the situation at the site may be different.
  • the farm 403 is adjacent to houses, hospitals, schools, other crop farms, roads, railways, and the like. Further, there may be an obstacle such as a building or an electric wire in the field 403.
  • the base station 404 is a device that provides a base unit function of Wi-Fi communication, etc., and preferably functions as an RTK-GPS base station so that the exact position of the drone 100 can be provided (Wi-Fi
  • the communication master unit and the RTK-GPS base station may be independent devices).
  • the farming cloud 405 is typically a computer group operated on a cloud service and related software, and is desirably wirelessly connected to the controller 401 via a mobile phone line or the like.
  • the farming cloud 405 may analyze the image of the field 403 taken by the drone 100, grasp the growth status of the crop, and perform processing for determining the flight route.
  • the drone 100 may be provided with the topographic information and the like of the stored farm 403.
  • the history of the flight of the drone 100 and the captured video may be accumulated and various analysis processes may be performed.
  • the drone 100 takes off from the landing point 406 outside the field 403 and returns to the landing point 406 after spraying the medicine on the field 403 or when it is necessary to refill or charge the medicine.
  • the flight route (intrusion route) from the landing point 406 to the target field 403 may be stored in advance in the farming cloud 405 or the like, or may be input by the user 402 before the takeoff starts.
  • the flight controller 501 is a component that controls the entire drone. Specifically, the flight controller 501 may be an embedded computer including a CPU, a memory, related software, and the like.
  • the flight controller 501 receives motors 102-1a and 102-1b via control means such as ESC (Electronic Speed Control) based on input information received from the pilot 401 and input information obtained from various sensors described below.
  • 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, and 104-b are controlled to control the flight of the drone 100.
  • the actual rotational speed of motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, and 104-b is fed back to the flight controller 501, and normal rotation is performed. It is desirable to have a configuration that can monitor whether Alternatively, a configuration in which an optical sensor or the like is provided on the rotor blade 101 and the rotation of the rotor blade 101 is fed back to the flight controller 501 may be employed.
  • the software used by the flight controller 501 is desirably rewritable through a storage medium or the like for function expansion / change, problem correction, or through communication means such as Wi-Fi communication or USB. In this case, it is desirable to protect by encryption, checksum, electronic signature, virus check software, etc. so that rewriting by illegal software is not performed. Further, a part of calculation processing used for control by the flight controller 501 may be executed by another computer that exists on the pilot 401, the farming cloud 405, or in another place. Since the flight controller 501 is highly important, some or all of the components may be duplicated.
  • the battery 502 is a means for supplying power to the flight controller 501 and other components of the drone, and is preferably rechargeable.
  • the battery 502 is preferably connected to the flight controller 501 via a power supply unit including a fuse or a circuit breaker.
  • the battery 502 is desirably a smart battery having a function of transmitting the internal state (amount of stored electricity, accumulated usage time, etc.) to the flight controller 501 in addition to the power supply function.
  • the flight controller 501 communicates with the pilot 401 via the Wi-Fi slave function 503 and further via the base station 404, receives necessary commands from the pilot 401, and sends necessary information to the pilot. It is desirable to be able to send to 401. In this case, it is desirable to encrypt the communication so that it is possible to prevent illegal acts such as interception, spoofing, and takeover of the device.
  • the base station 404 preferably has an RTK-GPS base station function in addition to a Wi-Fi communication function. By combining the signal from the RTK base station and the signal from the GPS positioning satellite, the GPS module 504 can measure the absolute position of the drone 100 with an accuracy of about several centimeters. Since the GPS module 504 is highly important, it is desirable to duplicate or multiplex, and each redundant GPS module 504 should use a different satellite in order to cope with the failure of a specific GPS satellite. It is desirable to control.
  • the 6-axis gyro sensor 505 is a means for measuring the acceleration of the drone body (further, means for calculating the speed by integrating the acceleration), and is preferably a 6-axis sensor.
  • the geomagnetic sensor 506 is a means for measuring the direction of the drone body by measuring geomagnetism.
  • the atmospheric pressure sensor 507 is a means for measuring atmospheric pressure, and can indirectly measure the altitude of the drone.
  • the laser sensor 508 is a means for measuring the distance between the drone body and the ground surface using the reflection of laser light, and it is preferable to use an IR (infrared) laser.
  • the sonar 509 is a means for measuring the distance between the drone body and the ground surface using reflection of sound waves such as ultrasonic waves.
  • sensors may be selected according to drone cost targets and performance requirements. Further, a gyro sensor (angular velocity sensor) for measuring the inclination of the aircraft, a wind sensor for measuring wind force, and the like may be added. In addition, these sensors are preferably duplexed or multiplexed. When there are a plurality of sensors having the same purpose, the flight controller 501 may use only one of them, and when a failure occurs, it may be switched to an alternative sensor. Alternatively, a plurality of sensors may be used at the same time, and when each measurement result does not match, it may be considered that a failure has occurred.
  • the flow sensor 510 is a means for measuring the flow rate of the medicine, and is preferably provided at a plurality of locations in the path from the medicine tank 104 to the medicine nozzle 103.
  • the liquid shortage sensor 511 is a sensor that detects that the amount of the medicine has become a predetermined amount or less.
  • the multispectral camera 512 is a means for capturing the field 403 and acquiring data for image analysis.
  • the obstacle detection camera 513 is a camera for detecting a drone obstacle. Since the image characteristics and the lens orientation are different from those of the multispectral camera 512, the obstacle detection camera 513 is preferably a device different from the multispectral camera 512.
  • the switch 514 is a means for the user 402 of the drone 100 to perform various settings.
  • Obstacle contact sensor 515 is a sensor for detecting that the drone 100, in particular, its rotor or propeller guard part has come into contact with an obstacle such as an electric wire, a building, a human body, a tree, a bird, or another drone.
  • the cover sensor 516 is a sensor that detects that the operation panel of the drone 100 and the internal maintenance cover are open.
  • the medicine inlet sensor 517 is a sensor that detects that the inlet of the medicine tank 104 is open. These sensors may be selected according to drone cost targets and performance requirements, and may be duplicated or multiplexed.
  • a sensor may be provided in the base station 404, the controller 401, or other place outside the drone 100, and the read information may be transmitted to the drone.
  • a wind sensor may be provided in the base station 404, and information regarding wind power and wind direction may be transmitted to the drone 100 via Wi-Fi communication.
  • the flight controller 501 transmits a control signal to the pump 106 to adjust the medicine discharge amount and stop the medicine discharge. It is desirable that the current situation (for example, the rotational speed) of the pump 106 is fed back to the flight controller 501.
  • the LED 107 is a display means for informing the drone operator of the drone status.
  • Display means such as a liquid crystal display may be used instead of or in addition to the LED.
  • the buzzer 518 is an output means for notifying a drone state (particularly an error state) by an audio signal.
  • the Wi-Fi handset function 519 is an optional component for communicating with an external computer or the like for software transfer or the like, separately from the controller 401. In place of or in addition to the Wi-Fi handset function, other wireless communication means such as infrared communication, Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), NFC, or wired communication means such as USB connection May be used.
  • the speaker 520 is an output means for notifying a drone state (particularly an error state) by a recorded human voice or synthesized voice. Depending on the weather conditions, it may be difficult to see the visual display of the drone 100 during the flight, and in such a case, the situation transmission by voice is effective.
  • the warning light 521 is a display unit such as a strobe light that notifies the drone state (particularly an error state).
  • the birds and beasts are assumed to be wild flying creatures that fly to the fields that are supposed to be used for drones.
  • the birds and beasts include, for example, birds such as crows, pigeons, sparrows, hawks and herons, and mammals such as bats.
  • the drone 100 includes rotating blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b, Motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b, flight control unit 23, approach detection unit 24, and contact detection unit 25 And a warning unit 26 and a drug control unit 30 that controls the amount of drug discharged from the drone.
  • reference numerals for the rotor blades and the motor may be omitted.
  • the flight control unit 23 is a functional unit that controls the motor to control the number of rotations and the direction of rotation of the rotor blades so that the drone 100 flies within a section intended by the user 402.
  • the flight control unit 23 is a CPU implemented by a microcomputer or the like, and is realized by the flight controller together with the medicine control unit 30.
  • the flight control unit 23 transmits a command value for the rotational speed of each motor for each motor.
  • the command value for the number of rotations of each motor is calculated from the planned flight path based on the input section information.
  • the flight path plan and command value calculation are performed on the farming cloud 405 shown in FIG. 4 and transmitted to the flight control unit 23 via the controller 401.
  • the flight control unit 23 controls take-off and landing of the drone 100.
  • the flight control unit 23 controls the evacuation behavior.
  • the retreat action includes, for example, a normal landing operation, an air stop such as hovering, and “emergency return” that moves immediately to a predetermined return point by the shortest route.
  • the predetermined return point is a point that is previously stored in the flight control unit 23, for example, a point that has taken off.
  • the predetermined return point is a land point where the user 402 can approach the drone 100, for example, and the user 402 can check the drone 100 that has reached the return point or manually carry it to another location. can do.
  • the evacuation action may be “normal return” that moves to a predetermined return point through an optimized route.
  • the optimized route is, for example, a route that is calculated with reference to a route in which medicine is dispersed before receiving a normal feedback command.
  • the drone 100 moves to a predetermined return point while spraying the drug via a route where the drug is not yet sprayed.
  • the approach detection unit 24 is a functional unit that detects that a bird or beast is approaching around the drone 100.
  • the approach detection unit 24 includes an approach measurement unit 241 and an approach determination unit 242.
  • the approach measurement unit 241 is, for example, the obstacle detection camera 513 illustrated in FIG.
  • the approach measurement unit 241 may be configured to be able to detect front and rear, left and right, and up and down all directions in the flight state of the drone 100 and to detect approach in all directions.
  • the approach detection unit 24 may detect the approach of birds and beasts based on at least one of a camera, an IR laser, and sonar.
  • the approach determination unit 242 determines whether or not a bird or beast is approaching the drone 100 based on the result measured by the approach measurement unit 241.
  • the approach determining unit 242 determines that a bird or beast is approaching when an object of a size larger than a predetermined size and a speed faster than a predetermined speed approaches the drone 100 body during hovering or normal flight. Is determined.
  • the approach determination unit 242 continuously measures the movement of the birds and beasts, identifies whether the birds and animals are gradually approaching the drone 100 or gradually moving away from the drone 100. You may comprise so that it may detect. According to this configuration, the approach detection can be performed with higher accuracy.
  • the approach determination unit 242 When it is determined that the birds and beasts are approaching, the approach determination unit 242 generates a first approach signal and transmits the first approach signal to the flight control unit 23.
  • the flight control unit 23 that has received the first approach signal lowers the altitude of the drone 100. In the unlikely event that the drone 100 falls to the ground, the degree of damage of the drone 100 can be reduced, and the influence on the field and people below the drone 100 can be reduced. Also, by lowering the altitude of the drone 100, there is a possibility that the approach of birds and beasts can be avoided.
  • the approach detection unit 24 detects whether or not the birds and beasts are still approaching after lowering the altitude of the drone 100 based on the first approach signal. When the approach detection unit 24 detects that a bird or animal is approaching, the approach detection unit 24 generates a second approach signal and transmits it to the warning unit 26. The warning unit 26 that has received the second approach signal performs a warning operation described later.
  • the approach detection unit 24 may detect whether or not the birds and beasts are still approaching after the warning unit 26 issues a warning described later based on the approach signal. In this case, when it is determined that the birds and beasts are still approaching, the approach detection unit 24 generates the second approach signal again and transmits it to the warning unit 26. The warning unit 26 that has received the second approach signal performs a warning operation described later again. The approach detection unit 24 and the warning unit 26 can repeatedly perform the warning operation as long as the approach of the birds and beasts continues.
  • the operation performed by the flight control unit 23 based on the first approach signal or the second approach signal is not limited to the type and order described above, and an appropriate retreat action may be performed.
  • the flight control unit 23 performs a normal landing operation for landing the drone 100 on the spot, or moves the drone 100 to a predetermined return point immediately by the shortest route. An emergency return may be made. Further, “normal return” that moves to a predetermined return point by an optimized route and “emergency stop” that stops all the rotary blades and drops the drone 100 downward from the spot may be used.
  • the contact detection unit 25 is a functional unit that detects contact with a bird such as a bird.
  • the contact detection unit 25 includes a contact measurement unit 251 and a contact determination unit 252.
  • the contact measurement unit 251 is a sensor that measures that an object is in contact with the drone 100. Specifically, the contact measurement unit 251 is realized by an obstacle contact sensor 515 illustrated in FIG.
  • the contact measuring unit 251 may be realized by using a pressure detection element such as a microswitch or a piezoelectric element.
  • the contact measuring unit 251 is preferably installed on the propeller guard unit that is located on the outermost peripheral part of the drone 100.
  • a contact measuring unit 251 may be provided on each of the upper and lower propeller guards of the counter rotating rotor.
  • a plurality of sensors in each direction may be provided around the propeller guard, but by providing a sensor at the part where the propeller guard connects to the aircraft body, one sensor detects contact in multiple directions. May be.
  • the contact measurement unit 251 may measure contact using an acceleration sensor provided in the drone 100.
  • the drone 100 When the birds and beasts come into contact with the drone 100, the drone 100 generates acceleration in the direction opposite to the direction in which the birds and beasts have contacted.
  • the acceleration sensor measures acceleration with an accuracy capable of measuring this short-term rapid acceleration.
  • the contact determination unit 252 determines whether the drone 100 is in contact with a bird or beast based on the measurement result by the contact measurement unit 251.
  • the contact determination unit 252 determines that the drone has contacted an obstacle on the condition that the contact is detected by the acceleration sensor and the contact detection sensor detects a contact for a predetermined time, for example, 3 seconds or more, and recovery means. You may make it take. By doing so, it is possible to prevent a situation in which, for example, a temporary strong wind is erroneously detected as contact with an obstacle. Even if no contact is detected by the acceleration sensor, it may be determined that the drone has touched the obstacle on condition that the contact detection sensor detects contact for a longer predetermined time, for example, 10 seconds or more. Moreover, since it can be assumed that the attack from the birds and beasts is intermittent due to the beak or the wing, it may be determined that the contacts are the birds and beasts by detecting a plurality of intermittent contacts.
  • the contact detection unit 25 When detecting that the birds and beasts are in contact, the contact detection unit 25 generates a contact signal and transmits the contact signal to the flight control unit 23.
  • the flight control unit 23 that has received the contact signal starts a retreat action.
  • the operation performed by the flight control unit 23 based on the contact signal is not limited to the type and order described above, and an appropriate retreat action may be performed.
  • the flight control unit 23 may operate to control the flight of the drone 100 in the normal operation of the drone 100, or may be configured separately from the flight control means in the normal operation.
  • the flight control unit 23 may be a functional unit that operates only when a retreat action is taken at the time of detecting the approach or contact of a bird.
  • the warning unit 26 is a functional unit that performs a warning operation effective for driving away the birds and beasts based on the approach detection unit 24 detecting the approach of the birds and beasts.
  • the warning unit 26 may be a strobe light that emits light such as a strong flash. Further, the warning unit 26 may be a speaker that issues a buzzer sound. In this case, the warning unit 26 can issue a sound having an appropriate frequency effective for driving away the birds and beasts. This light or sound may be continuous or intermittent.
  • the warning unit 26 may be a mechanism unit that performs a warning operation that causes a balloon, a rotating body, a reflector, or the like that is disliked by birds and beasts to protrude from the drone 100, expand, rotate, or the like. Further, the warning unit 26 may appropriately combine the above-described configurations.
  • the drug control unit 30 is a control unit that controls the amount or timing of spraying the drug solution from the drug tank 104.
  • an opening / closing means for opening and closing the drug solution path is provided somewhere in the path from the drug tank 104 to each drug nozzle 103-1, 103-2, 103-3, 103-4.
  • Various emergency operations may be executed after the release of the chemical solution is blocked by the opening / closing means.
  • the medicine control unit 30 may stop the pump 106 before executing the retreat action. This is because spraying the medicine on a flight route different from the normal time causes an adverse effect such as an excessive spraying amount or spraying the medicine on a place where the medicine should not be sprayed.
  • the contact determination unit 252 determines that a bird is in contact with the drone 100
  • the contact detection unit 25 generates a contact signal and transmits the contact signal to the medicine control unit 30.
  • the medicine control unit 30 stops the medicine spraying.
  • the threshold of the distance that the approach determination unit 242 and the contact determination unit 252 determine the approach or contact of the birds and beasts may be a fixed threshold stored in advance in the drone 100 or may be changed according to the situation. It may be a varying threshold. In the case of the fluctuating threshold value, it may be automatically changed by an appropriate configuration connected to the drone 100 wirelessly or by wire, or may be manually changed by the user 402.
  • the approach determination unit 242 and the contact determination unit 252 may determine the approach or contact of a bird or beast based on a measurement result at a certain time point measured, or may be determined based on a plurality of past measurement results. .
  • the approach determination unit 242 may detect that the object gradually approaches at a speed within a predetermined range is a bird or beast based on a plurality of past measurement results. Further, the approach determination unit 242 may store in advance the size and color of the birds and beasts that are expected to approach, and identify whether or not the birds and beasts are approaching by image analysis based on the information stored in advance.
  • the threshold at which the contact detection unit 25 transmits the contact signal to the flight control unit 23 and the threshold at which the contact signal is transmitted to the medicine control unit 30 may be the same or different from each other.
  • the approach detection unit 24 and the contact detection unit 25 display on the control unit 401 monitored by the user 402 that the approach or contact of the birds and beasts has been detected by appropriate communication means of the drone 100. Further, the approach detection unit 24 and the contact detection unit 25 may be configured such that a display means that the drone 100 has, for example, the LED 107, displays that the drone 100 is approaching or contacting the drone 100.
  • the user 402 acquires the information of the drone 100 with the eyewear-type wearable terminal, it may be displayed or projected on the eyewear screen. Further, when the user 402 acquires the information on the drone 100 with the earphone-type wearable terminal, notification may be made by sound.
  • the drone 100 starts normal flight or hovering as planned (step S1).
  • the approach measuring unit 241 of the drone 100 acquires information around the drone 100, and the approach determining unit 242 detects whether or not a bird or animal is approaching the drone 100 (step S2).
  • step S3 If no bird or animal is detected within the predetermined range, the operation returns to step S1, and normal flight is continued.
  • the approach determination unit 242 determines that the birds and beasts are approaching, the approach detection unit 24 transmits a first approach signal to the flight control unit 23, and the flight control unit 23 lowers the altitude of the drone 100 (step S3). .
  • the approach detection unit 24 detects again whether or not the birds and beasts are approaching (step S4), and if not detecting the approach of the birds and beasts, the process returns to step S1. Also, the altitude is increased again at an appropriate timing.
  • the approach detection unit 24 transmits a second approach signal to the warning unit 26.
  • the warning unit 26 to which the second approach signal is transmitted performs a warning operation (step S5).
  • the warning operation may be performed only once or a plurality of times. Also, the different types of warning operations described above may be combined.
  • the contact detection unit 25 detects whether or not the birds and beasts are in contact with the drone 100 (step S6).
  • the contact detection part 25 does not detect the contact of birds and beasts, it returns to step S1. That is, the approach detection unit 24 detects the case where the birds and beasts are approaching even after the warning, and the warning unit 26 repeatedly gives a warning based on the detection by the approach detection unit 24.
  • Step S7 When the contact detection unit 25 detects contact of birds and beasts, the contact detection unit 25 transmits a contact signal to the drug control unit 30, and the drug control unit 30 stops spraying the drug when spraying the drug.
  • Step S7 the steps S1 to S6 may be executed when the medicine is not sprayed, for example, during hovering immediately after the start of flight. When the medicine is not sprayed, step S7 is omitted.
  • the contact detection unit 25 When the contact detection unit 25 detects the contact of the birds and beasts, the contact detection unit 25 generates a first contact signal and transmits it to the flight control unit 23.
  • the flight control unit 23 to which the contact signal has been transmitted performs a normal feedback operation for returning to a predetermined return point (step S8).
  • the contact detection unit 25 notifies the user 402 that the drone 100 performs the normal return operation through an appropriate display unit provided in the controller 401 or the drone 100 itself.
  • the flight control unit 23 may perform “emergency return” for returning to the return point earlier by the shortest route instead of the normal return operation.
  • the flight control unit 23 performs hovering at the return point after the drone 100 returns to the predetermined return point (step S9). Even during the hovering, the approach detection unit 24 may detect the approach of the birds and beasts, or the warning unit 26 may perform a warning operation based on the approach of the birds and beasts.
  • the contact detection unit 25 detects whether or not the birds and beasts are in contact (step S10).
  • the contact detection unit 25 When it is determined by the contact detection unit 25 that the contact of the birds and beasts continues, the contact detection unit 25 generates a second contact signal and transmits it to the flight control unit 23. The flight control unit 23 performs normal landing at the return point based on the second contact signal (step S11). At this time, the contact detection unit 25 notifies the user 402 that the drone 100 performs a normal landing operation through an appropriate display unit provided in the pilot 401 or the drone 100 itself.
  • the flight control unit 23 When it is determined that the landing control cannot be safely performed during the normal landing operation, the flight control unit 23 performs an “emergency stop” that stops the rotation of all the rotor blades and drops the drone 100 on the spot. You may go.
  • the drone 100 it is possible to detect the approach of the birds and beasts to the drone 100 and to drive away the birds and beasts by the operation of the drone 100 itself. Also, the drone 100 can be evacuated safely even when the birds and beasts cannot be removed.
  • the approach detection unit 24 detects whether or not the birds and beasts are approaching again after the warning unit 26 issues a warning to be described later based on the second approach signal, and then retreats. You may perform approach retreat determination which determines whether action is performed. In this case, even after the warning unit 26 issues a warning, if the bird and beast are still approaching, a third approach signal is generated and the third approach signal is transmitted to the flight control unit 23. For example, the warning by the warning unit 26 may be repeated a predetermined number of times, and the approach detection unit 24 may transmit a third approach signal to the flight control unit 23 when the birds and beasts are still approaching thereafter.
  • the flight control unit 23 that has received the third approach signal starts a retreat action such as “retreat” or a normal feedback operation of flying in a direction opposite to the approached direction. According to this configuration, since the retreat action can be taken before the birds and beasts come into contact with the drone 100, it is possible to prevent the drone 100 from being destroyed.
  • the agricultural chemical spraying drone has been described as an example, but the technical idea of the present invention is not limited to this and can be applied to all drones. This is particularly useful for drones that perform autonomous flight.
  • the drone according to the present invention can provide a drone that can maintain high safety even during autonomous flight.

Abstract

【課題】安全性が高いドローンを提供する。 【解決策】　飛行手段101-1ａ、101-1ｂ、101-2ａ、101-2ｂ、101-3ａ、101-3ｂ、101-4ａ、101-4bと、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部23と、鳥獣の接近を検知する接近検知部と、と、を備えるドローンであって、前記飛行制御部は、前記接近の検知に基づいて前記ドローンに退避行動を取らせ、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、ドローン。

Description

ドローン、ドローンの制御方法、および、ドローン制御プログラム
本願発明は、飛行体（ドローン）、特に、安全性を高めたドローン、その制御方法、および、プログラムに関する。
一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター（マルチコプター）の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地（圃場）への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる（たとえば、特許文献1）。欧米と比較して農地が狭い日本においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。
準天頂衛星システムやRTK-GPS（Real Time Kinematic - Global Positioning System）などの技術によりドローンが飛行中に自機の絶対位置をセンチメートル単位で正確に知ることができるようになったことで、日本において典型的な狭く複雑な地形の農地でも、人手による操縦を最小限として自律的に飛行し、効率的かつ正確に薬剤散布を行なえるようになっている。
その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが（たとえば、特許文献2）、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。
特許公開公報　特開２００１－１２０１５１ 特許公開公報　特開２０１７－１６３２６５
自律飛行時であっても、高い安全性を維持できるドローン、すなわち無人飛行体を提供することができる。
　上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係るドローンは、飛行手段と、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、鳥獣の接近を検知する接近検知部と、を備えるドローンであって、前記飛行制御部は、前記接近の検知に基づいて前記ドローンに退避行動を取らせ、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む。
　前記飛行制御部が前記接近の検知に基づいて前記ドローンの高度を下げた後、前記接近検知部は、依然として鳥獣が接近しているか否かを判定し、鳥獣が接近していると判定された場合、警告を発報するものとしてもよい。
　前記接近検知部は、前記ドローンの周辺の情報に基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定するものとしてもよい。
　前記接近検知部は、カメラ、ＩＲレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定するものとしてもよい。
　前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御部をさらに備え、前記薬剤制御部は、前記接近の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
　前記鳥獣の接触を検知する接触検知部をさらに備え、前記飛行制御部は、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに前記退避行動を取らせるものとしてもよい。
　前記飛行制御部は、前記接触の検知に基づいて、前記ドローンにホバリングを行わせ、前記接触検知部は依然として前記鳥獣が接触しているか否かを判定し、鳥獣が接触していると判定された場合、前記飛行制御部に伝達し、前記飛行制御部は前記ドローンをその場に着陸させるものとしてもよい。
　前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御部をさらに備え、前記薬剤制御部は、前記接触の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
　上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係るドローンは、飛行手段と、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、鳥獣の接触を検知して接触信号を生成する接触検知部と、を備えるドローンであって、前記飛行制御部は、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに退避行動を取らせ、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む。
　上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るドローンの制御方法は、飛行手段を稼働させる飛行制御ステップと、鳥獣の接近を検知する接近検知ステップと、前記接近の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせるステップと、を含むドローンの制御方法であって、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む。
　前記飛行制御ステップにおいて前記接近の検知に基づいて前記ドローンの高度を下げた後、依然として鳥獣が接近しているか否かを判定する第２接近検知ステップと、前記第２接近検知ステップにおいて鳥獣が接近していると判定された場合に警告を発報するステップと、をさらに含むものとしてもよい。
　前記接近検知ステップは、前記ドローンに搭載され前記ドローンの周辺の情報に基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定するものとしてもよい。
　前記接近検知ステップは、カメラ、ＩＲレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定するものとしてもよい。
　前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御ステップをさらに含み、前記薬剤制御ステップは、前記接近の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
　前記鳥獣の接触を検知する接触検知ステップと、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに前記退避行動を取らせるステップと、をさらに含むものとしてもよい。
　前記接触の検知に基づいて、前記ドローンを所定の帰還地点に帰還させて前記帰還地点上でホバリングを行うステップと、依然として鳥獣が接触しているか否かを判定する第２接触検知ステップと、前記第２接触検知ステップにおいて鳥獣が接触していると判定された場合、前記ドローンをその場に着陸させるステップと、をさらに含むものとしてもよい。
　前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御ステップをさらに含み、前記接触の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
　上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るドローンの制御方法は、飛行手段を稼働させる飛行制御ステップと、鳥獣の接触を検知する接触検知ステップと、前記接触の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせるステップと、を含むドローンの制御方法であって、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む。
　上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るドローンの制御プログラムは、飛行手段を稼働させる飛行制御命令と、鳥獣の接近を検知する接近検知命令と、前記接近の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせる命令と、をコンピューターに実行させるドローン制御プログラムであって、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む。
　前記飛行制御命令において前記接近の検知に基づいて前記ドローンの高度を下げた後、依然として鳥獣が接近しているか否かを判定する第２接近検知命令と、前記第２接近検知命令において鳥獣が接近していると判定された場合に警告を発報する命令と、をコンピューターに実行させるものとしてもよい。
 
　前記接近検知命令は、前記ドローンに搭載され前記ドローンの周辺の情報に基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定するものとしてもよい。
　前記接近検知命令は、カメラ、ＩＲレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定するものとしてもよい。
　前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御命令をさらにコンピューターに実行させ、前記薬剤制御命令は、前記接近の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
　前記鳥獣の接触を検知する接触検知命令と、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに前記退避行動を取らせる命令と、をさらにコンピューターに実行させるものとしてもよい。
　前記接触の検知に基づいて、前記ドローンを所定の帰還地点に帰還させて前記帰還地点上でホバリングを行う命令と、依然として鳥獣が接触しているか否かを判定する第２接触検知命令と、前記第２接触検知命令において鳥獣が接触していると判定された場合、前記ドローンをその場に着陸させる命令と、をさらにコンピューターに実行させるものとしてもよい。
　前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御命令をさらにコンピューターに実行させ、前記接触の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
　上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るドローンの制御プログラムは、飛行手段を稼働させる飛行制御命令と、鳥獣の接触を検知する接触検知命令と、前記接触の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせる命令と、をコンピューターに実行させるドローン制御プログラムであって、前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む。
なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。
自律飛行時であっても、高い安全性を維持できるドローンを提供する。
本願発明に係るドローンの実施例の平面図である。 本願発明に係るドローンの実施例の正面図である。 本願発明に係るドローンの実施例の右側面図である。 本願発明に係るドローンの実施例を使用した薬剤散布システムの全体概念図の例である。 本願発明に係るドローンの実施例の制御機能を表した模式図である。 上記ドローンが有する、上記ドローンへの鳥獣の接近および接触を検知する構成に関する機能ブロック図である。 上記ドローンが、上記ドローンが有する接近検知部および接触検知部により鳥獣の接近および接触を検知し、警告および退避行動を行うフローチャートである。
以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。
図１に本願発明に係る薬剤散布用ドローン100の実施例の平面図を、図２にその（進行方向側から見た）正面図を、図３にその右側面図を示す。なお、本願明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。
回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b（ローターとも呼ばれる）は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリー消費量のバランスを考慮し、8機（2段構成の回転翼が4セット）備えられていることが望ましい。
モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4ａ、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段（典型的には電動機だが発動機等であってもよい）であり、一つの回転翼に対して1機設けられていることが望ましい。１セット内の上下の回転翼（たとえば、101-1aと101-1b）、および、それらに対応するモーター（たとえば、102-1aと102-1b）は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転することが望ましい。なお、一部の回転翼101-3b、および、モーター102-3bが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図２、および、図３に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら上の構造であることが望ましい。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。
薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられていることが望ましい。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。
薬剤タンク104は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられていることが望ましい。薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、薬剤タンク104と各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。
図４に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。操縦器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報（たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等）を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されることが望ましいが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていることが望ましい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作機（図示していない）を使用してもよい（非常用操作機は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であることが望ましい）。操縦器401とドローン100はWi-Fi等による無線通信を行なうことが望ましい。
圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の障害物が存在する場合もある。
基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようにすることが望ましい（Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい）。営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピューター群と関連ソフトウェアであり、操縦器401と携帯電話回線等で無線接続されていることが望ましい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行なってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行なってもよい。
通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に薬剤を散布した後に、あるいは、薬剤補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路（侵入経路）は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。
図５に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表した模式図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピューターであってよい。フライトコントローラー501は、操縦器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC（Electronic Speed Control）等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっていることが望ましい。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。
フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっていることが望ましい。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護を行なうことが望ましい。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操縦器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピューターによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。
バッテリー502は、フライトコントローラー501、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であることが望ましい。バッテリー502はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してフライトコントローラー501に接続されていることが望ましい。バッテリー502は電力供給機能に加えて、その内部状態（蓄電量、積算使用時間等）をフライトコントローラー501に伝達する機能を有するスマートバッテリーであることが望ましい。
フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操縦器401とやり取りを行ない、必要な指令を操縦器401から受信すると共に、必要な情報を操縦器401に送信できることが望ましい。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておくことが望ましい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えていることが望ましい。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、GPSモジュール504により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。GPSモジュール504は重要性が高いため、二重化・多重化しておくことが望ましく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュール504は別の衛星を使用するよう制御することが望ましい。
６軸ジャイロセンサー505はドローン機体の加速度を測定する手段（さらに、加速度の積分により速度を計算する手段）であり、6軸センサーであることが望ましい。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR（赤外線）レーザーを使用することが望ましい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー（角速度センサー）、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていることが望ましい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。
流量センサー510は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク104から薬剤ノズル103に至る経路の複数の場所に設けられていることが望ましい。液切れセンサー511は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。マルチスペクトルカメラ512は圃場403を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。障害物検知カメラ513はドローン障害物を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ512とは異なるため、マルチスペクトルカメラ512とは別の機器であることが望ましい。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサーである。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。薬剤注入口センサー517は薬剤タンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操縦器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。
フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況（たとえば、回転数等）は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっていることが望ましい。
LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー518は、音声信号によりドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能519は操縦器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態（特にエラー状態）を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。
上空を飛行するドローンにおいては、鳥等の鳥獣がドローンに接近し、さらにドローンに接触して攻撃してくる場合がある。そこで、ドローンに鳥獣が接近していることを検知して、鳥獣に対し追い払う信号を発し、鳥獣の接触を回避する機能を有することが望ましい。また、鳥獣を追い払うことができず、鳥獣が接触してくる場合は、ドローンを安全に退避させる機能を有することが望ましい。
　ここで、鳥獣とは、ドローンの使用を想定する圃場に飛来する野生の飛行生物を想定している。鳥獣は、例えば、カラス、ハト、スズメ、タカ、サギなどの鳥類を始め、コウモリなどの哺乳類も含む。
　図６に示すように、本願発明に係るドローン100は、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bと、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bと、飛行制御部23と、接近検知部24と、接触検知部25と、警告部26と、ドローンから吐出する薬剤の量を制御する薬剤制御部30と、を備える。なお、以降の説明で回転翼およびモーターの参照符号は省略することがある。
　飛行制御部23は、モーターを制御することで回転翼の回転数および回転方向を制御して、ドローン100を使用者402が意図する区画内で飛行させる機能部である。具体的には、飛行制御部23はマイコン等で実装されるCPUであり、薬剤制御部30と共にフライトコントローラーにより実現される。飛行制御部23は、各モーターの回転数の指令値を、モーターごとに送信する。各モーターの回転数の指令値は、入力される区画の情報に基づいて計画される飛行経路から算出される。飛行経路の計画および指令値の計算は、図４に示す営農クラウド405上で行われ、操縦器401を介して飛行制御部23に伝達される。
　また、飛行制御部23は、ドローン100の離陸および着陸の制御を行う。
　さらに、飛行制御部23は、退避行動の制御を行う。退避行動とは、例えば、通常の着陸動作、ホバリングを例とする空中停止や、最短のルートで直ちに所定の帰還地点まで移動する、「緊急帰還」を含む。所定の帰還地点とは、あらかじめ飛行制御部23に記憶させた地点であり、例えば離陸した地点である。所定の帰還地点とは、例えば使用者402がドローン100に近づくことが可能な陸上の地点であり、使用者402は帰還地点に到達したドローン100を点検したり、手動で別の場所に運んだりすることができる。
　また、退避行動は、最適化されたルートで所定の帰還地点まで移動する「通常帰還」であってもよい。最適化されたルートとは、例えば、通常帰還指令を受信する前に薬剤散布したルートを参照して算出されるルートである。例えば、ドローン100は、まだ薬剤を散布していないルートを経由して、薬剤を散布しながら所定の帰還地点まで移動する。
　さらに、すべての回転翼を停止させてドローン100をその場から下方に落下させる「緊急停止」も含む。
　接近検知部24は、鳥獣がドローン100の周囲に接近していることを検知する機能部である。接近検知部24は、接近測定部241と、接近判定部242と、を備える。接近測定部241は、例えば図５に示す障害物検知カメラ513である。接近測定部241は、ドローン100の飛行状態において前後、左右、および上下の全方向を撮影し、全方向の接近を検知可能に構成されていてもよい。接近検知部24は、カメラ、IRレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて鳥獣の接近を検知してもよい。
　接近判定部242は、接近測定部241により測定された結果に基づいて、ドローン100に鳥獣が接近しているか否かを判定する。接近判定部242は、ホバリング中又は通常飛行中においてドローン100の機体に所定以上の大きさ、所定以上の速さの物体が、所定以内の距離に近づいてきたとき、「鳥獣が接近している」と判定する。
　接近判定部242は、鳥獣の動作を連続して測定し、鳥獣がドローン100に次第に近づいてくるのか、ドローン100から次第に遠のいていくのかを識別して、近づいてくるときに「鳥獣が接近している」と検知するように構成してもよい。この構成によれば、接近検知をより精度良く行うことができる。
　鳥獣が接近していると判定されるとき、接近判定部242は第１接近信号を生成し、飛行制御部23に第１接近信号を送信する。第１接近信号を受信した飛行制御部23は、ドローン100の高度を下げる。万一ドローン100が地面に落下した際のドローン100の損傷の程度を軽減し、ドローン100下方の圃場や人への影響を軽減することができる。また、ドローン100の高度を下げることで、鳥獣の接近を回避できる可能性がある。
　接近検知部24は、第１接近信号に基づいてドローン100の高度を下げた後、依然として鳥獣が接近しているか否かを検知する。接近検知部24により鳥獣が近づいてくることを検知するとき、接近検知部24は、第２接近信号を生成して警告部26に送信する。第2接近信号を受信した警告部26は、後述する警告動作を行う。
　接近検知部24は、接近信号に基づいて警告部26が後述する警告を発報した後、依然として鳥獣が接近しているか否かを検知してもよい。この場合、依然として鳥獣が接近していると判定されるとき、接近検知部24は再度第２接近信号を生成して警告部26に送信する。第2接近信号を受信した警告部26は、再度、後述する警告動作を行う。接近検知部24および警告部26は、鳥獣の接近が続く限り繰り返し警告動作を行うことができる。
　なお、飛行制御部23が第１接近信号又は第２接近信号に基づいて行う動作は、上述の種類および順番に限られず、適宜の退避行動を行ってよい。例えば、飛行制御部23は、第１接近信号又は第２接近信号に基づいて、ドローン100をその場に着陸させる通常の着陸動作や、ドローン100を最短のルートで直ちに所定の帰還地点まで移動させる緊急帰還を行ってもよい。また、最適化されたルートで所定の帰還地点まで移動する「通常帰還」、およびすべての回転翼を停止させてドローン100をその場から下方に落下させる「緊急停止」であってもよい。
　接触検知部25は、鳥等の鳥獣との接触を検知する機能部である。接触検知部25は、接触測定部251と、接触判定部252と、を有する。接触測定部251はドローン100に物体が接触していることを測定するセンサーであり、具体的には、図5に示す障害物接触センサー515で実現される。接触測定部251は、マイクロスイッチ、または、ピエゾ素子などの圧力検知素子を使用して実現してよい。接触測定部251は、ドローン100の最も外周部に位置することになるプロペラガード部に設置することが好ましい。二重反転ローターの上下のプロペラガードのそれぞれに接触測定部251を設けてもよい。プロペラガードの周囲に各方向別の複数のセンサーを備えてもよいが、プロペラガードが機体本体と接続する部分にセンサーを設けることで、ひとつのセンサーが複数の方向への接触を検知するようにしてもよい。
接触測定部251は、ドローン100に備えられた加速度センサーによって接触を測定してもよい。ドローン100に鳥獣が接触するとき、ドローン100には、鳥獣が接触した方向とは逆向きの加速度が短時間で発生する。加速度センサーは、この短時間の急激な加速度を測定可能な精度で加速度を計測する。
接触判定部252は、接触測定部251による測定結果に基づいて、ドローン100が鳥獣に接触しているか否かを判定する。
　接触判定部252は、加速度センサーによって接触が検知され、かつ、接触検知センサーによって所定時間、たとえば３秒間以上の接触が検知されたことを条件として、ドローンが障害物に接触したと判定し回復手段を取るようにしてもよい。このようにすることでたとえば一時的な強風を障害物への接触と誤検知する状況等を防ぐことができる。加速度センサーによって接触が検知されなくても、接触検知センサーによってより長い所定時間、たとえば、10秒間以上の接触が検知されたことを条件として、ドローンが障害物に接触したと判定してもよい。また、鳥獣からの攻撃はくちばしや翼による断続的なものであることが想定できるため、断続的な複数の接触を検知して鳥獣の接触であると判定してもよい。
　鳥獣が接触していることを検知するとき、接触検知部25は接触信号を生成し、飛行制御部23に接触信号を送信する。接触信号を受信した飛行制御部23は、退避行動を開始する。
　なお、飛行制御部23が接触信号に基づいて行う動作についても、上述の種類および順番に限られず、適宜の退避行動を行ってよい。
　なお、飛行制御部23は、ドローン100の正常動作においてドローン100の飛行を制御するために動作してもよいし、正常動作における飛行制御手段とは別に構成されていてもよい。飛行制御部23は、鳥獣の接近検知時又は接触検知時に退避行動を取る場合にのみ動作する機能部であってもよい。
　警告部26は、接近検知部24が鳥獣の接近を検知したことに基づいて、鳥獣を追い払うのに有効な警告動作を行う機能部である。警告部26は、強い閃光などの光を発するストロボライトであってもよい。また、警告部26は、ブザー音を発報するスピーカーであってもよい。この場合、警告部26は、鳥獣を追い払うのに有効な適宜の周波数の音を発報することができる。この光又は音は、連続的であっても断続的であってもよい。また、警告部26は、鳥獣が嫌うようなバルーンや回転体、反射板などをドローン100から突出させたり、膨張、回転などをさせる警告動作を行う機構部であってもよい。また、警告部26は、上述の構成を適宜組み合わせてもよい。
　薬剤制御部30は、薬剤タンク104から薬液を散布する量又はタイミングを制御する制御部である。例えば、薬剤タンク104から各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4までの経路のどこかに、薬液経路を開閉する開閉手段が設けられていて、薬剤制御部30は、開閉手段により薬液の放出を遮断した後に各種の緊急動作を実行してもよい。また、薬剤制御部30は、退避行動を実行する前にポンプ106を停止してもよい。通常時とは異なる飛行経路で薬剤を散布すると散布量が過大になる、あるいは、散布すべきでない場所に薬剤を散布するなどの弊害が生じるからである。
　接触判定部252が、ドローン100に鳥獣が接触していると判定する場合、接触検知部25は、接触信号を生成し、薬剤制御部30に接触信号を伝達する。薬剤制御部30は、接触信号が伝達されると、薬剤の散布を停止する。
　接近判定部242および接触判定部252が、鳥獣の接近又は接触を判定する距離の閾値は、予めドローン100に記憶されている固定された閾値であってもよいし、状況に応じて変更される変動する閾値であってもよい。変動する閾値の場合は、ドローン100に無線又は有線接続される適宜の構成により自動で変動されてもよいし、使用者402により手動で変更可能であってもよい。
　接近判定部242および接触判定部252は、計測されるある時点での計測結果に基づいて鳥獣の接近又は接触を判定してもよいし、過去複数回の計測結果に基づいて判定してもよい。
　接近判定部242は、過去複数回の計測結果に基づいて、所定範囲内の速度で次第に近づいてくるものを鳥獣であると検知してもよい。また、接近判定部242は、接近が予想される鳥獣の大きさや色を予め記憶し、予め記憶された情報に基づいて、画像解析により鳥獣が接近しているか否かを識別してもよい。
　接触検知部25が飛行制御部23に接触信号を伝達する閾値と、薬剤制御部30に接触信号を伝達する閾値とは、同一であっても互いに異なっていてもよい。
　接近検知部24および接触検知部25は、ドローン100が有する適宜の通信手段により、使用者402が監視する操縦器401に、鳥獣の接近又は接触を検知した旨を表示する。また、接近検知部24および接触検知部25は、ドローン100が有する表示手段、例えばLED107により、ドローン100に鳥獣が接近又は接触している旨が表示されるように構成してもよい。
　また、使用者402がドローン100の情報をアイウェア型ウェアラブル端末機により取得する場合には、アイウェアの画面上に表示または投影してもよい。また、使用者402がドローン100の情報をイヤホン型ウェアラブル端末機により取得する場合に、音により通知してもよい。
　図７に示すように、まず、ドローン100は計画通りの飛行である通常飛行又はホバリングを開始する（ステップＳ1）。ドローン100の接近測定部241がドローン100の周囲の情報を取得し、接近判定部242がドローン100の周囲に鳥獣が接近しているか否かを検知する（ステップＳ2）。
　所定の範囲内に鳥獣が検知されない場合、ステップＳ１の動作に戻り、通常の飛行を継続する。接近判定部242により鳥獣が接近していると判定される場合、接近検知部24は飛行制御部23に第１接近信号を伝達し、飛行制御部23はドローン100の高度を下げる（ステップＳ3）。
　接近検知部24は、鳥獣が接近しているか否かを再度検知し（ステップＳ4）、鳥獣の接近を検知しない場合は、ステップＳ１に戻る。また、適宜のタイミングで高度を再び上昇させる。
　鳥獣が接近していると判定される場合、接近検知部24は、警告部26に第２接近信号を伝達する。第２接近信号を伝達された警告部26は、警告動作を行う（ステップＳ5）。なお、警告動作は、１回だけ行っても複数回行ってもよい。また、前述した異なる種類の警告動作を組み合わせて行ってもよい。
　次いで、接触検知部25は、鳥獣がドローン100に接触しているか否かを検知する（ステップＳ6）。接触検知部25が鳥獣の接触を検知しない場合、ステップＳ１に戻る。すなわち、接近検知部24は、警告後においても鳥獣が接近している場合を検知し、警告部26は接近検知部24による検知に基づいて繰り返し警告を行う。
　接触検知部25が鳥獣の接触を検知した場合、接触検知部25は薬剤制御部30に接触信号を送信し、薬剤制御部30は、薬剤の散布を行っている場合には薬剤の散布を停止する（ステップＳ7）。なお、ステップＳ１乃至Ｓ６の工程は、例えば飛行開始直後のホバリング中など薬剤の散布が行われていないときに実行される場合もあり得る。薬剤の散布を行っていない場合は、ステップＳ７は省略される。
　接触検知部25が鳥獣の接触を検知した場合、接触検知部25は第１接触信号を生成し、飛行制御部23に伝達する。接触信号が伝達された飛行制御部23は、所定の帰還地点に帰還する通常帰還動作を行う（ステップＳ8）。このとき、接触検知部25は、ドローン100が通常帰還動作を行うことを操縦器401又はドローン100自体が備える適宜の表示手段を通じて使用者402に通知する。なお、飛行制御部23は、通常帰還動作に代えて、最短のルートでより早く帰還地点に帰還する「緊急帰還」を行ってもよい。
　飛行制御部23は、ドローン100が所定の帰還地点に帰還した後、帰還地点においてホバリングを行う（ステップＳ9）。このホバリング中においても、接近検知部24が鳥獣の接近を検知してもよいし、鳥獣の接近に基づいて警告部26が警告動作を行ってもよい。
　ステップＳ１１のホバリング中において、接触検知部25は、鳥獣が接触しているか否かを検知する（ステップＳ１0）。
　接触検知部25により、鳥獣の接触が続いていると判断される場合、接触検知部25は第２接触信号を生成して、飛行制御部23に伝達する。飛行制御部23は、第２接触信号に基づいて、帰還地点にて通常着陸を行う（ステップＳ１1）。このとき、接触検知部25は、ドローン100が通常着陸動作を行うことを操縦器401、又はドローン100自体が備える適宜の表示手段を通じて使用者402に通知する。
　なお、飛行制御部23は、通常着陸動作中において、安全に着陸動作が行えないと判断される場合、全ての回転翼の回転を停止させてドローン100をその場に落下させる「緊急停止」を行ってもよい。
　本構成によれば、ドローン100に鳥獣の接近を検知して、ドローン100自らの動作により鳥獣を追い払うことができる。また、鳥獣を追い払うことができない場合にも、ドローン100を安全に退避させることができる。
　なお、第２の実施形態として、接近検知部24は、第２接近信号に基づいて警告部26が後述する警告を発報した後、再度鳥獣が接近しているか否かを検知して、退避行動を行うか否かを判定する接近退避判定を行ってもよい。この場合、警告部26が警告を発報したあとにおいても、依然として鳥獣が接近している場合は、第３接近信号を生成し、第３接近信号を飛行制御部23に送信する。例えば警告部26による警告を所定回数繰り返し、その後においても依然として鳥獣が接近している場合に、接近検知部24が第３接近信号を飛行制御部23に送信してもよい。第３接近信号を受信した飛行制御部23は、接近される方向とは反対の方向に飛行する「後退」や通常帰還動作などの退避行動を開始する。この構成によれば、鳥獣がドローン100に接触する前に退避行動を取ることができるため、ドローン100の破壊を未然に防ぐことができる。
　なお、本説明においては、農業用薬剤散布ドローンを例に説明したが、本発明の技術的思想はこれに限られるものではなく、ドローン全般に適用可能である。特に、自律飛行を行うドローンに有用である。
（本願発明による技術的に顕著な効果）
　本発明にかかるドローンにおいては、自律飛行時であっても、高い安全性を維持できるドローンを提供することができる。

 

Claims (27)

  1. 　飛行手段と、
    　前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、
    　鳥獣の接近を検知する接近検知部と、
    を備えるドローンであって、
    　前記飛行制御部は、前記接近の検知に基づいて前記ドローンに退避行動を取らせ、
    　前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、
    ドローン。
     
  2. 　前記飛行制御部が前記接近の検知に基づいて前記ドローンの高度を下げた後、前記接近検知部は、依然として鳥獣が接近しているか否かを判定し、鳥獣が接近していると判定された場合、警告を発報する、請求項１記載のドローン。
     
  3. 　前記接近検知部は、前記ドローンの周辺の情報に基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定する、請求項１又は２のいずれかに記載のドローン。
     
  4. 　前記接近検知部は、カメラ、ＩＲレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定する、請求項１乃至３のいずれかに記載のドローン。
     
  5. 前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御部をさらに備え、前記薬剤制御部は、前記接近の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項１乃至４のいずれかに記載のドローン。
     
  6. 　前記鳥獣の接触を検知する接触検知部をさらに備え、前記飛行制御部は、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに前記退避行動を取らせる、請求項１乃至５のいずれかに記載のドローン。
     
  7. 　前記飛行制御部は、前記接触の検知に基づいて、前記ドローンにホバリングを行わせ、前記接触検知部は依然として前記鳥獣が接触しているか否かを判定し、鳥獣が接触していると判定された場合、前記飛行制御部に伝達し、前記飛行制御部は前記ドローンをその場に着陸させる、請求項６記載のドローン。
     
  8. 前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御部をさらに備え、前記薬剤制御部は、前記接触の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項６又は７記載のドローン。
     
  9. 　飛行手段と、
    　前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、
    　鳥獣の接触を検知して接触信号を生成する接触検知部と、
    を備えるドローンであって、
    　前記飛行制御部は、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに退避行動を取らせ、
    　前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、
    ドローン。
     
  10. 　飛行手段を稼働させる飛行制御ステップと、
    　鳥獣の接近を検知する接近検知ステップと、
    　前記接近の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせるステップと、
    を含むドローンの制御方法であって、
    　前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、
    ドローンの制御方法。
     
  11. 　前記飛行制御ステップにおいて前記接近の検知に基づいて前記ドローンの高度を下げた後、依然として鳥獣が接近しているか否かを判定する第２接近検知ステップと、前記第２接近検知ステップにおいて鳥獣が接近していると判定された場合に警告を発報するステップと、をさらに含む、請求項１０記載のドローンの制御方法。
     
  12. 　前記接近検知ステップは、前記ドローンに搭載され前記ドローンの周辺の情報に基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定する、請求項１０又は１１記載のドローンの制御方法。
     
  13. 　前記接近検知ステップは、カメラ、ＩＲレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定する、請求項１０乃至１２のいずれかに記載のドローンの制御方法。
     
  14. 前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御ステップをさらに含み、前記薬剤制御ステップは、前記接近の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項１０乃至１３のいずれかに記載のドローンの制御方法。
     
  15. 　前記鳥獣の接触を検知する接触検知ステップと、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに前記退避行動を取らせるステップと、をさらに含む、請求項１０乃至１４のいずれかに記載のドローンの制御方法。
     
  16. 　前記接触の検知に基づいて、前記ドローンを所定の帰還地点に帰還させて前記帰還地点上でホバリングを行うステップと、依然として鳥獣が接触しているか否かを判定する第２接触検知ステップと、前記第２接触検知ステップにおいて鳥獣が接触していると判定された場合、前記ドローンをその場に着陸させるステップと、をさらに含む、請求項１５記載のドローンの制御方法。
     
  17. 前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御ステップをさらに含み、前記接触の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項１５又は１６記載のドローンの制御方法。
     
  18. 　飛行手段を稼働させる飛行制御ステップと、
    　鳥獣の接触を検知する接触検知ステップと、
    　前記接触の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせるステップと、
    を含むドローンの制御方法であって、
    　前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、
    ドローンの制御方法。
     
  19. 　飛行手段を稼働させる飛行制御命令と、
    　鳥獣の接近を検知する接近検知命令と、
    　前記接近の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせる命令と、
    をコンピューターに実行させるドローン制御プログラムであって、
    　前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、
    ドローン制御プログラム。
     
  20. 　前記飛行制御命令において前記接近の検知に基づいて前記ドローンの高度を下げた後、依然として鳥獣が接近しているか否かを判定する第２接近検知命令と、前記第２接近検知命令において鳥獣が接近していると判定された場合に警告を発報する命令と、をコンピューターに実行させる、請求項１９記載のドローン制御プログラム。
     
  21. 　前記接近検知命令は、前記ドローンに搭載され前記ドローンの周辺の情報に基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定する、請求項１９又は２０記載のドローン制御プログラム。
     
  22. 　前記接近検知命令は、カメラ、ＩＲレーザーおよびソナーの少なくともいずれかに基づいて、前記ドローンに鳥獣が接近しているか否かを判定する、請求項１９乃至２１のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
     
  23. 前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御命令をさらにコンピューターに実行させ、前記薬剤制御命令は、前記接近の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項１９乃至２２のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
     
  24. 　前記鳥獣の接触を検知する接触検知命令と、前記接触の検知に基づいて前記ドローンに前記退避行動を取らせる命令と、をさらにコンピューターに実行させる、請求項１９乃至２３のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
     
  25. 　前記接触の検知に基づいて、前記ドローンを所定の帰還地点に帰還させて前記帰還地点上でホバリングを行う命令と、依然として鳥獣が接触しているか否かを判定する第２接触検知命令と、前記第２接触検知命令において鳥獣が接触していると判定された場合、前記ドローンをその場に着陸させる命令と、をさらにコンピューターに実行させる、請求項２４記載のドローン制御プログラム。
     
  26. 前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御命令をさらにコンピューターに実行させ、前記接触の検知に基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項２４又は２５記載のドローン制御プログラム。
     
  27. 　飛行手段を稼働させる飛行制御命令と、
    　鳥獣の接触を検知する接触検知命令と、
    　前記接触の検知に基づいてドローンに退避行動を取らせる命令と、
    をコンピューターに実行させるドローン制御プログラムであって、
    　前記退避行動は、前記ドローンの飛行高度を下げる行動、接近する前記鳥獣に向けて警告を発報する行動、前記ドローンを着陸させる緊急着陸、および前記ドローンを所定の地点へ帰還させる帰還行動のうち少なくとも１つの行動を含む、
    ドローン制御プログラム。
     
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110647169A (zh) * 2019-09-18 2020-01-03 安徽天德无人机科技有限公司 一种植保无人机电池智能充电系统
WO2021054178A1 (ja) * 2019-09-18 2021-03-25 ソニー株式会社 無人航空機、制御方法、およびプログラム
JP2021070413A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 井関農機株式会社 無人飛行体を利用した作業車両の自律走行システム
GB2596512A (en) * 2020-05-26 2022-01-05 Bangor Univ Improvements in and relating to drone control
CN114115329A (zh) * 2021-10-28 2022-03-01 中国人民解放军陆军工程大学 中继协同无人机任务规划方法及装置
WO2023067651A1 (ja) * 2021-10-18 2023-04-27 日本電信電話株式会社 飛行体制御システム、飛行体制御装置、遠隔制御装置、飛行体、飛行体制御方法、及び飛行体制御プログラム
WO2023238208A1 (ja) * 2022-06-06 2023-12-14 株式会社RedDotDroneJapan 空中撮影システム、空中撮影方法及び空中移動体管理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11105797A (ja) * 1997-10-07 1999-04-20 Mitsubishi Electric Corp 着陸装置
JP2004175209A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Fuji Heavy Ind Ltd 無人航空機
JP2017112440A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 キヤノン株式会社 撮像システムおよびその制御方法、移動撮像装置、通信装置
JP2017206066A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社プロドローン 薬液散布用無人航空機
JP2017207574A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 エヌカント株式会社 飛行式店内広告システム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107521692A (zh) * 2017-07-18 2017-12-29 葛顺英 一种具有自我保护功能的智能型无人机
CN107444625A (zh) * 2017-07-25 2017-12-08 芜湖超源力工业设计有限公司 一种具有脚架保护功能的新型无人机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11105797A (ja) * 1997-10-07 1999-04-20 Mitsubishi Electric Corp 着陸装置
JP2004175209A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Fuji Heavy Ind Ltd 無人航空機
JP2017112440A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 キヤノン株式会社 撮像システムおよびその制御方法、移動撮像装置、通信装置
JP2017206066A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社プロドローン 薬液散布用無人航空機
JP2017207574A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 エヌカント株式会社 飛行式店内広告システム

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110647169A (zh) * 2019-09-18 2020-01-03 安徽天德无人机科技有限公司 一种植保无人机电池智能充电系统
WO2021054178A1 (ja) * 2019-09-18 2021-03-25 ソニー株式会社 無人航空機、制御方法、およびプログラム
JP2021070413A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 井関農機株式会社 無人飛行体を利用した作業車両の自律走行システム
JP7315897B2 (ja) 2019-10-31 2023-07-27 井関農機株式会社 無人飛行体を利用した作業車両の自律走行システム
GB2596512A (en) * 2020-05-26 2022-01-05 Bangor Univ Improvements in and relating to drone control
WO2023067651A1 (ja) * 2021-10-18 2023-04-27 日本電信電話株式会社 飛行体制御システム、飛行体制御装置、遠隔制御装置、飛行体、飛行体制御方法、及び飛行体制御プログラム
CN114115329A (zh) * 2021-10-28 2022-03-01 中国人民解放军陆军工程大学 中继协同无人机任务规划方法及装置
CN114115329B (zh) * 2021-10-28 2023-06-16 中国人民解放军陆军工程大学 中继协同无人机任务规划方法及装置
WO2023238208A1 (ja) * 2022-06-06 2023-12-14 株式会社RedDotDroneJapan 空中撮影システム、空中撮影方法及び空中移動体管理装置

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